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Patent Searching and Data


Title:
ACTUATOR SYSTEM FOR HYDRAULIC CLUTCH ACTUATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/156269
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an actuator system for hydraulic actuation of a clutch, comprising a master cylinder having a master piston, a reservoir for receiving hydraulic fluid, a connection opening between the reservoir and the master cylinder, a degree of opening of the connection opening being dependent on a position of the master piston, and a hydrostatic actuator for controlling a position of the master piston. The actuator system according to the invention additionally has a control device for controlling the hydrostatic actuator so that a motion rate of the master piston is high when the connection opening is wide open, and low when the connection opening is only slightly open. In a method according to the invention, a position of the master piston is detected and the actuator is controlled depending on the position or degree of opening at different rates.

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Inventors:
TREDER, Marco (Bühlertalstraße 36, Bühl, 77815, DE)
STEHR, Reinhard (Hauptstraße 96, Bühl, 77815, DE)
Application Number:
EP2013/056281
Publication Date:
October 24, 2013
Filing Date:
March 25, 2013
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (Industriestraße 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
International Classes:
F16D29/00; F16D48/06
Foreign References:
DE19734038A11998-02-19
DE19823772A11998-12-10
DE19857707A11999-06-24
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verfahren zum Steuern eines Aktorsystems (100) zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung (105), wobei das Aktorsystem (100) einen Geberzylinder (1 10) mit einem Geberkolben (1 15), einen Nachlaufbehälter (135) zur Aufnahme von Hydraulikfluid (145), eine Verbindungsöffnung (140) zwischen dem Nachlaufbehälter (135) und dem Geberzylinder (1 10), einen hydrostatischen Aktor (150) zur Steuerung einer Stellung des Geberkolbens (1 15) und eine Steuereinrichtung (165) zur Steuerung des hydrostatischen Aktors (150) aufweist und ein Öffnungsgrad der Verbindungsöffnung (140) abhängig von einer Stellung des Geberkolbens (1 15) ist, folgende Schritte umfassend:

Steuern des Aktors (150) mit einer hohen Geschwindigkeit, während die Verbindungsöffnung (140) weit geöffnet ist, und

Steuern des Aktors (150) mit einer geringen Geschwindigkeit, während die Verbindungsöffnung (140) wenig geöffnet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Bewegungsgeschwindigkeit bei nur teilweise geöffneter Verbindungsöffnung (140) geringer als bei geschlossener Verbindungsöffnung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die maximale Bewegungsgeschwindigkeit im Bereich (230) der nur teilweise geöffneten Verbindungsöffnung (140) mit steigendem Öffnungsgrad monoton ansteigt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Abhängigkeit (225) linear ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Abhängigkeit (260) auf mehreren Abschnitten des Bereichs (230) jeweils konstant ist.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit im Bereich (230) der nur teilweise geöffneten Verbindungsöffnung (140) in Abhängigkeit einer Temperatur im Bereich des Hydraulikfluids (145) gesteuert wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner folgende Schritte umfassend:

Bewegen des Geberkolbens (1 15) in eine Öffnungsstellung (215), in der die Verbindungsöffnung (140) teilweise geöffnet ist;

Bestimmen, dass ein Druck des Hydraulikfluids (145) langsamer als vorbestimmt auf einen Umgebungsdruck absinkt,

Anpassen der Öffnungsstellung (215) so, dass der Öffnungsgrad größer ist, und Bewegen des Geberkolbens (1 15) nur einseitig der Öffnungsstellung (215), um die Kupplung (105) zu betätigen.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner folgende Schritte umfassend:

Bestimmen, dass sich eine Taststellung (315) des Geberkolbens (1 15), an dem die Kupplung (105) zu schließen beginnt, in Richtung einer Schließstellung (210) des Geberkolbens (1 15), an dem die Verbindungsöffnung (140) gerade geschlossen ist, verschoben ist;

Anpassen der Öffnungsstellung (215) so, dass der Öffnungsgrad der Verbindungsöffnung (140) vergrößert ist, und

Bewegen des Geberkolbens (1 15) nur einseitig der Öffnungsstellung (215), um die Kupplung (105) zu betätigen.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, folgende Schritte umfassend:

Bewegen des Geberkolbens (1 15) in Richtung eines abnehmenden Öffnungsgrads; Bestimmen einer Schließstellung (210), an dem die Verbindungsöffnung (140) gerade geschlossen ist, auf der Basis eines Druckverlaufs des Hydraulikfluids (145), und Bewegen des Geberkolbens (1 15) nur einseitig der bestimmten Schließstellung (210), um die Kupplung (105) zu betätigen.

10. Aktorsystem (100) zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung (105), wobei das Aktorsystem (100) folgendes umfasst:

einen Geberzylinder (1 10) mit einem Geberkolben (1 15);

einen Nachlaufbehälter (135) zur Aufnahme von Hydraulikfluid (145);

eine Verbindungsöffnung (140) zwischen dem Nachlaufbehälter (135) und dem Geberzylinder (1 10),

wobei ein Öffnungsgrad der Verbindungsöffnung (140) abhängig von einer Stellung des Geberkolbens (1 15) ist; und

einen hydrostatischen Aktor (150) zur Steuerung einer Stellung des Geberkolbens (1 15),

gekennzeichnet durch

eine Steuereinrichtung (165) zur Steuerung des hydrostatischen Aktors (150) derart, dass der Geberkolben (1 15) mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt wird, während die Verbindungsöffnung (140) weit geöffnet ist, und mit einer geringen Geschwindig- keit, während die Verbindungsöffnung (140) wenig geöffnet ist.

Description:
Aktorsystem zur hydraulischen Kupplungsbetätigung

Die Erfindung betrifft ein Aktorsystem zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Steuerung eines hydrostatischen Aktors des Aktorsystems.

Ein Aktorsystem zu einer hydraulischen Betätigung einer Kupplung umfasst einen

hydrostatischen Aktor, wie er beispielsweise aus DE 10 2010 047 800 A1 oder DE 10 2010 047 801 A1 bekannt ist. Ein derartiger Aktor betätigt einen Geberkolben in einem Geberzylinder, um mittels einer Druckleitung ein hydraulisches Fluid mit einem Nehmerzylinder auszutauschen. Der Nehmerzylinder umfasst einen Nehmerkolben, der die Kupplung betätigt.

In einer Ausführungsform sind im Antriebsstrang zwei Kupplungen vorgesehen, die auf unterschiedliche Getriebewellen wirken, wobei jeweils nur eine der Kupplungen geschlossen ist. Hier ist es üblich, dass die Kupplung dann Kraft im Antriebsstrang überträgt, wenn der Druck im Nehmerzylinder ausreichend hoch ist. Eine umgekehrte Ausführungsform, in der eine Kupplung dann Kraft im Antriebsstrang überträgt, wenn der Druck im Nehmerzylinder niedrig ist, ist aus einem Kupplungssystem mit nur einer Kupplung bekannt.

Eine Stellung des Geberkolbens ist an die Stellung der Kupplung gekoppelt, jedoch unterliegt diese Kopplung einer Reihe von Einflussfaktoren. Beispielsweise kann das Kupplungssystem, insbesondere das Hydraulikfluid, im Betrieb erwärmt werden, wodurch es sich ausdehnt bzw. ein Druck des Hydraulikfluids ansteigt. Umgekehrt kann eine Abkühlung des Kupplungssystems zu einem verkleinerten Volumen bzw. Druck des Fluids führen. Um derartige Effekte auszugleichen, ist es üblich, das im Bereich zwischen den Kolben abgeschlossene Hydraulikfluid periodisch mittels einer Ausgleichsöffnung mit einem Nachlaufbehälter zu verbinden ("schnüffeln"), um einen Überdruck oder Unterdruck auszugleichen. Dafür ist eine Verbindungsöffnung zwischen dem Nachlaufbehälter und dem Geberzylinder vorgesehen, die in einer so genannten Schnüffelstellung des Geberkolbens freigegeben wird. Beim Schließen der Verbindungsöffnung aus der Schnüffelstellung steigt der hydraulische Druck jedoch schon an, bevor die Verbindungsöffnung vollständig geschlossen ist. Während dieser Phase wird eine Menge Hydraulikfluid zwischen dem Nachlaufbehälter und dem Geberzylinder ausgetauscht, die von einem Durchflusswiderstand des Hydraulikfluids abhängig ist. Der Durchflusswiderstand ist jedoch unter anderem von der Temperatur des Fluids abhängig, sodass nach dem Schließen der Verbindungsöffnung ein vorbestimmtes Volumen bzw. ein vorbestimmter Druck des Hydraulikfluids im Aktorsystem nicht garantiert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System anzugeben, die es erlauben, Arbeitsbedingungen eines hydraulischen Aktorsystems mit verbesserter Präzision möglichst rasch einzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Verfahrens und eines Aktorsystems mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.

Ein Aktorsystem zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung umfasst einen Geberzylinder mit einem Geberkolben, einen Nachlaufbehälter zur Aufnahme von Hydraulikfluid, eine Verbindungsöffnung zwischen dem Nachlaufbehälter und dem Geberzylinder, wobei ein Öffnungsgrad der Verbindungsöffnung abhängig von einer Stellung des Geberkolbens ist, und einen hydrostatischen Aktor zur Steuerung einer Stellung des Geberkolbens. In einem erfindungsgemäßen Aktorsystem ist außerdem eine Steuereinrichtung zur Steuerung des hydrostatischen Aktors derart vorgesehen, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit des Geberkolbens hoch ist, während die Verbindungsöffnung weit geöffnet ist, und gering, während die Verbindungsöffnung wenig geöffnet ist. In einem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Stellung des Geberkolbens erfasst und der Aktor in Abhängigkeit der Stellung bzw. des Öffnungsgrades in unterschiedlichen Geschwindigkeiten gesteuert.

Dadurch ist es möglich, den Geberkolben während des Verschließens der Verbindungsöffnung mit einer abfallenden Geschwindigkeit zu bewegen, die einen insgesamt raschen, aber während des Verschließens der Verbindungsöffnung ausreichend langsamen Druckaufbau gewährleistet, sodass ein Volumen bzw. ein Druck des Hydraulikfluids in den Zylindern nach dem Schließen der Verbindungsöffnung mit verbesserter Genauigkeit einem vorbestimmten Wert entspricht.

Außerhalb des Bereichs, in dem die Verbindungsöffnung wenigstens teilweise geöffnet ist, kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Geberkolbens prinzipiell beliebig sein. Insbesondere kann die Bewegungsgeschwindigkeit bei geschlossener Verbindungsöffnung höher als bei teilweise geöffneter Verbindungsöffnung sein. Ein Schnüffelvorgang kann auf diese Weise ra- scher durchführbar sein. Das Aktorsystem kann somit schneller kalibriert werden, um mittels der Kupplung ein präzises Ein- bzw. Auskuppeln und damit einen präzisen und harmonischen Gangwechselvorgang eines angeschlossenen Getriebes zu ermöglichen.

In einer bevorzugten Ausführungsform steigt die maximale Bewegungsgeschwindigkeit im Bereich der nur teilweise geöffneten Verbindungsöffnung mit steigendem Öffnungsgrad monoton an. Dadurch kann in weiter verbesserter Weise sichergestellt sein, dass der durch den Schnüffelvorgang beabsichtigte Druckausgleich sowohl schnell als auch präzise definiert erfolgt. Dabei sind unterschiedliche Abhängigkeiten der Bewegungsgeschwindigkeit vom Öffnungsgrad möglich.

In einer Ausführungsform ist die Abhängigkeit linear. Beschleunigungen des hydrostatischen Aktors bzw. des Geberkolbens können auf diese Weise gering gehalten sein. Der Aktor kann so außerdem leichter ansteuerbar sein. In einer anderen Ausführungsform ist die Abhängigkeit auf einem oder mehreren Abschnitten des Bereichs jeweils konstant. Bei Verwendung mehrerer Abschnitte kann ein treppenförmiger Verlauf der Bewegungsgeschwindigkeit realisiert werden, der ebenfalls leicht implementierbar sein kann. Insbesondere kann der hydrostatische Autor leicht ur Bewegung in unterschiedlichen, vorbestimmten Geschwindigkeiten ansteuerbar sein.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Geberkolbens im Bereich der nur teilweise geöffneten Verbindungsöffnung in Abhängigkeit einer Temperatur im Bereich des Hydraulikfluids gesteuert. Als Temperatur kann die unmittelbare Temperatur des Hydraulikfluids oder eine Temperatur verwendet werden, auf deren Basis sich die Temperatur des Hydraulikfluids ausreichend genau annähern lässt, beispielsweise eine Umgebungstemperatur im Bereich des Nehmerzylinders, etwa eine Kupplungstemperatur. Dabei kann die Bewegungsgeschwindigkeit nur eines der oben beschriebenen Abschnitte oder mehrerer bzw. aller Abschnitte in Abhängigkeit der Temperatur gesteuert sein. Je höher die Temperatur ist, desto höher kann die Geschwindigkeit sein.

Um sicherzustellen, dass der Geberkolben für den Schnüffelvorgang in eine Öffnungsstellung bewegt wird, welche die Verbindungsöffnung nicht mehr als für den Schnüffelvorgang erforderlich freigibt, kann die Öffnungsstellung anpassbar sein. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird hierfür der Geberkolben in eine Öffnungsstellung bewegt, in der die Verbin- dungsöffnung teilweise geöffnet ist, bestimmt, dass ein Druck des Hydraulikfluids langsamer als vorbestimmt auf einen Umgebungsdruck absinkt, und die Öffnungsstellung so angepasst, dass der Öffnungsgrad vergrößert ist. Im Folgenden kann der Geberkolben nur einseitig der Öffnungsstellung bewegt werden, um die Kupplung zu betätigen.

Durch den beschriebenen Vorgang kann die Öffnungsstellung des Geberkolbens auf einen Wert kalibriert werden, der einerseits einen ausreichend raschen Druckausgleich zwischen dem Nachlaufbehälter und dem Geberzylinder erlaubt, andererseits jedoch eine unnötige Bewegung des Geberkolbens vermeidet und im Fall eines aus anderen, beispielsweise thermischen, Gründen angestiegenen Drucks des Hydraulikfluids einer Verschiebung derjenigen Stellung, in der die Verbindungsöffnung freigegeben wird, entgegenwirkt.

In einer anderen Ausführungsform kann bestimmt werden, dass sich eine Taststellung des Geberkolbens, an dem die Kupplung bei steigendem Druck zu schließen beginnt, in Richtung einer Schließstellung des Geberkolbens, an dem die Verbindungsöffnung gerade geschlossen ist, verschoben ist. Daraufhin kann die Öffnungsstellung so angepasst werden, dass der Öffnungsgrad der Verbindungsöffnung vergrößert ist. Anschließend kann der Geberkolben nur einseitig der Öffnungsstellung bewegt werden, um die Kupplung zu betätigen.

In den beiden Varianten ist es möglich, in Sondersituationen, beispielsweise beim Befüllen des Aktorsystems mit Hydraulikfluid, den Geberkolben in eine Stellung zu bewegen, in welcher die Verbindungsöffnung weiter als im Normalbetrieb bzw. vollständig freigeben ist.

In noch einer weiteren Ausführungsform kann eine Schließstellung ("Schließpunkt") des Geberkolbens, an dem die Verbindungsöffnung gerade geschlossen ist, auf der Basis eines Druckverlaufs des Hydraulikfluids bestimmt werden, wenn der Geberkolben in Richtung eines abnehmenden Öffnungsgrads bewegt wird. Anschließend kann der Geberkolben nur einseitig der bestimmten Schließstellung bewegt werden, um die Kupplung zu betätigen. Dadurch kann verhindert werden, dass ein unzulässig hoher Druckaufbau beim Schließen der Verbindungsöffnung vor der Schließstellung auftritt. In einer Ausführungsform muss hierfür lediglich überprüft werden, ob der Druck des Hydraulikfluids oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt, während sich der Geberkolben jenseits eines Unsicherheitsbereichs befindet, in welchem die tatsächliche Schließstellung liegt. Dies kann die Verwendung eines vorteilhaft einfach aufgebauten Drucksensors für den Druck des Hydraulikfluids erlauben. Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:

Figur 1 ein Aktorsystem zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung;

Figur 2 Zusammenhänge zwischen einer Stellung und einer maximalen Bewegungsgeschwindigkeit eines Geberkolbens im Aktorsystem aus Figur 1 ;

Figur 3 einen Zusammenhang zwischen der Stellung eines Geberkolbens und einem

Druck von Hydraulikfluid im Aktorsystem von Figur 1 , und

Figur 4 einen vergrößerten Ausschnitt des in Figur 3 gezeigten Zusammenhangs darstellt.

Figur 1 zeigt ein Aktorsystem 100 zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung 105. Die Kupplung 105 ist zum gesteuerten Schließen bzw. Unterbrechen eines Kraftflusses in einem Antriebsstrang, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Kupplungen 105 im Antriebsstrang vorgesehen, wobei zu jeden Zeitpunkt maximal eine der Kupplungen vollständig geschlossen ist.

Das Aktorsystem 100 umfasst einen Geberzylinder 1 10, in dem ein Geberkolben 1 15 aufgenommen ist, einen Nehmerzylinder 120, in dem ein Nehmerkolben 125 aufgenommen ist, eine Druckleitung 130 zur fluiden Verbindung der Zylinder 1 10 und 120, sowie einen Nachlaufbehälter 135, der mittels einer Verbindungsöffnung 140 im Geberzylinder 1 10 in Abhängigkeit einer Stellung des Geberkolbens 1 15 fluid mit dem Geberzylinder 1 10 verbunden werden kann. Im Nachlaufbehälter 135, dem Geberzylinder 1 10, der Druckleitung 130 und dem Nehmerzylinder 120 befindet sich ein Hydraulikfluid 145. Der Nachlaufbehälter 135 ist gegenüber einer Umgebung nicht druckdicht abgeschlossen, so dass das Hydraulikfluid 145 im Nachlaufbehälter 135 Umgebungsdruck, im Allgemeinen einen umgebenden Luftdruck, aufweist.

In der dargestellten Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass ein Druck des

Hydraulikfluids 145 durch Bewegen des Geberkolbens 1 15 erhöht werden kann, um die Kupp- lung 105 zu schließen bzw. einen Kraftschluss durch die Kupplung 105 im Antriebsstrang herzustellen. Eine umgekehrte Anordnung, in welcher die Kupplung 105 mittels Federkraft geschlossen wird, wenn der Druck des Hydraulikfluids 145 absinkt, ist alternativ ebenfalls möglich.

Der Geberkolben 1 15 kann mittels eines hydrostatischen Aktors 150 bewegt werden, indem die Stellung des Geberkolbens 1 15 im Geberzylinder 1 10 durch den Aktor 150 verschoben wird. Dazu umfasst der Aktor 150 bevorzugterweise einen Spindeltrieb 155 zur Umwandlung einer rotatorischen in eine translatorische Stellung, einen Antriebsmotor 160 zur Bereitstellung der rotatorischen Stellung und eine Steuereinrichtung 165, die auch separat vom Aktor 150 vorgesehen sein kann. Bevorzugterweise ist die Steuereinrichtung 165 mit einem ersten Sensor 170 zur Bestimmung einer Temperatur im Bereich des Hydraulikfluids 145 und/oder einem zweiten Sensor 175 zur Bestimmung eines Drucks des Hydraulikfluids 145 im Bereich der Druckleitung 130 verbunden.

Um die Kupplung 105 in einem Normalbetrieb zu öffnen und zu schließen, wird der Aktor 150 dazu angesteuert, den Geberkolben 1 15 so im Geberzylinder 1 10 zu bewegen, dass die Verbindungsöffnung 140 geschlossen ist, und über die Stellung des Geberkolbens 1 15 der zum Öffnen bzw. Schließen erforderliche Druck des Hydraulikfluids 145 bereitgestellt wird. Befindet sich der Geberkolben 1 15 in einer Position, in der der Druck des Hydraulikfluids 145 im Normalbetrieb niedrig ist, so kann der Geberkolben 1 15 in Figur 1 noch weiter nach links bewegt werden, um im Rahmen eines so genannten Schnüffelvorgangs die Verbindungsöffnung 140 wenigstens teilweise freizugeben und einen Austausch von Hydraulikfluid 145 zwischen dem Geberzylinder 1 10 und dem Nachlaufbehälter 135 zu ermöglichen. Der Schnüffelvorgang kann erforderlich sein, wenn sich eine Temperatur des Hydraulikfluids 145 seit einem zurückliegenden Schnüffelvorgang verändert hat. Durch den Schnüffelvorgang wird das Aktorsystem 100 hydraulisch bzw. mechanisch neu kalibriert, um einen vorbestimmten Zusammenhang zwischen der Stellung des Aktors 150 und der Stellung der Kupplung 105 herzustellen.

Figur 2 zeigt Zusammenhänge 200 zwischen einer Stellung und einer maximalen Bewegungsgeschwindigkeit des Geberkolbens 1 15 des Aktorsystems 100 aus Figur 1. 1m linken Bereich ist ein Abschnitt des Geberzylinders 1 10 mit dem Geberkolben 1 15 und der Verbindungsöffnung 140 funktional dargestellt. Im rechten Bereich ist oben ein Zusammenhang zwischen der Stellung des Geberkolbens 1 15 in vertikaler Richtung und der Zeit in horizontaler Richtung dargestellt. Im rechten Bereich weiter unten sind drei alternative Vorläufe von Bewegungsgeschwindigkeiten des Geberkolbens 1 15 im Geberzylinder 1 10 dargestellt. Unterbrochene Linien erleichtern Zuordnungen zwischen Abschnitten der drei Darstellungen.

Im Normalbetrieb befindet sich die in Figur 2 obere Kante des Geberkolbens 1 15 in einer Nullstellung 205, in welcher der Nehmerzylinder 120 mit einem minimalen Druck beaufschlagt ist. Um die Kupplung 105 zu betätigen, wird der Geberkolben 1 15 von der Nullstellung 205 aus in Figur 2 nach oben verfahren. Zum Schnüffeln wird der Geberkolben 1 15 hingegen nach unten bis in eine Schließstellung 210 bewegt, in der die Verbindungsöffnung 140 gerade noch vollständig geschlossen ist. An der Schließstellung 210 vorbei wird der Geberkolben 1 15 dann weiter in eine Öffnungsstellung 215 bewegt, in welcher die Verbindungsöffnung 140 zum Nachlaufbehälter 135 ausreichend freigegeben ist. In der Darstellung von Figur 2 ist die Öffnungsstellung 215 ohne Beschränkung der Allgemeinheit mit einem maximal möglichen Öffnungsgrad der Verbindungsöffnung 140 dargestellt. In anderen Ausführungsformen kann die Öffnungsstellung 215 mit Bezug auf die Darstellung von Figur 2 auch weiter oben definiert sein. Die Öffnungsstellung 215 kann auch variabel definierbar sein, um einen optimierten Schnüffelvorgang zu erlauben.

Erfindungsgemäß wird der Geberkolben 1 15 in Abhängig seiner Stellung im Geberzylinder 1 10 in seiner Bewegungsgeschwindigkeit gesteuert. Ein Verlauf 220 erläutert den Zusammenhang zwischen Bewegungsgeschwindigkeit und Position des Geberkolbens. In einem ersten zeitlichen Abschnitt 225 wird das Schnüffeln vorbereitet, indem der Geberkolben 1 15 von der Nullstellung 205 in die Schließstellung 210 bewegt wird. In einem zweiten zeitlichen Abschnitt 230 wird der Geberkolben 1 15 weiter in Richtung der Öffnungsstellung 215 bewegt, sodass die Verbindungsöffnung 140 teilweise geöffnet wird und dann ein Öffnungsgrad der Verbindungsöffnung 140 ansteigt. In einem dritten zeitlichen Abschnitt 235 wird der Geberkolben 1 15 in der Öffnungsstellung 215 gehalten. In diesem Abschnitt erfolgt der größte Teil des Druckausgleichs zwischen dem Innenraum des Geberzylinders 1 10 und dem Nachlaufbehälter 135. Danach wird in einem Abschnitt 240 die Verbindungsöffnung 140 mittels des Geberkolbens 1 15 wieder geschlossen, bis der Geberkolben 1 15 die Schließstellung 210 erreicht hat. Die Bewegung im Abschnitt 240 entspricht bevorzugterweise dem zeitlich umgekehrten Vorgang im Abschnitt 230. In einem fünften zeitlichen Abschnitt 245 wird der Geberkolben 1 15 von der Schließstellung 210 wieder in die Nullstellung 205 bewegt. Dieser Abschnitt entspricht dem zeitlich umgekehrten Abschnitt 225. Während die Bewegungsgeschwindigkeit des Geberkolbens 1 15 im Abschnitt 225, wenn die Verbindungsöffnung 140 relativ weit geöffnet ist, groß ist, so ist die Bewegungsgeschwindigkeit im Abschnitt 230, wenn die Verbindungsöffnung 140 relativ gering geöffnet ist, kleiner. In einer Ausführungsform kann die Bewegungsgeschwindigkeit, insbesondere im Abschnitt 230, auch auf der Basis einer Temperatur des Temperatursensors aus Fig. 1 gesteuert werden. Ist die Temperatur hoch, so kann die Bewegungsgeschwindigkeit höher liegen als wenn die Temperatur niedrig ist, um eine temperaturabhängige Viskosität des Hydraulikfluids 145 zu berücksichtigen.

Drei alternative, beispielhafte Geschwindigkeitsverläufe 250, 255 und 260 erläutern eine Geschwindigkeitssteuerung des Geberkolbens 1 15, die vom Öffnungsgrad der teilweise freigegebenen Verbindungsöffnung 140 abhängig ist. Außerhalb der Abschnitte 230 bzw. 240, wo denen die Verbindungsöffnung 140 entweder vollständig offen oder vollständig geschlossen ist, kann in bekannter Weise eine geeignete Geschwindigkeit des Geberkolbens 140 bewirkt werden.

Im ersten Verlauf 250 liegt die Bewegungsgeschwindigkeit des Geberkolbens 1 15 im

Abschnitt 230 unterhalb derer im Abschnitt 225, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit im Abschnitt 230 konstant ist.

Im zweiten Verlauf 255 steigt die Bewegungsgeschwindigkeit des Geberkolbens 1 15 im Abschnitt 230 mit steigendem Öffnungsgrad der Verbindungsöffnung 140 linear an. Die Geschwindigkeit des Geberkolbens 1 15 an der Öffnungsstellung 215 kann so groß sein wie die Geschwindigkeit im Abschnitt 225 oder auch darunter liegen.

Im dritten Verlauf 260 wird die Geschwindigkeit des Geberkolbens 1 15 im Abschnitt 230 in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad der Verbindungsöffnung 140 in mehreren Abschnitten mit jeweils konstanten Geschwindigkeiten gesteuert. Es ergibt sich der gezeigte, treppenförmige Geschwindigkeitsverlauf 260. Dabei können nacheinander zwei, drei oder mehr konstante Geschwindigkeiten des Geberkolbens 1 15 gesteuert werden.

In anderen Ausführungsformen sind auch noch andere Geschwindigkeitsverläufe des Geberkolbens 1 15 im Abschnitt 230 möglich. Dabei ist es bevorzugt, dass der Geschwindigkeitsverlauf monoton ist. lm vierten Abschnitt 240 wird der Geberkolben 1 15 bevorzugter Weise mit einer Geschwindigkeit bewegt, die, wie dargestellt, dem jeweiligen Verlauf im Abschnitt 230 in umgekehrter zeitlicher Abfolge entspricht.

Figur 3 zeigt einen Zusammenhang 300 zwischen der Stellung des Geberkolbens 1 15 und einem Druck des Hydraulikfluids 145 des Aktorsystems von Figur 1 . In vertikaler Richtung ist ein Druck des Hydraulikfluids 145 und in horizontaler Richtung eine Stellung des Geberkolbens 1 15 dargestellt. Der gezeigte Zusammenhang ist exemplarisch und die angegebenen Skalenwerte sind beispielhaft.

Ein erster Verlauf 305 korrespondiert zu einer Bewegung des Geberkolbens 1 15 in positiver Richtung, also in Figur 3 nach rechts, während ein zweiter Verlauf 310 zu einer Bewegung des Geberkolbens 1 15 in negativer Richtung, also in Figur 3 nach links, korrespondiert. Die unterschiedlichen Verläufe 305, 310 ergeben sich während einer Kupplungsbetätigung aus einem Hystereseeffekt aufgrund von Reibungen im realen Aktorsystem 100 aus Figur 1 .

In einer Stellung von ca. 10 mm des Geberkolbens 1 15 befindet sich ein Tastpunkt 315, an dem eine Betätigung der Kupplung 105 beginnt bzw. endet, also ein Kraftschluss mittels der Kupplung 105 bei Betätigung des hydrostatischen Aktors 150 unterbrochen bzw. bei nachlassender Betätigung geschlossen wird. Um das Öffnen oder Schließen der Kupplung 105 genau steuern zu können, ist es erforderlich, den Tastpunkt 315 bezüglich der Stellung des Geberkolbens 1 15 möglichst genau zu kennen. Erwärmt sich das Hydraulikfluid 145, nachdem die Verbindungsöffnung 140 während eines Schnüffelvorgangs verschlossen wurde, verschieben sich die Verläufe 305 und 310 nach links. Eine solche Verschiebung kann auch andere Gründe haben, weshalb die Verschiebung allein auf der Basis der Temperatur des Hydraulikfluids 145 noch nicht kompensierbar sein kann. Stattdessen kann die Verschiebung beseitigt werden, indem das Hydraulikfluid 145 von Über- bzw. Unterdruck befreit wird, wenn der Geberkolben 1 15 in die Schnüffelstellung im Abschnitt 230 in Figur 2 bewegt wird.

Figur 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des in Figur 3 gezeigten Zusammenhangs. Dabei ist die Schließstellung 210 in der Stellung -1 ,0 mm angenommen. Die Schließstellung 210 liegt jedoch innerhalb einer Unsicherheitszone 405, da ein erhöhter Druck im Bereich der Schließstellung 210 beispielsweise zu einer Verformung einer Dichtung an der Verbindungs- öffnung 140 führen kann, sodass die tatsächliche Schließstellung 210 im Betrieb des Aktorsystems 100 in ihrer Position bezüglich des Geberzylinders 1 10 variieren kann.

Um die Öffnungsstellung 215 an eine Stellung des Geberkolbens 215 zu legen, an der gerade ein ausreichendes Freigeben der Verbindungsöffnung 140 gewährleistet ist, können unterschiedliche Vorgehensweisen verfolgt werden. In einer ersten Variante wird der Druck des Hydraulikfluids 145 in der Öffnungsstellung 215 beobachtet. Sinkt der Druck langsamer als mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit auf den Druck im Nachlaufbehälter 135 ab, so wird die Öffnungsstellung 215 in Figur 4 weiter nach links gesetzt. Diese Änderung betrifft einen internen Parameter der Steuereinrichtung 165.

In einer zweiten Variante kann die Öffnungsstellung 215 auf der Basis einer Temperatur des Hydraulikfluids 145 angepasst werden, so dass die Öffnungsstellung 215 bei heißem Hydrau- likfluid 145 zu einem kleineren Öffnungsgrad korrespondiert als bei kaltem Hydraulikfluid 145.

Um ferner sicherzustellen, dass beim Schließen der Verbindungsöffnung 140 im Abschnitt 240 in Figur 2 kein unzulässig hoher Druck des Hydraulikfluids 145 in der Druckleitung 130 verbleibt, kann auch der Drucksensor 175 aus Figur 1 verwendet werden, um die Schließstellung 210 entsprechend anzupassen. In einer Ausführungsform kann die Schließstellung 210 angepasst werden, falls sich der Geberkolben 1 15 unterhalb bzw. in Figur 4 links von der dargestellten Unsicherheitszone 405 befindet und ein vorbestimmter Schwellenwert 410 für den Druck überschritten wird.

Bezugszeichenliste

100 Aktorsystem

105 Kupplung

1 10 Geberzylinder

1 15 Geberkolben

120 Nehmerzylinder

125 Nehmerkolben

130 Druckleitung

135 Nachlaufbehälter

140 Verbindungsöffnung

145 Hydraulikfluid

150 hydrostatischer Aktor

155 Spindeltrieb

160 Antriebsmotor

165 Steuereinrichtung

170 erster Sensor

175 zweiter Sensor

200 Zusammenhang

205 Nullstellung

210 Schließstellung

215 Öffnungsstellung

220 Verlauf

225 erster Abschnitt

230 zweiter Abschnitt

235 dritter Abschnitt

240 vierter Abschnitt

245 fünfter Abschnitt

250 erster Geschwindigkeitsverlauf

255 zweiter Geschwindigkeitsverlauf

260 dritter Geschwindigkeitsverlauf

300 Zusammenhang

305 erster Verlauf

310 zweiter Verlauf Tastpunkt

Unsicherheitszone Schwellenwert