Kupplungssteller zur automatischen Betätigung einer Reibungskupplung

Die Erfindung betrifft einen Kupplungssteiler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Kupplungs- stellers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Bei automatisierten Getrieben mit pneumatisch oder hydraulisch betätigter Kupplung kann es aus verschiedenen Gründen, beispielsweise durch Verschleiß, Klemmen, Verunreinigungen in Lagern oder aufgrund anderer Einflüsse, zu so genannten Stick-Slip-Effekten in der Kupplungsbetätigungsvorrich- tung kommen. Bekanntlich versteht man unter dem Stick-Slip-Effekt das Ruckgleiten von gegeneinander bewegten Festkörpern, Dabei üben die miteinander in Reibkonfakt befindlichen Oberflächenteile der Kupplungsbetätigungsvorrich- tung eine schnelle Bewegungsfolge aus Haften, Verspannen, Trennen und Abgleiten aus.

Bei einem automatisierten Schaltgetriebe kann es beispielsweise bei Fahrzeugstillstand vorkommen, dass sich Zähne einer Synchronisationsvorrichtung des Getriebes in einer Zahn-auf-Zahn-Stellung befinden. Um diese Aufzulösen und um damit ein mechanisches Koppeln eines Zahnrades mit einer Getriebewelle zu ermöglichen, ist es bekannt, die bis dahin gegen die Kraft einer Rückstellfeder geöffnete Anfahrkupplung soweit zu schließen, bis diese im so genannten Mitnahmezustand oder Schlupfbetrieb ein gewisses Drehmoment übertragen kann. Dadurch werden die in der Zahn-auf-Zahn- Stellung befindlichen Verzahnungen gegeneinander verdreht, so dass beispielsweise eine Schiebemuffe in eine Verzahnung eines Zahnrades eingreifen kann.

Beim Schließen der Anfahrkupplung vom geöffneten Zustand in Richtung zur Seh lupf Position kann es als Folge der vorgenannten Einflüsse auf die Größe der Hysterese in der übertragung der Betätigungskraft zu einer unkontrollierbaren Einrückbewegung in der Kupplung ab überwundener Hysterese kommen, bei der die Kupplung mehr als gewünscht sowie ruckartig geschlossen wird, worauf nachfolgend genauer eingegangen wird.

Um vom geöffneten Zustand in die Schlupfposition bzw. den Mitnahmezustand der Kupplung zu gelangen, muss eine von einem druckmittelbetriebenen Kupplungsaktuator in Kupplungsöffnungsrichtung gegen die Rückstellkraft der Kupplungsrückstellfeder (Tellerfeder} aufgebrachte Betätigungskraft reduziert werden. Dies geschieht bei einem pneumatischen Kupplungsaktuator, wie er beispielsweise in Nutzfahrzeugen Verwendung findet, dadurch, dass dessen Betätigungszylinder feilweise entlüftet wird.

Reicht die aktuelle Kraftdifferenz zwischen der Kraft der Kupplungsrückstellfeder und der entgegengerichteten Kraft des pneumatischen Kupplungs- stellers nicht aus, damit ein Stellglied der Kupplungsbetätigungsvorrichtung unter überwindung der Haftreibung in Schließrichtung bewegt wird, so muss durch weitere Entlüftung des Betätigungszylinders des pneumatischen Kupplungsaktuators die wirksame Schließkraft erhöht werden. Beim Losbrechen aus der Haftreibung ist die Gegenkraft des pneumatischen Kupplungsaktuators dann nicht mehr ausreichend, um ein Einrücken der Kupplung über den Schlupf- bzw. Mitnahmepunkt zu verhindern. Reicht die Zeit vom Losbrechen bis zum Erreichen des Mitnahmepunktes außerdem zum Gegensteuern durch Belüften des Betätigungszylinders nicht mehr aus, so wird der Mitnahmepunkt überschritten und es kommt zu einem unerwünscht weiten und ruckartigen Schließen der Kupplung.

Die unveröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2004 039 271 beschäftigt sich bereits mit dem Problem von Stick-Slip-Effekten in hydrostatischen Getrieben und schlägt ein Verfahren zur Ermittlung solcher Parameter an einem hydrostatischen Getriebe vor, die für das genaue Positionieren eines mit einer Kraft beaufschlagten Kolbens einer einfach wirkenden Tauchkolben-Zylinder- Einheit des Getriebes notwendig sind. Zu diesen Parametern gehören gemäß dieser Druckschrift der Zylinder-Snnendruck, etwaige Stick-Slip-Effekte der Tauchkolben-Zylinder-Einheit und/oder eine das hydrostatische Getriebe etwaig beeinflussende Hysterese.

Das bekannte Verfahren arbeitet unter Verwendung eines Wegmesssystems sowie eines einstellbaren Belüftungsventils bzw. einer Drossel und eines einstellbaren Entlüftungsventils bzw. einer Drossel, Zudem geht dieses Verfahren von einem bestimmten anliegenden Vorratsdruck bzw. Eingangs- druck an der Drossel und einem definierten Ausgangsdruck der Drossel aus, wobei durch öffnen beider oder einer der beiden Drosseln der Kolben von einer ersten in eine zweite Position verschoben wird, und wobei für letztere Position die genannten Parameter ermittelt werden.

In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß der DE 10 2004 039 271 wird in der gewählten zweiten Position des Kolbens bei definiert geöffneten Drosseln oder während definiertem weiteren öffnen einer der beiden bereits offenen Drosseln oder bei definiertem öffnen einer der beiden vorab geschlossenen Drosseln durch ein Messmittel zumindest ein Zustandswert des Getriebes erfasst und aus diesem mindestens einen erfassten Zustandswert die gesuchten Parameter errechnet oder auf diese geschlossen. Die Kupplungsbetätigung erfolgt dort also durch besonders fein dosiertes Schließen und öffnen der beiden Hydraulikdrosseln oder Hydraulikventile sowie durch besonders genaues Erfassen von Hydraulikdrücken und der Kolbenposition.

Aus der DE 30 28 251 A1 ist zudem ein gattungsgemäßer Kupplungs- steller bekannt, dessen pneumatischer Betätigungszylinder druckseitig über eine umschaltbare Ventilanordnung entweder mit einer Druckluftquelle oder mit einer Entlüftungseinrichtung verbindbar ist, wobei in den beim Einrücken der Kupplung eingeschalteten Druckluftweg eine Drosselanordnung mit abhängig von der Position des Betätigungsorgans und/oder der Motordrehzahl steuerbarem Luftdurchsatz geschaltet ist. Mittels der Ventilanordnung, zu der vornehmlich zwei 2/2-Wegeventile gehören, lässt sich der Kolben des Kupplungsstel- lers und ein mit ihm verbundenes Betätigungsorgan auf pneumatischem Wege verschieben, so dass die Kupplung geöffnet oder geschlossen werden kann. Anregungen zur Lösung des Problems des Stick-Slip-Effektes sind dieser Druckschrift nicht entnehmbar.

Aus der DE 697 28 009 12 ( ^« EP 0 834 669 81 } ist schließlich ein Kupp- lungssteller für eine automatisierte Fahrzeugkupplung bekannt, der pneumatisch und hydraulisch bzw. elektromotorisch betätigbar ist Dazu befindet sich in einem Betätigungszylinder des Kupplungsstellers ein erster Kolben, der auf den Ausrückmechanismus einer Reibungskupplung wirkt. Dieser erste Kolben wird durch das Zuführen von Druckluft in den Betätigungszylinder zum öffnen der Kupplung axial in eine Richtung verschoben, und federbelastet beim Entlüften des Betätigungszylinders zum Schließen der Kupplung in die entgegengesetzte Richtung bewegt. In dem Betätigungszylinder befindet sich ein weiteres Stellmittel, welches dort unabhängig von dem ersten Kolben axial bewegbar ist und mit dem ersten Kolben stirnseitig zur Anlage gebracht werden kann. Die Position dieses weiteren Stell mittels ist durch einen Hydraulikdruck im gleichen Betätigungszylinder einstellbar, welcher durch einen Elektromotor mit einem Kugelgewindespindelgetriebe in einem hydraulischen Geberzylinder erzeugt wird. Gemäß einer dazu alternativen Ausgestaltungsform ist das weitere Stellmittel von der Elektromotor-Kugelgewindespindelgefriebe-Kombination direkt mechanisch antreibbar.

Als Vorteil dieser recht komplex aufgebauten Kupplungsbetätigungsvor- richtung wird das schnelle, quasi schlagartige öffnen der Kupplung bei Beaufschlagung des Arbeitsdruckraums des Betätigungszylinders mit Druckluft genannt. Zudem kann die Kupplungsbetätigungsposition, bei der der Kupplungseingriff beginnt, durch die hydraulische oder elektromotorische Positionierung des genannten weiteren Stellmittels recht genau eingestellt werden. Anschließend oder gleichzeitig wird der Betätigungszylinder von Druckluft entlüftet, so dass sich der erste Kolben so lange in Richtung zum weiteren Stellmittel bewegt, bis diese sich stirnseitig berühren.

Nachteilig an dem aus der DE 697 28 009 72 bekannten Kupplungsstel- ler ist, dass der erste Kolben bei seiner Bewegung in Kupplungsschließrichtung dem eingangs erläuterten Stick-Slip-Effekt unterliegen kann, bei dem die Betätig ungsaktuatorik kurzzeitig verschleißbedingt sozusagen klemmt. Beim Losbrechen dieser Aktuatorik prallt der erste Kolben dann schlagartig auf das axial schon verschobene hydraulisch oder elektromotorisch betäfigbare Stellmittel im Betätigungszylinder, welches nachteilig mit einem Aufschlaggeräusch verbunden ist und zumindest bei hydraulischer Betätigung dieses Stellmittels zu unerwünschten Druckschwingungen im Betätigungssystem führt

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kupplungssteller der zuletzt geschilderten Art dahin gehend zu verbessern, dass mit diesem unkontrollierbare Einrückvorgänge einer Kupplung, beispielsweise verursacht durch den genannten Stick-Slip-Effekt, nicht auftreten. Außerdem soll der Kupplungssteiler vergleichsweise einfach und kostengünstig aufgebaut sein. Die Erfindung soll zudem ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kupplungsstellers angeben, mit dem der Stick-Slip-Effekt vermeid bar sowie ein vergleichsweise leises Betreiben des Kupplungsstellers möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich für einen Kupplungssteller aus den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie hinsichtlich eines Verfahrens zum Betreiben des Kupplungsstellers aus dem unabhängigen Verfahrensanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweils zugeordneten Unteransprüchen entnehmbar.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe dadurch lösen lässt, dass der genannte Stick-Slip-Effekt durch eine Entkoppelung von Wegpositionsvorgabe und Kraftsteuerung des Kupplungsstellers verhindert werden kann bzw. sich dessen Auswirkungen vermeiden lassen. Dies insbesondere dadurch, dass der einzige Kolben im Arbeitsdruckraum des zugeordneten Pneumatikzylinders nicht nur druckmittelgesteuert betrieben wird, sondern auch formschlüssig und antreibbar über ein übertragungsgetriebe mit einer Elektromaschine verbunden ist. Dies ermöglicht eine exakte Positionierung des Kolbens des Pneumatikzylinders. Insbesondere werden Druck- und Kraftspitzen, welche charakteristisch für das Auftreten von Stick-Slip- Effekten sind, durch eine erfindungsgemäße Elektromaschine-Getriebe- Kombination abgefangen. Dazu ist die Elektromaschine so ausgebildet, dass diese elektromotorisch und generatorisch betrieben werden kann.

Hierdurch ergeben sich überraschende Effekte und Vorteile. Bislang wurden Antriebsmotoren in Kupplungsbetätigungsvorrichtungen entweder angetrieben oder angehalten. Entsprechend wurde der mit dem Antriebsmotor über ein Getriebe gekoppelte Kolben der Kupplungsbetätigungsvorrichtungen durch die Motorkraft axial bewegt oder nicht bewegt. Nunmehr wird die axiale Kolbenbewegung, welche durch die Kraft der Tellerfeder der Kupplung auf den Kolben ausgeübt wird, unter anderem gezielt genutzt, um die Elektromaschine als Strom erzeugenden Generator zu betreiben.

Der dabei erzeugte Strom wird in das Bordnetz des Kraftfahrzeuges eingespeist und dient dabei bevorzugt als Messwert zur Erfassung eines vorgabeabweichenden Zustandes des Kupplungsstellers. Bleibt beispielsweise der von der Tellerfeder der Kupplung bei einem Kupplungsschließvorgang angetriebene Kolben aufgrund eines Stick-Siip-Effektes stehen, obwohl eine diesbezügliche Steuerungseinrichtung eine Bewegung und damit ein Antreiben der Elekt- romaschine vorgibt, so kann erkannt werden, das ein nicht gewünschter Betätigungszustand vorliegt Ein derartiger Zustand ist insbesondere dann anzunehmen, wenn der Kolben beispielsweise außerhalb einer einzustellenden Kupplungsschlupfposition verharrt. Dem wird dadurch entgegengewirkt, dass die Elektromaschine vom Generatorbetrieb auf Motorbetrieb umgeschaltet wird, wodurch der Kolben eine axiale Verschiebung oder zumindest eine die Haftreibung des Stick-Slip-Effektes überwindende Gegenkraft durch die Elektromaschine erfährt.

Der über das übertragungsgetriebe mit dem Kolben verbundene Antriebsmotor dient in erster Linie jedoch der axialen Feineinstellung der Kolbenposition. Die auf die Kupplung einwirkenden Kräfte werden vor allem durch den Pneumatikdruck bzw. durch ein Entlüften des Betätigungszylinders bereitgestellt. Die Elektromaschine wirkt vornehmlich dann antreibend auf den Kolben ein, wenn die Steuerungseinrichtung einen Zustand detektiert, der das Vorliegen eines Stick-Slip-Effektes wahrscheinlich erscheinen lässt, so dass erhöhte Betätigungskräfte nötig sind. Hierüber wird die Steuerungseinrichtung durch das Ausbleiben von generatorisch erzeugtem Strom informiert, also dann, wenn der federkraftbelastete Kolben die Elektromaschine nicht länger antreibt, obwohl er dies entsprechend systeminterner Sollwerte tun sollte. Aus dieser Information kann die Steuerungseinrichtung auf ein ungewolltes Feststecken oder Festklemmen beispielsweise des Kolbens schließen. Dem wirkt die Steuerungseinrichtung dadurch entgegen, dass sie die Elektromaschine motorisch

arbeitet lässt und die Kupplung in die gewünschte Kupplungsbetätigungspositi- on gebracht wird.

Gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs geht die Erfindung aus von einem Kupplungssteiler zur automatischen Betätigung einer Kraftfahrzeugreibungskupplung, bestehend aus einem steuerbaren Pneumatikzylinder mit einem in einem Zylindergehäuse verschiebbaren Kolben, weicher den Pneumatikzylinder in einen Geberraum und einen Arbeitsdruckraum unterteilt, wobei der Arbeitsdruckraum mittels einer umschaltbaren Ventilanordnung mit einer Druckluftquelle oder mit einer Entlüftungseinrichtung verbindbar ist. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist zudem vorgesehen, dass der einzige Kolben des Pneumatikzylinders über ein reibungsarmes übertragungsgetriebe mit einer Elektromaschine formschlüssig und antreibbar verbunden ist, dass die Elekt- romaschine motorisch oder generatorisch betreibbar ausgebildet ist, und dass durch Zufuhr oder durch Ableitung von Druckluft in bzw. aus dem Arbeitsdruckraum sowie einen motorischen oder generatorischen Betrieb der Elektromaschine eine vorbestimmte Kupplungsbetätigungsposition des Kolbens einstellbar ist,

Dieser Kupplungssteller ist vergleichsweise einfach aufgebaut und kostengünstig herzustellen. Gegebenenfalls auftretende Stick-Slip-Effekte bei der Kupplungsbetätigung lassen sich durch diesen leicht feststellen und beseitigen, worauf im Zusammenhang eines weiter unten dargestellten Ausführungsbeispiels ausführlich eingegangen wird.

In Weiterbildung des Kupplungsstellers gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventilanordnung und die Elektromaschine mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung signal- und steuerungstechnisch verbunden sind.

Der Kupplungssteiler ist vorteilhaft so ausgebildet dass bei diesem im Motorbetrieb der Elektromaschine der Kolben durch das übertrag ungsgetriebe in eine Linearbewegung versetzbar ist, dass die Elektromaschine im Generatorbetrieb durch eine von einer Federkraft antreibbare axiale Verschiebung des Kolbens in eine Strom erzeugende Drehbewegung versetzbar ist. und dass die erzeugte Stromstärke im Generatorbetrieb von der Steuerungseinrichtung als Ist-Wert zum Detektieren eines vorgabekonformen oder eines vorgabeabweichenden Betätigungszustands nutzbar ist, wobei zumindest bei einem vorgabeabweichenden Betätigungszustand die Elektromaschine motorisch antreibbar ist.

Die Federkraft, welche die Elektromaschine zum Generatorbetrieb antreibt, wird von einer auf den Kolben wirkenden Feder im Betätigungszylinder und/oder von einer Tellerfeder bzw. Membranfeder in der Kupplung erzeugt

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung und die Elektromaschine derartig ausgebildet sind, dass eine erreichte vorbestimmte Kupplungsbetätigungsposition durch generatorisches oder motorisches Betreiben der Elektromaschine mit einem hohen Haltemoment zur Verhinderung einer ungewollten Bewegung beibehalten werden kann. Dadurch ist es beispielsweise möglich, eine Schlupfbetriebsstellung der Kupplung einzustellen und zu halten, in der dieser weder vollständig geöffnet noch vollständig geschlossen ist,

Hinsichtlich der Ventilanordnung im Kupplungssteiler ist darauf hinzuweisen, dass diese ein mit einer Druckluftquelle verbundenes Ventil und ein mit einem Abluftraum verbundenes Ventil aufweist, von denen wenigstens ein Ventil als ein 2/2 -Wegeventil ausgebildet ist.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass der Kolben des Pneumatikzylinders druckraumseitig eine Kolbenstange aufweist welche mittels des über-

tragungsgetriebes mit der Elekfromaschine formschlüssig und antriebswirksam verbunden ist.

Außerdem kann vorgesehen, sein, dass die Kolbensfange mit einem Wegmesssensor in Wirkverbindung steht, wobei der Wegmesssensor zur Feststellung der aktuellen Kupplungsbetätigungsposition mit der elektronischen Steuerungseinrichtung signaltechnisch verbunden ist.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Steuerung eines Kupp- lungsstellers mit zumindest einem Teil der vorgenannten Merkmale. Bei diesem Verfahren ist zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgesehen, dass zur Einstellung einer gewünschten Kupplungsbetätigungsposition der Arbeitsdruckraum im Pneumatikzylinder mit Druckluft beaufschlagt oder entlüftet wird, dass gleichzeitig oder spätestens nach Befüllung oder Entlüftung des Arbeitsdruckraumes die Elektromaschine zur Einstellung der genauen Kupplungsbetätigungsposition motorisch oder, angetrieben durch eine Federkraft, generatorisch betrieben wird, und dass nach Erreichen der gewünschten Kupplungsbetätigungsposition die Elektromaschine derart generatorisch oder motorisch betrieben wird, dass diese ein ausreichend großes Haltemoment zum Festhalten des Kupplungsstellers in dieser Kupplungsbetätigungsposifion und zur Verhinderung einer ungewollten Bewegung erzeugt.

Dabei kann außerdem vorgesehen sein, dass der von der Elektromaschine erzeugte Strom in das elektrische Fahrzeugbordnetz eingespeist wird. Ebenso kann vorgesehen sein, die von der Elektromaschine erzeugte Leistung in der Steuerungseinrichtung in Wärme umzusetzen, falls das Fahrzeugbordnetz nicht aufnahmefähig ist.

Als vorteilhafter wird es jedoch beurteilt, wenn der erzeugte elektrische Strom zuerst der Steuerungseinrichtung zugeleitet wird, in der die Stromstärke

als Ist-Wert zum Delektieren eines vorgabekonformen oder eines vorgabeabweichenden Betätigungszustandes genutzt wird, wobei bei einem vorgabeabweichenden Betätigungszustand die Elektromaschine zur Erreichung der gewünschten Kupplungsbetätigungsposition motorisch betrieben wird.

Des Weiteren kann verfahrensgemäß vorgesehen sein, dass die aktuelle Kupplungsbetätigungsposition an der Kolbenstange mit Hilfe eines Wegmesssensors erfasst und der Steuerungseinrichtung zugeleitet wird.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt die einzige Figur einen Kupplungssteiler gemäß der Erfindung.

Demnach ist in der Figur ein Kupplungsteller 1 dargestellt, der auf eine nur angedeutete Kraftfahrzeugreibungskupplung 2 wirkt. Der Kupplungssteller 1 besteht aus einem Pneumatikzylinder 3, welcher ein Gehäuse 4 aufweist, in welchem axial verschieblich ein Kolben 5 angeordnet ist. Der Kolben 5 unterteilt den Pneumatikzylinder 3 in einen Geberraum 6 und in einen Arbeitsdruckraum 7. Der Kolben 5 ist auf der Seite des Geberraums 6 in an sich bekannter Weise mit einem Betätigungsorgan 8 verbunden, welches mit einem nur angedeuteten Ausrücklager 9 und einer Tellerfeder 10 der Kupplung 2 in Wirkverbindung steht. In der Figur ist die geschlossene Stellung der Kupplung 2 dargestellt, bei welcher die Tellerfeder 10 Reibelemente 11 und 12 der Kupplung 2 gegeneinander presst

Der Pneumatikzylinder 3 ist an seinem Arbeitsdruckraum 7 an eine Ventilanordnung 13 angeschlossen. Die Ventilanordnung 13 weist ein mit einer Druckluftquelle 14 verbundenes Ventil 15 in Form eines 2/2 -Wegeventils sowie ein mit der Umgebungsluft verbundenes Ventil 16 auf, ebenfalls in Form eines

2/2-Wegeventils. Die Ventile 15, 16 sind an eine elektronische Steuerungseinrichtung E angeschlossen. Die elektronische Steuerungseinrichtung E regelt das Einspeisen von Druckluft über das Ventil 15 in den Arbeitsdruckraum 7 bzw. das Abführen von Druckluft aus dem Arbeitsdruckraum 7 über das Ventil 16.

Der Kolben 5 weist auf der Seite des Arbeitsdruckraumes 7 eine Kolbenstange 17 auf, die an ihrer Austrittsstelle aus dem Gehäuse 4 durch geeignete Mittel, beispielsweise durch eine einfache Ringdichtung, gegen dasselbe abgedichtet ist. Die Kolbenstange 17 ist formschlüssig und antreibbar mit einem nur angedeuteten reibungsarmen übertragungsgetriebe 18 verbunden, das seinerseits von einer Elektromaschine M antreibbar ist. Das übertragungsgetriebe 18 ist so dimensioniert, dass im Motorbetrieb die Motordrehbewegung in eine Linearbewegung der Kolbenstange 17 umgewandelt wird. Dazu ist die Elektromaschine M in beide Drehrichtungen drehbar ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das übertragungsgetriebe 18 ein Kugelspindelgetriebe.

Die Elektromaschine IvI kann zudem als Generator betrieben werden, insbesondere dann, wenn die Kolbenstange 17, getrieben durch die Federkräfte der Tellerfeder 10 und der Schraubenfeder 19 im Pneumatikzylinder 3, bei reduziertem Pneumatikdruck im Arbeitsdruckraum 7 axial verschoben wird. Diese Bewegung der Kolbenstange 17 bzw. des Kolbens 5 tritt bei der in der Figur dargestellten Auslegung der Kupplung 2 als gedrückt geschlossene Reibungskupplung dann auf, wenn die zuvor geschlossene Kupplung 2 geöffnet wird.

Die Elektromaschine M ist an die elektronische Steuerungseinrichtung E angeschlossen. Ein ebenfalls mit der elektronischen Steuerungseinrichtung E signaltechnisch verbundener Wegmesssensor VV erfasst die axiale Position bzw. das axiale Verschieben der Kolbenstange 17 in an sich bekannter Weise,

Zum öffnen der Kraftfahrzeugreibungskupplung 2 werden die Elektro- maschine E und das Ventil 15, das mit dem Arbeitsdruckraum 7 und der Druckluftquelle 14 verbunden ist, bestromt Hierdurch strömt Druckluft in den Arbeitsdruckraum 7 ein. Gleichzeitig wird die Kolbenstange 17 im motorischen Betrieb der Elektromaschine M mit dem übertragungsgetriebe 18 gegen die Kraft der Federn 10 und 19 axial nach links verschoben, ist die Kraft im Arbeitsdruckraum 7 des Pneumatikzylinders 3 durch die eingeströmte Druckluft größer als die Gegenkraft der beiden Federn 10 und 19 sowie der Reibungskräfte in der Kupplungsbetätigungsvorrichtung, so wird die Kupplung 2 bis zu einer durch den von der Steuerungseinrichtung E gesteuerten motorischen Betrieb der Elekfromaschine M vorgegebenen Position geöffnet. Dabei ist die Betätigungskraft der Elektromaschine M im Vergleich zu der pneumatischen Betätigungskraft recht gering. Der Betrieb der Elektromaschine M dient in dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dazu, die gewünschte Kupplungsbetätigungsposition exakt einzustellen.

Sobald die Kupplung 2 geöffnet ist, wird das Ventil 15 in seine Sperrstellung umgeschaltet so dass der im Arbeitsdruckraum 7 eingeschlossene Luftdruck den Kolben 5 in seiner gerade vorliegenden Stellung und die Kupplung 2 damit offen hält.

Das Schließen der Kupplung 2 erfolgt durch Bestromen des Ventils 16, das mit einem Abluftraum oder mit der Umgebungsluft verbunden ist, sowie durch den generatorischen Betrieb der Elektromaschine M bis zum Erreichen der exakten Einrückposition und mit einer durch deren Betrieb vorgebbaren Einrückgeschwindigkeit. Dabei dreht die Elektromaschine M in ihre entgegengesetzte Drehrichtung. Die Kolbenstange 17 bewegt sich in der einzigen Figur demnach nach rechts.

Tritt nun während des Schließvorgangs ein Stick-Slip-Effekt auf, bei dem eine erhöhte Einrückkraft benötig wird, so bleibt das Ventil 16 so lange geöffnet, bis die Gegenkraft durch Verringerung des Drucks im Arbeitsdruckraum 7 des Pneumatikzylinders 3 kleiner ist als die Summe der entgegengerichteten Kräfte in der Betätigungsaktuatorik. Dazu kann die Elektromaschine M von ihrem generatorischen Betrieb in den motorischen Betrieb umgeschaltet werden, so dass diese Elektromaschine M nun auch Stellkräfte zur überwindung der Haftreibung während des Auftretens des Stick-Slip-Effektes aufbringt.

Das Erfassen auftretender Stick-Slip-Effekte kann entweder allein mit Hilfe des dargestellten Wegmesssensors W erfolgen, oder durch andere Sensoren. So liegt es im Rahmen der Erfindung, den Druck im Arbeitsdruckraum 7 zu erfassen, um hierdurch Rückschlüsse auf eventuell eingetretene Stick-Slip- Effekte zu gewinnen.

Ferner kann ein Kraftsensor mit dem übertragungsgetriebe 18 und/oder dem Antriebsmotor M verbunden sein, welcher der Steuerungseinrichtung E anzeigt, dass die Kolbenstange 17 eine Kraft in Richtung zum übertragungsgetriebe 18 ausübt.

Besonders bevorzugt ist ein Betrieb des Kupplungsstellers 1 gemäß der Erfindung, bei dem der bei einem Kupplungsschließvorgang durch die generatorisch betriebene Elektromaschine E erzeugte elektrische Strom als Indikator dafür verwendet wird, ob die Kupplungsbetätigung gemäß einer Vorgabe der Steuerungseinrichtung E verläuft, oder ob es dabei zu dem Stick-Slip-Effekt kommt. Wenn nämlich der von der Elektromaschine M erzeugt Strom auf einen Wert von Null abfällt so bedeutet dies nichts anderes, als das in der Betätigungsaktuatorik keine Bewegung mehr stattfindet.

Wenn die Steuerungseinrichtung E trotz zuvor abgegebener Vorgaben bzw. Befehle zum Schließen der Kupplung 2 ein solches Betriebsverhalten feststellt, so kann diese die Elektromaschine M gemäß der Erfindung vom ge- neratorischen in den motorischen Betrieb umschalten und die klemmende Betätigungsvorrichtung wieder in Schließrichtung in Betrieb setzen. Dadurch wird vorteilhaft gemäß der gestellten Aufgabe vermieden, dass es bei der Einstellung der Schlupfbetriebsposition der Kupplung 2 zu unerwünschten Kraftspitzen in der Betätigungsaktuatorik sowie zu nicht gewollten Drehmomentspitzen in dem Antriebsstrang kommt.

Spätestens wenn die vorgegebene Kupplungsbetätigungsposition, also etwa die Schlupfstellung, erreicht ist, wird die Elektromaschine M von der Steuerungseinrichtung E wieder in ihre generatorischen Betriebsweise umgeschaltet oder in die andersherum drehende motorische Betriebsweise gebracht, in der diese ein derartig hohes Haltemoment aufbringt dass die beiden Federn 10 und 19 es mit ihren auf die Kolbenstange 17 wirkenden Federkräften nicht schaffen, die aktuelle Kupplungsbetätigungsposition zu verändern.

Bezuqszeichen

1 Kupplungssteiler

2 Kraftfahrzeugreibungskupplung, Kupplung

3 Pneumatikzylinder

4 Gehäuse

5 Kolben

6 Geberraum

7 Arbeitsdruckraum

8 Betätigungsorgan

9 Ausrücklager

10 Tellerfeder, Membranfeder

11 Reibelement

12 Reibelement

13 Ventilanordnung

14 Druckluftquelle

15 Ventil

16 Ventil

17 Kolbenstange

18 Qbertragungsgetriebe

19 Feder

E Elektronische Steuerungseinrichfung

M Elektromaschine

W Wegsensor