Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Aktoranordnung für ein Kupplungsbetätigungssystem, welche ein elektromotorisch betätigtes Getriebe mit einer Gewindespindel umfasst, welche eine Drehbewegung in eine Linearbewegung eines Kolbens in axiale Richtung umsetzt, wobei ein von dem Kolben zurückgelegter axialer Weg mit einer Sensoreinrichtung ermittelt wird sowie eine Aktoranordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE 10 2012 218 255 A1 ist ein Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung bekannt, wobei die Kupplung mit einem Hydrostataktor angesteuert wird. Der Hydrostataktor umfasst eine Getriebespindel 6, die verdreht wird, um einen Kolben 5 eines Geberzylinders in axialer Richtung zu bewegen, wobei durch einen Wegsensor der absolute Weg des Kolbens 5 bzw. der Getriebespindel 6 in axialer Richtung ermittelt wird. Zur Ermittlung des absoluten Weges ist an dem Kolben 5, wie aus Fig. 3 ersichtlich, ein Magnet 1 1 angebracht, der mit einem außen an dem Aktor befestigten externen Wegsensor 12 zusammenwirkt. Diese Kombination aus Magneten 11 und externem Wegsensor 12 beansprucht sehr viel Bauraum und erhöht die Kosten der Herstellung der Aktoranordnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Aktoranordnung für ein Kupplungsbetätigungssystem anzugeben, bei welchem der Bauraum verkleinert und trotzdem eine zuverlässige Bestimmung des von dem Kolben zurückgelegten Weges möglich ist.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die induktive Sensoreinrichtung mit der mit dem Kolben verbundenen metallischen Gewindespindel in einer Wirkverbindung steht, wobei die metallische Gewindespindel als Sensortarget zur Bestimmung des axialen Weges verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass mit der Gewindespindel ein als solches in der Aktoranordnung vorhandenes Bauelement als Sensortarget verwendet wird, weshalb auf ein separates Sensortarget verzichtet werden kann, was den Bauraum der Aktoranordnung verkleinert. Zur Erfüllung der induktiven Messfunktion ist es ausreichend, dass die Gewindespindel aus einem metallischen Material gefertigt ist, so dass im Zusammenhang mit einer in- duktiven Sensoreinrichtung die axiale Position der Gewindespindel und somit die des Kolbens zuverlässig ermittelt werden kann. Vorteilhafterweise wird in den Verfahrweg der Gewindespindel eine Spule eingebracht, die mit einer Auswerteschaltung die Sensoreinrichtung bildet. Über die Ausdehnung der Spule wird dabei die Empfindlichkeit der Induktivitätsmessung bestimmt, da der Eintauchweg der Gewin- despindel in die Spule proportional zu einer Spulenbedämpfung ist.

In einer Ausgestaltung wird eine Erregerfrequenz der Spule gegenüber ihrem umgebenden Einflussbereich innerhalb der Aktoranordnung abgestimmt. Mittels dieser Anpassung der Erregerfrequenz kann beispielsweise ein statisches Metallrohr im Spuleninneren elektronisch ausgeblendet werden. Somit werden immer zuverlässige Messergebnisse über den axialen Weg des Kolbens in der Aktoranordnung bereitgestellt.

In einer Ausführungsform wird die Spule linearisiert. Damit wird ein proportionaler Zusammenhang zwischen gemessener Induktivität und dem von der Gewindespindel zurückgelegten Weg hergestellt, was die Wegbestimmung vereinfacht.

Um Nichtlinearitäten auszugleichen, die am Ende der Spule durch statische metallische Komponenten im unmittelbaren Einflussbereich der Spule auftreten, wird die Spule am Bandende linearisiert.

In einer Variante wird der aus der Induktivitätsmessung gewonnene Weg anhand einer Messung der Umdrehung der Gewindespindel mittels eines Rotorlagesensors plausibilisiert.

Dadurch wird eine Sicherheitsfunktion in der Aktoranordnung implementiert. Durch die Nutzung von zwei verschiedenen physikalischen Messprinzipien und getrennten Targets kann die Induktivitätsauswertung anhand der Messergebnisse des Rotorlagesensors permanent auf Richtigkeit überprüft werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Aktoranordnung für ein Kupplungsbetätigungs- system, umfassend ein Getriebe mit einer Gewindespindel, wobei die Gewindespindel eine Drehbewegung des Getriebes in eine lineare Bewegung eines mit der Gewindespindel verbundenen Kolbens umsetzt, und eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung eines Weges des Kolbens. Bei einer Aktoranordnung, bei welcher der Bauraum verringert ist, umschließt eine Spule die als Sensortarget benutzte metallische Gewindespindel, wobei die Spule mit einer Auswerteschaltung zur Bestimmung der Spindelposition aus einer Induktivitätsänderung der Spule verbunden ist. Dabei wird die Gewindespindel direkt als Sensortarget benutzt, da sie aus Metall besteht und die Spule somit bedämpft. Die Verwendung der Gewindespindel als Sensortarget hat außerdem den Vorteil, dass eine Verkippung der Gewindespindel nicht zu einem Messfehler führt, was durch die Induktivitätsmessung mit der Spule auch ein direktes Bestimmen für das von dem Kolben verdrängte Fluid im Kupplungsbetätigungssystem ermöglicht. In einer Ausführungsform ist eine mit der Spule verbundene Auswerteschaltung zur Bestimmung des Weges des Kolbens in Abhängigkeit von der Induktivitätsänderung der Spule innerhalb der Aktoranordnung angeordnet. Da diese Auswerteschaltungen sehr klein sind, können sie direkt auf einer Trägerplatte, die auch andere Elektronikbauteile des Aktors trägt, angeordnet werden. Eine Anordnung einer externen Sensoreinrichtung kann somit entfallen, was ebenfalls zur Reduzierung des Bauraumes der Aktoranordnung beiträgt.

Vorteilhafterweise ist um die Spule ein metallischer Schirm angeordnet. Dadurch wird die Aktoranordnung gegenüber äußeren dynamischen Einflüssen robuster gestaltet, da der metallische Schirm statisch ist und gegenüber den Einflüssen dominant, wodurch diese Einflüsse aus dem Messergebnis herauskalibriert werden können.

In einer Ausgestaltung gibt die auf einem Spulenträger angeordnete Spule in ihrer Ausdehnung einen Eintauchbereich für die metallische Gewindespindel vor. Die Ausdehnung der Spule erlaubt somit eine Abstimmung zu einem maximalen, von dem Kolben zurücklegbaren axialen Weg, wobei der Eintauchweg der Spindel in die Spule proportional der Spulenbe- dämpfung ist.

Zur Überprüfung der Genauigkeit des durch die Induktivitätsmessung bestimmten axialen Weges des Kolbens ist an einer Stirnseite der Gewindespindel gegenüberliegend ein Rotorla- gesensor zur Detektion der Umdrehung der Gewindespindel angeordnet. Anhand dieser Umdrehung kann ebenfalls auf den zurückgelegten Weg der Gewindespindel geschlossen werden, welcher mit dem durch die Induktivitätsmessung bestimmten Weg abgeglichen wird.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 : ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aktoranordnung,

Fig. 2: ein Ersatzschaltbild für die Induktivitätsmessung, Fig. 3: eine Aktoranordnung nach dem Stand der Technik.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aktoranordnung 1 dargestellt, welche ein Getriebe 2 aufweist, das von einem Elektromotor 3 angetrieben wird. Die Rotationsbewegung des Getriebes 2 wird über eine Gewindespindel 4 in eine lineare Bewegung umgesetzt, wodurch einen Kolben 5 axial bewegt wird. Die Gewindespindel 4 besteht aus einem Metall. An einer dem Kolben 5 entgegengesetzten Seite ist die Gewindespindel 4 von einer Spule 6 umgeben, die auf einem Trägerelement 7 angeordnet ist. Die Spule 6 und das Trägerelement 7 sind von einem Metallschirm 8 umgeben. Auf einer Trägerplatte 9 ist eine Auswerteschaltung 10 platziert, die mit der Spule 6 verbunden ist.

Bei der Bewegung der metallischen Gewindespindel 3, die als metallischer Kern der Spule 6 wirkt, ändert sich die Induktivität der Spule 6. Um die Position des Kolbens 5 nun mithilfe der Gewindespindel 3 festzustellen, bedämpft die Gewindespindel 3 die Spule 6 beim Eintauchen in den von der Spule 6 vorgegebenen Eintauchweg. Der Eintauchweg der Gewindespindel 4 ist somit proportional der Spulenbedämpfung. Diese Spulenbedämpfung wird mit der Auswerteschaltung 10 gemessen, da diese unterschiedliche Induktivitäten der Spule zur Folge hat. Die Auswerteschaltung 10 schließt dabei durch die Induktivitätsmessung auf die Position der Gewindespindel 4 und somit auf den von dem Kolben 5 zurückgelegten Weg. Ein Ersatzschaltbild ist in Fig. 2 dargestellt.

Insbesondere um nichtlineare Induktivitäten auszugleichen, die in erster Linie durch statische metallische Komponenten im unmittelbaren Einflussbereich der Spule 6 auftreten, ist die Spu- le 6 linearisiert. Der Metallschirm 8 bewirkt die Abschirmung der Spule 6 gegen äußere dynamische Einflüsse. Durch die Anpassung einer Erregerfrequenz der Spule 6 an die unmittelbare Umgebung wird somit auch das statische Metallrohr des Metall schirm es 8 durch einen Offsetabgleich im Ausgangssignal der Auswerteschaltung 10 ausgeblendet. In einer Ausgestaltung ist an einer, entgegengesetzt zum Kolben liegenden Stirnseite der Gewindespindel 4 ein nicht weiter dargestellter magnetischer Rotorlagesensor angeordnet. Dieser Rotorlagesensor dient zur Feststellung der axialen Position der Gewindespindel 4 beim Einschalten der Aktoranordnung. Dies ist notwendig, um einen kompletten Verfahrweg der Gewindespindel 4 abzudecken, der mehrere Motorumdrehungen betragen kann. Über 360° kann die Position der Gewindespindel durch den Rotorlagesensor für die Motorkommutierung ermittelt werden. Somit kann der axiale Weg, der durch die Induktivitätsmessung bestimmt wurde, anhand der Umdrehungsmessung des Rotorlagesensors abgeglichen werden. Bezugszeichenliste Aktoranordnung

Getriebe

Elektromotor

Gewindespindel

Kolben

Spule

Trägerelement

Metallschirm

Trägerplatte

Auswerteelektronik

Magnet

Wegsensor