DE102008011559A1 - Verfahren zur Ansteuerung elektromagnetisch beaufschlagter Kupplungen/Bremsen - Google Patents

Verfahren zur Ansteuerung elektromagnetisch beaufschlagter Kupplungen/Bremsen Download PDF

Info

Publication number
DE102008011559A1
DE102008011559A1 DE200810011559 DE102008011559A DE102008011559A1 DE 102008011559 A1 DE102008011559 A1 DE 102008011559A1 DE 200810011559 DE200810011559 DE 200810011559 DE 102008011559 A DE102008011559 A DE 102008011559A DE 102008011559 A1 DE102008011559 A1 DE 102008011559A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
armature
law
clutch
anchor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE200810011559
Other languages
English (en)
Other versions
DE102008011559B4 (de
Inventor
Joachim Dr.-Ing. Rudolph
Stephan Eckhardt
Reinhard Skowron
Thomas Germann
Gerhard Radoczai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ortlinghaus Gams GmbH
Original Assignee
Ortlinghaus Gams GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ortlinghaus Gams GmbH filed Critical Ortlinghaus Gams GmbH
Priority to DE200810011559 priority Critical patent/DE102008011559B4/de
Publication of DE102008011559A1 publication Critical patent/DE102008011559A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102008011559B4 publication Critical patent/DE102008011559B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00External control of clutches
    • F16D48/06Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
    • F16D48/064Control of electrically or electromagnetically actuated clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/10System to be controlled
    • F16D2500/102Actuator
    • F16D2500/1021Electrical type
    • F16D2500/1022Electromagnet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/30Signal inputs
    • F16D2500/302Signal inputs from the actuator
    • F16D2500/3026Stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/50Problem to be solved by the control system
    • F16D2500/502Relating the clutch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/70Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/702Look-up tables
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/70Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/704Output parameters from the control unit; Target parameters to be controlled
    • F16D2500/70402Actuator parameters
    • F16D2500/7041Position
    • F16D2500/70412Clutch position change rate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/70Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/704Output parameters from the control unit; Target parameters to be controlled
    • F16D2500/70402Actuator parameters
    • F16D2500/70418Current

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer in Richtung des Reibschlusses durch eine elektromagnetische Kraft beaufschlagbaren Kupplung/Bremse, die bekannte Verfahren zur Ansteuerung von elektromagnetischen Kupplungen/Bremsen so verbessert, dass ein Aufschlaggeräusch des Ankers beim Einkuppel- bzw. Bremsvorgang zuverlässig vermeidbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer in Richtung des Reibschlusses durch eine elektromagnetische Kraft beaufschlagbaren Kupplung/Bremse nach Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Verfahren zur Ansteuerung elektromagnetisch beaufschlagter Kupplungen/Bremsen sind bekannt.
  • Elektromagnetische Kupplungen werden im Maschinen- und Anlagenbau zum Zu- und Abschalten von Antrieben verwendet. Elektromagnetische Bremsen unterscheiden sich insoweit, als sie keine Abtriebswelle sondern einen Statur aufweisen, dessen Geschwindigkeit üblicherweise NULL ist.
  • Im Umfang der vorliegenden Anmeldung sollen jedoch stets solche elektromagnetische Kupplungen als auch elektromagnetische Bremsen in die Betrachtungen mit einbezogen sein, außer dies wird ausdrücklich ausgeschlossen.
  • Aus DE 102 03 640 A1 ist ein Regelungssystem zur Regelung der Eingriffskraft einer elektromagnetischen Kupplung bekannt, bei welchem die Flussdichte des Magnetfeldes geregelt wird.
  • Hierzu ist die Messung der Flussdichte des Magnetfeldes erforderlich.
  • Aus DE 198 24 772 B4 ist es bekannt, eine Kupplung 1a gegeregelt zu steuern.
  • Die Lageregelung dient allerdings nur der Einstellung des Kupplungsdrehmoments.
  • Aus EP 1 479 936 A1 ist eine Steuereinrichtung zum Ansteuern einer Kupplung bekannt, deren Ziel es ist, ein lautes Aufschlaggeräusch beim Auskuppeln der elektromagnetischen Kupplung zu vermeiden.
  • Ein derartiges Verfahren kann zwar für den Vorgang des Auskuppelns einer Kupplung bzw. des Lüftens einer Bremse geeignet sein, für den umgekehrten Vorgang ist es jedoch nicht geeignet, weil bereits mit Annäherung des federbeaufschlagten Ankers, der in vorliegender Anmeldung bei einer Kupplung als Kupplungsmitnehmer bzw. bei einer Bremse als Bremsbelagsträger dient, der Anker in eine anfängliche Kontaktstellung zwischen den an dem Stator beteiligten Reibpaarungen verlagert werden muss und ab dieser anfänglichen Kontaktstellung, ab welcher praktisch bereits Reibkräfte übertragen werden, bis hin zur Stellung, in welcher Presskontakt besteht, abgebremst werden muss, um ein Aufschlaggeräusch zu vermeiden.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die bekannten Verfahren zur Ansteuerung von elektromagnetischen Kupplungen/Bremsen so zu verbessern, dass ein Aufschlaggeräusch des Ankers beim Einkuppel- bzw. Bremsvorgang zuverlässig vermeidbar ist.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.
  • Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Verlagerung des Ankers im Bereich zwischen der anfänglichen Kontaktstellung und derjenigen Stellung, in welcher letztlich der geforderte Reibschluss stattfindet, nach einem vorgegebenen Weg-Zeit-Gesetz durch entsprechende Beeinflussung des Stromverlaufs einstellbar ist.
  • Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass zwischen dem Stromverlauf, der für die Verlagerung des Ankers verantwortlich ist, und der jeweils gemessenen Position des Ankers zwischen der gelüfteten Stellung und der Reibschlussstellung ein funktioneller Zusammenhang zugrunde gelegt wird, so dass allein über den funktionellen Zusammenhang des Weg-Zeit-Gesetzes der Ankerbewegung eine Aufschlaggeschwindigkeit des Ankers zu NULL erreichbar ist.
  • Gleichwohl tritt der erforderliche Reibschluss zwischen Anker und Abtriebswelle/Stator zuverlässig ein, weil nicht allein der Weg sondern der jeweilige Weg abhängig von der Zeit, den der Anker in Richtung zum Reibschluss zurücklegt, also dessen Geschwindigkeit, beeinflusst wird.
  • Das Weg-Zeit-Gesetz der Ankerbewegung in Richtung zum Reibschluss ist in weiten Bereichen frei vorwählbar.
  • Dabei geht die Erfindung davon aus, dass das Aufprallgeräusch direkt mit der Aufprallgeschwindigkeit des Ankers zusammenhängt und die zur Verlagerung des Ankers notwendige Magnetkraft unter anderem auch von der aktuellen Weite des Luftspalts, da z. B. mit zunehmend kleiner werdendem Luftspalt die den Anker in die Öffnungsposition zurückstellende Kraft der Feder wächst.
  • Erfindungsgemäß erfolgt daher eine Regelung der Lagepositionierung, so dass eine geräuschlose Betätigung von Kupplung bzw. Bremse erfolgen kann.
  • Die Lageregelung betrifft dabei die Positionierung der Ankerscheibe. Zu diesem Zweck wird über geeignete Lagesensoren die Luftspaltweite zwischen Ankerscheibe und Rotor bzw. Stator ständig erfasst und als Ist-Größe in den Regelkreis zurückgeführt.
  • Der Zeitverlauf dieser jeweiligen Ankerscheibenpositionen muss dem vorgegebenen Weg-Zeit-Gesetz folgen, wobei – technisch gesehen – auch noch sehr geringe Aufprallgeschwindigkeiten des Ankers von der Erfindung mit umfasst werden sollen, so lange sie durch den entsprechend gesteuerten Stromverlauf verursacht werden.
  • Das Weg-Zeit-Gesetz kann von einem Trajektoriengenerator abhängig von benutzerseitig vorgegebenen Randbedingungen geplant werden.
  • Bei einem Trajektoriengenerator wird im vorliegenden Fall davon ausgegangen, dass die Bewegung des Ankers als Translation entlang einer Geraden erfolgt, so dass Soll-Beschleunigungen und Soll-Geschwindigkeiten berechenbar sind, um einerseits die gesamte Verlagerung des Ankers möglichst schnell und andererseits seine Auftreffgeschwindigkeit möglichst gering, vorzugsweise NULL, vorzugeben.
  • Durch einen Trajektoriengenerator wird daher ein Soll-Zeit-Verlauf für die Regelgröße berechnet, so dass der für die Verlagerung des Ankers notwendige Stromverlauf dann über einen unterlagerten Regelkreis regelbar ist.
  • Der Vorteil der Verwendung eines Trajektoriengenerators liegt auch darin, dass das Weg-Zeit-Gesetz bereits in elektronisch verwertbarer Form erzeugt wird und somit auf einfache Weise in den vollständigen Regelkreis eingebunden werden kann.
  • Hierfür werden Ausführungsbeispiele gegeben.
  • Der unterlagerte Regelkreis für den Stromverlauf dient dabei dem Zweck, aus der Soll-Vorgabe und der Ist-Messung der jeweiligen Ankerposition und aus dessen Geschwindigkeit die aktuell erforderliche Magnetkraft zu ermitteln.
  • Als Regler kommen insbesondere ein PD-Regler oder ein PID-Regler in Betracht.
  • Dabei wird der Soll-Strom, der nötig ist, um die gewünschte Magnetkraft zu erzeugen, zweckmäßiger Weise aus dem Funktionszusammenhang zwischen Strom, Federkraft und aktueller Luftspaltweite berechnet.
  • Dieser Zusammenhang lässt sich formelmäßig darstellen durch
    Figure 00050001
    wobei i der jeweilige Strom, x die jeweils gemessene Luftspaltweite, F die erforderliche Magnetkraft und Lambda ein Systemparameter ist, der die Einflussgrößen der Kupplung/Bremse erfasst.
  • Dieser Strom wird von dem Regler im unterlagerten Regelkreis innerhalb kürzester Zeit eingestellt.
  • Dabei kann im Bereich zwischen der anfänglichen Kontaktstellung und derjenigen Stellung, in welcher Reibschluss durch Presskontakt besteht, ein Weg des Ankers von nur wenigen Mikrometern vorgegeben sein, in einem Ausführungsbeispiel etwa 150 Mikrometer.
  • Die anfängliche Kontaktstellung ist daher als diejenige Stellung des Ankers anzusehen, in welcher z. B. aufgrund von Oberflächenrauhigkeiten etc. zwischen den beteiligten Reibflächen bereits ein Mitnehmereffekt erzeugt wird.
  • Zwischen dieser anfänglichen Kontaktstellung und der Reibschlussstellung wird aber, wie gesagt, der Anker ebenfalls nicht sich selbst überlassen, sondern durch Steuerung des Stromverlaufs stets kontrolliert bewegt, so dass ein Aufschlaggeräusch vermeidbar ist, z. B. bis zum nicht mehr durch den Menschen wahrnehmbaren Geräusch.
  • Weiterhin ist von Bedeutung, dass sich das Weg-Zeit-Gesetz zweckmäßiger Weise zumindest im Bereich zwischen der anfänglichen Kontaktstellung bis zum Presskontakt asymptotisch einer Geschwindigkeit annähert, bei welcher sehr kleine Wege des Ankers nur noch in sehr großen Zeiten zurückgelegt werden, bei denen also die Geschwindigkeit des Ankers fast NULL ist.
  • Auch hierfür werden Ausführungsbeispiele angegeben.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der Ansprüche 8ff.
  • Dabei soll ausdrücklich gesagt sein, dass diese Teilerfindung auch zum Gegenstand einer separaten und von der obigen Erfindung unabhängigen Erfindung gemacht werden kann.
  • Aus den Merkmalen der Ansprüche 8ff ergibt sich nämlich eine Begrenzung bzw. variable Einstellung des übertragbaren Drehmoments.
  • Diese Begrenzung wird durch eine gezielte Beeinflussung des Stroms erreicht, der den elektromagnetischen Aktuator durchfließt.
  • Infolge der sich mit dem Strom ändernden Anpresskraft des Ankers lässt sich das übertragbare Drehmoment beeinflussen.
  • Über die Zusammenhänge zwischen Anpresskraft, Reibbeiwert und Stromstärke kann näherungsweise folgende Formel angesetzt werden:
    Figure 00070001
    wobei F die Anpresskraft angibt, Lambda mit dem Index NULL die systembedingten Parameter und Einflussgrößen der Kupplung/Bremse sowie i den Strom.
  • Damit ist insbesondere die Stromstärke gemeint, welche die Magnetspule durchfließen muss.
  • Von besonderer Bedeutung ist eine Weiterbildung, bei welcher der Strom über einen Regler ausgeregelt wird, so dass der zum Übertragen einer vorbestimmten Reibkraft notwendige Strom auch in kürzester Zeit erreicht wird.
  • Ferner lässt sich, z. B. über die Messung der Drehzahlen von Abtrieb und Antrieb mit zugehöriger Differenzbildung auch feststellen, ob die Kupplung Schlupf hat.
  • Soll sie keinen Schlupf haben, kann der Strom entsprechend nachgeregelt werden.
  • Auch eine Ermittlung des Drehmomentwertes ist auf diese Art und Weise möglich.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung ermöglicht ein vom menschlichen Ohr nicht mehr wahrnehmbares geräuschloses Öffnen und Schließen der Kupplung bzw. Bremse.
  • Dabei kann die zum Einrücken der Kupplung zur Verfügung gestellte Zeit insbesondere durch elektronische Maßnahmen, wie durch einen Trajektoriengenerator, in weiten Teilen vorgegeben und beeinflusst werden.
  • Während des freien Weges, den der Anker bis zur Reibschlussstellung zurücklegt, kann dieser hohen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten ausgesetzt werden, ohne dass dies auf das Aufschlaggeräusch irgendeinen Einfluss hätte, sofern der Anker stromgesteuert entsprechend früh auf eine Geschwindigkeit von NULL oder annähernd NULL abgebremst wird.
  • Will man darüber hinaus sehr kurze Einschaltzeiten erreichen, kann der Anker ohne weiteres auch kurz vor der anfänglichen Kontaktstellung positioniert werden, so dass er dann lediglich noch aus dieser Stellung bis zur Reibschlussstellung verfahren werden muss.
  • Die elektronische Vorgabe des Weg-Zeit-Gesetzes und die Regelung des Stroms entsprechend dieser Vorgabe ermöglichen daher entsprechend kurze Einschaltzeiten, so dass die Anfangsposition des Ankers im stromlosen Zustand an Bedeutung verliert.
  • Insbesondere lassen sich daher größere Fertigungstoleranzen realisieren, ohne dass die Funktion in Frage gestellt wäre.
  • Zusätzlich lässt sich das übertragbare Drehmoment der Kupplung/Bremse einstellen, weil der elektromotorische Antrieb für den Anker von einem variabel regelbaren Strom durchflossen wird, der letztlich die Anpresskraft zwischen Anker und Abtrieb bzw. Stator bestimmt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
  • 2 ein Prinzipschaltbild des Regelkreises,
  • 3 den Verlauf des Ankerwegs über der Zeit.
  • Sofern im Folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.
  • Die Figuren erläutern das erfindungsgemäße Verfahren sowie die hierzu bevorzugt verwendeten Vorrichtungen.
  • Eine mit einer elektromagnetischen Kraft beaufschlagte Kupplung/Bremse besteht prinzipiell aus einem Stator 1, der, je nach Verwendung, auch als Abtriebsseite der Kupplung bezeichnet wird.
  • Um zwischen dem Antrieb 5 und der Abtriebseite die notwendige Verbindung herzustellen, dient ein in Öffnungsrichtung durch die Federn 4 beaufschlagter Anker 3.
  • Ist der Anker außer Kraft mit dem Stator 1, ist die Kupplung/Bremse gelüftet.
  • Um den Kontakt herzustellen, dient die Spule 2 des Elektromagneten, die bedarfsweise von einem Strom i durchflossen wird, um auf diese Weise den Anker 3 mit seiner zugehörigen Reibfläche in Richtung des Stators 1 zu bewegen.
  • Diese Bewegung erfolgt gegen die Kraft der Federn 4 so lange, bis der erwünschte Reibschluss zwischen den beteiligten Reibpaarungen an Anker 3 und Stator 1 hergestellt ist.
  • Dann wird die Abtriebswelle 6 mit der Drehzahl des Antriebs 5 bewegt.
  • Der Anker 3 überwindet bei seiner Bewegung eine vorbestimmte Wegstrecke, die in der 1 als Xe-Xa dargestellt ist.
  • Je nach Geschwindigkeit, die der Anker 3 beim Auftreffen auf den Stator 1 besitzt, gibt es möglicherweise ein mehr oder weniger stark ausgeprägtes Auftreffgeräusch, welches es zu vermeiden gilt.
  • Zu diesem Zweck wird der Verlauf des Stromes i, der die elektromagnetische Kraft zur Bewegung des Ankers 3 hervorruft, ausgehend von der gelüfteten Stellung Xa bis wenigstens zur anfänglichen Kontaktstellung nach einem Weg-Zeit-Gesetz entsprechend 3 gestellt, bei welchem die Geschwindigkeit des Ankers 3 bereits mit Annäherung zur anfänglichen Kontaktstellung abnimmt.
  • Die anfängliche Kontaktstellung ist diejenige Stellung, in welcher die an dem Reibschluss beteiligten Reibpaarungen des Ankers 3 einerseits und des Stators 1 andererseits im Sinne einer drehenden Mitnahme aneinander geraten.
  • Diese anfängliche Kontaktstellung ist selbstverständlich abhängig von der Bauart der Kupplung/Bremse.
  • Die hier gezeigte Bauart mit scheibenförmigen Reibbelägen ist daher keine Beschränkung der Erfindung.
  • Wesentlich ist, dass die Geschwindigkeit des Ankers 3 bereits so früh abnehmen kann, dass letztlich die Auftreffgeschwindigkeit auf den Stator 1 praktisch NULL sein kann bzw. ist.
  • Dies ist zwar nur ein theoretischer Wert, da sich der Anker 3 zwangsläufig bis zum Presskontakt an den Stator 1 heranbewegen muss, die Geschwindigkeit lässt sich jedoch so einstellen, dass das Auftreffen des Ankers 3 auf den Stator 1 nicht mehr hörbar ist.
  • Wie insbesondere 3 zeigt, weist ein bevorzugtes Weg-Zeit-Gesetz einen Verlauf auf, der zwischen der gelüfteten Stellung Xa und der voll eingerückten Stellung Xe einen Wendepunkt besitzt.
  • Bei einem derartigen Verlauf wird der Anker 3 zunächst einmal in Richtung zur Reibschlussstellung beschleunigt und anschließend stetig abgebremst.
  • Die Verlagerung des Ankers 3 zwischen beiden Stellungen erfolgt daher innerhalb kürzester Zeit und trotzdem geht der Anker praktisch geräuschlos in seine Endposition.
  • Ein derartiger Verlauf kann insbesondere über eine elektronische programmierbare Vorrichtung, z. B. einen Trajektoriengenerator, erzeugt werden, in welchem die bedienerseitig vorgebbaren Parameter eingegeben werden.
  • Als Beispiel für einen derartigen Funktionsverlauf dient etwa folgende Funktion:
    Figure 00110001
  • Aus dieser Formel wird deutlich, dass der Weg, den der Anker zwischen der gelüfteten Stellung und der Reibschlussposition zurücklegt, praktisch zeitabhängig ist und von dem Strom, welcher die Spule 2 des Elektromagneten durchfließt, entsprechend gesteuert wird.
  • Dabei muss allerdings der Strom i entsprechend ausgeregelt werden.
  • Zu diesem Zweck wird in dem instabilen System, welches der Anker 3 praktisch darstellt, eine Lageerfassung über einen Positionssensor 7 durchgeführt, so dass der in 2 als PID-Regler bezeichnete Lageregler ständig eine Kraft ausgibt, welche die vorgegebene Bewegung des Ankers 3 bewirkt.
  • Dabei kann der Strom i beispielsweise entsprechend der Formel
    Figure 00120001
    berechnet werden (als Modell in 2 bezeichnet).
  • Da x eine zeitabhängige Größe entsprechend oben genannter Formel ist, folgt hieraus, dass auch der Strom i zeitabhängig einzustellen ist.
  • Wie sich insbesondere aus 2 ergibt, lässt sich ergänzend ein Regelkreis vorsehen, bei welchem der Strom zur Erzeugung der elektromagnetischen Kraft im Bereich zwischen der anfänglichen Kontaktstellung und dem Presskontakt in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Drehmoment einstellbar ist.
  • Dies erfolgt durch den Stromregler, der unmittelbar auf die Kupplung bzw. deren Spule 2 wirkt.
  • Dieser Teil der Erfindung ermöglicht es nämlich durch eine gezielte Änderung oder Begrenzung des Stroms eine variable Einstellung des übertragbaren Drehmoments der Kupplung/Bremse zu erzielen.
  • Ist dabei die Kupplung/Bremse geschlossen, ergibt sich die vorliegende Anpresskraft aus der Formel F = λ0i2 wobei Lambda Index NULL ein Systemparameter ist, welcher die hardwaremäßigen Einflussgrößen erfasst.
  • Hierzu wird vorgeschlagen, dass dieser oder ein ähnlicher Formelzusammenhang für die Regelung des gewünschten übertragbaren Drehmoments verwendet wird.
  • Gibt insoweit der Bediener ein gewünschtes Drehmoment vor, kann mit Hilfe des bekannten Reibbeiwertes für die vorliegende Reibpaarung eine geforderte Anpresskraft berechnet werden.
  • Aus der Formel
    Figure 00130001
    ergibt sich der notwendige Strom.
  • Dieser Strom wird zweckmäßiger Weise über den unmittelbar auf die Spule 2 der Kupplung wirkenden Stromregler entsprechend 2 der Spule zugeführt.
  • Für die hier nicht ausführlichen Offenbarungen insbesondere zur Generierung von Trajektorien wird auf den Stand der Technik verwiesen.
  • Weiterhin sind Rotationssensoren 8 vorgesehen, um erforderlichenfalls feststellen zu können, ob zwischen Anker 3 und Stator 1 Schlupf besteht und ggf. in welchem Ausmaß. Die Rotationssensoren stellen also die Relativrotation fest und deren Signal kann z. B. zur Einstellung der erforderlichen Stromstärke dienen.
  • 1
    Stator
    2
    elektromagnetische Spule
    3
    Anker
    4
    Feder
    5
    Antrieb
    6
    Abtriebswelle
    7
    Positionssensor
    8
    Rotationssensor
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10203640 A1 [0005]
    • - DE 19824772 B4 [0007]
    • - EP 1479936 A1 [0009]

Claims (16)

  1. Verfahren zur Ansteuerung einer durch eine elektromagnetische Kraft betätigbare Kupplung/Bremse, wobei zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle/Stator der Kupplung/Bremse ein linear beweglicher Anker als Kupplungsmitnehmer/Bremsbelagsträger angeordnet ist, welcher derart durch eine Federkraft und eine elektromagnetisch erzeugte Kraft bewegt wird, dass ein Reibschluss der beteiligten Reibpaarungen hergestellt bzw. gelöst werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverlauf zur Erzeugung der elektromagnetischen Kraft entsprechend der Bewegung des Ankers nach einem Weg-Zeit-Gesetz gesteuert wird, bei welchem die Geschwindigkeit des Ankers bereits mit Annäherung an eine der Kontaktstellungen abnimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverlauf zwischen der gelüfteten Stellung und der anfänglichen Kontaktstellung einen Wendepunkt aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverlauf einem elektronisch vorgegebenen Weg-Zeit-Gesetz entsprechend geführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverlauf über einen unterlagerten Regelkreis ausgeregelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der unterlagerte Regelkreis einen PID-, PI-, PD-Regler oder einen Dead-Beat-Regler enthält.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Weg-Zeit-Gesetz von einem Trajektoriengenerator abhängig von bedienerseitig vorgegebenen Randbedingungen vorgebbar ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Weg-Zeit-Gesetz auch über die anfängliche Kontaktstellung bis zum Presskontakt asymptotisch einer Geschwindigkeit von NULL nähert.
  8. Verfahren nach Oberbegriff von Anspruch 1 oder Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom zur Erzeugung der elektromagnetischen Kraft im Bereich zwischen der anfänglichen Kontaktstellung und dem Presskontakt in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Drehmoment einstellbar ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom über einen Regler einstellbar ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom über einen PID-, PI-, PD-Regler oder einen Dead-Beat-Regler einstellbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 an einer Kupplung/Bremse, bei welcher mittels eines elektronischen Gebers ein Weg-Zeit-Gesetz für die Bewegung des Ankers erzeugt wird und über einen unterlagerten Regelkreis der Stromverlauf so ausregelbar ist, dass der Anker dem Weg-Zeit-Gesetz folgt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Geber ein Trajektoriengenerator ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der unterlagerte Regelkreis einen PID-PI-, PD-Regler oder einen Dead-Beat-Regler enthält.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des übertragbaren Drehmoments ein Stromsoliwert vorgebbar ist, der über einen separaten Stromregler ausregelbar ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lageerfassung des Ankers ein Positionssensor vorgesehen ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Schlupfs ein Rotationssensor vorgesehen ist.
DE200810011559 2008-02-28 2008-02-28 Verfahren zur Ansteuerung elektromagnetisch beaufschlagter Kupplungen Expired - Fee Related DE102008011559B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810011559 DE102008011559B4 (de) 2008-02-28 2008-02-28 Verfahren zur Ansteuerung elektromagnetisch beaufschlagter Kupplungen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810011559 DE102008011559B4 (de) 2008-02-28 2008-02-28 Verfahren zur Ansteuerung elektromagnetisch beaufschlagter Kupplungen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008011559A1 true DE102008011559A1 (de) 2009-09-10
DE102008011559B4 DE102008011559B4 (de) 2012-03-15

Family

ID=40936065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810011559 Expired - Fee Related DE102008011559B4 (de) 2008-02-28 2008-02-28 Verfahren zur Ansteuerung elektromagnetisch beaufschlagter Kupplungen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008011559B4 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012007863A1 (de) * 2012-04-18 2013-10-24 Ortlinghaus-Werke Gmbh Verfahren zur Steuerung des Drehmomentes bei elektromagnetischen Bremsen, Kupplungen und Kupplungs-Brems-Kombinationen
DE102016004304A1 (de) 2016-04-07 2016-12-15 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Kupplung eines Fahrzeugs
WO2023104577A3 (de) * 2021-12-08 2023-10-12 PRETTL, Johannes Elektrischer klappenantrieb, klappenanordnung und klappenbetaetigungsverfahren

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH684508A5 (de) * 1992-08-28 1994-09-30 Incoset Ag Steuerungseinrichtung für einen Hubmagneten.
DE4330531A1 (de) * 1993-09-09 1995-03-16 Horst Dipl Ing Loeffler Vorrichtung und Verfahren zur Dämpfung der Bewegung des Ankers von Elektromagneten
DE10203640A1 (de) 2001-01-31 2002-08-29 Honda Motor Co Ltd Regelungssystem für eine elektromagnetische Kupplung
EP1479936A1 (de) 2002-02-28 2004-11-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Steuerung für elektromagnetische kupplung
DE19824772B4 (de) 1997-06-04 2006-10-19 Luk Gs Verwaltungs Kg Vorrichtung zur Steuerung eines Einrückzustandes einer Kupplung
DE202006017623U1 (de) * 2006-01-18 2007-03-01 Linnig Antriebstechnik Gmbh Elektromagnetische Kupplung mit Schlupfüberwachung
DE102006051304A1 (de) * 2006-10-31 2008-05-08 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Schalten einer elektromagnetischen Bremse sowie elektromagnetische Bremse

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10360799B4 (de) * 2003-12-23 2008-06-12 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Regelung eines elektromagnetischen Aktuators

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH684508A5 (de) * 1992-08-28 1994-09-30 Incoset Ag Steuerungseinrichtung für einen Hubmagneten.
DE4330531A1 (de) * 1993-09-09 1995-03-16 Horst Dipl Ing Loeffler Vorrichtung und Verfahren zur Dämpfung der Bewegung des Ankers von Elektromagneten
DE19824772B4 (de) 1997-06-04 2006-10-19 Luk Gs Verwaltungs Kg Vorrichtung zur Steuerung eines Einrückzustandes einer Kupplung
DE10203640A1 (de) 2001-01-31 2002-08-29 Honda Motor Co Ltd Regelungssystem für eine elektromagnetische Kupplung
EP1479936A1 (de) 2002-02-28 2004-11-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Steuerung für elektromagnetische kupplung
DE202006017623U1 (de) * 2006-01-18 2007-03-01 Linnig Antriebstechnik Gmbh Elektromagnetische Kupplung mit Schlupfüberwachung
DE102006051304A1 (de) * 2006-10-31 2008-05-08 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Schalten einer elektromagnetischen Bremse sowie elektromagnetische Bremse

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012007863A1 (de) * 2012-04-18 2013-10-24 Ortlinghaus-Werke Gmbh Verfahren zur Steuerung des Drehmomentes bei elektromagnetischen Bremsen, Kupplungen und Kupplungs-Brems-Kombinationen
DE102016004304A1 (de) 2016-04-07 2016-12-15 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Kupplung eines Fahrzeugs
WO2023104577A3 (de) * 2021-12-08 2023-10-12 PRETTL, Johannes Elektrischer klappenantrieb, klappenanordnung und klappenbetaetigungsverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008011559B4 (de) 2012-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1067319B1 (de) Einrichtung zum Steuern einer Stelleinrichtung für ein Getriebe
EP2625055B1 (de) Verfahren zum betrieb einer fahrpedaleinheit für kraftfahrzeuge
EP2986867B1 (de) Verfahren zum betätigen einer elektrisch betätigten reibungsbremse
DE19623698A1 (de) Verfahren zur Steuerung der Antriebe von Hubventilen an einer Kolbenbrennkraftmaschine
WO2002101258A2 (de) Kupplungsbetätigungsvorrichtung sowie verfahren zum ermitteln von kupplugsparametern
DE102012206744B4 (de) Prüfeinrichtung zur Kraftfahrzeug-Crashsimulation sowie Verfahren zum Betrieb einer Prüfeinrichtung
DE102008064570A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern der Bewegung eines sowohl motorisch als auch manuell bewegbaren Fahrzeugteils
DE112010001147B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinrichtung zum Verstellen einer automatisierten Kupplung
EP3898477B1 (de) Verfahren und bremssteuerung zum steuern einer bremse einer aufzuganlage
WO1998038656A1 (de) Verfahren zur bewegungserkennung, insbesondere zur regelung der ankerauftreffgeschwindigkeit an einem elektromagnetischen aktuator sowie aktuator zur durchführung des verfahrens
EP1757835B1 (de) Verfahren zum Einstellen eines Kupplungsmoments
EP3383781B1 (de) Verfahren zur ansteuerung einer bremseinrichtung einer aufzugsanlage
DE3634627A1 (de) Verfahren und anlage zum erfassen von radschlupf
EP2714565B1 (de) Regelbare aufzugsbremse
DE102008011559B4 (de) Verfahren zur Ansteuerung elektromagnetisch beaufschlagter Kupplungen
WO2008009547A1 (de) Kupplungssteller zur automatischen betätigung einer reibungskupplung
EP2321166B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum erkennen und reduzieren einer störschwingung bei einem fahrzeug
WO2016202335A1 (de) Fahrpedal für die steuerung einer antriebsmaschine eines kraftfahrzeugs mit verstellbarer nullpunktposition
EP2245326B1 (de) Verfahren zur ermittlung des axialen verschleisses und der gegenkraftsteigung bei einem lamellenschaltelement
EP3774628A1 (de) Aufzugsanlage
EP3698065B1 (de) Bremsvorrichtung, insbesondere nutzfahrzeugscheibenbremse
EP3463840B1 (de) Verfahren zum pressen eines werkstückes mit einer vorbestimmten presskraft
EP1832773B1 (de) Getriebeschaltstelle zum Herstellen einer drehfesten Verbindung zwischen mindestens einem Zahnrad und einer Welle
WO2017153003A1 (de) Ventilbaureihe
DE102005006912A1 (de) Verfahren zum Abgleichen einer Inkrementalwegmessung und zum Erkennen eines Anschlages bei einer Bewegungsübertragung einer Inkrementalwegmessung sowie Vorrichtung zum Durchführen der Verfahren

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20120616

R082 Change of representative

Representative=s name: STENGER WATZKE RING INTELLECTUAL PROPERTY, DE

Representative=s name: RAUSCH WANISCHECK-BERGMANN BRINKMANN PARTNERSC, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: RAUSCH WANISCHECK-BERGMANN BRINKMANN PARTNERSC, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee