DE102017111751A1 - A method for monitoring a wear of a friction clutch of an automated clutch system of a vehicle - Google Patents

A method for monitoring a wear of a friction clutch of an automated clutch system of a vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Verschleißes eines Reibbelages einer Reibungskupplung eines automatisierten Kupplungssystems eines Fahrzeuges, wobei der Reibbelag der Reibkupplung aus zwei Schichten (2, 3) besteht und die Reibwerte der beiden Schichten (2, 3) deutlich voneinander abweichen. Bei einem Verfahren, bei welchem noch vor dem Auftreten des Verschleißendes ein Kupplungsverschleiß erkannt wird, wird die Reibungskupplung mittels eines Aktors bewegt wird, wobei eine Wegposition des Aktors und/oder ein der Wegposition des Aktors zugeordnetes Kupplungsmoment zur Bestimmung eines Verschleißzustandes des Reibbelages ausgewertet werden.

Figure DE102017111751A1_0000
The invention relates to a method for monitoring a wear of a friction lining of a friction clutch of an automated clutch system of a vehicle, wherein the friction lining of the friction clutch consists of two layers (2, 3) and the coefficients of friction of the two layers (2, 3) differ significantly. In a method in which a clutch wear is detected even before the onset of wear, the friction clutch is moved by means of an actuator, wherein a travel position of the actuator and / or a clutch position of the actuator associated clutch torque are evaluated to determine a state of wear of the friction lining.
Figure DE102017111751A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Verschleißes eines Reibbelages einer Reibungskupplung eines automatisierten Kupplungssystems eines Fahrzeuges, wobei der Reibbelag der Reibkupplung aus zwei Schichten besteht und die Reibwerte der beiden Schichten deutlich voneinander abweichen.The invention relates to a method for monitoring a wear of a friction lining of a friction clutch of an automated clutch system of a vehicle, wherein the friction lining of the friction clutch consists of two layers and the coefficients of friction of the two layers differ significantly.

Reibbeläge einer Reibungskupplung unterliegen während der Lebensdauer einer Kupplung einem Verschleiß, welcher erst durch einen Funktionsverlust der Reibungskupplung, d.h. beim Durchrutschen der Kupplungsscheibe, detektiert wird. Dies führt dazu, dass das Fahrzeug im Extremfall nicht weiter benutzt werden kann.Friction linings of a friction clutch are subject to wear during the life of a clutch which is due to a loss of function of the friction clutch, i. when slipping through the clutch disc, is detected. This means that the vehicle can not be used in extreme cases.

Um den Verschleißbereich eines Reibbelages einer Reibungskupplung zu vergrößern, ist aus der DE 10 2015 216 085 A1 ein Reibbelag für Reibungskupplungen in Kraftfahrzeugen bekannt, welcher einen zweischichtigen Aufbau aufweist, wobei eine erste Reibschicht mit einer zweiten Reibschicht verbunden ist und die zweite Reibschicht einen größeren Reibwert aufweist als die erste Reibschicht.To increase the wear range of a friction lining of a friction clutch, is from the DE 10 2015 216 085 A1 a friction lining for friction clutches in motor vehicles is known, which has a two-layer structure, wherein a first friction layer is connected to a second friction layer and the second friction layer has a larger coefficient of friction than the first friction layer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung eines Verschleißes einer Reibungskupplung eines automatisierten Kupplungssystems eines Kraftfahrzeuges anzugeben, bei welchem der Verschleiß der Reibungskupplung bei noch funktionstüchtiger Reibungskupplung erkannt wird.The invention has for its object to provide a method for monitoring wear of a friction clutch of an automated clutch system of a motor vehicle, in which the wear of the friction clutch is detected in still functional friction clutch.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Reibungskupplung mittels eines Aktors bewegt wird, wobei eine Wegposition des Aktors und/oder ein der Wegposition des Aktors zugeordnetes Kupplungsmoment zur Bestimmung eines Verschleißzustandes des Reibbelages ausgewertet werden. Durch die sich deutlich unterscheidenden Reibwerte tritt bei Verschleiß der ersten Schicht, verbunden mit dem Übergang auf die zweite Schicht, eine starke Veränderung des von einer Aktorposition abhängenden Kupplungsmomentes bzw. der mit einem Kupplungsmoment korrelierenden Wegposition des Aktors auf. Somit kann auf einen Verschleiß der Reibungskupplung geschlossen werden. Durch das vorzeitige Erkennen des Verschleißes des Reibbelages der Reibungskupplung besteht die Möglichkeit, dass das Fahrzeug rechtzeitig einer Werkstatt zugeführt werden kann, um die verschlissenen Reibbeläge auszutauschen.According to the invention the object is achieved in that the friction clutch is moved by means of an actuator, wherein a travel position of the actuator and / or a position of the actuator position associated clutch torque are evaluated for determining a state of wear of the friction lining. Due to the significantly different coefficients of friction occurs when wear of the first layer, combined with the transition to the second layer, a strong change in the dependent of an actuator position clutch torque or correlating with a clutch torque position of the actuator. Thus, a wear of the friction clutch can be concluded. Due to the premature detection of the wear of the friction lining of the friction clutch, it is possible that the vehicle can be supplied in time to a workshop to replace the worn friction linings.

Vorteilhafterweise unterscheiden sich die Reibwerte der beiden Schichten des Reibbelages deutlich voneinander. Dabei kann entweder der Reibwert der ersten Schicht wesentlich größer als der der zweiten Schicht sein, oder umgekehrt, der Reibwert der ersten Schicht ist wesentlich kleiner als der Reibwert der zweiten Schicht. Je nachdem, bis zu welcher Schicht der Reibbelag abgenutzt ist, ändern sich Aktorwege bzw. das Kupplungsmoment unterschiedlich stark. Daraus können entsprechende Schlussfolgerungen über den Verschleiß des Reibbelages gezogen werden.Advantageously, the coefficients of friction of the two layers of the friction lining differ significantly from one another. In this case, either the coefficient of friction of the first layer can be substantially greater than that of the second layer, or conversely, the coefficient of friction of the first layer is substantially smaller than the coefficient of friction of the second layer. Depending on which layer of the friction lining is worn, actuator paths or the clutch torque change to different degrees. From this conclusions can be drawn about the wear of the friction lining.

In einer Ausgestaltung wird für ein vorgegebenes Kupplungsmoment die Wegposition des Aktors ermittelt, welche mit einer Wegposition des Aktors verglichen wird, die dieser bei einem unverschlissenen Reibbelag bei dem vorgegebenen Kupplungsmoment einnimmt, wobei bei Überschreitung der Wegposition des Aktors bei einem unverschlissenen Reibbelag durch eine aktuell gemessene Wegposition des Aktors auf einen Verschleiß des Reibbelages geschlossen wird.In one embodiment, the path position of the actuator is determined for a given clutch torque, which is compared with a travel position of the actuator, which assumes this at an untapped friction lining at the predetermined clutch torque, wherein when exceeding the travel position of the actuator at an unworn friction lining by a currently measured Wegposition of the actuator is closed to wear of the friction lining.

In einer vorteilhaften Ausführungsform entspricht die vorgegebene Wegposition des Aktors einem Tastpunkt der Reibungskupplung. Für einen solchen Tastpunkt der Reibungskupplung ist ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Aktorposition und übertragenem Kupplungsmoment bekannt.In an advantageous embodiment, the predetermined path position of the actuator corresponds to a touch point of the friction clutch. For such a touch point of the friction clutch, a clear relationship between actuator position and transmitted clutch torque is known.

In einer Weiterbildung wird bei einer vorgegebenen Wegposition des Aktors ein Kupplungsmoment bestimmt, welches mit einem Kupplungsmoment verglichen wird, das bei einem unverschlissenen Reibbelag bei der vorgegebenen Wegposition auftritt, wobei bei Überschreitung des Kupplungsmoments des unverschlissenen Reibbelages durch das aktuell bestimmte Kupplungsmoment auf den Verschleiß des Reibbelages geschlossen wird. Auch hier bietet es sich an, dass das vorgegebene Kupplungsmoment einem Kupplungsmoment entspricht, welches die Reibungskupplung bei einer Einnahme des Tastpunktes durch den Aktor überträgt.In a further development, a clutch torque is determined at a predetermined path position of the actuator, which is compared with a clutch torque that occurs at an untapped friction lining at the predetermined position, wherein when exceeding the clutch torque of the untapped friction lining by the currently determined clutch torque on the wear of the friction lining is closed. Again, it makes sense that the predetermined clutch torque corresponds to a clutch torque, which transmits the friction clutch at a capture of the touch point by the actuator.

In einer Variante wird als vorgegebenes Kupplungsmoment ein maximal übertragbares Kupplungsmoment ausgewertet. Diese Veränderungen des maximal übertragbaren Momentes lassen ebenfalls einen zuverlässigen Schluss auf den Zustand des Reibbelages zu.In one variant, a maximum transferable clutch torque is evaluated as a predetermined clutch torque. These changes in the maximum transmittable torque also allow a reliable conclusion on the condition of the friction lining.

In einer Ausgestaltung weist die erste einer Kupplungsscheibe zugewandte Schicht eine solche Stärke auf, dass ein Erkennen der zweiten Schicht des Reibbelages durch eine Wegänderung oder eine Momentenänderung als Erkennung eines Verschleißendes der ersten Schicht genutzt wird. Dies gilt dann als sicheres Zeichen, dass die erste mit einem Gegenreibelement in einer Wirkverbindung stehende Schicht verschlissen ist und unverzüglich eine Werkstatt zum Austausch der Kupplungsbeläge aufgesucht werden muss.In one embodiment, the first layer facing a clutch disc has such a strength that recognition of the second layer of the friction lining is utilized by a change of travel or a torque change as recognition of a wear end of the first layer. This is then considered a sure sign that the first with a Gegenreibelement operatively connected layer is worn and immediately a workshop to replace the clutch linings must be visited.

In einer Ausführungsform wird bei Erkennen eines Verschleißes eine Information an das Fahrzeug und/oder den Fahrer ausgegeben. In one embodiment, when wear is detected, information is output to the vehicle and / or the driver.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing.

Es zeigen:

  • 1 Prinzipdarstellung einer Kupplungsscheibe mit einem zweischichtigen Reibbelag,
  • 2 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Show it:
  • 1 Schematic representation of a clutch disc with a two-layer friction lining,
  • 2 a first embodiment of the method according to the invention,
  • 3 A second embodiment of the method according to the invention.

In 1 ist eine Prinzipdarstellung einer Kupplungsscheibe mit einem zweischichtigen Reibbelag dargestellt, wie diese bei Reibungskupplungen in einem Fahrzeug Anwendung findet. Dabei ist in 1a ein Längsschnitt durch die Kupplungsscheibe 1 gezeigt, auf welcher ein aus zwei Schichten 2, 3 bestehender Reibbelag beidseitig angeordnet ist. Der Standardbelag 2 des Reibbelages ist außen angeordnet und weist einen Reibwert µ1 auf. Eine Underlayer-Schicht 3, deren Reibwert von µ2 viel größer als µ1 ist, ist unterhalb des Standardbelages 2 direkt auf der Kupplungsscheibe 1 befestigt. In 1b ist der Reibwert µ über dem Belagverschleiß dargestellt. Der Standardbeleg 2 tritt mit einem Gegenreibelement in einen Reibkontakt und wird dabei verschliessen. Auf Grund des kleineren Reibwertes µ1 wird der Standardbelag 2 schneller abgenutzt als die Underlayer-Schicht 3.In 1 is a schematic diagram of a clutch disc shown with a two-layer friction lining, as it finds application in friction clutches in a vehicle. It is in 1a a longitudinal section through the clutch disc 1 shown on which one of two layers 2 . 3 existing friction lining is arranged on both sides. The standard covering 2 the friction lining is arranged outside and has a coefficient of friction μ 1 on. An underlayer layer 3 whose coefficient of friction is μ 2 much bigger than μ 1 is below the standard coating 2 directly on the clutch disc 1 attached. In 1b is the coefficient of friction μ shown above the lining wear. The standard document 2 enters with a Gegenreibelement in a frictional contact and will close it. Due to the smaller coefficient of friction μ1 becomes the standard covering 2 worn faster than the underlayer layer 3 ,

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2 wird ein vorgegebenes Momentenniveau an der Reibungskupplung eingestellt. Bei einem solchen Momentenniveau kann es sich beispielsweise um ein Anfahrmoment, einen Einkoppelpunkt oder den Tastpunkt der Reibungskupplung oder ähnliches handeln. Wie aus 2 ist ein von der Reibungskupplung übertragbares Moment über einer Wegposition des Aktors dargestellt. Die Kurve B stellt dabei den Verlauf des übertragbaren Momentes dar, bei welchem bei unverschlissenem Belag des Standardbelages 2 eine Wegposition B1 eingestellt wird. Kurve A zeigt das Kupplungsverhalten beim Erreichen der Underlayer-Schicht 2. Wie ersichtlich, tritt nach Abrieb des Standardbelages 2 und Erreichen der Underlayer-Schicht 3 eine deutliche Wegpositionsverschiebung vom Punkt B1 zum Punkt A2 auf. Der deutliche Sprung in der Wegposition zwischen den beiden Punkten B1 und A2 verdeutlicht, dass ein Verschleißende der Reibungskupplung erreicht ist.In the first embodiment of the method according to the invention 2 a predetermined torque level is set at the friction clutch. Such a torque level may be, for example, a starting torque, a coupling point or the touch point of the friction clutch or the like. How out 2 a transmittable by the friction clutch torque is shown over a path position of the actuator. The curve B represents the course of the transmittable moment, in which at unverschlissenem coating of the standard covering 2 a path position B1 is set. Curve A shows the coupling behavior when reaching the underlayer layer 2 , As can be seen, occurs after abrasion of the standard coating 2 and reaching the underlayer layer 3 a clear positional shift from the point B1 to the point A2 on. The significant jump in the path position between the two points B1 and A2 illustrates that a wear end of the friction clutch is reached.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, wo das übertragbare Moment über dem Ausrückweg des Aktors dargestellt ist. Auch hier sind Kennlinienverläufe A für die Bewegung im Bereich der Underlayer-Schicht 3 und der Kennlinie B für die Bewegung im Bereich des Standardbelages 2 der Reibungskupplung gezeigt. Den Ausgangspunkt bildet dabei eine definierte Wegposition, die vom Aktor eingenommen wird. Bei einer unverschlissenen Reibungskupplung wird ein Momentenniveau im Punkt B3 gemessen, welches kleiner ist als ein Momentenniveau (Punkt A4), welches gemessen wird, wenn der Reibbelag auf den Wert der Underlayer-Schicht 3 abgeschmolzen ist. Das Erkennen des bei definierter Wegposition deutlich höheren Momentenniveaus dient als Auslöser zur Erkennung des erreichten Verschleißendes.In 3 is shown a further embodiment of the method according to the invention, where the transmittable torque is shown on the Ausrückweg of the actuator. Here, too, are characteristic curves A for the movement in the area of the underlayer layer 3 and the characteristic B for the movement in the area of the standard covering 2 the friction clutch shown. The starting point is a defined path position, which is taken by the actuator. With an untapped friction clutch, a moment level becomes the point B3 measured, which is smaller than a moment level (point A4 ), which is measured when the friction lining on the value of the underlayer layer 3 has melted off. The recognition of the torque level, which is significantly higher for a defined path position, serves as a trigger for detecting the reached end of wear.

In beiden Fällen wird beim Erkennen des erreichten Verschleißendes ein Signal an den Fahrer und/oder ein Fahrzeugsystem ausgegeben, um entsprechende Maßnahmen zur Erneuerung der Reibbeläge der Reibungskupplung einzuleiten.In both cases, upon detection of the reached end of wear, a signal is output to the driver and / or a vehicle system in order to initiate appropriate measures for renewal of the friction linings of the friction clutch.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kupplungsscheibeclutch disc
22
Standardbelagstandard pad
33
Underlayer-SchichtUnder Layer Layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015216085 A1 [0003]DE 102015216085 A1 [0003]

Claims (8)

Verfahren zur Überwachung eines Verschleißes eines Reibbelages einer Reibungskupplung eines automatisierten Kupplungssystems eines Fahrzeuges, wobei der Reibbelag der Reibkupplung aus zwei Schichten (2, 3) besteht und die Reibwerte der beiden Schichten (2, 3) deutlich voneinander abweichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung mittels eines Aktors bewegt wird, wobei eine Wegposition des Aktors und/oder ein der Wegposition des Aktors zugeordnetes Kupplungsmoment zur Bestimmung eines Verschleißzustandes des Reibbelages ausgewertet werden.Method for monitoring wear of a friction lining of a friction clutch of an automated clutch system of a vehicle, wherein the friction lining of the friction clutch of two layers (2, 3) and the coefficients of friction of the two layers (2, 3) differ significantly, characterized in that the friction clutch is moved by means of an actuator, wherein a travel position of the actuator and / or a path position of the actuator associated clutch torque are evaluated to determine a state of wear of the friction lining. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für ein vorgegebenes Kupplungsmoment die Wegposition des Aktors ermittelt wird, welche mit einer Wegposition des Aktors verglichen wird, die dieser bei einem unverschlissenen Reibbelag bei dem vorgegebenen Kupplungsmoment einnimmt, wobei bei Überschreitung der Wegposition des Aktors bei einem unverschlissenen Reibbelag durch eine aktuell gemessene Wegposition des Aktors auf einen Verschleiß des Reibbelages geschlossen wird.Method according to Claim 1 , characterized in that for a given clutch torque, the travel position of the actuator is determined, which is compared with a travel position of the actuator, which assumes this at an untapped friction lining at the predetermined clutch torque, wherein when exceeding the travel position of the actuator in an unworn friction lining by a currently measured path position of the actuator is closed to wear of the friction lining. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Wegposition des Aktors einem Tastpunkt der Reibungskupplung entspricht.Method according to Claim 2 , characterized in that the predetermined path position of the actuator corresponds to a touch point of the friction clutch. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vorgegebenen Wegposition des Aktors ein Kupplungsmoment bestimmt wird, welches mit einem Kupplungsmoment verglichen wird, das bei einem unverschlissenen Reibbelag bei der vorgegebenen Wegposition auftritt, wobei bei Überschreitung des Kupplungsmomentes des unverschlissenen Reibbelages durch das aktuell bestimmte Kupplungsmoment auf den Verschleiß des Reibbelages geschlossen wird.Method according to Claim 1 , characterized in that at a predetermined path position of the actuator, a clutch torque is determined, which is compared with a clutch torque that occurs at an untapped friction lining at the predetermined path position, wherein when exceeding the clutch torque of the untapped friction lining by the currently determined clutch torque on the wear of the friction lining is closed. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Kupplungsmoment einem Kupplungsmoment entspricht, welches die Kupplung bei einer Einnahme eines Tastpunktes durch den Aktor überträgt.Method according to Claim 4 , characterized in that the predetermined clutch torque corresponds to a clutch torque, which transmits the clutch upon receipt of a touch point by the actuator. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgegebenes Kupplungsmoment ein maximal übertragbares Moment ausgewertet wird.Method according to Claim 4 or 5 , characterized in that as the predetermined clutch torque, a maximum transmissible torque is evaluated. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste einer Kupplungsscheibe zugewandte Schicht eine solche Stärke aufweist, dass ein Erkennen der zweiten Schicht des Reibbelages durch eine Wegänderung oder eine Momentenänderung zur Erkennung eines Verschleißendes der ersten Schicht dient.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first layer facing a clutch disc has such a strength that recognition of the second layer of the friction lining by a change in path or a torque change for detecting a wear end of the first layer is used. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen eines Verschleißendes des Reibbelages eine Information ausgegeben wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that upon detection of a wear end of the friction lining information is output.
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DE102015216085A1 (en) 2015-08-24 2017-03-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Friction lining for friction clutches in motor vehicles or braking devices

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