DE3043348A1

DE3043348A1 - Vorrichtung zur automatischen betaetigung einer kraftfahrzeugreibungskupplung

Info

Publication number: DE3043348A1
Application number: DE19803043348
Authority: DE
Inventors: Rudy 8720 Schweinfurt Tellert
Original assignee: Sachs Systemtechnik GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1980-11-17
Filing date: 1980-11-17
Publication date: 1982-07-01

Description

Vorrichtung zur automatischen Betätigung
einer Krsftfahrzeugreibungskupplung 7.U;;'lt;Z ul' Hauptpatentanmoldung p 0 28 250.9 (Hauptpatent ) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Betätigung einer Kraftfahrzeugreibungskupplung, deren Betätigungsorgen von einer steuerbaren Antriebsvorrichtung z-ischen einer Auskuppelposition, bei der cie Kupplungsdrehzahl unabhängig ausgekuppelt ist und einer Einkuppelposition, bei der die Kupplung vollständig eingekuppelt ist, bewerhas ist, wobei die Position des Retätigungsorgans im Pereioh (S@@leiflereich) swischen einers Position beginnender Drehmomentübertragung (Grenzposition) und der Einkuppelposition von einer auf die Motordrehzahl ansprechenden, den Einkuppelbetrisb der Antriebsvorrichtung steuernden Programmsteuerung nach einer mittels eines Funktionsgebers vorgegebenen Charakteristik als Funktion der Motordrehzahl einstellbar ist.
Eine derartige Vorrichtung wird in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 30 28 250.9 beschrieben.
Der Einkuppelvorgang erfolgt achängig von der Motordrchzahl und kann somit über das Gaspedal des Fahrzoug@ genteucrt worden, wie dies in der vorstchenc.en Patontan@eldung, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird, in einzelnen beschrieben ist. Der Funktionsgeber der Programmsteuerung bestimmt im Schleifbereich der Kupplung die Position des Betätigungsorgans der Kupplung abhängig von der Motordrehzahl. Als Bezugsposition dient hierbei die Position beginnender Drehntomentübertragung, wobei der Funktionsgeber so abgeglichen ist besiehungsweise die Kupplung derart justiert ist, daß das dieser Position entsprechende Stellsignal der Programmsteuerung mit dem tatsächlichen Beginn der Drchmouentübertragung der Kupplung übereinstimmt. Da sich die Position des Retätigungsorgans mit wachsendem Verschleiß der Kupplungsbeläge verschiebt, kann es zu Störungen des Kupplungsbetriobs komneun.
Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs naher erläuterte Vorrichtung so zu verbessern, daß die den Einkuppelbetrieb der Antriebsvorrichtung steuernde Programmsteuerung unabhängig vo Verschleißzustand der Kupplung ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit der Antriebsvorrichtung ein Positionsgeber gekuppelt ist, der ein der Istposition des Betätigungorgans entsprechendes Signal erzeugt, daß die Programmstauerung ihre der Antriebesteuerung zugeführten Stellsignale um ein aus einer Speicherschaltung zugelührtes Stellsignalinkrement erhöht, welches der Differenz von zei in der Speicherschaltung gespeicherten Bzugs-Positionssignalen entspricht und daß die Kupplung in eine Stellung mit aefiniertem. Reibschluf bringber ist und in dieser Stellung das Signal des Positionsgeber zur Bildun eines der Bezugs-Positionssignale in die Speicherschaltung einschreiber ist.
Pi einer solchen Vorrichtung wird die verschleißbedingte Änderung de@ Stellwegs des Betätigungsorgans der Kupplung gemcausn. Die der Antriebavorrichtung der Kupplung zugeführten Stellsignale der Programmsteuerung serden dementsprechend orböht, um diese verschleißbedingte Stellwegänderung auszugleich@n. Das erste der beiden Bezugs-Positionssignale definiert die Position heginnender Drehmomentübertragung bei kerrekt justierter Kupplung. Das zweite, vom Positionsgcher gemessene Bezugs-Positionssignal definiert die Position beginnender Drehmomentübertagung bei verschleißbodingter Abweichung, Die Bezugs-Positionssignale müssen hierbei nicht nstwendigerweise die Position beginnender Drehmomentübertragung bezeichnen, sie können jede andere Position kennreichnen, sofern diese in einem gleichbleibenden, bekennten Abstand zur Position beginnender Drchmomentübertragung liegt.
Als Berugsposition cignct sich insbesondere auch die Einkuppelposition, in der die Kupplung vollstandig eingerückt ist.
Die Speicherschaltung kann je nach Ausführungsform entweder das Stellsignalinkrement oder aber die Bezugs-Positionssignale speichern. Während im zweiten Fall das Stellsignalinkrement stets neu berechnet wird, wird es im ersten Fall lediglich zum Meßzoitpunkt berechnet und dann gespeichert.
-.ur Brmittlung des den Verschleiß anzeigenden zweiten Eezugs-Pesitionssignals wird die Kupplung in eine Stellung mit definiertem Reibschluß gebracht. In einer ersten Ausführungsform wird die Position des Betätigungsorgans bei vollständig einrückter Kupplung ermittelt. Diese Ausführungsform ist insbesondern bei Kupplungen von Vorteil, deren Kupplungsfedern so kräftig dimensioniert sind, daß sie die Kupplung auch bei abgeschalteter Antriebsvorrichtung gegen deren Widerstand vollstndig einrtcken können.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die Position beginnender Drehmomentübertragung unmittelbar erfaßt. Hierzu ist vorgesehen, daß eine Steuerschaltung die Antriebsvorrichtung in einer vorbestimmten Richtung über die Position beginnender Drehmomentübertragung hinwegsteuert, daß die Antriebsvorrichtung als Antrieb einen Elektron,G-tor qufweist, und daß eine in der Position bctl;innender Drchmomentübertra gung auf die Antriebsstromänderung des Elektromotors ansprochende Stromfühlerstufe den Einschreibbetrieb der Spei cherschaltung steuert. Die je nach Bewegungorichtung des Betätigungsorgans bei Belastung bzw. Entlastung des Elektromotors auftretende sprunghafte Antriebsstromnderung beveichnet die Position beginnender bzw. endender Drehmomentütertragung und kann beispielsweise mit Hilfe einer Schwellwertstufe erfaßt werden. Um eindeutig reproduziertare Verhältnisse zu schaffen, ist bevorzugt vorgesehen, daß die Stauerschaltung auf ein Steuersignal hin die Antriebsvorrichtung zuerst in die Ein1rnppelposition und dann über die Position beginnender Drehmomentübertragung hinweg in die Auskuppelpositlon steuert. Zweckmäßigerweise wird die Antriebsvorrichtung hierbei über die der Einkuppelposition zugeordnete Stellung hinaus gesteuert, wodurch die Kraftäbertragungsglieder, beispielsweise das Jiupplungsseil und dergleichen,volls-tändig entspannt werden.
Um Fehler aufgrund der Beschleunigung der Kupplungsorgane und dergleichen auszuschalten, wird die PczsitionsnderungsCeschindigkeit bei der Ermittlung der Antriobsstromünderung kleiner gewählt als die Positionsänderungsgeschwindigkeit im Fahrbetrie des Fahrzeugs, also bei normalen Betrieb der Kupplung über die Programmsteuerung.
Der E.upplungsverschleiß ist normalerweise außerordentlich gering. Die gespeicherten Bezugs-Positionssignele müssen deshalb lediglich nach relativ langen Zeitintervallen aktualisiert werden. Die Aktualisierung kann über einen gesenderten Steuerschalter erfolgen. Zweckmäßigerweise erfolgt die Aktualisierung beim Einschalten der Zündanlage des Fahrzeugs über das Zündschaltschloß.
n. tollstgnalinkrement ist ein Maß fiEr den Verschleiß der Kupplung. Mittels eines auf das Stellsignalinkrement ansprechen den Grenzwertmelders kann problemlos die Verschleißgrenze der Kupplung angezeigt werden.
Im folgenden sollen Ausführungssbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt das Schaltbild einer elektrischen Vorrichtung zur automatischen Betätigung einer Kraftfahrzeugreibungskupplung, bei welcher der Kupplungsverschleiß selbsttätig erfaßt wird.
An ein Wetätigungsorgan 201 einer nicht näher dargestellten Kraftfahrzeug-Reibungskupplung ist ein Elektromotor 203 ge-I;uspelt, der die Kupplung über deren Betätigungsorgan 201 ein- bzw. auskuppelt. Der Elektromotor 203 ist in einen Regelkreis 205 geschaltet und erhält Antriebsstromsignale aus einem Regler 207, der seinerseits durch Fehler-Differenzsignle eines Vergleichers 209 gesteuert wird. Der Vergleicher 209 erzeugt in üblicher Weise die Fehler-Differenzsignale aus Ist-Posltionsaignalen eines die Position des Betätigungsorgans 201 messenden Positionsgebers 211 und einer Programmsteuerung 213, deren Einzelheiten in der Patentanmeldung P 30 28 250.9 beschrieben sind. Die Programmsteuerung 213 steuert den Auskuppel- und Einkuppelbetrieb der Kupplung. Im Einkuppelbetrieb gibt die Programmsteuerung 213 Sollvertsign;l.e ab, Cic den Elektromotor 203 und damit die Position des Betätigungsorgant 201 nach einem vorgegebenen Programm sbhängig von er Notordrehzahl des Fahrzeugs steuern. Die Position des Betätigungsorgans 201 wird im wesentlichen im Schleifbereich der Kupplung, d.h. zwischen einer Position beginnender Di'ehmor1entübertragung und einer Position, bei der die Kupplung vollständig eingerückt ist, programmgesteuert. Die Kupplung muß so justiert sein, daß die Position des Betätigungsorgans 201, bei welcher die Drehmomentübertragung beginnt, tatsachlich rt dem dieser Position zugeordneten Sollwertsignal der Programmsteuerung 213 übereinstimmt. Da sich dieser Zusa=menhang mit zunehmendem Verschleiß der Kupplung ändert, wird der Programmsteuerung 213 aus einer Differen@stufe 215 ein Positionsinkrementsignal zugeführt, welches in der Programmsteuerung 213 zum jeweiligen Sollwertsignal hinzuaddiert wird.
Das Positionsinkrementsignal entspricht der verschleißabhängigen Wegänderung des Betätigungsorgens 201 bezogen auf die anfängliche Justierung der Kupplung. Die Differenzstufe 215 bildet das Positionsinkrementsignal als Differenz eines der ursprünglichen Stellung zugeordneten Bezugs-Positionssignals, welches in einem ersten Speicher 217 gespeichert ist und einem in einem zweiten, änderbaren Speicher 219 gespeicherten, zweiten Bezugs-Positionssignal. Der Speicher 219 speichert das Ist-Positionssignal des Positionsgebers 211 in der Position begiwender Drehmomentübertragung der Kupplung. Diese Position wira mittels einer auf die Antriebsstromänderung des Elektromotors 203 bei beginnendem Reibschluß der Kupplung ansprechenden Schwellwertstufe 221 erfaßt. Die Schwell@ertstufe 221 steuert den Einschreibbetrieb des Speichers 219.
Um trotz Spiel des Kupplungsgestänges und dergleichen reproduzierbare Verhältnisse zu schaffen, ist eine winschreibsteuerung 223 vorgesehen, die vom Zündschloß 225 des Fahrzeugs aus gesteuert wird und bei Einschalten der Zündanlage über die Programmsteuerung 213 den Elektromotor 203 zunächst in Sinkuppelrichtung und dann in Auskuppelrichtung einschaltet. In Einkuppelrichtung wird der Elektromotor 203 über die vollständig einkuppelnde Position des Betätigungsorgans 201 hinaus bewegt, sodaß das Kupplungsgestänge vollständig lose kommt.
Die Schwellwertstufe 221 sprioht auf die Antriebsstromänderung bei der nachfolgenden Bewegung in Auskuppelrichtung an, welche sich ergibt, wenn der Elektromotor 203 nach Spielausgleich auf den Widerstand der Kupplungsfedern stößt.
Das Positionsinkrementsignal ist ein Maß für den Verschleiß der Kupplung. Eine an den Ausgang der Differenzstufe 215 angeschlossene Schwellwertstufe 227 kann über eine Warneinrichtung 2t9 die Verschleißgrenze der Kupplung anzeigen.
Tn dcr vorstehend erläuterten Ausführungsform speichert d£r peicher 219 ein der Position beginnender Drehmomentübertragung zugeordnetes Signal. sofern die Kupplungsfodern ausreichend kräftig sind, um bei abgeschalteter Anlage die Kupplung gegen den bTiderstand des Motors 203 vollständig einzurücken, kann als Bezugsposition die Position bei vollständig einerückter Kupplung benutzt werden. in diesem Fall kann der L"Inschreibbetrieb des Speichers 219 unmittelbar über das Zündschaltschloß gesteuert werden, wie dies bei 231 angedeutet ist. Die Bauteile 221 und 223 können in diesem Fall entfallen.

Claims

Vorrichtung zur automatischen Betätigung einer Kraftfahrzeugreibungskupplung Patentansprüche (1. Vorrichtung zur automatischen Betätigung einer Kraftfahrzeugre ibungskupplung, deren Betätigungsorgan von einer steuerbaren Antriebsvorrichtung zwischen einer Auskuppelposition, bei der die Kupplung drehzanlunabhangig ausgekuppelt ist und einer Einkuppelposition, bei der die Kupplung vollständig eingekuppelt ist, bewegbar ist, wobei die Position des Betätigungsorgans im Bereich (Schleifbereich) zwischen einer Position beginnender Drehmomentübertragung (Grenzposition) und der Einkuppelposition von einer auf die Motordrehzahl ansprechenden, den Einkuppelbetrieb der Antriebsvorrichtung steuernden Programmsteuerung nach einer mittels eines Funktionsgebers vorgegebenen Charaktenstik als Funktion der Motordrehzahl einstellbar ist, gemaB der Hauptpatentanmeldung P 30 28 250.9 (Hauptpatent .......

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß mit der Antriebsvorrichtung (203, 205) ein Positionsgeber (211) gekuppelt ist, der ein der Ist-Position des Betätigungsorgans (201) entsprechendes Signal erzeugt, daß die Programmsteuerung (213) ihre der Antriebsvorrichtung (203, 205) zugeführten Stellsignale um ein aus einer Speicherschaltung (215, 217, 219) zugeführtes Stellsignalinkrement erhöht, welches der Differenz von zwei in der Speicherschaltung (215, 217, 219) gespeicherten Bezugs-Positionssignalen entspricht und daß die Kupplung in eine Stellung mit definiertem Reibschluß bringbar ist und in dieser Stellung das Signal des Positionsgebers (211) zur Eildung eines der Bezugs-Positionssignale in die Speicherschaltung (215, 217, 219) einschreibbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Signal des Positionsgebers (211) auf ein oteuersignal hin bei vollstandig eingeruckter Kupplung in die Speicherschaltung (215, 217, 219) einschreibbar ist,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß eine Steuerschaltung (223) die Antriebsvorrichtung (203, 205) in einer vorbestjmaten Richtung über die Position beginnender Drehmomentü-bertragung hinwegsteuert, daß die Antriebsvorrichtung(203, 205) als Antrieb einen Blektromolor (203) aufweist und daß eine in der Position beginnender Drehmomentübertragung auf die Antriebsstromänderung des Elektromotors (203) ansprechende StromSühlerstufe (221) den Einschreibbetrieb der Speicherschaltung (;?l5' 217. 219) steuert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Stauerschaltung (223) auf ein Steuersignal hin die Antriebsvorrichtung (203, 205) zuerst in die Sinkuppelposition und dann über die Position beginnender Drehmomentübertragung hinweg in die Ausi'uppelposition steuert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Steuerschaltung (223) die Antriebsvorrichtung (203, 205) iiber die der Einkuppelposition zugcordnete Stellung hinaus steuert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Positionsänderungsgeschwindigkeit bei der Ermittlung der Antriebsstromänderung kleiner als die Positionsänderungsgeschwindigkeit im Fahrbetrieb des Fahrzeugs ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Steuersignal bei einschalten der ZtindunU des Kraftfehrzeugs erzeugt wird
8. Vorrichtung nach Anspruch @, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t., daß zur Anzeige der Verschleißgrenze der I(upplung ein auf das Stellsignalinkrement ansprechender Grenzwertmelder (227, 229) vorgesehen ist.