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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Kupplungssteuerungsvorrichtung.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bekannte
Systeme führen
eine Reihe von Gangänderungsvorgängen durch,
wie z.B. einen Eingriff/ein Lösen
einer Kupplung, ein Gangschalten, ein automatisches Gangwählen gemäß der Absicht
eines Fahrers oder einer Fahrbedingung eines Fahrzeugs durch eine
Betätigung
eines mit einer manuellen Übertragung
verbundenen Stellglieds.
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Hinsichtlich
einer in dem obigen System vorgesehenen Reibungskupplung wird eine
zum Lösen der
Kupplung von einem Schwungrad erforderliche Kraft, d.h. eine Freigabelast
der Kupplung erhöht,
da sich eine Lage einer Federplatte in Verbindung mit dem Verschleiß einer
Kupplungsfläche
(Kupplungsscheibe) ändert.
Es ist ein System mit einem Mechanismus zur Kompensation des Verschleißes der Kupplungsfläche ebenfalls
bekannt.
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Um
den Verschleiß wirksam
zu kompensieren, ist es erforderlich, genau den Verschleißbetrag der
Kupplungsfläche
zu schätzen.
Es wird somit angestrebt, eine tatsächliche Messung durchzuführen, um
den Verschleißbetrag
abzuschätzen.
Eine tatsächliche
Messung ist jedoch in Hinsicht auf die Kosten schwierig.
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Es
ist weiter bekannt, den Verschleißbetrag der Kupplungsfläche auf
der Grundlage einer Laständerung
zu schätzen,
wenn sich eine Eingriffsbeziehung zwischen der Kupplungsscheibe
und dem Schwungrad ändert.
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Mit
einer Temperaturänderung
der Kupplungsfläche
wird jedoch eine Druckplatte elastisch verformt, wodurch die erforderliche
Last beeinflusst wird, wenn sich die Eingriffsbeziehung zwischen
der Kupplungsscheibe und dem Schwungrad ändert. Wenn sich die Kupplungsfläche im Betrieb
erwärmt, kann
der Verschleißbetrag
der Kupplungsfläche
nicht genau infolge des Einflusses der elastischen Verformung der
Druckplatte geschätzt
werden.
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Das
Dokument
DE 30 43 348
A beschreibt weiter eine Vorrichtung zum automatischen
Betrieb einer Fahrzeugreibungskupplung, wobei ein Betriebselement
zwischen einem Eingriffszustand und einem Lösezustand bewegbar ist. Die
Vorrichtung schätzt
den Verschleiß der
Kupplungsfläche
nur auf der Grundlage des Motorstroms, während sich die Kupplungsscheibe
von einem Schwungrad löst.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungssteuerungsvorrichtung
zu schaffen, die in der Lage ist, den Verschleißbetrag einer Kupplungsfläche genauer
zu schätzen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Kupplungsvorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen und weiteren Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Kupplungssteuerungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Erläuterungsansicht
einer Kupplung und eines Stellgliedes;
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3 eine
Ansicht der Kupplung von vorne;
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4 eine Ansicht zur Erläuterung des Betriebs der Kupplung;
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5 eine
Ansicht zur Erläuterung
einer Einstellung der Kupplung;
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6 ein
Fließbild
zur Erfassung eines Standardfreigabelastwerts;
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7 ein
Fließbild
in Fortsetzung von 6 zur Erfassung des Standardfreigabelastwerts;
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8 eine Übersichtsansicht
zur Darstellung einer Beziehung zwischen einem Kupplungshub und
einem Kennzeichnungsstrom;
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9 eine Übersichtsansicht zur Darstellung
einer Beziehung zwischen einem Strom und einer Hubwiederholung;
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10 ein
Fließbild
zur Berechnung einer Temperatur einer Kupplungsfläche;
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11 ein
Fließbild
zum Schätzen
eines Verschleiß der
Kupplungsfläche;
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12 ein
Diagramm zur Darstellung eines Laständerungsbetrages in Abhängigkeit
einer Temperaturänderung
der Kupplungsfläche;
und
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13 ein
Diagramm zur Darstellung eines Laständerungsbetrages in Abhängigkeit
eines Verschleißbetrages
der Kupplungsfläche.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die
Kupplungssteuerungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist schematisch
in 1 dargestellt und umfasst eine zwischen einem
Motor 10, der als Antriebseinheit (Kraftquelle) dient,
und einem Getriebe 11 angeordnete Reibungskupplung 20,
ein Stellglied 30 zur Betätigung der Reibungskupplung 20 und
einen Kupplungssteuerschaltkreis 40 zur Ausgabe eines Treiberbefehlssignals
zu dem Stellglied 30.
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2 zeigt
die Reibungskupplung 20 im Einzelnen. Die Reibungskupplung 20 umfasst
ein Schwungrad 21, einen Kupplungsdeckel 22, eine Kupplungsscheibe 23,
eine Druckplatte 24, eine Federplatte 25, ein
Freigabelager 26, eine Freigabegabel 27, ein Schwenklagerelement 28,
das an einem Getriebegehäuse 11a befestigt
ist, und ein Einstellteilelement 29. Die zusammen an dem
Kupplungsdeckel 22 angebrachten Kupplungsteile, wie z.B.
die Druckplatte 24, die Federplatte 25 und die
Freigabegabel 27, können
als Kupplungsdeckelanordnung bezeichnet werden.
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Das
Schwungrad 21 ist eine Gusseisenscheibe und an einer Kurbelwelle
(Ausgangswelle der Antriebseinheit) 10a mittels Schrauben
angebracht, sodass es sich mit der Kurbelwelle 10a als Einheit
dreht.
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Der
Kupplungsdeckel 22 ist im Wesentlichen zylindrisch und
umfasst einen Zylinderabschnitt 22a, einen sich radial
von dem Zylinderabschnitt 22a nach innen erstreckenden
Flanschabschnitt 22b und mehrere Halteabschnitte 22c,
die am Innenumfangsrad des Zylinderabschnitts 22a ausgebildet
sind, sodass sie im gleichen Abstand in Umfangsrichtung angeordnet
sind. Der Kupp lungsdeckel 22 umfasst weiter einen Druckplattenanschlagsabschnitt 22d,
der von dem Zylinderabschnitt 22a radial nach innen umgebogen
ist. Ein äußerer Umfangsabschnitt
des Zylinderabschnitts 22a des Kupplungsdeckels 22 ist
an dem Schwungrad 21 mittels Schrauben befestigt, sodass
der Kupplungsdeckel 22 sich mit dem Schwungrad 21 als
Einheit dreht.
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Die
Kupplungsscheibe 23 ist eine Reibungsscheibe zur Übertragung
der Kraft des Motors 10 auf das Getriebe 11 und
ist zwischen dem Schwungrad 21 und der Druckplatte 24 angeordnet.
Ein mittlerer Teil der Kupplungsscheibe 23 ist mit einer
Eingangswelle des Getriebes 11 verkeilt, sodass sich die Kupplungsscheibe 23 in
axialer Richtung bewegen kann. Kupplungsflächen 23a und 23b aus
einem Reibmaterial sind fest an gegenüberliegenden Seiten eines äußeren Umfangsabschnitts
der Kupplungsscheibe 23 mittels Nieten befestigt.
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Die
Druckplatte 24 drückt
die Kupplungsscheibe 23 in Richtung des Schwungrades 21,
sodass die Kupplungsscheibe 23 zwischen der Druckplatte 24 und
dem Schwungrad 21 eingeklemmt ist, wodurch die Kupplungsscheibe 23 mit
dem Schwungrad 21 in Eingriff tritt, um sich einheitlich
mit ihm zu drehen. Die Druckplatte 24 ist mit dem Kupplungsdeckel 22 über einen
Bügel 24a verbunden,
sodass sie sich mit dem Kupplungsdeckel 22 dreht.
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Der
Bügel 24a ist
aus einem Laminat mehrerer dünner
Blattfedern ausgebildet. Wie in 3 dargestellt,
ist ein Ende des Bügels 24a an
einem äußeren Umfangs abschnitt
des Kupplungsdeckels 22 mittels einem Niet R1 befestigt,
während
das andere Ende an einem Vorsprung an einem äußeren Umfangsabschnitt der
Druckplatte 24 mittels einem Niet R2 befestigt ist. Der
Bügel 24a bringt
somit eine Kraft auf die Druckplatte 24 in axialer Richtung
auf, sodass sich die Druckplatte 24 von dem Schwungrad 21 wegbewegt.
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Wie
in den 2 und 4 dargestellt,
ist ein Berührungsabschnitt 24b an
dem äußersten
Umfangsabschnitt der Druckplatte 24 ausgebildet. Wenn die
Druckplatte 24 sich um einen bestimmten Betrag in Richtung
der Federplatte 25 bewegt, tritt der Berührungsabschnitt 24b mit
dem Druckplattenanschlagsabschnitt 22d des Kupplungsdeckels 22 in Berührung. Ein
Führungsabschnitt 24c ist
an der Druckplatte 24 an einer radial nach innen gerichteten Seite
des Berührungsabschnitts 24b ausgebildet,
sodass er sich in Richtung der Federplatte 24 erstreckt. Wie
in 5 gezeigt, ist ein Sägezahnneigungsabschnitt 24d an
der Druckplatte 24 an der radial nach innen gerichteten
Seite des Führungsabschnitts 24c ausgebildet,
sodass er der Federplatte 25 gegenüberliegt.
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Wie
in 3 gezeigt, umfasst die Federplatte 25 mehrere
federnde Plattenelemente (im Folgenden als „Hebelelemente 25a" bezeichnet), die
radial längs
der Innenumfangswand des Zylinderteils 22a des Kupplungsdeckels 22 angeordnet
sind. Wie in 2 gezeigt, wird jedes Hebelelement 25a von
dem Halteabschnitt 22c des Kupplungsdeckels 22 über ein
Paar ringförmiger
Drehpunktelemente (Lagerelemente) 25b und 25c gehalten,
die an gegenüberliegenden
Seiten jedes Hebelelements 25a in axialer Richtung vorgesehen
sind. Das Hebelelement 25a kann sich somit über die
Drehpunktelemente 25b und 25c relativ zum Kupplungsdeckel 22 verschwenken.
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Das
Einstellkeilteil 29. ist zwischen dem geneigten Abschnitt 24d der
Druckplatte 24 und einem äußeren Umfangsabschnitt der
Federplatte 25 angeordnet. Das Einstellkeilteil 29 ist
ringförmig
und umfasst einen geneigten Abschnitt 29a in der gleichen Form
wie der geneigte Abschnitt 24d der Druckplatte 24,
wie in 5 dargestellt. Der geneigte Abschnitt 29a des
Einstellkeilelements 29 und der entsprechend geneigte Abschnitt 24d der
Druckplatte 24 stehen miteinander an den entsprechenden
Neigungsflächen
TP in Berührung.
Eine Fläche
des Einstellkeilteils 29, das der Federplatte 25 gegenüberliegt (obere
Fläche
in 5), ist flach ausgebildet. Das Einstellkeilteil 29 bildet
einen Übertragungsweg
zur Übertragung
einer Kraft zwischen der Druckplatte 24 und der Federplatte 25.
Das Einstellkeilteil 29 überträgt eine auf die Federplatte 25 aufgebrachte
Kraft und eine durch die Federplatte 25 erzeugte Kraft
auf die Druckplatte 24.
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Wie
in 5 dargestellt, ist eine Nut 29b an einer
geeigneten Stelle des Einstellkeilteils 29 an einer der
Federplatte 25 gegenüberliegenden
Seite ausgebildet. Eine durchgehende Öffnung 24e ist an einer
geeigneten Stelle des geneigten Abschnitts 24d der Druckplatte 24 ausgebildet.
Endabschnitte einer gespannten Schraubenfeder CS stehen mit der Nut 29b und
der durchgehenden Öffnung 24e in
Eingriff. Die Druckplatte 24 und das Einstellkeilteil 29 sind
somit durch die Schraubenfeder CS vorgespannt, um sich relativ zueinander
zu drehen, sodass jeder Sägezahn
des geneigten Abschnitts 24d und jeder entsprechende Sägezahn des
geneigten Abschnitts 29a sich gegenseitig annähern.
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Das
Freigabelager 26 ist gleitbar auf einer Lagerhülse 11b gelagert,
die von dem Getriebegehäuse 11a gelagert
wird, das die Eingangswelle des Getriebes 11 umgibt. Das
Freigabelager umfasst einen vorgespannten Abschnitt 26a zur
Druckbeaufschlagung eines inneren Endabschnitts des Hebelelements 25a (mittlerer
Abschnitt der Federplatte 25) in Richtung des Schwungrades 21.
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Die
Freigabegabel 29 (Gabelelement) wird verwendet, um das
Freigabelager 26 in axialer Richtung in Abhängigkeit
eines Betriebs des Stellgliedes 30 zu verschieben. Ein
Ende der Freigabegabel 27 steht mit dem Freigabelager 26 in
Berührung,
während
das andere Ende mit einem Endabschnitt einer Stange 31 über einen
Berührungsabschnitt 27a der Freigabegabel 27 in
Berührung
steht. Die Freigabegabel 27 ist an den Schwenklagerelementen 28 mittels
einer Feder 27c angebracht, die an dem Getriebegehäuse 11a befestigt
ist. Ein im Wesentlichen mittlerer Abschnitt 27b der Freigabegabel 27 wird
auf dem Schwenklagerelement 28 gelagert, sodass die Freigabegabel 27 sich
auf dem Schwenklagerelement 28 verschwenken kann.
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Das
Stellglied 30 dient zu einer Hin- und Herbewegung der Stange 31.
Das Stellglied 30 umfasst einen Elektro-(Gleichstrom-)Motor 32,
ein Gehäuse 33 zur
Lagerung des Elektromotors 32 und ist an einer geeigneten
Stelle innerhalb des Fahrzeugs angebracht. Das Ge häuse 33 nimmt
eine von dem Elektromotor 32 gedrehte Welle 34,
ein Sektorzahnrad 35, das flügelförmig ausgebildet ist (siehe 2)
und vom Gehäuse 33 verschwenkbar
gelagert ist, und eine Hilfsfeder 36 auf. Die Welle 34 ist
als Schnecke ausgebildet, die mit einem Bogenabschnitt des Sektorzahnrads 35 in
Eingriff steht. Ein Endabschnitt (der Endabschnitt, der dem mit
der Freigabegabel 27 in Berührung stehenden Endabschnitt
entgegengesetzt ist) der Stange 31 wird schwenkbar von
dem Sektorzahnrad 35 gelagert. Wenn sich der Elektromotor 32 dreht,
dreht sich das Sektorzahnrad 35, wodurch die Stange 31 sich
relativ zu dem Gehäuse 33 hin-
und herbewegt.
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Die
Hilfsfeder 36 wird zusammengedrückt, wenn sich das Sektorzahnrad 35 in
einem bestimmten Bereich bewegt. Ein Ende der Hilfsfeder 36 steht mit
einem hinteren Endabschnitt des Gehäuses 33 in Eingriff,
während
das andere Ende mit dem Sektorzahnrad 35 in Eingriff steht.
Wenn sich das Sektorzahnrad 35 um mehr als einen bestimmten
Winkel im Uhrzeigersinn in 2 dreht,
spannt die Feder 36 das Sektorzahnrad 35 im Uhrzeigersinn,
wodurch sich die Stange 31 in 2 nach rechts
bewegt und den Elektromotor 32 unterstützt, um die Stange 31 nach
rechts zu bewegen.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst der Kupplungssteuerschaltkreis 40 einen
Mikrocomputer (CPU) 41, Schnittstellen 42 bis 44,
einen Stromversorgungsschaltkreis 45 und einen Treiberschaltkreis 46.
Die CPU 41 dient als eine Schätzeinrichtung, eine Erfassungseinrichtung
und eine Korrektureinrichtung und umfasst einen ROM, einen RAM und
einen EEPROM (siehe weiter unten), in denen ein Programm und eine
Tabelle gespeichert sind.
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Die
Schnittstelle 42 ist mit einem Schalthebellastsensor 51,
einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52, einem Gangpositionssensor 53,
einem Drehzahlsensor 54 für die Getriebeeingangswelle,
einem Hubsensor 37 als auch mit der CPU 41 über einen
Bus verbunden. Die Schnittstelle 42 sendet von diesen Sensoren
empfangene Erfassungssignale zu der CPU 41.
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Der
Schalthebellastsensor 51 erfasst eine erzeugte Last (Schalthebellast),
wenn der Schalthebel des Getriebes betrieben wird. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 erfasst
die Fahrzeuggeschwindigkeit V, während
der Gangpositionssensor 53 eine gegenwärtige Getriebegangposition
erfasst. Der Umdrehungsgeschwindigkeitssensor 54 der Getriebeeingangswelle
erfasst eine Umdrehungsgeschwindigkeit der Eingangswelle des Getriebes 11. Der
an dem Stellglied 30 befestigte Hubsensor 37 erfasst
einen Hub der Stange 31 (im Folgenden als „Kupplungshub
ST" bezeichnet),
indem er den Drehwinkel des Sektorzahnrads 35 erfasst.
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Die
Schnittstelle 43 ist mit der CPU 41 über einen
Bus und ebenfalls mit einem Motorsteuerschaltkreis 60 für eine bidirektionale
Kommunikation verbunden. Die CPU 41 des Kupplungssteuerschaltkreises 40 ist
somit in der Lage, die durch einen Drosselklappenöffnungssensor 55 und
einen Motorgeschwindigkeitssensor 56 gesammelte Information durch
die Motorsteuereinheit 60 zu erhalten.
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Die
Schnittstelle 44 ist mit einem Eingangsanschluss eines
ODER-Schaltkreises 45a des Stromversorgungsschaltkreises 45 und
dem Treiberschaltkreis 46 als auch mit der CPU 41 über einen Bus
verbunden. Die Schnittstelle 44 überträgt ein geeignetes Signal zu
dem ODER-Schaltkreis 45a und zu dem Stromversorgungsschaltkreis 45 auf
der Grundlage eines Befehls von der CPU 41.
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Der
Stromversorgungsschaltkreis 45 umfasst den ODER-Schaltkreis 45a,
einen Stromtransistor Tr, dessen Basis mit einem Ausgangsanschluss
des ODER-Schaltkreises 45a verbunden ist und einen Konstantspannungsschaltkreis 45b.
Der Kollektor des Stromtransistors Tr ist mit dem Pluspol einer
Batterie 70 verbunden, die in dem Fahrzeug eingebaut ist,
während
der Emitter des Stromtransistors Tr mit dem Konstantspannungsschaltkreis 45b und
dem Treiberschaltkreis 46 verbunden ist. Wenn der Stromtransistor
Tr eingeschaltet ist, wird der Strom zu dem Konstantspannungsschaltkreis 45b und
dem Treiberschaltkreis 46 geleitet. Der Konstantspannungsschaltkreis 45b zur
Umwandlung der Batteriespannung in eine bestimmte konstante Spannung
(5V) ist mit der CPU 41 und den Schnittstellen 42 bis 44 verbunden,
um sie mit Strom zu versorgen. Ein Anschluss eines Zündschalters 71,
der von dem Fahrer ein- oder ausgeschaltet wird, ist mit dem anderen
Eingangsanschluss des ODER-Schaltkreises 45a verbunden.
Der andere Anschluss des Zündschalters 71 ist
mit dem Pluspol der Batterie 70 verbunden. Der eine Anschluss
des Zündschalters 71 ist weiter
mit der Schnittstelle 42 verbunden, sodass die CPU 41 den
EIN/AUS-Status des Zündschalters 71 erfassen
kann.
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Der
Treiberschaltkreis 46 umfasst vier Schaltelemente (nicht
dargestellt), die in Abhängigkeit
eines Befehlssignals von der Schnittstelle 44 EIN- oder AUS- geschaltet werden.
Diese Schaltelemente stellen einen bekannten Brückenschaltkreis dar und werden
wahlweise eingeschaltet, wobei die EIN-Perioden gesteuert werden.
Der Treiberschaltkreis 46 führt eine geeignete Strommenge
dem Elektromotor 32 zu, sodass er sich in einer bestimmten
oder einer entgegengesetzten Richtung dazu dreht. D.h., der Elektromotor 32 wird
mit einem erforderlichen Strom in Abhängigkeit des Befehlsignals über den
Treiberschaltkreis 46 auf der Grundlage eines Anzeigewertes
von der CPU 41 versorgt (im Folgenden als „Motoranzeigestromwert
clti" bezeichnet).
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Die
Motorsteuereinheit 60 umfasst hauptsächlich einen Mikrocomputer
(nicht dargestellt) und steuert die einzuspritzende Kraftstoffmenge,
den Zündzeitpunkt
und ähnliches
des Motors 10. Der Motorsteuerschaltkreis 60 ist
zum Beispiel mit dem Drosselklappenöffnungssensor 55 zur
Erfassung eines Drosselklappenwinkels TA des Motors und dem Motordrehzahlsensor 56 zur
Erfassung einer Drehzahl NE des Motors 10 verbunden, um
so Signale von den Sensoren 55 und 56 zu empfangen
und zu verarbeiten.
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Entsprechend
der so aufgebauten Kupplungssteuerungsvorrichtung führt im Gegensatz
zu der üblichen
von einem Fahrer durchgeführten
Kupplungspedalbedienung das Stellglied 30 automatisch den
Kupplungseingriff/die Kupplungsfreigabe durch.
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Insbesondere
wird der Kupplungseingriff/die Kupplungsfreigabe durchgeführt, wenn
beispielsweise die CPU 41 irgendeine der folgenden Bedingungen
erfasst: (1) Das Fahrzeug wird von einem Fahrzustand in einen Anhaltezustand
geschaltet (die Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes geht unter
einen bestimmten Wert); (2) eine von dem Schalthebellastsensor 51 erfasste
Last geht über
einen bestimmten Wert (die Absicht des Fahrers zu schalten wurde
bestätigt);
und (3) ein Fahrpedal wird niedergedrückt, wenn das Fahrzeug anhält.
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Ein
Betrieb der Kupplungssteuerungsvorrichtung wird im Folgenden beschrieben,
wenn die Kupplung in Eingriff steht, um die Kraft des Motors 10 auf
das Getriebe 11 zu übertragen.
Zuerst liefert der Treiberschaltkreis 46 einen bestimmten
Strom zum Elektromotor 32 in Abhängigkeit eines Befehlssignals von
dem Kupplungssteuerschaltkreis 40, wodurch sich der Elektromotor 32 dreht.
Dann dreht sich das Sektorzahnrad 35 im Gegenuhrzeigersinn
in 2, wodurch sich die Stange 31 nach links
bewegt.
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Zwischenzeitlich
empfängt
das Freigabelager 26 eine Kraft von der Federplatte 25,
wodurch es sich von dem Schwungrad 21 wegbewegt (nach rechts
in 2). Diese Kraft wird zur Freigabegabel 27 über das
Freigabelager 26 übertragen
und bewirkt, dass sich die Freigabegabel 27 im Gegenuhrzeigersinn
in 2 über
das Schwenklagerteil 28 verschwenkt. Wenn sich somit die
Stange 31 in 2 nach links bewegt, bewegt
sich die Freigabegabel 27 im Gegenuhrzeigersinn. Dabei
bewegt sich ein mittlerer Abschnitt der Federplatte 25 von
dem Schwungrad 21 weg. Hierbei schwingt die Federplatte 25,
d.h., sie ändert
ihre Lage, und drückt
das Einstellelement 29, das mit dem äußeren Umfangsabschnitt der
Federplatte 25 in Berührung
steht, in Richtung des Schwungrades 21. Die Druckplatte 24 wird mit
einer Kraft beaufschlagt, wodurch sich die Federplatte 25 über den
geneigten Abschnitt 24d in Richtung des Schwungrades 21 bewegt,
und dabei die Kupplungsscheibe 23 gegen das Schwungrad 21 drückt. Hierdurch
tritt die Kupplungsscheibe 22 mit dem Schwungrad 21 in
Eingriff, sodass sie sich miteinander drehen, wodurch die Kraft
des Motors 10 auf das Getriebe 11 übertragen
wird.
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Im
Folgenden soll der Betrieb der Kupplungssteuerungsvorrichtung beschrieben
werden, wenn die Kupplung freigegeben wird, sodass keine Kraft vom
Motor 10 auf das Getriebe 11 übertragen wird. Zuerst dreht
sich der Elektromotor 32, sodass sich das Sektorzahnrad 35 im
Uhrzeigersinn in 2 dreht. Die Stange 31 bewegt
sich dann in 2 nach rechts, wodurch eine
nach rechts gerichtete Kraft auf dem Berührungsabschnitt 27a der
Freigabegabel 27 aufgebracht wird. Die Freigabegabel 27 bewegt
sich dann im Uhrzeigersinn in 2 über das
Schwenklagerelement 28, wodurch das Freigabelager 26 in Richtung
des Schwungrades 21 gedrückt wird.
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Die
Federplatte 25 nimmt eine Kraft auf, die bewirkt, dass
sich die Federplatte 25 in Richtung des Schwungrades 21 an
dem kraftaufnehmenden Abschnitt 26a bewegt, und sich dann über die
Lagerteile 25b und 25c verschwenkt. Der äußere Umfangsabschnitt
der Federplatte 25 bewegt sich von dem Schwungrad 21 weg,
so dass die die Federplatte 24 in Richtung des Schwungrades 21 über das
Einstellteilelement 29 drückende Kraft vermindert wird.
Da die Druckplatte 24 mit dem Kupplungsdeckel 22 über den
Bügel 24a verbunden
ist und konstant vorgespannt ist, um sich von dem Schwungrad 21 wegzubewegen,
bewirkt diese Vorspannkraft, dass sich die Druckplatte 24 ein
wenig von der Kupplungsscheibe 23 wegbewegt. Hierdurch
wird die Kupplungsscheibe 23 freigegeben und die Kraft
des Motors 10 wird nicht auf das Getriebe 11 übertragen.
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Wenn
die Kupplung während
des normalen Fahrbetriebs freigegeben wird, wird der Kupplungshub
ST auf einen bestimmten Wert STO gesteuert, sodass der Abstand Y
zwischen dem Berührungsabschnitt 24b der
Druckplatte 24 und dem Druckplattenanschlag 22d des
Kupplungsdeckels 22, wie in 4A gezeigt,
beibehalten wird.
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Ein
Verfahren zum Schätzen
des Verschleißes
der Kupplungsflächen 23a und 23b wird
im Folgenden beschrieben. Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
wird der Verschleiß der
Kupplungsflächen 23a und 23b auf
der Grundlage einer Standardfreigabelast der Kupplung geschätzt, die
erfasst und beim Verlassen der Produktionsanlage registriert wurde.
Die Standardfreigabelast wird unter einer bestimmten Bedingung erfasst
und mit einer erfassten Freigabelast verglichen, wenn die Kupplung
nach dem Versand von der Produktionsanlage verwendet wird (siehe
weiter unten), um den Verschleißbetrag der
Kupplungsflächen 23a und 23b zu
schätzen. 6 und 7 zeigen
jeweils ein Fließbild,
wie die Standardfreigabelast im Produktionswerk erfasst und registriert
wird, wenn das Stellglied 30 und ähnliches zusammengebaut sind.
Die Freigabelast gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Wert, der erforderlich ist, wenn sich die Druckplatte 24 von
dem Schwungrad 21 weg- oder zu ihm hinbewegt.
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Unmittelbar,
nachdem das Stellglied 30 im Produktionswerk zusammengebaut
wurde, wird ein tatsächlicher
Hub (Kupplungshub) der Stange 31 so eingestellt, dass ein
kleiner Betrag der Freigabelast auf die Druckplatte 24 über die
Freigabegabel 27 aufgebracht wird (genauer der Berührungsabschnitt 27a).
In diesem Zustand steht die Kupplungsscheibe 23 im Wesentlichen
mit dem Schwungrad 21 in Eingriff, um sich mit dem Schwungrad 21 als
Einheit zu drehen. Wenn der Kupplungshub ST durch ein Programm der
Fließbilder
erfasst wird, wird dieser zuerst erfasste Kupplungshub ST eingestellt
und von dem EEPROM als ein Volleingriffspunkt registriert, d.h.
ein Originalpunkt (Nullwert). D.h., die CPU 41 steuert den
Kupplungshub auf der Grundlage des Volleingriffspunktes als absoluten
Wert.
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Zuerst
wird bei dem Programm zur Steuerung des Kupplungshubes zur Erfassung
des Standardfreigabewerts jeder Datenwert initialisiert und ein Berechnungszeitschaltkreis
Tm beginnt das Zählen bei
Schritt 101. Dann geht die CPU 41 zu Schritt 102, in
dem ein Kupplungshub (ST) auf einen Soll-Kupplungshub gesteuert
wird. Insbesondere vergleicht die CPU 41 den erfassten
Kupplungshub ST mit dem eingestellten Soll-Kupplungshub und gibt dann den Motorindikationsstromwert
clti aus, sodass der Soll-Kupplungshub und der Kupplungshub ST einander
gleich sind.
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8 zeigt
ein Diagramm zur Darstellung einer Beziehung zwischen dem Soll-Kupplungshub, dem
unter der Kupplungshubsteuerung erfassten Kupplungshub ST und dem
Motorindikationsstromwert clti, der zu dieser Zeit in Verbindung
mit dem Zeitablauf erforderlich ist. In 8 sind Datenwerte (Kupplungshub
ST und Motoridentifikationsstromwert clti) beim Versand von dem
Produktionsort und die Verschleißschätzung (siehe weiter unten)
nur zur Erläuterung
zusammen dargestellt. Der Soll-Kupplungshub nimmt allmählich von
dem Nullwert (Volleingriffspunkt) bis zu einem bestimmten maximalen Soll-Kupplungshub
STmax in einem bestimmten Verhältnis
zu und nimmt dann allmählich
bis zu dem Nullwert wieder in einem bestimmten Verhältnis im
Laufe der Zeit ab. Der maximale Soll-Kupplungshub STmax wird so
eingestellt, dass er in der Nähe
des Volleingriffspunktes liegt und ist daher ausreichend geringer,
als ein Kupplungshub, der in dem Fall erforderlich ist, dass sich
die Druckplatte 24 voll von dem Schwungrad 21 wegbewegt.
D.h., der Verschleiß der Kupplungsflächen 23a und 23b wird
an einem Punkt geschätzt,
bei dem der Kupplungshub benachbart zum Volleingriffspunkt liegt,
wo die Freigabelast am meisten schwankt. Die Abweichung der Schätzung ist
daher minimal, sodass die Genauigkeit der Verschleißschätzung verbessert
wird. Die CPU 41 steuert den tatsächlichen Kupplungshub, sodass
er gleich dem Soll-Kupplungshub ist.
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Der
Soll-Kupplungshub nimmt allmählich
in einem geeigneten Verhältnis,
zu oder ab, wie oben erwähnt,
sodass eine Geschwindigkeitsänderung des
Kupplungshubs (ST), d.h. eine Drehzahl des Elektromotors 32 konstant
gehalten wird. Wenn die Drehzahl des Elektromotors 32 konstant
gehalten wird, kann eine Motorlast, bei der der Elektromotor 32 angetrieben
wird, d.h. die Freigabelast, leicht auf der Grundlage eines Stromwertes
hierbei berechnet werden (Motorindikationsstromwert clti).
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Der
Soll-Kupplungshub, wie er einmal eingestellt wurde, verändert sich
mit der allmählichen
Zunahme und Abnahme, sodass der Elektromotor 32 in zwei
Richtungen angetrieben wird, um dann durch die Kupplung zwischen
der Eingriffsseite (in der die Kupplungsscheibe mit dem Schwungrad
in Eingriff steht) und der Freigabeseite (in der die Kupplung von dem
Schwungrad freigegeben ist) hin- und herbewegt. Wie in 9A und 9B gezeigt,
wird die Motorlast durch eine Hysterese beeinflusst, sodass der
Schätzfehler
der Motorlast (Freigabelast) durch Schwankungen des Stromwertes
(Motorindikationsstromwert) infolge der Änderung des Verschleißes und ähnlichem
beeinflusst wird, wenn der Elektromotor 32 nur in einer
Richtung angetrieben wird (Auswärtsrichtung,
d.h. Freigaberichtung des Kupplungshubes, oder Einwärtsrichtung,
d.h. Eingriffsrichtung des Kupplungshubes). Der Soll-Kupplungshub
wird somit hin- und
herbewegt, sodass jeder Stromwert in Auswärtsrichtung und in Einwärtsrichtung
erfasst wird, um einen mittleren Wert zu erhalten, um damit die
Motorlast (Freigabelast) ohne Einfluss der Hysterese zu schätzen. Wie
in 9C dargestellt, wird der Stromwert (mittlerer
Stromwert) nicht durch die Hysterese beeinflusst, auch wenn er sich ändert, da
der mittlere Stromwert erhalten wird. Somit wird die Motorlast (Freigabelast)
ohne Einfluss der Hysterese geschätzt.
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Die
CPU 41 geht zu Schritt 103, in dem eine Kupplungshubbestimmung
durchgeführt
wird. In Schritt 103 wird bestimmt, ob ein Kupplungshuberwärmungswert
ST_flt, den man durch einen Filtervorgang für den Kupplungshub, um ein
Rauschen auszuschalten, erhält,
größer als
ein bestimmter unterer Grenzwert STLL und ebenfalls kleiner als
ein bestimmter oberer Grenzwert STUL ist oder nicht. D.h., die Kupplungshubbestimmung
wird durchgeführt,
um zu bestimmen, ob der Kupplungshub (Kupplungshuberwärmungswert
ST_flt) innerhalb eines bestimmten Bereichs „a" oder „b" in 8 liegt
oder nicht, wenn die Kupplung in Abhängigkeit des Soll-Kupplungshubes hin-
und herbewegt wird.
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Wenn
bestimmt wird, dass der Kupplungserwärmungswert ST_flt nicht in
dem oben genannten Bereich „a" oder „b" liegt, geht die
CPU 41 zu Schritt 110. Wenn dagegen bestimmt wird,
dass der Kupplungshuberwärmungswert
ST_flt in dem Bereich „a" oder „b" liegt, geht die
CPU 41 zu Schritt 104, wo eine Zeitberechnungsbestimmung 1 durchgeführt wird. Insbesondere
wird bestimmt, ob die durch den oben erwähnten Berechnungstaktgeber
Tm zwischen einer bestimmten ersten Stromüberwachungsstartzeit Tm_s1
und einer bestimmten ersten Stromüberwachungsendzeit Tm_e1 liegt.
Die Berechnungszeitbestimmung 1 wird durchgeführt, um
zu bestimmen, dass der gegenwärtige
Kupplungshub in Auswärtsrichtung
gerichtet ist (Freigabeseite), wenn der Kupplungshuberwärmungswert
ST_flt innerhalb des Bereichs „a" oder „b" liegt. D.h., eine
Zeitdauer zwischen der ersten Stromüberwachungsstartzeit Tm_s1
und der ersten Stromüberwachungsendzeit Tm_e1
entspricht im Wesentlichen der, während der Kupplungshuberwärmungshub
ST_flt sich im Bereich „a" befindet (Auswärtsrichtung,
d.h. Freigabeseite).
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Wenn
bestimmt wird, dass der Kupplungshuberwärmungswert ST_flt sich in dem
Bereich „a" in Schritt 104 befindet,
geht die CPU 41 zu Schritt 105, wo ein Kupplungsstromintegrationswert
(Freigabeseite) berechnet wird. D.h., die CPU 41 speichert
einen neuen Kupplungsstromintegrationswert (Freigabeseite) cltiip,
der durch Hinzufügen
eines Motorindikationsstromserwärmungswerts
clti_flt erhalten wird, der durch Filtern des Motorindikationsstromwertes clti
erhalten wird, zu dem gegenwärtigen
Kupplungsstromintegrationswert (Freigabeseite) cltiip, der gegenwärtig in
der CPU 41 gespeichert ist.
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Die
CPU 41 geht zu Schritt 106, wo eine Integrationszahlberechnung
(Freigabeseite) durchgeführt
wird. Die CPU 41 speichert eine neue Integrationszahl (Freigabeseite)
cltcntp, die schrittweise um eins von der gegenwärtigen Integrationszahl (Freigabeseite)
cltcntp, die gerade in der CPU 41 gespeichert ist, erhöht wird.
Die CPU 41 geht dann zu Schritt 110.
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Wenn
bestimmt wird, dass der Kupplungshuberwärmungswert ST_flt nicht in
dem Bereich „a" liegt, geht die
CPU 41 zu Schritt 107, wo eine Kalkulationszeitbestimmung 2 durchgeführt wird.
In Schritt 107 wird bestimmt, ob die durch den Taktgeber
gezählte
Zeit Tm zwischen einer bestimmten zweiten Stromüberwachungsstartzeit Tm_s2
und einer bestimmten zweiten Stromüberwachungsendzeit Tm_e2 liegt.
Die Berechnungszeitbestimmung 2 wird durchgeführt, um
zu bestimmen, dass der gegenwärtige
Kupplungshub in Einwärtsrichtung
(Eingriffsseite) erfolgt, wenn sich der Kupplungshuberwärmungswert
ST_flt in dem Bereich „a" oder „b" befindet. D.h., eine
Zeitdauer zwischen der zweiten Stromüberwachungsstartzeit Tm_s2
und der zweiten Stromüberwachungsendzeit
Tm_e2 entspricht im Wesentlichen der, die sich während der Kupplungshuberwärmungswert
ST_flt innerhalb des Bereichs „b" befindet (Einwärtsrichtung,
d.h. Eingriffsseite).
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Wenn
bestimmt wurde, dass sich der Kupplungshuberwärmungswert ST_flt in dem Bereich „b" in Schritt 107 befindet,
geht die CPU 41 zu Schritt 108, wo ein Kupplungsstromintegrationswert
(Eingriffsseite) berechnet wird. Die CPU 41 speichert einen
neuen Kupplungsstromintegrationswert (Eingriffsseite) cltiim, der
durch Hinzuaddieren des Motorindikationsstromerwärmungswerts clti_flt zu dem gegenwärtigen Kupplungsstromintegrationswert (Eingriffsseite)
cltiim, der gegenwärtig
in der CPU 41 gespeichert wird, erhält.
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Die
CPU 41 geht dann zu Schritt 109, in dem eine Integrationszahlzählberechnung
(Eingriffsseite) durchgeführt
wird. Die CPU 41 speichert eine neue Integrationszahl (Eingriffsseite)
cltcntm, die um eins gegenüber
der in der CPU 41 gespeicherten gegenwärtigen Integrationszahl (Eingriffsseite)
cltcntm erhöht
wird. Die CPU 41 geht dann zu Schritt 110.
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Wenn
bestimmt wird, dass sich der Kupplungshuberwärmungswert ST_flt nicht in
dem Bereich „b" in Schritt 107 befindet,
geht die CPU 41 zu Schritt 110.
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In
Schritt 110 bestimmt die CPU 41 das Ende der Messung
auf der Grundlage, ob die abgelaufene Zeit der Zeitberechnung Tm
eine bestimmte Messendzeit Tm_END überschritten hat oder nicht.
Die Messendzeit Tm_END wird auf der Grundlage einer Zeit eingestellt,
wenn die Kupplung die Hin- und Herbewegung beendet hat, und entspricht
einer Zeit, bei der die Messung in Auswärtsrichtung (Freigabeseite) und
Einwärtsrichtung
(Eingriffsseite) beendet ist.
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Wenn
in Schritt 110 bestimmt wird, dass die Messung nicht beendet
ist, geht die CPU 41 zurück zu Schritt 102 und
wiederholt das gleiche Programm (Schritt 102 bis Schritt 109).
Wenn bestimmt wird, dass die Messung beendet ist, geht die CPU 41 zu Schritt 111 in 7.
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In
Schritt 111 berechnet die CPU 41 einen mittleren
Kupplungsstromwert. Die CPU 41 berechnet den mittleren
Kupplungsstromwert clti_ave durch Erhalt eines mittleren Wertes
der Stromwerte an der Freigabeseite und der Eingriffsseite des Kupplungshubes.
Der mittlere Stromwert an der Freigabeseite wird durch Division
des Kupplungsstromintegrationswerts (Freigabeseite) cltiip durch
die Integrationszahl (Freigabeseite) cltcntp erhalten. Der mittlere
Stromwert auf der Eingriffsseite wird durch Division des Kupplungsstromintegrationswerts
(Eingriffsseite) cltiim durch die Integrationszahl (Eingriffsseite)
cltcntm erhalten. Der mittlere Wert der Stromwerte auf der Eingriffsseite
und der Eingriffsseite des Kupplungshubes wird erhalten, sodass
der durch die Hysterese der Motorlast bewirkte Beeinflussung absorbiert
wird (siehe 9C).
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Die
CPU 41 geht dann zu Schritt 112, wo ein Standardlastwert
ST_L als ein Standardfreigabelastwert berechnet wird. Der Standardlastwert
ST_L wird durch Multiplizieren des mittleren Kupplungsstromwertes
clti_ave mit einem bestimmten Lastschätzbetrag L_GAIN erhalten. Der
Lastschätzbetrag
L_GAIN wird experimentell auf der Grundlage einer Beziehung zwischen
dem Stromwert (Motorindikationsstromwert) und der Freigabelast (Motorlast)
bestimmt. Der Standardlastwert ST_L kann ein mittlerer Wert sein,
den man durch mehrmaliges Wiederholen (z.B. dreimal) des Programms
(Schritt 101 bis Schritt 112) erhält. In diesem
Fall wird die Zuverlässigkeit des
Standardlastwertes ST_L verbessert.
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Die
CPU 41 geht dann zu Schritt 113, wo der Standardlastwert
ST_L in dem EEPROM registriert wird. Die CPU 41 beendet
das Programm zur Erfassung des Standardlastwerts.
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Ein
Verfahren zur Schätzung
des Verschleißbetrages,
das durchgeführt
wird, wenn die Kupplung nach dem Versand von der Produktionsanlage
verwendet wird, wird im Folgenden beschrieben.
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In
dem Fall, dass die Kupplung nach dem Versand von der Produktionsanlage
verwendet wird, schätzt
die CPU 41 den Verschleißbetrag der Kupplungsflächen 23a und 23b unter
Berücksichtigung
ihrer Temperatur. Somit wird die Berechnung der Temperaturschätzung der
Kupplungsflächen 23a und 23b zuerst
erläutert.
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10 ist
ein Fließbild
zur Darstellung des Berechnungsprogramms der Temperaturschätzung der
Kupplungs flächen 23a und 23b.
Die Berechnung der geschätzten
Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b wird
in bestimmten Abständen
wiederholt durch die Unterbrechung zwischen dem Motorstart und dem
Motorstopp durchgeführt.
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Bei
dem Programm zur Temperaturschätzung
der Kupplungsflächen 23a und 23b schätzt die CPU 41 den
Anstiegsbetrag einer Temperatur der Kupplung 20 (d.h. der
Kupplungsflächen 23a und 23b).
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Insbesondere
erfasst die CPU 41 eine relative Drehzahl zwischen dem
Motor 10 und dem Eingang des Getriebes 11 auf
der Grundlage einer Differenz zwischen der Motordrehzahl und der
Drehzahl der Getriebeeingangswelle. Dann wandelt die CPU 41 eine
Einheit der relativen Drehzahl so um, dass eine relative Winkelgeschwindigkeit
zwischen der Motordrehzahl und der Drehzahl der Getriebeeingangswelle
berechnet werden kann. Die CPU 41 berechnet dann eine Eingangsenergie
der Kupplung durch Multiplikation der oben erwähnten relativen Winkelgeschwindigkeit
mit einem Kupplungsdrehmoment. Im Folgenden berechnet die CPU 41 die
Erhöhung
der Temperatur der Kupplung 20 pro Sekunde. D.h., die CPU 41 dividiert
zuerst die Eingangsenergie der Kupplung durch zwei, die dann mit
einem bestimmten Erhöhungskorrekturkoeffizienten
multipliziert wird. Der so erhaltene Wert wird durch einen Wert
dividiert, den man durch Multiplikation der spezifischen Wärme mit
einem Gewicht des Kupplungsdeckels erhält. Schließlich berechnet die CPU 41 den Temperaturanstieg
pro Berechnungsdurchlauf des Programms durch Multiplikation des Temperaturanstiegsbetrages
der Kupplung 20 pro Sekunde mit dem Steuerdurchlauf dieses
Programms.
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Nachdem
die CPU 41 den Temperaturanstiegsbetrag der Kupplung 20 berechnet
hat, schätzt die
CPU 41 dann einen Temperaturabfallbetrag der Kupplung 20 (d.h.
der Kupplungsflächen 23a und 23b)
in Schritt 142.
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In
Schritt 142 berechnet die CPU 41 zuerst eine Differenz
zwischen der geschätzten
Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b und
der Motorwassertemperatur. Hierbei werden die geschätzten Temperaturen
der Kupplungsflächen 23a und 23b, die
in dem vorherigen Programm geschätzt
wurden, bei dieser Berechnung verwendet. Wenn das vorherige Programm
nicht vorhanden ist (z.B. beim Motorstart), wird die geschätzte Temperatur
der Kupplungsflächen 23a und 23b nach
dem vorherigen Motorstopp verwendet.
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Wenn
die Differenz zwischen der geschätzten
Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b und
der Motorwassertemperatur erhalten wird, addiert die CPU 41 einen
Wert, den man durch Multiplikation einer bestimmten Standardwärmeleitung
mit einer Variablen erhält,
zu der Wärmeleitung
bei natürlicher
Konvektion, sodass die Wärmeleitung
berechnet wird, die für
die folgende Berechnung verwendet wird. Die zur Berechnung der Wärmeleitung
verwendete Variable wird in Abhängigkeit
der Motordrehzahl oder der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert. D.h., die
Variable gibt eine Kühlwirkung
durch einen Kühlventilator,
die mit der Motordrehzahl und einen in einen Kühler in Abhängigkeit von der Fahr zeuggeschwindigkeit
eintretenden Wind erhalten wird, wieder.
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Wenn
man die Wärmeleitfähigkeit
zur Berechnung erhalten hat, berechnet die CPU 41 die Wärmestrahlungsenergie
durch Multiplikation der Differenz zwischen der geschätzten Temperatur
der Kupplungsflächen 23a und 23b und
der Motorwassertemperatur, der Wärmeleitung
und einer Dimension für
die Wärmestrahlung.
Dann berechnet die CPU 41 den Abfall der Temperatur pro
Sekunde. D.h., die CPU 41 teilt einen Wert, den man durch
Multiplikation der Wärmestrahlungsenergie
mit einem bestimmten Abfallkorrekturkoeffizienten erhalten hat,
durch einen durch Multiplikation der spezifischen Wärme und
des Gewichts des Kupplungsdeckels geschätzten Wert. Nachdem die CPU 41 den
Abfallbetrag der Temperatur der Kupplung 20 pro Sekunde
berechnet hat, berechnet die CPU 41 dann den Temperaturabfall
pro Programmdurchlauf durch Multiplikation des Temperaturabfalls
pro Sekunde mit dem Steuerzyklus des Programms. Die CPU 41 geht
dann zu Schritt 143.
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In
Schritt 143 berechnet die CPU 41 eine geschätzte Temperatur
der Kupplung 20 durch Hinzufügen des Anstiegbetrages der
Temperatur und des Abfallbetrages der Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b zu
der geschätzten
Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b,
die beim vorigen Programmdurchlauf berechnet wurden. Die CPU 41 erneuert
die gespeicherte geschätzte
Temperatur durch die neu geschätzte
Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b und
beendet das Programm.
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Die
CPU 41 verwendet die so erhaltene geschätzte Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b,
wenn der Verschleißbetrag
der Kupplungsflächen 23a und 23b geschätzt wird.
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11 ist
ein Fließbild
zur Darstellung, wie der Verschleißbetrag der Kupplungsflächen 23a und 23b geschätzt wird.
Das Programm des Fließbildes wird
jedes Mal durchgeführt,
wenn der Zündschalter 71 von
EIN auf AUS geschaltet wird, sodass die Verschleißschätzung ohne
Einfluss des Fahrzeugzustandes durchgeführt wird (Fahrzustand).
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Bei
der Schätzung
des Verschleißbetrages liest
die CPU 41 in Schritt 151 die geschätzte Temperatur
der Kupplungsflächen 23a und 23b,
die in dem oben erwähnten
Programm berechnet wurden. Die CPU 41 geht dann zu Schritt 152.
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In
Schritt 152 bestimmt die CPU 41, ob die geschätzte Temperatur
sich in einem bestimmten erlaubten Temperaturbereich befindet oder
nicht. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der bestimmte erlaubte Temperaturbereich zwischen
T1 und T2 eingestellt.
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Wenn
die geschätzte
Temperatur außerhalb des
erlaubten Temperaturbereichs liegt, d.h., die geschätzte Temperatur
ist niedriger als T1 oder höher als
T2, beendet die CPU 41 das Programm.
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Wenn
dagegen die geschätzte
Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b sich
in dem erlaubten Temperaturbereich befindet, geht die CPU 41 zu
Schritt 200.
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In
Schritt 200 berechnet die CPU 41 einen mittleren
Kupplungsstrom. Die Berechnung des mittleren Kupplungsstroms zu
dieser Zeit gleicht der, die bei dem Versand von dem Produktionswerk
durchgeführt
wurde (Schritt 101 bis Schritt 111) und ist somit in
der Berechnung des mittleren Kupplungsstroms in Schritt 200 eingeschlossen.
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Nachdem
die CPU 41 den mittleren Kupplungsstrom clti_ave in Schritt 200 berechnet
hat, geht die CPU 41 zu Schritt 201. Die CPU 41 berechnet
einen gegenwärtigen
geschätzten
Lastwert L entsprechend einem gegenwärtigen Freigabelastwert durch Multiplikation
des mittleren Kupplungsstroms clti_ave mit dem geschätzten Lastbetrag
L_GAIN in Schritt 201 und geht zu Schritt 202.
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In
Schritt 202 führt
die CPU 41 eine Korrekturberechnung für den gegenwärtigen geschätzten Lastwert
L auf der Grundlage der geschätzten
Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b durch. 12 ist
ein Diagramm zur Darstellung eines Änderungsbetrages der Last in
Verbindung mit der Temperaturänderung
der Kupplungsflächen 23a und 23b. Ein
Temperaturkorrekturkoeffizient wird auf der Grundlage eines geschätzten Lastwerts
Ls entsprechend einer bestimmten Standardtemperatur Ts eingestellt,
sodass irgendwelche entsprechende geschätzte Lastwerte zu der Temperatur
innerhalb des Bereichs von T1 bis T2 konstant sind.
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Eine Änderung
des Lastbetrages infolge der Temperaturänderung der Kupplungsflächen 23a und 23b wird
ent sprechend aufgehoben, indem man den Temperaturkorrekturkoeffizienten
mit dem gegenwärtigen
geschätzten
Lastwert L multipliziert. Insbesondere, wenn die Temperatur der
Kupplungsflächen 23a und 23b in
dem Bereich von T1 bis T2 liegt, wird die Laständerung infolge der Temperaturänderung der
Kupplungsflächen 23a und 23b allmählich mit dem
Anstieg der Temperatur erhöht
und dann vermindert. Der Temperaturkorrekturkoeffizient wird somit
eingestellt, um allmählich
mit dem Anstieg der Temperatur abzunehmen und dann zuzunehmen.
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Die
CPU 41 erneuert den gespeicherten gegenwärtigen geschätzten Lastwert
L durch den neuen gegenwärtigen
geschätzten
Lastwert L, indem der gespeicherte gegenwärtige geschätzte Lastwert L mit dem so
erhaltenen Temperaturkorrekturkoeffizienten multipliziert wird,
und beendet dann das Programm.
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Die
CPU 41 berechnet einen Laständerungsbetrag ΔL durch Subtrahieren
des oben erwähnten Standardlastwertes
ST_L von dem so erhaltenen gegenwärtigen geschätzten Lastwert
L, wodurch der Verschleißbetrag
der Kupplungsflächen 23a und 23b bestimmt
wird.
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13 ist
ein Diagramm zur Darstellung eines Änderungsbetrages der Last längs der
Verschleißbetragsänderung
der Kupplungsflächen 23a und 23b.
Wie man aus dem Diagramm sieht, erhöht sich die Laständerung
(ΔL) um
so mehr, je mehr der Verschleißbetrag
zunimmt.
-
Im
Folgenden wird ein Einstellvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung
erläutert.
Der Einstellvorgang wird unter einer Bedingung durchgeführt, dass
ver schiedene Durchführbedingungen
erfüllt
sind. Die Durchführbedingungen
umfassen z.B. die Freigabe der Reibungskupplung 20. Dies
erfolgt, weil der Einstellvorgang nicht durchgeführt werden kann, wenn sich
die Reibungskupplung 20 im Eingriffszustand befindet.
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Die
Durchführbedingungen
umfassen weiter, dass die Motordrehzahl NE innerhalb eines Bereichs zwischen
einem bestimmten unteren Grenzwert und einem oberen Grenzwert liegt.
Dies erfolgt, weil der Einstellvorgang, der voraussetzt, dass die
Reibungskupplung 20 sich im Freigabezustand befindet, nicht im
sogenannten „Parkgang" durchgeführt werden soll,
bei dem ein bestimmtes Getriebezahnrad sich beim Fahrzeugparkzustand
im Eingriff befindet, wobei der Motor 10 angehalten wird.
Weiter soll der Einstellvorgang so durchgeführt werden, dass der Motor 10 wenig
schwingt und die Reibungskupplung 20 keine Resonanz hat,
um eine Falscheinstellung zu verhindern.
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Die
Durchführbedingungen
umfassen weiter den Nullwert der Fahrzeuggeschwindigkeit, um eine Falscheinstellung
infolge der Schwingung aufgrund des Fahrzustandes des Fahrzeuges
zu vermeiden. Wenn die CPU 41 die oben erwähnten Durchführbedingungen
erfüllt,
führt das
Stellglied 30 den Einstellvorgang durch Antrieb des Stellgliedes 30 durch. D.h.,
die CPU 41 steuert den Kupplungshub ST entsprechend dem
Soll-Kupplungshub, der in Abhängigkeit
eines erforderlichen Betrages des Einstellvorgangs eingestellt wird.
Ein Vorgang zu dieser Zeit wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Unmittelbar,
nachdem die Einstellung beginnt, nimmt die Reibungskupplung 20 den
Freigabezustand ein, sodass der Kupplungshub ST auf einen Wert STO
gesteuert wird. Wie in 4A gezeigt, wird der bestimmte
Abstand Y zwischen dem Berührungsabschnitt 24b der
Druckplatte 24 und dem Druckplattenanschlag 22d des
Kupplungsdeckels 22 zu dieser Zeit aufrecht erhalten.
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Wenn
der Kupplungshub ST weiter auf der Freigabeseite infolge des Antriebs
des Stellgliedes 30 erhöht
wird, ändert
sich die Lage der Federplatte 25 von dem in 4A gezeigten
Zustand zu dem in 4B gezeigten Zustand. Insbesondere
nimmt die Federplatte 25 eine in Richtung des Schwungrades gerichtete
Kraft an dem Abschnitt 26a auf und schwingt somit in Bezug
auf die Lagerelemente 25b und 25c. Der Berührungsabschnitt 24b der
Druckplatte 24 und des Druckplattenanschlags 22d des Kupplungsdeckels 22 kommen
entsprechend miteinander in Berührung.
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Wenn
der Kupplungshub ST weiter bis zu dem Soll-Kupplungshub zunimmt, ändert sich
die Lage der Federplatte 25 weiter von einem in 4B gezeigten
Zustand zu dem in 4C gezeigten Zustand. Hierbei
steht der Berührungsabschnitt 24b der Druckplatte 24 mit
dem Druckplattenanschlag 22d des Kupplungsdeckels 22 in
Berührung,
sodass die Druckplatte 24 an einer weiteren Bewegung gehindert
wird. Hierdurch erhält
man einen Spalt X zwischen dem äußeren Umfangsrandabschnitt
der Federplatte 25 und dem geneigten Abschnitt 24d der Druckplatte 24.
Dann wird, wie in 5 gezeigt, das Einstellkeilelement 29 durch
eine Vorspannkraft der Schraubenfeder CS gedreht. Der geneigte Ab schnitt 29a des
Einstellkeilelements 29 und der geneigte Abschnitt 24d der
Druckplatte 24 stehen einander an vertikal höheren Abschnitten
von ihnen in 5 in Berührung, wodurch der flache Abschnitt
des Einstellkeilelements 29, das der Federplatte 25 gegenüberliegt,
der Bewegung des äußeren Umfangsrandabschnitts
der Federplatte 25 folgt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Einstellvorgang
beendet.
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Wie
oben erwähnt,
wird der Abstand zwischen der Federplatte 25 und der Druckplatte 24 mit dem
Spalt X größer, der
ein erforderlicher Betrag für den
Einstellvorgang ist. Die Federplatte 25 kann in einer Ausgangsposition
zurückkehren
(d.h. eine Position, in der die Federplatte 25 anfangs
vom Produktionswert eingestellt wurde, wo kein Verschleiß vorlag),
sodass die Laständerung
während
des Kupplungsbetriebs vermindert wird.
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Gemäß der vorliegenden
oben beschriebenen Erfindung wird der gegenwärtige geschätzte Lastwert L auf der Grundlage
der geschätzten
Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b berichtigt. Somit
kann der gegenwärtige
geschätzte
Lastwert L in Verbindung mit der Temperaturänderung der Kupplungsflächen 23a und 23b berichtigt
werden, wodurch genau der Verschleiß der Kupplungsflächen 23a und 23b geschätzt wird.
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Gemäß der oben
beschriebenen Erfindung wird der Verschleißbetrag nicht geschätzt, wenn
die Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b außerhalb
des bestimmten Bereichs liegt. Die Korrektur durch die Temperatur
der Kupplungsflächen 23a und 23b wird
somit nur in dem Be reich mit hoher Zuverlässigkeit der Schätzung durchgeführt, wodurch
die Schätzungsgenauigkeit
des Verschleißbetrages
der Kupplungsflächen 23a und 23b verbessert
wird.
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Gemäß der oben
beschriebenen vorliegenden Erfindung berechnet die CPU 41 immer
die Eingangsenergie und die Wärmestrahlungsenergie
der Kupplung durch eine regelmäßige Unterbrechung, wenn
der Motor betrieben wird. Der Temperaturwert der Kupplungsflächen 23a und 23b wird
immer auf den neuesten Stand gebracht, wodurch genau die Schätzung des
Verschleiß der
Kupplungsflächen 23a und 23b erfolgt.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene begrenzt
und kann wie folgt verändert
werden. Bei dem Einstellvorgang ist der Spalt X zwischen dem äußeren Umfangsrandabschnitt
der Federplatte 25 und dem geneigten Abschnitt 24d der Druckplatte 24 vorgesehen.
Dann wird das Einstellkeilelement 29 durch die Vorspannkraft
der Schraubenfeder CS gedreht. Der geneigte Abschnitt 29a des
Einstellkeilelements 29 und der geneigte Abschnitt 24d der
Druckplatte 24 kommen miteinander an ihren vertikal höheren Abschnitten
in 5 in Berührung,
um den Verschleiß der
Kupplungsflächen 23a und 23b zu
kompensieren. Statt der Drehung des Einstellkeilelements 29 zur
Verschleißkompensation
kann eine abschnittsweise drehende Richtung verwendet werden, bei
der die Drehung des Einstellkeilelements 29 um einen bestimmten
Drehwinkel erfolgt. In diesem Fall stehen der geneigte Abschnitt 29a des
Einstellkeilelements 29 und der geneigte Abschnitt 24d der
Druckplatte 24 miteinander abschnittsweise an vertikal höheren Berührungsabschnitten
in 5 im Fall der Verschleißkompensation in Berührung. Auf
diese Weise wird eine Falscheinstellung oder eine wiederholte Feineinstellung verhindert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b durch
die Berechnung des Temperaturanstiegsbetrages und des Temperaturverminderungsbetrages
pro Berechnungsumlauf des Programms, wie in den Schritten 141 bis 143 berechnet,
die zum Erneuern der gegenwärtigen
Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b verwendet
wird. In diesem Fall wird die CPU 41 nur zur Erkennung
der Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b verwendet.
Die Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b kann daher
mittels eines Temperatursensors erfasst werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Korrekturberechnung auf der Grundlage der geschätzten Temperatur
der Kupplungsflächen 23a und 23b durchgeführt, wenn
der Verschleißbetrag
der Kupplungsflächen 23a und 23b geschätzt wird,
sodass keine falsche Schätzung
des Verschleißbetrages
durch die Temperaturänderung
der Kupplungsflächen 23a und 23b erfolgt.
In diesem Fall ist es jedoch lediglich notwendig, den Verschleißbetrag
der Kupplungsflächen 23a und 23b in
Abhängigkeit
von der Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b nicht
falsch zu erfassen, wenn der Verschleißbetrag geschätzt wird.
Der Verschleißbetrag
der Kupplungsflächen 23a und 23b kann
nur unter einer Bedingung geschätzt
werden, dass die Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b im
Wesentlichen konstant ist.
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Der
Zustand, unter dem die Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b konstant
ist, ist, wenn ausreichende Zeit nach dem Motorstopp verstrichen ist,
sodass die Temperatur der Kupplungsflächen 23a und 23b im
Wesentlichen gleich der Umgebungstemperatur ist.
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Der
Verschleißbetrag
der Kupplungsflächen 23a und 23b kann
geschätzt
werden, wenn eine bestimmte Zeit verstrichen ist, indem man die
verstrichene Zeit seit dem Motorstopp misst.
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Weiter
besteht eine große
Temperaturdifferenz zwischen der Wassertemperatur und einer Ansaugtemperatur
des Motors bei dem Betrieb des Motors. Wenn somit die Wassertemperatur
und die Ansaugtemperatur des Motors im Wesentlichen einander gleich
werden, wird angenommen, dass eine ausreichende Zeit seit dem Motorstopp
verstrichen ist und die Wassertemperatur und die Ansaugtemperatur
des Motors als im Wesentlichen gleich der Umgebungstemperatur angesehen
werden können.
Der Verschleißbetrag
der Kupplungsflächen 23a und 23b kann
geschätzt
werden, wenn ein Unterschied zwischen der Wassertemperatur und der
Ansaugtemperatur gering ist, die durch die CPU 41 berechnet
wird.