WO2008151923A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des kupplungsverschleisses - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des kupplungsverschleisses Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for determining the clutch wear according to the closer defined in the preamble of claim 1 and 9, respectively.
  • a friction clutch within a drive train of a vehicle is known, are provided in the signal elements for receiving the signals output by a sensing element, wherein during the rotation of the friction clutch, the distance between the signals a conclusion on the state of wear allows the friction linings.
  • both a signal element on a pressure plate of the clutch and a further signal element on the housing is absolutely necessary.
  • both signal elements sweep the scanning element. The time interval allows a conclusion on the wear-dependent position of the pressure plate relative to the housing.
  • a further clutch wear indicator is known, which is based on the fact that the clutch load calculated and from the wear of the clutch lining is estimated.
  • Another clutch wear detection uses the clutch position for wear detection. For this purpose, the clutch position of the closed clutch is determined when new and from the difference of the closed position to the current closed position, the state of wear of the clutch is determined.
  • the present invention the object of the invention to provide a method and apparatus for determining the clutch wear of the genera described above, which allow an absolute determination of the wear of the clutch.
  • the object underlying the invention can be achieved by a method for determining the wear in a spring-loaded clutch of a transmission of a vehicle, wherein the wear detection is evaluated depending on the wear in the clutch actuation disengaging force.
  • the inventive method uses the dependence of the disengagement of the state of wear of the clutch to the respective wear of Absolute determination of the clutch without introducing any inaccuracies due to the individual installation position of the clutch or through replacement of the control unit.
  • the maximum release force is determined in the clutch actuation and z as a reference value.
  • B. is stored.
  • the stored reference value can be compared in the simplest way with the values of the disengagement force determined in each case over the service life of the clutch.
  • the thus determined change or difference between the reference value and the respectively determined value of the disengagement force can be used as a measure of the wear of the clutch to indicate the replacement time of the clutch early and thus set. For example, this can be communicated to the driver by means of a corresponding message.
  • Another embodiment of the invention may provide that the maximum release force is compared with heavy wear of the clutch as a reference value with a current measured value of the maximum release force. As soon as the currently measured value of the release force corresponds to the reference value, the driver can be informed by a corresponding message that the clutch is worn. It is possible that this reference value is also stored.
  • the maximum disengagement force for closing or opening the clutch over the life of the clutch can be measured several times to determine the clutch wear, so that based on the determined changes in the maximum disengagement of wear at the measured time can be specified directly.
  • the determination of the maximum release force can in the inventive method, for example, on the pressure generated by the release force, z. B. be measured on the pressure plate.
  • the disengagement force is measured directly, for example, by a pressure and / or force sensor.
  • an already existing sensor of a disengagement device of the clutch can be used for this purpose.
  • a further advantageous embodiment of the invention may provide that the maximum disengaging force is determined for example via the pressure of a hydraulic disengaging device of the clutch. There are also other ways to determine the release force used.
  • the object underlying the invention can also be achieved by an arrangement for determining the wear of a clutch with a diaphragm spring, wherein a device for evaluating the applied for clutch actuation release force is provided.
  • the arrangement proposed according to the invention can preferably be used to carry out the method proposed according to the invention. However, other applications are conceivable.
  • the device of the arrangement according to the invention can use the given dependence between the clutch wear and the Ausdschreib characterizing to evaluate the changing in wear due to the spring characteristic of the diaphragm spring maximum release force.
  • the proposed arrangement can absolutely determine the clutch wear.
  • the device through the respective wear a comparison of the currently measured maximum disengaging force and a reference value of the maximum disengagement force when new or even with heavy wear of the clutch determined.
  • the required reference values may e.g. B. deposited in the institution. It is also possible that these values are entered externally.
  • a particularly advantageous embodiment of the present invention can provide that a control device of the clutch or the transmission, which usually already exists, is used as the device.
  • the control unit can have an additional evaluation logic with which the change in the maximum disengagement force relative to the reference value is determined, which corresponds to the wear of the clutch.
  • the controller may send a warning to the driver upon reaching a predetermined wear. Thereby, a stoppage of the vehicle due to the wear of the clutch can be prevented.
  • FIGURE of the invention shows a diagram with several curves I to III of a disengaging force against the spring force of a diaphragm spring acts, which is applied in each case via the Ausschweg a clutch.
  • the curve Il shows the disengagement force above the clutch position in a clutch with medium wear on the friction linings of the clutch. From the curve II, it becomes clear that the value of the maximum releasing force F V ⁇ rschi ⁇ iß significantly higher than the new condition of the clutch. In the embodiment shown, the value of the maximum release force F V ⁇ r schi ⁇ iß with wear at about 6100 Newton.
  • the course III shows the release force on the clutch position in a heavily worn clutch.
  • the value of the maximum release force F sta rk ⁇ r wear is higher than in the course Il and is about 6400 Newton.
  • the values of the maximum release force values are only examples.
  • release force variables can be determined and used to determine the wear of the clutch, such as the disengagement speed.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bestimmen des Verschleißes bei einer federbelasteten Kupplung eines Getriebes eines Fahrzeuges vorgeschlagen, wobei zur Verschleißermittlung eine sich in Abhängigkeit des Verschleißes bei der Kupplungsbetätigung verändernde Ausrückkraft ausgewertet wird. Ferner wird eine Anordnung zum Ermitteln des Verschleißes einer Kupplung mit einer Membranfeder vorgeschlagen, wobei eine Einrichtung zum Auswerten der zur Kupplungsbetätigung aufzubringenden Ausrückkraft vorgesehen ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Kupplunqsverschleißes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des Kupplungsverschleißes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beziehungsweise 9 näher definierten Art.
Beispielsweise aus der Druckschrift DE 20 2005 021 024 U1 ist eine Reibungskupplung innerhalb eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges bekannt, bei der Signalelemente zur Aufnahme der durch ein Abtastelement ausgegebenen Signale vorgesehen sind, wobei während der Drehung der Reibungskupplung der Abstand zwischen den Signalen einen Rückschluss auf den Verschleißzustand der Reibbeläge zulässt. Hierzu ist sowohl ein Signalelement an einer Anpressplatte der Kupplung als auch ein weiteres Signalelement am Gehäuse unbedingt erforderlich. Im Betrieb des Antriebsstranges überstreichen beide Signalelemente das Abtastelement. Der zeitliche Abstand lässt einen Rückschluss auf die verschleißabhängige Lage der Anpressplatte relativ zum Gehäuse zu.
Aus der Fahrzeugtechnik ist eine weitere Kupplungsverschleißanzeige bekannt, welche darauf basiert, dass die Kupplungsbelastung berechnet und daraus der Verschleiß des Kupplungsbelages geschätzt wird. Eine weitere Kupplungsverschleißerkennung verwendet zur Verschleißerkennung die Kupplungsposition. Dazu wird die Kupplungsposition der geschlossenen Kupplung im Neuzustand bestimmt und aus der Differenz der geschlossenen Position zur aktuellen geschlossenen Position wird der Verschleißzustand der Kupplung ermittelt.
Bei den bekannten Verfahren zur Ermittlung des Kupplungsverschleißes ergibt sich der Nachteil, dass eine absolute Ermittlung des Kupplungsverschleißes nicht möglich ist. Dies bedeutet, dass z.B. beim Austausch des Steuergerä- tes des Getriebes die bereits ermittelten Werte des Kupplungsverschleißes in das neu eingebaute Steuergerät mit übernommen werden müssen. Dadurch kann es zu einer falschen Berechnung des Verschleißes kommen. Infolgedessen wird die Kupplung ohne Grund getauscht.
Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des Kupplungsverschleißes der eingangs beschriebenen Gattungen vorzuschlagen, welche eine absolute Ermittlung des Verschleißes der Kupplung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 beziehungsweise 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und den Zeichnungen.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe kann durch ein Verfahren zum Bestimmen des Verschleißes bei einer federbelasteten Kupplung eines Getriebes eines Fahrzeuges gelöst werden, wobei zur Verschleißermittlung eine sich in Abhängigkeit des Verschleißes bei der Kupplungsbetätigung verändernde Ausrückkraft ausgewertet wird. Somit kann auf besonders einfache Weise eine absolute Verschleißermittlung der Reibbeläge der Kupplungen realisiert werden, ohne dass zusätzliche Signal- oder Abtastelemente erforderlich sind.
Aufgrund der vorbestimmten Charakteristik der Federkennlinie der Kupplungsfeder wird die maximale Ausrückkraft bei der Kupplungsbetätigung über dem Ausrückweg in Abhängigkeit des Verschleißes der Reibbeläge der Kupplung verändert. Dies bedeutet, dass das Verhalten beziehungsweise der Verlauf der Ausrückkraft nicht nur von der Ausrückposition der Kupplung abhängig ist, sondern auch vom Verschleißzustand der Kupplung. Infolgedessen nutzt das erfindungsgemäße Verfahren die Abhängigkeit der Ausrückcharakteristik von dem Verschleißzustand der Kupplung, um den jeweiligen Verschleiß der Kupplung absolut ermitteln zu können, ohne dass dabei Ungenauigkeiten durch die individuelle Einbauposition der Kupplung oder durch einen Austausch des Steuergerätes einfließen.
Vorzugsweise kann im Rahmen einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass im Neuzustand der Kupplung die maximale Ausrückkraft bei der Kupplungsbetätigung bestimmt wird und als Referenzwert z. B. gespeichert wird. Der gespeicherte Referenzwert kann auf einfachste Weise mit den jeweils über die Lebensdauer der Kupplung ermittelten Werten der Ausrückkraft verglichen werden. Die auf diese Weise ermittelte Veränderung beziehungsweise Differenz zwischen dem Referenzwert und dem jeweils ermittelten Wert der Ausrückkraft kann als Maß des Verschleißes der Kupplung verwendet werden, um den Austauschzeitpunkt der Kupplung frühzeitig anzuzeigen und somit festzulegen. Beispielsweise kann dies dem Fahrer durch eine entsprechende Meldung mitgeteilt werden.
Eine andere Ausführungsvariante der Erfindung kann vorsehen, dass die maximale Ausrückkraft bei starkem Verschleiß der Kupplung als Referenzwert mit einem aktuellen gemessenen Wert der maximalen Ausrückkraft verglichen wird. Sobald der aktuell gemessene Wert der Ausrückkraft dem Referenzwert entspricht, kann dem Fahrer durch eine entsprechende Meldung mitgeteilt werden, dass die Kupplung verschlissen ist. Es ist möglich, dass auch dieser Referenzwert abgespeichert wird.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann zur Ermittlung des Kupplungsverschleißes die maximale Ausrückkraft zum Schließen oder Öffnen der Kupplung über die Lebensdauer der Kupplung mehrfach gemessen werden, so dass anhand der ermittelten Veränderungen der maximalen Ausrückkraft der Verschleiß zum gemessenen Zeitpunkt direkt angegeben werden kann. Die Ermittlungen der maximalen Ausrückkraft kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise über den Druck, der durch die Ausrückkraft erzeugt wird, z. B. an der Anpressplatte gemessen werden. Es ist auch möglich, dass die Ausrückkraft direkt zum Beispiel durch einen Druck- und/oder Kraftsensor gemessen wird. Vorzugsweise kann dazu ein bereits vorhandener Sensor einer Ausrückeinrichtung der Kupplung verwendet werden.
Eine Weitere vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung kann vorsehen, dass die maximale Ausrückkraft beispielsweise über den Druck einer hydraulischen Ausrückeinrichtung der Kupplung ermittelt wird. Es sind auch andere Arten zum Ermitteln der Ausrückkraft einsetzbar.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe kann auch durch eine Anordnung zum Ermitteln des Verschleißes einer Kupplung mit einer Membranfeder gelöst werden, wobei eine Einrichtung zum Auswerten der zur Kupplungsbetätigung aufzubringenden Ausrückkraft vorgesehen ist. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung kann bevorzugter Weise zum Ausführen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren eingesetzt werden. Es sind jedoch auch andere Einsatzgebiete denkbar.
Insbesondere bei trockenen Kupplungen oder dergleichen, welche über eine Membranfeder mit einer vorbestimmten Federkennlinie betätigt werden, kann die Einrichtung der erfindungsgemäßen Anordnung die gegebene Abhängigkeit zwischen dem Kupplungsverschleiß und der Ausdrückcharakteristik verwenden, um die sich beim Verschleiß aufgrund der Federkennlinie der Membranfeder ändernde maximale Ausrückkraft auszuwerten. Somit kann die vorgeschlagene Anordnung daraus den Kupplungsverschleiß absolut bestimmen.
Bei der Auswertung kann gemäß einer nächsten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Einrichtung den jeweiligen Verschleiß durch einen Vergleich der aktuell gemessenen maximalen Ausrückkraft und einem Referenzwert der maximalen Ausrückkraft beim Neuzustand oder auch bei starkem Verschleiß der Kupplung bestimmt. Die erforderlichen Referenzwerte können z. B. in der Einrichtung hinterlegt sein. Es ist auch möglich, dass diese Werte extern eingegeben werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass als Einrichtung ein üblicherweise bereits vorhandenes Steuergerät der Kupplung beziehungsweise des Getriebes verwendet wird. Dazu kann das Steuergerät eine zusätzliche Auswerte-Logik aufweisen, mit der die Veränderung der maximalen Ausrückkraft bezogen auf den Referenzwert ermittelt wird, welche dem Verschleiß der Kupplung entspricht. Beispielsweise kann das Steuergerät bei Erreichen eines vorbestimmten Verschleißes eine Warnung an den Fahrer senden. Dadurch kann ein Liegenbleiben des Fahrzeuges aufgrund des Verschleißes der Kupplung verhindert werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Die einzige Figur der Erfindung zeigt ein Diagramm mit mehreren Verläufen I bis III einer Ausrückkraft gegen die Federkraft einer Membranfeder wirkt, welche jeweils über den Ausrückweg einer Kupplung aufgetragen ist.
In dem Diagramm sind unterschiedliche Verläufe der Ausrückkraft an einer Druckplatte der Kupplungsanordnung mit einer Membranfeder dargestellt. Mit I ist ein Verlauf der Ausrückkraft bei einem Neuzustand der Kupplung, also ohne Verschleiß, gezeigt. Der Verlauf I stellt zunächst einen konstanten Anstieg der Ausrückkraft dar, der bei einer maximalen Ausrückkraft FnθU von etwa 5000 Newton endet.
Der Verlauf Il zeigt die Ausrückkraft über der Kupplungsposition bei einer Kupplung mit mittlerem Verschleiß an den Reibbelägen der Kupplung. Aus dem Verlauf Il wird deutlich, dass der Wert der maximalen Ausrückkraft FVθrschiθiß deutlich höher liegt als beim Neuzustand der Kupplung. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Wert der maximalen Ausrückkraft FVθrschiθiß mit Verschleiß bei etwa 6100 Newton.
Schließlich zeigt der Verlauf III die Ausrückkraft über der Kupplungsposition bei einer stark verschlissenen Kupplung. Beim Verlauf III ist der Wert der maximalen Ausrückkraft Fstarkθr verschleiß höher als beim Verlauf Il und liegt etwa bei 6400 Newton. Die Angaben der Werte der maximalen Ausrückkraft sind nur beispielhaft.
Es wäre beispielsweise denkbar, dass für gleiche Federarten mit der gleichen Federkennlinie die Referenzwerte für die maximale Ausrückkraft bei unterschiedlicher Lebensdauer der Kupplung vorgegeben werden, so dass diese Werte abrufbar sind, um nach einem Vergleich mit einem aktuell gemessenen Wert der maximalen Ausrückkraft eine Entscheidung darüber zu treffen, ob die Kupplung verschlissen ist und ausgetauscht werden sollte. Beispielsweise könnte ein Wert der maximalen Ausrückkraft bei starkem Verschleiß der Kupplung für die eingesetzte Membranfeder hinterlegt werden. Denn dieser hinterlegte Wert mit dem aktuell gemessenen Wert der maximalen Ausrückkraft übereinstimmt, kann der Austausch der Kupplung angezeigt werden.
Im Sinne der Erfindung können auch andere von der Ausrückkraft abhängige Größen ermittelt und benutzt werden, um den Verschleiß der Kupplung zu bestimmen, beispielsweise die Ausrückgeschwindigkeit.
Ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Bestimmen des Kupplungsverschleißes mit einer von der Ausrückkraft abhängigen Größe wird äquivalent mit dem vorgestellten Verfahren ablaufen bzw. mit der vorgestellten Vorrichtung gestaltet wrden. Bezuqszeichen
I Verlauf der Ausrückkraft bei einer neuen Kupplung
II Verlauf der Ausrückkraft bei einer Kupplung mit Verschleiß
III Verlauf der Ausrückkraft bei einer Kupplung mit starkem Verschleiß
FnθU maximale Ausrückkraft bei einer neuen Kupplung
Fverschiθiß maximale Ausrückkraft bei einer Kupplung mit Verschleiß
Fstarker verschleiß maximale Ausrückkraft bei einer Kupplung mit starkem
Verschleiß

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen des Verschleißes bei einer federbelasteten Kupplung eines Getriebes eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verschleißermittlung eine sich in Abhängigkeit des Verschleißes bei der Kupplungsbetätigung verändernde Ausrückkraft ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Ausrückkraft (FnθU) beim Neuzustand der Kupplung bestimmt wird und als Referenzwert mit einem aktuell ermittelten Wert der maximalen Ausrückkraft verglichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Ausrückkraft (Fstarkθr verschleiß) bei stark verschlissener Kupplung bestimmt wird und als Referenzwert mit einem aktuell ermittelten Wert der maximalen Ausrückkraft verglichen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die Differenz zwischen dem Referenzwert und dem aktuell ermittelten Wert der Ausrückkraft als Maß des Verschleißes der Kupplung verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzei c h n e t, dass der Referenzwert der Ausrückkraft abgespeichert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzei c h n e t, dass die maximale Ausrückkraft zum Schließen oder Öffnen der Kupplung über die Lebensdauer der Kupplung mehrfach gemessen wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k ennzeichnet, dass die Ausrückkraft mit einem Druck- und/oder Kraftsensor gemessen wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k ennzeichnet, dass die Ausrückkraft über den Druck einer hydraulischen Ausrückeinrichtung ermittelt wird.
9. Anordnung zum Ermitteln des Verschleißes einer Kupplung mit einer Membranfeder, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Auswerten der zur Kupplungsbetätigung aufzubringenden Ausrückkraft vorgesehen ist.
10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung den jeweiligen Verschleiß durch Vergleich der gemessenen maximalen Ausrückkraft mit einem Referenzwert der maximalen Ausrückkraft beim Neuzustand der Kupplung bestimmt.
11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichn e t, dass als Einrichtung ein Steuergerät vorgesehen ist.
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