DE102007044037A1

DE102007044037A1 - Kupplungsaggregat

Info

Publication number: DE102007044037A1
Application number: DE200710044037
Authority: DE
Inventors: Sebastian Dipl.-Ing. Boetzer; Jochen Dipl.-Ing. Horwath
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2008-08-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat mit zumindest zwei miteinander kraftübertragend verbindbaren Kupplungselementen, insbesondere ein selbstnachstellendes Kupplungsaggregat für ein Kraftfahrzeug, welche eine aufgrund eines Verschleißes eines Kupplungsbelages bedingte Wegverschiebung zumindest eines Kupplungselementes selbstständig nachstellt. Erfindungswesentlich ist dabei, dass eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, welche einen Kupplungssensorwert des zumindest einen Kupplungselementes vor und nach einem Kupplungsvorgang erfasst und an eine Auswerteeinrichtung übermittelt, wobei die Auswerteeinrichtung so ausgebildet ist, dass sie die vor und nach dem Kupplungsvorgang ermittelten Kupplungssensorwerte vergleicht und daraus einen Vergleichswert ermittelt, der in Relation zu einem Verschleiß des Kupplungsbelages steht, und sie die Anzahl der Vergleichswerte oder den Betrag der Vergleichswerte addiert und bei Erreichen eines vordefinierten Grenzwertes ein Signal erzeugt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat mit mindestens zwei miteinander kraftübertragend verbindbaren Kupplungselementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Ermitteln eines Verschleißes eines derartigen Kupplungsaggregates.
Aus der DE 101 16 705 A1 ist ein Kupplungsaggregat mit einem mit einem Motor verbindbaren Eingangsteil und zwei jeweils mit einer anzutreibenden Welle verbindbaren Kupplungsscheiben bekannt, wobei eine erste Kupplungsscheibe mit ihren Reibbelägen zwischen einer mit dem Eingangsteil drehfest verbundenen ersten Druckplatte und einer mit dem Kupplungsgehäuse drehfest verbundenen ersten Anpressplatte axial einspannbar ist, während eine zweite Kupplungsscheibe mit ihren Reibbelägen zwischen einer mit dem Eingangsteil drehfest verbundenen zweiten Druckplatte und einer mit dem Kupplungsgehäuse drehfest verbundenen zweiten Anpressplatte axial einspannbar ist. Um den Verschleiß der Reibbeläge der beiden Kupplungsscheiben kompensieren zu können, ist eine Nachstelleinrichtung vorgesehen. Über eine, ein Reibmoment der Kupplung, eine Schlupfdrehzahl sowie einen Verschleißkoeffizienten des Belages und die Kupplungstemperatur berücksichtigende Formel wird dabei ein etwaiger Verschleiß der Kupplungsbeläge berechnet und die Nachstelleinrichtung in Abhängigkeit des berechneten Verschleißes betätigt.
Aufgrund von weiteren, nicht erfassten Einflüssen, wie beispielsweise Feuchtigkeit, können bei der Berechnung des Verschleißes der Kupplungsbeläge jedoch Unsicherheiten auftreten, welche die Berechnung an sich ungenau werden lassen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein gattungsgemäßes Kupplungsaggregat eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, bei welcher ein Verschleißzustand eines Kupplungsbelages besonders exakt erfassbar und einem Fahrer eines Kraftfahrzeuges anzeigbar ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1 und 4 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, am erfindungsgemäßen Kupplungsaggregat eine Sensoreinrichtung vorzusehen, welche eine Stellung mit zumindest zwei miteinander kraftübertragend verbindbaren Kupplungselemente des Kupplungsaggregates ermittelt und zwar jeweils vor und nach einem Kupplungsvorgang, d. h. immer bei geschlossener Kupplung und die so ermittelten Kupplungssensorwerte an eine Auswerteeinrichtung weiterleitet. Diese Auswerteeinrichtung vergleicht die jeweils vor und nach dem Kupplungsvorgang ermittelten Kupplungssensorwerte und setzt diese in Relation zu einem Verschleiß eines Kupplungsbelags. Erreicht der derart ermittelte bzw. kumulierte Verschleiß einen vordefinierten Grenzwert, so wird dem Fahrer des Kraftfahrzeuges ein entsprechendes Signal angezeigt. Die Auswerteeinrichtung kann dabei die Anzahl der ermittelten Vergleichswerte und/oder den Betrag der einzelnen Vergleichswerte addieren und diesen Additionswert mit dem vordefinierten Grenzwert vergleichen. Erreicht oder überschreitet dieser Additionswert den vordefinierten Grenzwert, so erzeugt die Auswerteeinrichtung ein entsprechendes Signal, welches dem Fahrer des Kraftfahrzeuges anzeigt, dass die Kupplungsbeläge einen bestimmten Verschleißzustand erreicht haben und ausgetauscht werden sollten. Bis zu einem Erzeugen eines derartigen Signals kann aufgrund des wegen eines Verschleißes des Kupplungsbelages bedingte Wegverschiebung zumindest eines Kupplungselementes selbständig durch das Kupplungsaggregat nachgestellt und dadurch stets eine zufriedenstellende Kupplungswirkung erzeugt werden. Durch das erfindungsgemäße Kupplungsaggregat ist somit eine entsprechende Warnung möglich, falls der Verschleiß der Kupplungsbeläge einen Zustand erreicht, bei welchem zumindest in absehbarer Zeit die Kupplungswirkung nachlassen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung steht der von der Sensoreinrichtung ermittelte Kupplungssensorwert in Relation zu einem Nachstellweg. Da der Nachstellweg seinerseits im Verhältnis zu einem Verschleiß des jeweiligen Kupplungsbelages steht, kann über den Kupplungssensorwert indirekt auf den Verschleiß des Kupplungsbelages geschlossen werden.
Zweckmäßig ist bei dem Kupplungsaggregat eine mit der Auswerteeinrichtung verbundene Speichereinrichtung vorgesehen, welche einen Zeitpunkt eines Austausches des Kupplungsbelages und/oder eine seitdem gefahrene Wegstrecke speichert, wobei die Auswerteeinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Signal erzeugt, sobald der vordefinierte Grenzwert erreicht und/oder eine vordefinierte Zeitspanne bzw. eine vordefinierte Wegstrecke seit dem letzten Austausch des Kupplungsbelages verstrichen ist. Dies bietet den großen Vorteil, dass die Auswerteeinrichtung nicht nur dann ein Signal bezüglich eines Verschleißes des Kupplungsbelages an den Fahrer des Kraftfahrzeuges sendet, sofern die aufaddierten Kupplungssensorwerte einen bestimmten Grenzwert erreichen, sondern auch gleichzeitig über die Speichereinrichtung eine Laufleistung bzw. ein Austauschintervall in die Entscheidung zur Erzeugung des Signals einfließen lässt. Dabei wird in die Speichereinrichtung beim Austauschen der Kupplungsbeläge das Austauschdatum sowie eine bis dahin zurückgelegte Laufleistung des Kraftfahrzeuges eingegeben, so dass diese eingegebenen Werte Grundlage für die weitere Bewertung des Verschleißes der Kupplungsbeläge bilden können.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige 1 zeigt eine diagrammartige Darstellung eines Nachstellvorganges.
Entsprechend 1 ist ein sog. „Digit-Weg-Diagramm" gezeigt, in welchem ein Schaltvorgang eines erfindungsgemäßen Kupplungsaggregates grafisch aufbereitet ist. Dabei ist zu erkennen, dass bis zu einer Strecke s = 554 (Längeneinheiten) die Kupplung in geschlossenem Zustand ist und der von einer Sensoreinrichtung ermittelte Kupplungssensorwert D₁ bei ca. 1470 Digits liegt. Die Einheit „Digit" soll dabei stellvertretend für eine beliebige Stelleinheit stehen. Im Zeitpunkt A wird nun die Kupplung geöffnet, wodurch ein starkes Abfallen des Digitwertes bewirkt wird. Im Zeitpunkt B befindet sich die Kupplung in ihrem am weitesten geöffneten Zustand, so dass im Weiteren die zumindest zwei miteinander kraftübertragend verbindbaren Kupplungselemente wieder in Reibverbindung miteinander gebracht werden. Aufgrund des beim Öffnen und Schließen des Kupplungsaggregates auftretenden Verschleißes eines Kupplungsbelages zumindest eines Kupplungselementes, wird wenigstens ein Kupplungselement des Kupplungsaggregates während des Öffnens bzw. Schließens nachgestellt, so dass bei einem in Punkt C erfolgten vollständigen Schließen der Kupplung wieder eine einwandfreie Kraftübertragung erfolgen kann.
Der im Zeitpunkt C ermittelte Digitwert D₂ liegt dabei um ca. 20 Digits niedriger als der vor dem Öffnen des Kupplungsaggregates ermittelte Kupplungssensorwert D₁, was darauf zurückzuführen ist, dass beim Kupplungsöffnen eine Stelleinrichtung den auftretenden Verschleiß nachstellt und damit die „Verschleißfreie" Kupplungsposition wieder hergestellt hat und das Kupplungsaggregat die alte, verschlissene Kupplungsposition in geschlossenem Zustand nicht mehr erreichen kann.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Sensoreinrichtung ermittelt nun den Kupplungssensorwert D₁ zum Zeitpunkt A sowie den Kupplungssensorwert D₂ zum Zeitpunkt C und übermittelt diese Kupplungssensorwerte D₁ und D₂ an eine Auswerteeinrichtung. Die Auswerteeinrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass sie die beiden ermittelten Kupplungssensorwerte D₁ und D₂ miteinander vergleicht und daraus einen Vergleichswert ermittelt, der in Relation zum Verschleiß des Kupplungsbelages an zumindest einem Kupplungselement steht.
Um dem Fahrer eines mit dem erfindungsgemäßen Kupplungsaggregat ausgestatteten Kraftfahrzeuges bei Bedarf einen entsprechenden Warnhinweis geben zu können, addiert die Auswerteeinrichtung den Betrag der einzelnen Digitdifferenzen D₁ – D₂ und vergleicht die so gebildete Summe mit einem vordefinierten Grenzwert. Beim Erreichen bzw. beim Überschreiten des Grenzwertes löst die Auswerteeinrichtung ein Signal aus, da in diesem Fall davon ausgegangen werden kann, dass der Nachstellweg zumindest eines Kupplungselementes, aufgrund eines nicht unerheblichen Verschleißes eines Kupplungsbelages, so groß geworden ist, dass in naher Zukunft ein Austausch des Kupplungsbelages erforderlich wird.
Die Sensoreinrichtung detektiert somit zusammen mit der Auswerteeinrichtung einen Sprung des Kupplungssensorwertes von D₁ nach D₂ und wertet ihn zugleich hinsichtlich einer Mindeststromhöhe aus, so dass der von einer Stelleinrichtung automatisch ausgeführte Stellvorgang zielsicher erkannt werden kann. Dabei werden immer nur Sprünge in Richtung einer verschleißfreien Kupplungsposition ausgewertet.
Prinzipiell besteht bei der Auswerteeinrichtung die Möglichkeit, die Sprünge „D₁ – D₂" in Digit-Einheiten aufzuaddieren und dann mit einem Faktor „Verschleiß pro Digit" zu multiplizieren, so dass hieraus der Verschleiß des Kupplungsbelages ermittelt werden kann. Eine andere Möglichkeit wäre, lediglich die Nachstellvorgänge, also die Differenzen „D₁ – D₂" zu addieren, welche eine Mindestsprunghöhe erreichen, und dann die Anzahl der Nachstellungen mit einem Faktor „durchschnittlicher Verschleiß pro Nachstellung" zu multiplizieren, so dass hieraus der Verschleiß erkennbar ist.
Weiterhin kann eine mit der Auswerteeinrichtung verbundene Speichereinrichtung vorgesehen sein, welche einen Zeitpunkt eines Austausches des Kupplungsbelages und/oder eine seitdem gefahrene Wegstrecke speichert. Bei einer derartigen Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung dann so ausgebildet, dass sie ein Signal nur dann erzeugt, wenn der vordefinierte Grenzwert erreicht und/oder eine vordefinierte Zeitspanne bzw. eine vordefinierte Wegstrecke seit dem letzten Austausch des Kupplungsbelages verstrichen ist. Hierzu kann in der Speichereinrichtung das Datum bzw. ein Kilometerstand im Zeitpunkt des letzten Austausches des Kupplungsbelages gespeichert werden, wobei diese beiden Daten dann zur Entscheidung, ob ein Kupplungsverschleiß signalisiert werden soll, zur Hilfe genommen werden können. Ist der letzte Tausch schon Jahre her oder wurde seit dem Austausch schon eine hohe Laufleistung absolviert, so können diese Punkte in die Entscheidung, ob die Kupplungsbeläge verschlissen sind, einfließen. Ist der letzte Austausch der Kupplungsbeläge nach Werkstattunterlagen jedoch erst wenige Wochen her, bedeutet dies üblicherweise, dass die Werkstatt beim letzten Austausch der Kupplungsbeläge vergessen hat, das Datum bzw. den Kilometerstand in der Speichereinrichtung zu aktualisieren.
Generell erfolgt dabei die Ermittlung eines Verschleißes eines Kupplungsaggregates mit zumindest zwei miteinander kraftübertragend verbindbaren Kupplungselementen dadurch, dass zunächst von der Sensoreinrichtung ein Kupplungssensorwert zumindest eines Kupplungselementes vor und nach einem Kupplungsvorgang erfasst und an die Auswerteinrichtung übermittelt wird. Anschließend ermittelt die Auswerteeinrichtung aus den ihr übermittelten Kupplungssensorwerten einen Vergleichswert, welcher in Relation zum Verschleiß des Kupplungsbelages steht, wobei sie die Anzahl der Vergleichswerte oder den Betrag der Vergleichswerte addiert und bei Erreichen des vordefinierten Grenzwertes dem Fahrer ein Signal anzeigt. Hierdurch ist es möglich, einen Kupplungsbelagverschleiß auch bei selbstnachstellenden Kupplungen zu erkennen und den Fahrer des Kraftfahrzeuges rechtzeitig über den Zustand der Kupplung bzw. des Kupplungsbelages zu informieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10116705 A1 [0002]

Claims

Kupplungsaggregat mit zumindest zwei miteinander kraftübertragend verbindbaren Kupplungselementen, insbesondere ein selbstnachstellendes Kupplungsaggregat für ein Kraftfahrzeug, welches eine, aufgrund eines Verschleißes eines Kupplungsbelages bedingte Wegverschiebung zumindest eines Kupplungselementes selbständig nachstellt, gekennzeichnet durch die Merkmale, – es ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, welche einen Kupplungssensorwert des zumindest einen Kupplungselementes vor und nach einem Kupplungsvorgang erfasst und an eine Auswerteeinrichtung übermittelt, – die Auswerteeinrichtung ist so ausgebildet, – dass sie die vor und nach dem Kupplungsvorgang ermittelten Kupplungssensorwerte vergleicht und daraus einen Vergleichswert ermittelt, der in Relation zu einem Verschleiß des Kupplungsbelages steht, – dass sie die Anzahl der Vergleichswerte oder den Betrag der Vergleichswerte addiert und bei Erreichen eines vordefinierten Grenzwertes ein Signal erzeugt.
Kupplungsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungssensorwert in Relation zu einem Nachstellweg steht.
Kupplungsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – eine mit der Auswerteeinrichtung verbundene Speichereinrichtung vorgesehen ist, welche einen Zeitpunkt eines Austausches des Kupplungsbelages und/oder eine seitdem gefahrene Wegstrecke speichert, – die Auswerteeinrichtung so ausgebildet ist, dass sie ein Signal erzeugt, sofern der vordefinierte Grenzwertes erreicht und/oder eine vordefinierte Zeitspanne bzw. eine vordefinierte Wegstrecke seit dem letzten Austausch des Kupplungsbelages verstrichen ist.
Verfahren zum Ermitteln eines Verschleißes eines Kupplungsaggregates mit zumindest zwei miteinander kraftübertragend verbindbaren Kupplungselementen, insbesondere bei einem selbstnachstellenden Kupplungsaggregat für ein Kraftfahrzeug, welches eine, aufgrund eines Verschleißes eines Kupplungsbelages bedingte Wegverschiebung zumindest eines Kupplungselementes selbständig nachstellt, bei dem – eine Sensoreinrichtung einen Kupplungssensorwert zumindest eines Kupplungselementes vor und nach einem Kupplungsvorgang erfasst und an eine Auswerteeinrichtung übermittelt, – die Auswerteeinrichtung die vor und nach dem Kupplungsvorgang ermittelten Kupplungssensorwerte vergleicht und daraus einen Vergleichswert ermittelt, der in Relation zu einem Verschleiß des Kupplungsbelages steht, und die Anzahl der Vergleichswerte oder den Betrag der Vergleichswerte addiert und bei Erreichen eines vordefinierten Grenzwertes ein Signal erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – eine mit der Auswerteeinrichtung verbundene Speichereinrichtung einen Zeitpunkt eines Austausches des Kupplungsbelages und/oder eine seitdem gefahrene Wegstrecke speichert, – die Auswerteeinrichtung ein Signal erzeugt, sofern der vordefinierte Grenzwert erreicht und/oder eine vordefinierte Zeitspanne bzw. eine vordefinierte Wegstrecke seit dem letzten Austausch des Kupplungsbelages verstrichen ist.