DE102016211962A1 - Verfahren zur Überwachung einer wenigstens zwei aneinander anliegenden Kupplungsscheiben aufweisenden Reibungskupplung - Google Patents

Verfahren zur Überwachung einer wenigstens zwei aneinander anliegenden Kupplungsscheiben aufweisenden Reibungskupplung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung einer wenigstens zwei aneinander anliegenden Kupplungsscheiben aufweisenden Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs, deren eine Kupplungsscheibe von einem Antriebsmotor mit einem Drehmoment angetrieben wird. Bei schleifender oder rutschender Kupplung wird die tatsächlich an der Reibungskupplung auftretende spezifische Reibarbeit erfasst und der Wert der erfassten spezifischen Reibarbeit aufintegriert sowie in einem Speicher einer Steuereinheit gespeichert wird. Bei Erreichen eines ersten Anteils eines vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit von der Steuereinheit eine Warnmeldung ausgegeben und bei Erreichen und/oder Überschreiten eines zweiten Anteils des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit wird von der Steuereinheit der Antriebsmotor derart angesteuert, dass das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment reduziert wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung einer wenigstens zwei aneinander anliegenden Kupplungsscheiben aufweisenden Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs, deren eine Kupplungsscheibe von einem Antriebsmotor mit einem Drehmoment angetrieben wird.
  • Bei einem derartigen Verfahren ist es bekannt dem Fahrer des Fahrzeugs eine Fehlermeldung zu geben, wenn die Reibungskupplung überlastet ist und die Kupplungsscheiben der Reibungskupplung aneinander schleifen oder durchrutschen. Da diese Fehlermeldung meist von dem Fahrer ignoriert wird, treten häufig Kupplungsschäden auf.
  • Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das derartige Kupplungsschäden zumindest weitgehend vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei schleifender oder rutschender Kupplung die tatsächlich an der Reibungskupplung auftretende spezifische Reibarbeit erfasst und der Wert der erfassten spezifischen Reibarbeit aufintegriert sowie in einem Speicher einer Steuereinheit gespeichert wird, dass bei Erreichen eines ersten Anteils eines vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit von der Steuereinheit eine Warnmeldung ausgegeben und bei Erreichen und/oder Überschreiten eines zweiten Anteils des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit von der Steuereinheit der Antriebsmotor derart angesteuert wird, dass das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment reduziert wird.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der erste Anteil 80% des vorbestimmten Limits entspricht und der zweite Anteil 100% des vorbestimmten Limits entspricht. Dies hat sich als besonders geeignet erwiesen.
  • Bei Erreichen des ersten Anteils des vorbestimmten Limits der aufintegrierten Reibarbeit erhält der Fahrer zunächst eine Warnmeldung, wodurch er auf die Kupplungsüberlastung hingewiesen wird und durch Öffnen oder Schließen der Reibungskupplung entsprechend reagieren kann. Das Öffnen oder Schließen der Reibungskupplung führt zu einem entlastenden Abkühlen der Kupplungsscheiben.
  • Reagiert der Fahrer nicht, so wird bei Erreichen des zweiten Anteils des vorbestimmten Limits der aufintegrierten Reibarbeit zwangsweise eine Entlastung durchgeführt, indem das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment reduziert wird.
  • Damit kommt es nicht zu einer Überlastung der Reibungskupplung.
  • Die Reduzierung des Drehmoments kann von dem Fahrer als eine weitere Warnmeldung wahrgenommen werden.
  • Die spezifische Reibleistung, die auch die Lamellenzahl und Lamellengeometrie der Reibungskupplung berücksichtigt, kann anhand der Reibleistung aufgrund der gemessenen Differenzdrehzahl sowie aufgrund eines errechneten Drehmoments anhand des Kupplungsdrucks bestimmt werden.
  • Das Limit des Werts der aufintegrierten Reibarbeit kann vorher anhand von Prüfstandsversuchen für die Reibungskupplung ermittelt und der Steuereinheit eingegeben worden sein.
  • Wird ein Beenden des Schleifens oder Rutschens der Reibungskupplung durch ein völliges Schließen oder Öffnen der Reibungskupplung von einer Sensorik erfaßt, wird ein entsprechendes Signal der Steuereinheit zugeleitet und der gespeicherte Wert der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit innerhalb einer vorgegebenen Zeit von der Steuereinheit wieder zurückgesetzt, wobei vorzugsweise der Wert der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit von der Steuereinheit linear zurückgesetzt wird.
  • Dadurch gelangt die Reibungskupplung wieder in einen Normalbetrieb.
  • Bei Unterschreiten des zweiten Anteils des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit wird auch die Reduzierung des von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments von der Steuereinrichtung beendet und der Fahrbetrieb erfolgt wieder unbeeinflusst.
  • Wird das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment auf einen einen sicheren Fahrbetrieb gewährleistenden Wert und nicht bis auf eine einen sicheren Fahrbetrieb nicht mehr gewährleistenden Wert reduziert, so entstehen keine verkehrsgefährdende Situationen durch unvermitteltes Stehenbleiben des Fahrzeugs.
  • Unterhalb eines vorbestimmten vom Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments kann ein Aufintegrieren sowie Speichern der erfassten spezifischen Reibarbeit bis maximal zu einem einem Dauerfestigkeitsgrenzwert der Kupplungsscheiben entsprechenden Wert erfolgen, der unterhalb von 80% des Werts der spezifischen Reibarbeit liegt und vorzugsweise 40% des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit beträgt. Alternativ bevorzugt kann der dem Dauerfestigkeitsgrenzwert der Kupplungsscheiben entsprechende Wert, bis zu welchem ein Aufintegrieren und Speichern erfolgen, variabel festgelegt werden.
  • Die Warnmeldung und der Eingriff in den Betrieb des Antriebsmotors finden nicht statt. Damit erfolgt eine Unterscheidung zwischen einer leichten Überlastung und einer schweren Überlastung statt. Eine leichte Überlastung kann dauerhaft möglich sein, während eine schwere Überlastung nicht dauerhaft erlaubt ist, da sie zu Kupplungsschäden führt. Die Warnmeldung und der Eingriff in den Betrieb des Antriebsmotors finden nicht statt. Die Dauerfestigkeitsgrenze, bei der ein dauerhaftes Schleifen der Reibungskupplung möglich ist, wird vorab auf einem Prüfstand ermittelt.
  • Sinnvoll ist eine solche Betriebsweise z.B. bei einem Rangieren eines Anhängers oder einem leichten Frontladerbetrieb.
  • Kommt es nach einem solchen Betrieb unter dem Dauerfestigkeitsgrenzwert dann zu einem Betrieb mit schleifender Reibungskupplung über dem Dauerfestigkeitsgrenzwert, erfolgt ein weiteres Aufintegrieren der Reibarbeit, die dann auch zu einer Warnmeldung und einer Reduzierung der vom Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoment führen kann. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Diagramm der spezifischen Reibarbeit über der Zeit eines Verfahrens zur Überwachung einer wenigstens zwei aneinander anliegende Kupplungsscheiben aufweisenden Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs, deren eine Kupplungsscheibe von einem Antriebsmotor mit einem Drehmoment angetrieben wird.
  • In dem Diagramm ist eine 100%-Linie (1) für 100%, eine 80%-Linie (2) für 80% und eine 40%-Linie (3) für 40% eines vorbestimmten Limits eines Werts einer aufintegrierten Reibarbeit einer Reibungskupplung eingetragen. Die 40%-Linie (3) entspricht einer Dauerfestigkeitsgrenze der Reibungskupplung.
  • Kommt es zu einem Schleifen oder Rutschen der Reibungskupplung, so werden zunächst die Werte der dabei entstehenden spezifische Reibarbeit in einem ersten Ast (4) einer aufintegrierten spezifischen Reibarbeitskurve (5) nach und nach aufintergriert, bis die aufintegrierte spezifische Reibarbeit die 40%-Linie (3) erreicht hat. Liegt dabei der Wert der spezifischen Reibarbeit unter der 40%-Linie (3), so erfolgt keine weitere Aufintegration der Werte der spezifischen Reibarbeit, wie der zweite Ast (6) der aufintegrierten spezifischen Reibarbeitskurve (5) zeigt.
  • Ein folgendes Überschreiten der 40%-Linie durch die Werte der spezifischen Reibarbeit führt zu einem weiteren Aufintegrieren dieser Werte, wie der dritte Ast (7) der aufintegrierten spezifischen Reibarbeitskurve (5) zeigt.
  • Liegen die folgenden Werte der spezifischen Reibarbeit wieder unter der 40%-Linie (3), so erfolgt keine weitere Aufintegration der Werte der spezifischen Reibarbeit, wie der vierte Ast (8) der aufintegrierten spezifischen Reibarbeitskurve (5) zeigt.
  • Kommt es nun aufgrund eines Öffnens oder Schließens der Reibungskupplung zu einem Kühlen der Reibungskupplung, so wird die aufintegrierte spezifische Reibarbeit im fünften Ast (9) der aufintegrierten spezifischen Reibarbeitskurve (5) linear reduziert.
  • Im sechsten Ast (10) der spezifischen Reibarbeitskurve (5) werden wieder die über der 40%-Linie (3) liegenden Werte der spezifischen Reibarbeit aufentegriert, wobei die spezifische Reibarbeitskurve (5) zunächst die 80%-Linie (2) überschreitet. Dadurch wird von einer Steuereinheit eine Warnmeldung ausgelöst, die den Fahrer des Fahrzeugs auf eine Überlastung der Reibungskupplung hinweist und ihn zu einer Entlastung der Reibungskupplung z.B. durch Reduzierung des von dem Antriebsmotor des Fahrzeugs auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments veranlassen soll.
  • Wie der weiter steigenden Reibarbeitskurve (5) zu entnehmen ist, hat der Fahrer auf die Warnmeldung nicht reagiert.
  • Bei dem anschließenden Überschreiten der 100%-Linie wird von der Steuereinheit zwangsweise der Antriebsmotor des Fahrzeugs derart angesteuert, dass das von dem Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment reduziert und damit die Reibungskupplung entlastet wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    100%-Linie
    2
    80%-Linie
    3
    40%-Linie
    4
    erster Ast
    5
    aufintegrierte spezifische Reibarbeitskurve
    6
    zweiter Ast
    7
    dritter Ast
    8
    vierter Ast
    9
    fünfter Ast
    10
    sechster Ast

Claims (9)

  1. Verfahren zur Überwachung einer wenigstens zwei aneinander anliegenden Kupplungsscheiben aufweisenden Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs, deren eine Kupplungsscheibe von einem Antriebsmotor mit einem Drehmoment angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei schleifender oder rutschender Kupplung die tatsächlich an der Reibungskupplung auftretende spezifische Reibarbeit erfasst und der Wert der erfassten spezifischen Reibarbeit aufintegriert sowie in einem Speicher einer Steuereinheit gespeichert wird, dass bei Erreichen eines ersten Anteils eines vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit von der Steuereinheit eine Warnmeldung ausgegeben und bei Erreichen und/oder Überschreiten eines zweiten Anteils des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit von der Steuereinheit der Antriebsmotor derart angesteuert wird, dass das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment reduziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anteil 80% des vorbestimmten Limits entspricht und der zweite Anteil 100% des vorbestimmten Limits entspricht.
  3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beenden des Schleifens oder Rutschens der Reibungskupplung durch ein völliges Schließen oder Öffnen der Reibungskupplung von einer Sensorik erfaßt und ein entsprechendes Signal der Steuereinheit zugeleitet wird und der gespeicherte Wert der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit innerhalb einer vorgegebenen Zeit von der Steuereinheit zurückgesetzt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit von der Steuereinheit linear zurückgesetzt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten von 100% des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit die Reduzierung des von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments von der Steuereinrichtung beendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment auf einen einen sicheren Fahrbetrieb gewährleistenden Wert reduziert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb eines vorbestimmten vom Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments ein Aufintegrieren sowie Speichern der erfaßten spezifischen Reibarbeit bis maximal zu einem einem Dauerfestigkeitsgrenzwert der Kupplungsscheiben entsprechenden Wert erfolgt, der unterhalb von 80% des Werts der spezifischen Reibarbeit liegt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Dauerfestigkeitsgrenzwert entsprechende Wert 40% des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit beträgt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Betrieb unterhalb eines vom Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments der gespeicherte Wert der spezifischen Reibarbeit weiter aufintegriert wird, wenn in einem folgenden Betrieb das vom Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoment den Wert der Dauerfestigkeitsgrenze überschreitet.
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