DE102017202071A1 - Method for real-time monitoring of an electromagnetically actuated friction clutch and / or friction brake - Google Patents
Method for real-time monitoring of an electromagnetically actuated friction clutch and / or friction brake Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017202071A1 DE102017202071A1 DE102017202071.7A DE102017202071A DE102017202071A1 DE 102017202071 A1 DE102017202071 A1 DE 102017202071A1 DE 102017202071 A DE102017202071 A DE 102017202071A DE 102017202071 A1 DE102017202071 A1 DE 102017202071A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- armature
- friction
- determined
- time
- friction linings
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D48/00—External control of clutches
- F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2121/00—Type of actuator operation force
- F16D2121/18—Electric or magnetic
- F16D2121/20—Electric or magnetic using electromagnets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/10—System to be controlled
- F16D2500/102—Actuator
- F16D2500/1021—Electrical type
- F16D2500/1022—Electromagnet
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/10—System to be controlled
- F16D2500/104—Clutch
- F16D2500/10406—Clutch position
- F16D2500/10412—Transmission line of a vehicle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/10—System to be controlled
- F16D2500/104—Clutch
- F16D2500/10443—Clutch type
- F16D2500/1045—Friction clutch
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/10—System to be controlled
- F16D2500/11—Application
- F16D2500/1107—Vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/30—Signal inputs
- F16D2500/302—Signal inputs from the actuator
- F16D2500/3023—Force
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/30—Signal inputs
- F16D2500/302—Signal inputs from the actuator
- F16D2500/3026—Stroke
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/30—Signal inputs
- F16D2500/304—Signal inputs from the clutch
- F16D2500/30404—Clutch temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/30—Signal inputs
- F16D2500/316—Other signal inputs not covered by the groups above
- F16D2500/3166—Detection of an elapsed period of time
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/50—Problem to be solved by the control system
- F16D2500/502—Relating the clutch
- F16D2500/5023—Determination of the clutch wear
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/70—Details about the implementation of the control system
- F16D2500/702—Look-up tables
- F16D2500/70205—Clutch actuator
- F16D2500/70235—Displacement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/70—Details about the implementation of the control system
- F16D2500/704—Output parameters from the control unit; Target parameters to be controlled
- F16D2500/70402—Actuator parameters
- F16D2500/7041—Position
- F16D2500/70414—Quick displacement to clutch touch point
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/70—Details about the implementation of the control system
- F16D2500/706—Strategy of control
- F16D2500/70657—Predictor methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Echtzeit-Überwachung einer mittels zumindest eines Elektromagneten, umfassend einen Magnetanker, betätigten Reibvorrichtung zur Kupplung oder zum Bremsen, aufweisend zumindest zwei durch den Elektromagneten miteinander in Kontakt bringbare Reibpartner, aufweisend jeweils Reibbeläge, wobei basierend auf simultanen transienten Echtzeit-Schätzungen sowohl der Position des Magnetankers als auch der auf den Magnetanker wirkenden exogenen Kräfte der Gradient der an dem Magnetanker anliegenden Kräfte rekonstruiert wird (S1), und aus dem rekonstruierten Gradienten der Zeitpunkt ermittelt wird (S2), an dem die Reibbeläge einen Anlegepunkt erreichen, wobei die Position des Magnetankers in Abhängigkeit von dem ermittelten Zeitpunkt und der Schätzung der Ankerposition ermittelt wird (S3).Provided is a method for real-time monitoring of a by means of at least one electromagnet, comprising a magnet armature, actuated friction device for coupling or braking, comprising at least two by the electromagnet engageable friction partners, each having friction linings, based on simultaneous transient real-time estimates the position of the armature and the exogenous forces acting on the armature are reconstructed the gradient of the forces applied to the magnet armature (S1), and from the reconstructed gradient the time is determined (S2) at which the friction linings reach a contact point the position of the armature is determined as a function of the determined point in time and the estimation of the armature position (S3).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Echtzeit-Überwachung einer elektromagnetisch betätigten Reibkupplung und/oder Reibbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a method for real-time monitoring of an electromagnetically actuated friction clutch and / or friction brake according to the preamble of patent claim 1.
Es wird eine elektromagnetisch betätigte Reibkupplung und/oder Reibbremse betrachtet, die insbesondere in einem Getriebe eines Fahrzeugs verbaut ist. Über die Lebensdauer werden die Reibpartner infolge von Abrasion dünner. Bei Unterschreiten einer Mindestdicke eines oder mehrerer Reibpartner müssen zumindest Teile der Reibpartner gewechselt werden. Es ist also eine kontinuierliche Überwachung der Dicke der Reibpartner nötig, um Beschädigungen an der Kupplung oder Bremse zu vermeiden.It is considered an electromagnetically operated friction clutch and / or friction brake, which is installed in particular in a transmission of a vehicle. Over the life of the friction partners are due to abrasion thinner. When falling below a minimum thickness of one or more friction partners at least parts of the friction partners must be changed. So it is a continuous monitoring of the thickness of the friction partners necessary to avoid damage to the clutch or brake.
Bekannte Verfahren zur Überwachung der Dicke von Reibpartnern basieren auf der Verwendung von Sensoren, wie z.B. in der
Es ist also eine Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Überwachung einer elektromagnetisch betätigten Reibkupplung und/oder Reibbremse bereitzustellen. Vorteilhafterweise dient das Verfahren zur Überwachung des Verschleißes.It is therefore an object of this invention to provide an improved method for monitoring an electromagnetically actuated friction clutch and / or friction brake. Advantageously, the method is used to monitor the wear.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Echtzeit-Überwachung einer mittels zumindest eines Elektromagneten, umfassend einen Magnetanker, betätigten Reibvorrichtung zur Kupplung oder zum Bremsen, aufweisend zumindest zwei durch den Elektromagneten miteinander in Kontakt bringbare Reibpartner, aufweisend jeweils Reibbeläge, wobei basierend auf simultanen transienten Echtzeit-Schätzungen sowohl der Position des Magnetankers als auch der auf den Magnetanker wirkenden exogenen Kräfte der Gradient der an dem Magnetanker anliegenden Kräfte rekonstruiert wird, und aus dem rekonstruierten Gradienten der Zeitpunkt ermittelt wird, an dem die Reibbeläge einen Anlegepunkt erreichen, wobei die Position des Magnetankers in Abhängigkeit von dem ermittelten Zeitpunkt und der Schätzung der Ankerposition ermittelt wird.Provided is a method for real-time monitoring of a by means of at least one electromagnet, comprising a magnet armature, actuated friction device for coupling or braking, comprising at least two by the electromagnet engageable friction partners, each having friction linings, based on simultaneous transient real-time estimates is reconstructed both the position of the armature and acting on the armature exogenous forces, the gradient of the forces applied to the armature forces, and from the reconstructed gradient, the time is determined at which the friction linings reach a contact point, the position of the armature in dependence determined from the time determined and the anchor position estimate.
Durch das Verfahren kann eine einfache Rekonstruktion der Dicke des Reibbelags der Reibpartner mittels Verfahren zur simultanen Echtzeit-Rekonstruktion der Ankerposition des Elektromagneten der Reibkupplung und/oder Reibbremse und auf den (Magnet-)Anker wirkender exogener, also von außen eingeprägter Kräfte, erfolgen. Diese einfache Rekonstruktion ist möglich, da sie aus einfach zu erfassenden elektrischen Schnittstellengrößen wie Spulenspannung und/oder Spulenstrom des Elektromagneten erfolgen kann. Ferner kann durch die Betrachtung von Größen wie beispielsweise (gedächtnisbehafteter) Nichtlinearitäten oder Wirbelströmen eine deutliche Verbesserung bekannter Verfahren zur Überwachung von Reibbelägen erfolgen. Durch die Schätzung der Position beim Erfassen (in Echtzeit), dass die Reibvorrichtung betätigt wird, nicht erst nachdem die Reib-vorrichtung eingelegt ist, kann die Überwachung im laufenden Betrieb und präziser als bei bisher bekannten Verfahren erfolgen.By the method, a simple reconstruction of the thickness of the friction lining of the friction partners by means of methods for simultaneous real-time reconstruction of the armature position of the electromagnet of the friction clutch and / or friction brake and acting on the (magnetic) anchor exogenous, that is impressed from the outside forces. This simple reconstruction is possible since it can be made of easily detectable electrical interface variables such as coil voltage and / or coil current of the electromagnet. Furthermore, by considering quantities such as (memory) non-linearities or eddy currents, a significant improvement of known methods for monitoring friction linings can take place. By estimating the position when detecting (in real time) that the friction device is actuated, not just after the friction device is engaged, the monitoring can be done on the fly and more accurately than in previously known methods.
In einer Ausgestaltung umfasst die Rekonstruktion Wirbelströme, gedächtnisbehaftete Nichtlinearitäten und/oder Temperatur.In one embodiment, the reconstruction includes eddy currents, memory nonlinearities, and / or temperature.
In einer Ausgestaltung wird der Gradient der an dem Magnetanker anliegenden exogenen Kräfte numerisch errechnet. Dies ermöglicht eine präzise Bestimmung des Gradienten. Exogene Kräfte umfassen die den Magnetanker in Bewegungsrichtung beschleunigenden Kräfte mit Ausnahme der Magnetkraft.In one embodiment, the gradient of the exogenous forces applied to the magnet armature is numerically calculated. This allows a precise determination of the gradient. Exogenous forces include the magnetic armature accelerating in the direction of movement forces except the magnetic force.
In einer Ausgestaltung wird bestimmt, dass die Positionsänderung des Magnetankers als Erreichen des Anlegepunkts festgelegt ist, wenn eine sprunghafte Änderung der auf den Magnetanker wirkenden exogenen Kräfte erfasst wird.In one embodiment, it is determined that the position change of the armature is set as reaching the application point when a sudden change in the exogenous forces acting on the armature is detected.
In einer Ausgestaltung wird ein Schwellwert vorgegeben, ab dem die Änderung der auf den Magnetanker wirkenden exogenen Kräfte als Erreichen des Anlegepunkts festgelegt ist. Der Schwellwert kann basierend auf einem Durchlauf des Verfahrens, d.h. einem Bestimmen der Dicke der Reibbeläge bei der ersten Inbetriebnahme, d.h. in Echtzeit direkt am Objekt und individuell für das Objekt, erfolgen. Alternativ kann die Dicke der Reibbeläge vorgegeben sein. Durch Festlegen eines Schwellwerts kann ausgeschlossen werden, dass geringfügige Änderungen der exogenen Kräfte, die nicht einer sprunghaften Änderung oder einem vorgegebenen Änderungsgradienten entsprechen, dazu führen, dass bestimmt wird, dass ein Anlegepunkt erreicht wurde.In one embodiment, a threshold value is predetermined, from which the change in the exogenous forces acting on the magnet armature is defined as reaching the contact point. The threshold may be based on a run of the method, i. determining the thickness of the friction linings at the first start-up, i. in real time directly on the object and individually for the object. Alternatively, the thickness of the friction linings can be predetermined. By setting a threshold, it can be ruled out that minor changes in the exogenous forces that do not correspond to a sudden change or gradient of change will result in determining that an apply point has been reached.
In einer Ausgestaltung erfolgt basierend auf der rekonstruierten Dicke der Reibbeläge ein Bestimmen eines Trends des Verschleißes der Reibbeläge. Durch Ermittlung eines Trends können präventive Maßnahmen zur Verringerung des Verschleißes eingeleitet werden, wenn nötig.In one embodiment, based on the reconstructed thickness of the friction linings, a determination of a trend of the wear of the friction linings takes place. By identifying a trend, preventative Measures to reduce wear are initiated, if necessary.
Ferner wird eine Steuereinrichtung bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren durchzuführen.Furthermore, a control device is provided, which is set up to carry out the described method.
Ferner wird ein Computerprogramm mit Programmcode bereitgestellt, welches das Verfahren umsetzt, wenn es auf einer Steuereinrichtung ausgeführt wird.Furthermore, a computer program with program code is provided which implements the method when it is executed on a control device.
Außerdem wird ein Getriebe für ein Fahrzeug bereitgestellt, aufweisend zumindest eine Reibvorrichtung zum Bremsen und/oder Kuppeln, umfassend zumindest einen Elektromagneten, sowie eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren durchzuführen.In addition, there is provided a transmission for a vehicle, comprising at least one friction device for braking and / or clutching, comprising at least one electromagnet, and a control device configured to perform the described method.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, the inventive details shows, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
-
1 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
-
1 FIG. 3 shows a flowchart of the method according to an embodiment of the present invention.
Zur Rückstellung besitzt der Kupplungs- bzw. Bremskolben der Reibkupplung bzw. Reibbremse eine Rückstellfeder, die zu Beginn der Ansteuerung komprimiert wird. Ab einer bestimmten auch als Anlegepunkt bezeichneten Position des Kupplungs- bzw. Bremskolbens, welcher naturgemäß von der tatsächlichen Dicke der Reibpartner abhängt, berühren sich die Reibbeläge. Bei weiterer Erhöhung der vom Elektromagneten erzeugten Kraft müssen somit die verhältnismäßig steifen Reibpartner komprimiert werden.To reset the clutch or brake piston of the friction clutch or friction brake has a return spring, which is compressed at the beginning of the control. From a certain position also referred to as the application point of the clutch or brake piston, which naturally depends on the actual thickness of the friction partners, touching the friction linings. Upon further increase of the force generated by the electromagnet thus the relatively stiff friction partners must be compressed.
Die Reibbeläge sind üblicherweise wesentlich steifer als die Rückstellfeder. Infolgedessen ändert sich der Gradient der auf den Magnetanker wirkenden Kräfte nach dem Aktorhub sehr deutlich, nahezu sprungförmig, wenn der Anlegepunkt der Kupplung bzw. Bremse erreicht ist.The friction linings are usually much stiffer than the return spring. As a result, the gradient of the forces acting on the armature forces after the Aktorhub changes very clearly, almost jump-shaped, when the application point of the clutch or brake is reached.
Aus simultanen transienten Echtzeit-Schätzungen der Ankerposition und der auf den Anker wirkenden exogenen Kräfte kann der Gradient der Kräfte nach der Ankerposition numerisch errechnet werden. Hieraus kann wiederum mit bekannten Verfahren in hoher Präzision der Zeitpunkt einer nahezu sprungförmigen Änderung errechnet werden.From simultaneous transient real-time estimates of the anchor position and the exogenous forces acting on the anchor, the gradient of the forces can be numerically calculated according to the anchor position. From this, in turn, the time of a nearly jump-like change can be calculated with known methods in high precision.
Sind also Positions- und Kraftschätzungen des Ankers in Echtzeit verfügbar, kann der Zeitpunkt, zu dem der Anlegepunkt der Kupplung bzw. Bremse erreicht wurde, sehr präzise ermittelt bzw. errechnet werden.Thus, if the position and force estimates of the armature are available in real time, the point in time at which the point of application of the clutch or brake has been reached can be determined or calculated very precisely.
Die Herausforderung besteht also in der simultanen transienten Rekonstruktion der Ankerposition und der auf den Anker wirkenden Kräfte aus der Spulenspannung und dem Spulenstrom unter Berücksichtigung weiterer bisher für die Bestimmung der Ankerposition nicht berücksichtigter und komplex zu integrierender Kräfte. Eine solche transiente Rekonstruktion kann über unterschiedliche Verfahren erfolgen. Vorteilhaft erfolgt sie über ein Verfahren, bei dem keine dedizierten Sensoren verwendet werden, wie in einer Anmeldung der Anmelderin offenbart.The challenge therefore lies in the simultaneous transient reconstruction of the armature position and the forces acting on the armature forces from the coil voltage and the coil current, taking into account other previously not considered for the determination of the anchor position and complex to be integrated forces. Such transient reconstruction can be done by different methods. Advantageously, it takes place via a method in which no dedicated sensors are used, as disclosed in an application of the Applicant.
Durch die Bestimmung der Dicke der Reibbeläge in Echtzeit, das heißt während des Betriebs der Reibvorrichtung, also nicht in z.B. Versuchsreihen vor Inbetriebnahme, kann im laufenden Betrieb eine Vielzahl von Messungen erfolgen und die Dicke über die Zeit überwacht werden. Dadurch kann eine Einschätzung für die Zukunft, also ein Trend bzgl. des zu erwartenden Verschleißes ermittelt werden. Somit können zukünftig auftretende nötige Wartungen oder ein nötiger Austausch aufgrund von Verschleiß besser vorhergesehen und individuell pro Bauteil, also pro Reibbelag bzw. Reibpartner, ermittelt werden.By determining the thickness of the friction linings in real time, that is, during operation of the friction device, ie not in e.g. Test series before commissioning, a variety of measurements can be made during operation and the thickness can be monitored over time. As a result, an estimate for the future, ie a trend with respect to the expected wear can be determined. Thus, in the future occurring necessary maintenance or a necessary replacement due to wear better anticipated and individually per component, so per friction lining or friction partners are determined.
Durch das Verfahren kann eine Bestimmung sicherheitskritischer Eigenschaften aus einfach zu messenden elektrischen Größen im laufenden Betrieb erfolgen, d.h. es müssen keine separaten Diagnoseabläufe durchgeführt werden. Die interessierende Information, also die verbleibende Reibbelagdicke, wird wegen der simultanen Ermittlung bei jedem Betätigungsvorgang sehr häufig ermittelt, so dass aufgrund der Vielzahl an Messwerten Ermittlungsfehler bzw. Messrauschen numerisch gut ausgeglichen werden können. Dies geschieht z.B. über Tiefpassfilter. Außerdem können weiterführende statistische Auswertungen z.B. zur oben erwähnten Trendermittlung zur präventiven Wartung durchgeführt werden.The method can be used to determine safety-critical properties from easily measured electrical variables during operation, ie. no separate diagnostic procedures need to be performed. The information of interest, ie the remaining friction lining thickness, is determined very frequently during each actuation process because of the simultaneous determination, so that due to the large number of measured values, detection errors or measurement noise can be compensated numerically well. This happens e.g. over low-pass filter. In addition, further statistical evaluations, e.g. for the above-mentioned trend determination for preventive maintenance.
Vorteilhaft ist ferner, dass keine zusätzlichen Messinformationen wie z.B. Drehzahlen zur Erkennung des beginnenden Reibschlusses aus dem übergeordneten System erforderlich sind. Vielmehr erzeugt der Kupplungs- bzw. Bremsaktor die benötigten Informationen autark. Dies vereinfacht die elektrische Schnittstelle des Kupplungs- bzw. Bremssystems und somit die Systemintegration und verbessert die Plattformfähigkeit.It is also advantageous that no additional measurement information, such as e.g. Speeds to detect the onset of frictional engagement from the parent system are required. Rather, the clutch or brake actuator generates the required information independently. This simplifies the electrical interface of the clutch or brake system and thus system integration and enhances platform capability.
Für die oben genannte Rekonstruktion der Dicke der Reibbeläge wird vorteilhafterweise ein Verfahren zur Rekonstruktion der transienten bzw. dynamischen Position des Magnetankers aus der Spulenspannung, dem Spulenstrom und weiteren Komponenten bzw. Parametern genutzt. Es ist kein dedizierter Sensor für die Ankerposition, die Ankergeschwindigkeit oder Ankerbeschleunigung erforderlich. Bisher verwendete Verfahren, welche keine Sensoren verwenden, ziehen lediglich die Ankerposition, die Ankergeschwindigkeit und in einzelnen Fällen noch die Ströme in die Berechnungen des Beobachters mit ein. For the abovementioned reconstruction of the thickness of the friction linings, a method for the reconstruction of the transient or dynamic position of the magnet armature from the coil voltage, the coil current and further components or parameters is advantageously used. No dedicated armature position, armature speed or armature acceleration sensor is required. Previously used methods, which do not use sensors, only include the anchor position, the anchor velocity and, in some cases, the currents in the observer's calculations.
Zur transienten bzw. dynamischen oben genannten Überwachung wird ein Verfahren angewendet, das basierend auf einem erfassten elektrischen Strom (und evtl. auch einer erfassten Spannung) eine Rekonstruktion von Zustandsgrößen eines elektromagnetischen Aktors mittels eines Beobachters durchführt. Zusätzlich zu den bekannten Beobachtern, welche die Dynamik des Aktors beschreiben, werden hier weitere bisher nicht betrachtete und komplex in das Modell einzubindende Komponenten oder Parameter betrachtet. Solche Parameter sind beispielsweise die Temperatur der Magnetspule, der elektrische Widerstand der Magnetspule, ein Anteil der auf den Anker wirkenden Kraft oder ein Vielfaches davon, Wirbelströme, ein oder mehrere Operatoren, die eine gedächtnisbehaftete Nichtlinearität nachbilden. Auch kann dem Stellsignal für mindestens eine Magnetspule des Aktors ein Dither-Signal überlagert werden.For the transient or dynamic monitoring mentioned above, a method is used which, based on a detected electric current (and possibly also a detected voltage), performs a reconstruction of state variables of an electromagnetic actuator by means of an observer. In addition to the well-known observers, who describe the dynamics of the actuator, other components or parameters not yet considered and complex to be included in the model are considered here. Such parameters include, for example, the temperature of the solenoid, the electrical resistance of the solenoid, a fraction of or many times the force acting on the armature, eddy currents, one or more operators that mimic a memory nonlinearity. Also, the control signal for at least one solenoid coil of the actuator, a dither signal are superimposed.
Durch die simultane Echtzeit-Rekonstruktion von bisher nicht in Betracht gezogenen Zustandsgrößen des Aktors basierend auf gemessenen Größen, d.h. ohne dedizierte Sensoren zur Bestimmung der Zustandsgrößen, kann das Verfahren sowohl für langsame als auch für schnelle Aktorbewegungen, also in Echtzeit, verwendet werden.Due to the simultaneous real-time reconstruction of previously unaccounted state variables of the actuator based on measured quantities, i. Without dedicated sensors for determining the state variables, the method can be used both for slow and for fast actuator movements, ie in real time.
Außerdem kann durch das erfindungsgemäße Verfahren vor allem durch den eine Vielzahl an bisher nicht beachteten Parametern einbeziehenden Beobachter eine höhere Genauigkeit und bessere Robustheit z.B. gegenüber variierender Aktortemperaturen und damit gegenüber variierenden Ohm'schen Widerständen der Aktorspule erzielt werden. Ferner kann eine vereinfachte Integration in vorhandene Systeme bzw. Steuerungen bzw. Regelungen erfolgen, da das Verfahren keine spezielle Ansteuerung z.B. einer sprungförmigen Änderung der Spulenspannung und hinreichend langes Warten erfordert.In addition, by the method according to the invention, especially by the observers involving a large number of previously unnoticed parameters, a higher accuracy and better robustness, e.g. can be achieved with respect to varying actuator temperatures and thus with respect to varying ohmic resistances of the actuator coil. Furthermore, a simplified integration into existing systems or controls can take place since the method does not provide any special activation, e.g. a sudden change in the coil voltage and sufficiently long wait requires.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014223559 A1 [0003]DE 102014223559 A1 [0003]
- DE 102013211989 B4 [0003]DE 102013211989 B4 [0003]
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017202071.7A DE102017202071A1 (en) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | Method for real-time monitoring of an electromagnetically actuated friction clutch and / or friction brake |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017202071.7A DE102017202071A1 (en) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | Method for real-time monitoring of an electromagnetically actuated friction clutch and / or friction brake |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017202071A1 true DE102017202071A1 (en) | 2018-08-09 |
Family
ID=62910071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017202071.7A Withdrawn DE102017202071A1 (en) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | Method for real-time monitoring of an electromagnetically actuated friction clutch and / or friction brake |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017202071A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19633420A1 (en) | 1995-09-15 | 1997-03-20 | Ebern Fahrzeugtech Gmbh | Clutch control system particularly for motor vehicle |
DE102009043389A1 (en) | 2008-10-03 | 2010-04-29 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Device and method for detecting the filling end in a clutch in an automatic transmission |
DE102014223559A1 (en) | 2013-11-20 | 2015-05-21 | Magna Powertrain Of America, Inc. | ELECTROMAGNETIC COUPLING |
DE102013211989B4 (en) | 2013-06-25 | 2016-02-18 | Magna powertrain gmbh & co kg | Method for monitoring a state of wear of a coupling unit |
-
2017
- 2017-02-09 DE DE102017202071.7A patent/DE102017202071A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19633420A1 (en) | 1995-09-15 | 1997-03-20 | Ebern Fahrzeugtech Gmbh | Clutch control system particularly for motor vehicle |
DE102009043389A1 (en) | 2008-10-03 | 2010-04-29 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Device and method for detecting the filling end in a clutch in an automatic transmission |
DE102013211989B4 (en) | 2013-06-25 | 2016-02-18 | Magna powertrain gmbh & co kg | Method for monitoring a state of wear of a coupling unit |
DE102014223559A1 (en) | 2013-11-20 | 2015-05-21 | Magna Powertrain Of America, Inc. | ELECTROMAGNETIC COUPLING |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112012005188B4 (en) | Brake condition diagnostic device for electromagnetic brake and related method | |
DE10233844B4 (en) | Device and method for monitoring the functional and / or wear state of brake pads and brake discs of a vehicle brake | |
DE102011075935B4 (en) | Determination of functional states of an electromagnetic actuator | |
EP0421066B1 (en) | Method and apparatus for estimating the mean temperature of a brake component | |
DE102016208613A1 (en) | Brake device for a motor vehicle and method for detecting damage to the brake device | |
DE102011100726A1 (en) | Method and device for monitoring the brake pad wear and clearance of a service brake in motor vehicles | |
DE102015001152A1 (en) | Method for monitoring a brake for motor vehicles, brake system for carrying out the method and motor vehicle with such | |
DE102016115275A1 (en) | Brake diagnostic device of a braking device of a vehicle and diagnostic method therefor | |
DE202010015910U1 (en) | Brake monitoring device for a disc brake | |
DE102013201571A1 (en) | Test device for a hydraulic brake system with an electromechanical brake booster and method for inspecting and / or venting a hydraulic brake system with an electromechanical brake booster | |
DE102016001577A1 (en) | A method for Lüftspielerkennung in a brake of a motor vehicle, in particular utility vehicle, controller and brake with selbigem | |
DE102017202081A1 (en) | Method for real-time monitoring of an electromagnetically actuated dog clutch | |
DE19703838A1 (en) | Methods and control systems for applying defined actuation forces | |
WO2021140134A1 (en) | Method for identifying faults in a brake system of a motor vehicle, and motor vehicle brake system | |
DE102008041446B4 (en) | Method for detecting wear on an engine disconnect clutch | |
DE102012213289A1 (en) | Method for providing the clamping force generated by a parking brake | |
DE102017202071A1 (en) | Method for real-time monitoring of an electromagnetically actuated friction clutch and / or friction brake | |
DE102019000868B4 (en) | Load control device and load control method | |
DE102009011986B4 (en) | A method of determining the wear condition of a friction brake or clutch and a friction brake or clutch | |
EP2126536B1 (en) | Device and method for a functional test of a brake | |
DE102017202080A1 (en) | Method for real-time monitoring of an electrofluidically actuated friction clutch and / or friction brake | |
DE102020119898B3 (en) | Method for diagnosing a valve, diagnostic module and valve | |
DE102009019774B4 (en) | Method for thermal monitoring of failure processes | |
WO2002032731A1 (en) | Method and device for detecting a defective brake disk, and wheel brake control | |
EP3377377A1 (en) | Assembly for measuring a displacement distance produced by a braking force |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |