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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung (nachfolgend
Kuppelvorrichtung genannt) für
ein Fahrzeug, welche zum Übertragen
des von der Fahrzeugantriebseinheit, zum Beispiel von einer Brennkraftmaschine
mit innerer Verbrennung erzeugten Drehmomentes auf das Fahrzeuggetriebe dient.
Genauer ausgedrückt,
die Erfindung betrifft eine Kuppelvorrichtung, welche in der Lage
ist, die mit der Zeit auftretenden Veränderungen der Charakteristik
einer Kupplungsscheibe und einer Betätigungseinheit zu verarbeiten.
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Stand der Technik
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Im
allgemeinen ist bei einer Kuppelvorrichtung für ein Fahrzeug eine Lageänderung
(Stellungsänderung)
der Membranfeder mit dem Verschleißen der Kupplungsbeläge (einer
Kupplungsscheibe) zu verzeichnen, so daß zum Lösen der Kupplung eine größere Kraft
erforderlich ist (auf die Kupplungsabdeckung wirkt). Zur Beseitigung
dieses Problems wird bei der im japanischen Dokument 215150/1993
offenbarten Vorrichtung entsprechend der beim Betätigen der
Kupplung auf die Kupplungsabdeckung (auf einen an dieser befestigten
Sensor) wirkenden Kraft die Höhe
des Auslenkpunktes einer Membranfeder verändert, um die Lage der Membranfeder
zu ändern und
dadurch Veränderungen
in der Charakteristik einer Kupplungsscheibe und einer Betätigungseinheit zum
Beispiel zu kompensieren.
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Bei
einer Kuppelvorrichtung für
eine Fahrzeug ist zum Beispiel zwischen dem Membranlager und einem
Löselager,
zwischen dem Löselager
und der Getriebeeingangswelle oder zwischen einem Lösebügel und
einem Element, um welches der Lösebügel schwenkt,
ein Gleitabschnitt vorhanden. Der Gleitwiderstand des Gleitabschnitts ändert sich
mit der Anzahl an Betätigungen
der Kuppelvorrichtung (Anzahl an Umschaltungen der Kupplungsscheibe aus
dem mit dem Schwungrad gekuppelten Zustand in den entkuppelten Zustand
oder umgekehrt). Auch der Reibungskoeffizient der Kupplungsscheibe
ist zu Beginn der Nutzung klein und wird bis zu einem vorbestimmten
Wert größer. Außerdem verändert sich die
Leistungscharakteristik einer Betätigungseinheit (z.B. eines
Elektromotors) zum Bewegen des Lösebügels durch
Aufbringen einer Kraft auf diesen im Laufe der Zeit. Selbst wenn
der Verschleiß der
Kupplungsbeläge
sehr gering ist, um kein Problem zu erzeugen, oder wenn der Verschleiß nach einer
herkömmlichen
Technologie zum Beispiel kompensiert wird, verändert die Betriebscharakteristik
einer Kupplung (besonders die Kupplungsansprechcharakteristik) sich
mit der Anzahl an Kupplungsbetätigungen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer
Kuppelvorrichtung, mit welcher die bei einer konventionellen Kuppelvorrichtung eintretenden
Problem gelöst
werden können.
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Zur
Erfüllung
dieser Aufgabe wird eine Kuppelvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt,
welche folgende Komponenten aufweist: eine Kupplungsscheibe, welche
dem zusammen mit der Abtriebswelle der Antriebseinheit rotierenden
Schwungrad gegenüber
angeordnet ist, eine Anpreßplatte
zum Aufbringen einer Berührungsanpreßkraft auf
die Kupplungsscheibe, um diese gegen das Schwungrad zu drücken und
mit diesem zu kuppeln, eine Membranfeder, welche die Anpreßplatte
zur Erzeugung der Berührungsanpreßkraft veranlaßt, einen
Lösemechanismus
zum Aufbringen einer Kraft auf einen vorbestimmten Abschnitt der
Membranfeder, um diese zu verformen und dadurch die Kupplungsscheibe vom
Schwungrad zu lösen,
und eine Nachstelleinheit zum Verändern der Berührungsanpreßkraft in
Abhängigkeit
von der Anzahl an Umschaltungen der Kupplungsscheibe aus dem gelösten Zustand
in den gekuppelten Zustand oder umgekehrt.
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Die
Nachstelleinheit verändert
die Berührungsanpreßkraft in
Abhängigkeit
von der Anzahl an Umschaltungen der Kupplungsscheibe aus dem gelösten Zustand
in den gekuppelten Zustand oder umgekehrt, wobei die Kupplungswirkung
verändert
wird, um zum Beispiel Veränderungen
des Gleitwiderstandes des Gleitabschnittes zu kompensieren. Dadurch kann
die gewünschte
Betriebscharakteristik gemäß der vorliegenden
Erfindung beibehalten werden. Außerdem kann die Berührungsanpreßkraft in
Abhängigkeit
von der Veränderung
des Reibungskoeffizienten der Kupplungsscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung
entsprechend verändert
werden.
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Die
Nachstelleinheit verändert
die Berührungsanpreßkraft vorzugsweise
so, daß diese
sich mit steigender Anzahl an Umschaltungen der Kupplungsscheibe
aus dem gelösten
Zustand in den gekuppelten Zustand oder umgekehrt kontinuierlich oder
schrittweise verringert, um wenigstens für den Reibungskoeffizient der
Kupplungsscheibe eine angemessene Berührungsanpreßkraft zu erhalten.
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Alternativ
kann von der Nachstelleinheit die Berührungsanpreßkraft so verändert werden,
daß diese
kleiner wird, wenn die Anzahl an Betätigungen der Kupplungsscheibe
aus dem gelösten
Zustand in den gekuppelten Zustand oder umgekehrt sich unterhalb
eines vorbestimmten Wertes vergrößert, diese aber
größer wird,
wenn die Anzahl an Umschaltungen den vorbestimmten Wert überschreitet,
um wenigstens für
den Reibungskoeffizient der Kupplungsscheibe eine angemessene Berührungsanpreßkraft zu
erhalten.
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Vorzugsweise
wird von der Kuppelvorrichtung ein Element bewegt, um auf die Membranfeder eine
Kraft aufzubringen, und von der Nachstelleinheit die Berührungsanpreßkraft so
verändert,
daß unter bestimmten
Bedingungen der tatsächliche
Hub des genannten Elements auf den geschätzten Hub gebracht wird.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Kuppelvorrichtung, bei welcher die mit der Zeit auftretende
Veränderung der
Kupplungsbetätigungscharakteristik
automatisch kompensiert wird, durch Begrenzung des Nachstellzeitpunktes
auf einen bestimmten Zeitpunkt aber keine Nachteile für den normalen
Fahrzeugbetrieb sich ergeben.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Kuppelvorrichtung, bei welcher die mit der Zeit eintretend
Veränderung
der Kupplungsbetätigungscharakteristik
durch Begrenzung des Nachstellzeitpunktes auf einen bestimmten Zeitpunkt
präzise
kompensiert wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden
Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu erkennen.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
schematisch die Kuppelvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
schematisch die Schnittansicht der in 1 dargestellten
Kuppelvorrichtung.
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3 zeigt
die Vorderansicht der in 1 dargestellten Kuppelvorrichtung.
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Die 4A bis 4C zeigen
die Wirkungsweise der in 1 dargestellten Kuppelvorrichtung.
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5 zeigt
die Wirkungsweise des Nachstellelements der in 1 dargestellten
Kuppelvorrichtung.
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6A zeigt
die mit der Zeit sich ändernde Leistungscharakteristik
des in Figur angedeuteten Elektromotors.
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6B zeigt
den mit der Zeit sich ändernden Gleitwiderstand
am Gleitabschnitt der in 1 angedeuteten Kupplung.
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6C zeigt
die zur Beibehaltung der Kupplungsleistung erforderliche Wirkkraft
bei Beachtung der mit der Zeit eintretenden Veränderungen im Elektromotor und
an den Gleitabschnitten.
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7A zeigt
die mit der Zeit eintretende Veränderung
des Reibungskoeffizienten des für
die Kupplungsbeläge
verwendeten Reibmaterials.
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7B zeigt
die erforderliche Berührungsanpreßkraft bei
Beachtung der mit der Zeit eintretenden Veränderung des Reibmaterials.
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8 zeigt
in Diagrammform die Beziehung zwischen der idealen Berührungsanpreßkraft und
der Anzahl an Kupplungsbetätigungen.
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9 zeigt
in Diagrammform die Veränderung
der Berührungsanpreßkraft in
Abhängigkeit
von der Lage der Membranfeder.
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10 zeigt
im Flußplan
ein von der CPU (dargestellt in 1) durchzuführendes
Programm.
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11 zeigt
im Flußplan
ein von der CPU (dargestellt in 1) durchzuführendes
Programm.
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12 zeigt
im Flußplan
ein von der CPU (dargestellt in 1) durchzuführendes
Programm.
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13 zeigt
im Flußplan
ein von der CPU (dargestellt in 1) durchzuführendes
Programm.
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14 zeigt
schematisch die Schnittansicht einer Kupplung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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15 zeigt
die Vorderansicht der in 14 dargestellten
Kupplung.
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16 zeigt
die Seitenansicht des in der Kupplung gemäß 14 verwendeten
Nachstellelements.
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17 zeigt
in perspektivischer Darstellung eine Anpreßplatte und das Nachstellelement
der Kupplung gemäß 14.
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18 zeigt
vergrößert das
Nachstellelement und die dazu gehörenden peripheren Elemente der
in 14 dargestellten Kupplung.
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19 zeigt
perspektivisch in Explosivdarstellung die Anpreßplatte und das Nachstellelement der
in 14 dargestellten Kupplung.
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20 zeigt
im Flußplan
ein von der CPU der Kuppelvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform
durchzuführendes
Programm.
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Die 21A bis 21D zeigen
Ansichten zur Erläuterung
eines in der Kupplung gemäß 14 ablaufenden
Vorgangs.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend
werden anhand der beiliegenden Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung detailliert beschrieben.
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Die
Kuppelvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird anhand der 1 bis 13 beschrieben.
Wie aus der schematischen Darstellung in 1 hervor
geht, gehört
zur Kuppelvorrichtung eine zwischen der Maschine 10 als
Antriebseinheit und einem Getriebe 11 angeordnete Reibkupplung 20,
eine Betätigungseinheit 30 zum
Betätigen
der Kupplung 20 und eine Kupplungssteuerschaltung 40 zur
Ausgabe eines Instruktionssignals für die Betätigungseinheit 30.
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2 zeigt
die Details der Reibkupplung 20. Die Hauptkomponenten der
in 2 dargestellten Reibkupplung 20 sind
ein Schwungrad 21, eine Kupplungsabdeckung 22,
eine Kupplungsscheibe 23, eine Anpreßplatte 24, eine Membranfeder 25, ein Löselager 26,
ein Lösebügel 27,
ein am Getriebegehäuse 11a befestigtes
Schwenkstützelement 28 und ein
Nachstellkeilelement 29. Die an der Kupplungsabdeckung 22 als
Einheit befestigten Kupplungskomponenten wie die Anpreßplatte 24,
die Membranfeder 25 und das Nachstellkeilelement 29 können als Kupplungsabdeckbaugruppe
bezeichnet werden.
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Das
Schwungrad 21 in Form einer Gußeisenscheibe ist mit Schrauben
an der Kurbelwelle (Abtriebswelle der Antriebseinheit) 10a der
Maschine 10 befestigt und rotiert zusammen mit dieser.
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Die
im wesentliche zylindrische Kupplungsabdeckung 22 hat einen
zylindrischen Abschnitt 22a, einen von diesem radial nach
innen sich erstreckenden Flanschabschnitt 22b, mehrere
an der Innenkante des zylindrischen Abschnitts 22a in Umfangsrichtung
in gleichem Abstand zueinander geformte Halteabschnitte 22c und
mehrere vom zylindrischen Abschnitt 22a radial nach innen
gebogene Anpreßplattenanschläge 22d. Über den
vom zylindrischen Abschnitt 22a radial nach außen sich
erstreckenden Abschnitt ist die Kupplungsabdeckung 22 mit
Schrauben am Schwungrad 21 befestigt und rotiert mit diesem.
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Die
Kupplungsscheibe 23 ist eine Reibscheibe zum Übertragen
der Antriebskraft der Maschine 10 auf das Getriebe 11 und
zwischen dem Schwungrad 21 und der Anpreßplatte 24 angeordnet.
Die Kupplungsscheibe 23 ist über ein Keilwellenprofil auf der
Eingangswelle des Getriebes 11 axial beweglich gelagert.
Am Außenabschnitt
der Kupplungsscheibe 23 sind beiderseits Beläge 23a bzw. 23b auf
genietet. Die Beläge 23a und 23b sind
aus einem Reibwerkstoff gefertigt.
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Die
Anpreßplatte 24 kann
sich in Achsrichtung der Eingangswelle des Getriebes hin und her bewegen.
Die Kupplungsschei be 23 wird von der Anpreßplatte 24 gegen
das Schwungrad 21 gedrückt und
von diesem erfaßt,
so daß beide
zusammen rotieren. Die Anpreßplatte 24 ist über Spannbänder 24a an
der Kupplungsabdeckung 22 befestigt und rotiert zusammen
mit dieser.
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Jedes
Spannband 24a ist aus mehreren dünnen Blättchen zusammengesetzt und
hat Federwirkung. Wie aus 3 hervor
geht, ist ein Ende jedes Spannbandes 24a mit einem Niet
R1 am Außenabschnitt
der Kupplungsabdeckung 22, dessen anderes Ende mit einem
Niet R2 an dem von der Peripherie der Anpreßplatte 24 nach außen sich
erstreckenden Abschnitt befestigt. Die auf diese Weise befestigten Spannbänder 24a üben in Achsrichtung
eine Kraft auf die Anpreßplatte 24 aus
und drücken
diese vom Schwungrad 21 weg.
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Wie
aus den 2 und 4 hervor
geht, ist am äußersten
peripheren Abschnitt der Anpreßplatte 24 eine
Kontaktfläche 24b geformt.
Wenn die Anpreßplatte 24 um
eine bestimmte Größe in Richtung
Membranfeder 25 bewegt wird, berührt die Kontaktfläche 24b den
Anpreßplattenanschlag 22d an
der Kupplungsabdeckung 22. Radial unter der Kontaktfläche 24b ragt
ein Führungsabschnitt 24c aus
der Anpreßplatte 24 in
Richtung Membranfeder 25. Wie aus 5 hervor
geht, ist der Führungsabschnitt 24c an der
Anpreßplatte 24 mit
zahlreichen radial nach innen auf die Membranfeder 25 gerichteten
sägezahnförmigen konischen
Vorsprüngen 24d versehen.
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Wie
aus 3 hervor geht, ist die Membranfeder 25 aus
12 elastischen Segmenten (nachfolgend „Hebelsegmente" genannt) 25a zusammengesetzt,
welche an der Innenwand des zylindrischen Abschnitts 22a der
Kupplungsabdeckung 22 radial sich erstreckend angeordnet
sind. Wie 2 zeigt, ist jedes Hebelsegment 25a über paarig
angeordnete ringförmige
Dreh elemente 25b und 25c mit dem jeweiligen Halteabschnitt 22c der
Kupplungsabdeckung 22 verbunden und kann um diese relativ
zur Kupplungsabdeckung 22 schwenken.
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Das
als Einstellvorrichtung dienende Nachstellkeilelement 29 ist
zwischen den schrägen
Vorsprüngen 24d an
der Anpreßplatte 24 und
dem Außenabschnitt
der Membranfeder 25 angeordnet. Das Nachstellkeilelement 29 ist
als Ring ausgeführt.
Wie aus 5 hervor geht, ist das Nachstellkeilelement 29 mit
zahlreichen schrägen
Abschnitten 29a versehen, welche die gleiche Form haben
wie die schrägen
Abschnitte 24d der Anpreßplatte 24. Die schrägen Abschnitte 29a am
Nachstellkeilelement 29 und die schrägen Abschnitte 24d an
der Anpreßplatte 24 berühren sich
an den mit dem Bezugszeichen TP gekennzeichneten Flächen. Die
auf die Membranfeder 25 gerichtete Seite des Nachstellkeilelements 29 (Oberseite
in 5) ist eben ausgeführt. Das Nachstellkeilelement 29 dient
als Element zur Übertragung
einer Kraft zwischen der Anpreßplatte 24 und der
Membranfeder 25. Das Nachstellkeilelement 29 überträgt die auf
die Membranfeder 25 aufgebrachte Kraft und die von dieser
erzeugte Kraft auf die Anpreßplatte 24.
Die auf die Membranfeder 25 gerichtete Seite des Nachstellkeilelements 29 ist
an entsprechenden Stellen mit Einschnitten 29b versehen.
Die schrägen
Abschnitte 24d der Anpreßplatte 24 sind an entsprechenden
Stellen mit einer Durchgangsbohrung 24e versehen. In jeden
Einschnitt 29b und die entsprechende Durchgangsbohrung 24e wird
das jeweilige Ende einer Zugfeder CS eingehängt. Die auf diese Weise befestigten
Zugfedern CS drehen die Anpreßplatte 24 und
das Nachstellkeilelement 29 so aufeinander zu, daß der Zahnkamm
jedes schrägen Abschnitts 24d an
der Anpreßplatte 24 sich
dem Zahnkamm des entsprechenden schrägen Abschnitts 29a am
Nachstellkeilelement 29 nähert.
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Das
Löselager 26 ist
auf der am Getriebegehäuse 11a vorhandenen
Stützhülse 11b gleitend
gelagert und umgibt die Eingangswelle des Getriebes 11.
Das Löselager 26 hat
einen Kraftangriffsabschnitt 26a, über welchen durch Aufbringen
eines Druckes der innere Endabschnitt jedes Hebelelements 25a (Mittelabschnitt
der Membranfeder 25) in Richtung Schwungrad 21 gedrückt wird.
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Der
Lösebügel (Gabel) 27 verschiebt
beim Aktivieren der Betätigungseinheit 30 das
Löselager 26 gleitend.
Ein Ende des Lösebügels 27 berührt das Löselager 26,
der an dessen anderem Ende vorhandene Abschnitt 27a ein
Ende des in der Betätigungseinheit 30 angeordneten
Stößels 31.
Der Lösebügel 27 wird
im wesentlichen an dessen Mittelabschnitt 27b von der am
Getriebegehäuse 11a befestigten Feder 27c gegen
das als Schwenkpunkt dienende Stützelement 28 gezogen
und um dieses geschwenkt.
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Von
der Betätigungseinheit 30 wird
der Stößel 31 vor
und zurück
bewegt. Zur Betätigungseinheit 30 gehören ein
Elektromotor (Gleichstrommotor) 32 und ein an einer geeigneten
Stelle am Fahrzeug befestigtes, den Motor 32 stützendes
Gehäuse.
Im Gehäuse 33 sind
eine vom Elektromotor 32 angetriebene Welle, ein in diesem
schwenkbar befestigtes Segmentzahnrad (Schneckenrad) 35 in
Form eines Flügels
und eine Stützfeder 36 untergebracht.
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Die
Welle 34 ist eine in einen Bogenabschnitt des Segmentzahnrades 35 greifende
Schnecke. Ein Ende des Stößels 31 ist
am Segmentzahnrad 35 schwenkbar befestigt. Das vom Elektromotor 32 geschwenkte
Segmentzahnrad 35 schiebt den Stößel 31 im Gehäuse 33 hin
und her.
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Beim
Schwenken des Segmentzahnrades 35 innerhalb eines bestimmten
Bereichs wird die Stützfeder 36 zusammengedrückt. Ein
Ende der Stützfeder 36 ist
am hinteren Ende des Gehäuses 33, deren
anderes Ende am Segmentzahnrad 36 befestigt. Die Stützfeder 36 drückt gegen
das Segmentzahnrad 35 und unterstützt somit die vom Elektromotor 32 bewirkte
Schwenkbewegung des Segmentzahnrades 35 in Uhrzeigerrichtung
und somit die Bewegung des Stößels 31 nach
rechts in 2.
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Wie
aus 1 ebenfalls hervor geht, gehören zur Kupplungssteuerschaltung 40 ein
Mikrocomputer (CPU) 41, Schnittstellen 42 bis 44,
ein EEPROM 45, eine Leistungsschaltung 46 und
eine Antriebsschaltung 47. Die CPU 41 ist mit
einem RAM und einem ROM, in welchem ein Programm und eine Tafel
(Verweistabelle) gespeichert sind, ausgerüstet. Auf das Programm und
die Verweistabelle wird später
näher eingegangen.
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Die
Schnittstelle 42 ist über
einen Bus an die CPU 41 und außerdem an einen Schalthebelbelastungssensor 51 zum
Erfassen der beim Betätigen des
Schalthebels erzeugten Belastung (Schalthebelbelastung), einen Sensor 52 zum
Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, einen Sensor 53 zum
Erfassen der tatsächlichen
Stellung des Übertragungszahnrades,
einen Sensor 54 zum Erfassen der Drehzahl der Getriebeeingangswelle
und einen an der Betätigungseinheit 30 befestigten,
den Hub ST (tatsächlicher
Hub) des Stößels 31 über den
Schwenkwinkel des Segmentzahnrades 35 erfassenden Sensor 37 angeschlossen.
Die Schnittstelle 42 erfaßt die von den Sensoren gesendeten
Signale und leitet diese zur CPU 41.
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Die
Schnittstelle 43 ist über
einen Bus an die CPU 41 und über eine Zweirichtungskommunikationsleitung
an die Maschinensteuereinheit 60 angeschlossen. Dadurch
kann die CPU 41 der Kupplungssteuerschaltung 40 über die
Maschinensteuerein heit 60 die vom Drosselöffnungswinkelsensor 55 und
vom Maschinendrehzahlsensor 56 gesendeten Informationen
erhalten.
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Die
Schnittstelle 44 ist über
einen Bus an die CPU 41 und außerdem an die Antriebsschaltung 47 und
an eine Eingangsklemme der ODER-Schaltung 46a in der Leistungsschaltung 46 angeschlossen,
so daß entsprechend
dem von der CPU 41 gegeben Befehl ein entsprechendes Signal
an die Antriebsschaltung 47 und die ODER-Schaltung 46a gesendet
wird.
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Das
EEPROM 45 ist ein Schlafspeicher, welcher bei Unterbrechung
der Stromzufuhr zu diesem die eingegebenen Daten gespeichert hält. Der
EEPROM 45 ist über
einen Bus an die CPU 41 angeschlossen und dient dazu, die
von der CPU 41 empfangenen Daten zu speichern und der CPU 41 gespeicherte
Daten zu übermitteln,
wenn Spannung anliegt.
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Zur
Leistungsschaltung 46 gehören die ODER-Schaltung 46a,
ein Leistungstransistor Tr, dessen Basis an eine Ausgangsklemme
der ODER-Schaltung 46a angeschlossen ist, und eine Konstantspannungsschaltung 46b.
Der Kollektor des Leistungstransistors Tr ist an den Pluspol der
im Fahrzeug installierten Batterie 70, dessen Emitter an die
Konstantspannungsschaltung 46b und die Antriebsschaltung 47 angeschlossen.
Beim Zuschalten des Leistungstransistors Tr werden die Konstantspannungsschaltung 46b und
die Antriebsschaltung 47 mit Strom gespeist. Die Konstantspannungsschaltung 46b dient
dazu, die Batteriespannung in eine bestimmte konstante Größe (5 V)
umzuwandeln, und ist an die CPU 41, die Schnittstellen 42 bis 44 und
an den EEPROM 45 angeschlossen, um diese mit Strom zu speisen.
Eine Klemme des vom Fahrzeugführer
zu betätigenden
Zündschalters 71 ist
an die andere Eingangsklemme der ODER-Schaltung 46a, dessen
anderer Klemme an den Pluspol der Batterie 70 angeschlossen.
Die an die ODER-Schaltung 46a angeschlossene Klemme des
Zündschalters 71 ist außerdem an
die Schnittstelle 42 angeschlossen, damit die CPU 41 erfassen
kann, ob der Zündschalter 71 an-
oder ausgeschaltet ist.
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Zur
Antriebsschaltung 47 gehören vier Schaltelemente (nicht
dargestellt), die entsprechend dem über die Schnittstelle 44 empfangenen
Signal an oder aus gehen. Diese Schaltelemente bilden eine bekannte
Brückenschaltung
und werden selektiv angeschaltet, wobei in den Perioden AN eine
Steuerung erfolgt. Dadurch speist die Antriebsschaltung 47 den Elektromotor 32 mit
Strom, welcher entweder in einer vorbestimmten Richtung oder in
der dieser entgegengesetzten Richtung durch den Elektromotor 32 fließt.
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Die
Maschinensteuereinheit 60 ist hauptsächlich ein nicht dargestellter
Mikrocomputer, welcher zum Beispiel die Brennstoffeinspritzmenge
und den Zündzeitpunkt
steuert. Wie bereits erwähnt,
ist die Maschinensteuereinheit 60 an den Sensor 55 zum
Erfassen des Drosselöffnungswinkels
TA der Maschine 10 und an den Sensor 56 zum Erfassen der
Drehzahl NE der Maschine 10 angeschlossen, um die von diesen
Sensoren gesendeten Signale zu empfangen und zu verarbeiten.
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Nachfolgend
wird die Wirkungsweise der so konfigurierten Kuppelvorrichtung beschrieben.
Im Gegensatz zu einer durch ein vom Fahrzeugführer über ein Pedal betätigten herkömmlichen
Kupplung wird bei der vorliegenden Kuppelvorrichtung das Kuppeln
und Entkuppeln von der Betätigungseinheit 30 automatisch
vorgenommen. Das Kuppeln/Entkuppeln erfolgt, wenn die CPU 41 zum
Beispiel einen der folgenden Zustände erfaßt: (1) das Fahrzeug wird aus
der Bewegung gestoppt (Drehzahl der Getriebeeingangswelle ist auf
eine vorbestimmte Größe gefallen
oder hat diese unterschritten); (2) die vom Schalthebelbelastungssensor 51 erfaßte Belastung
ist auf eine vor bestimmte Größe angestiegen
oder hat diese überschritten
(Schaltabsicht des Fahrzeugführers wurde
bestätigt);
(3) das Beschleunigerpedal wird bei stehendem Fahrzeug betätigt.
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Nachfolgend
wird das zum Übertragen
der Antriebskraft der Maschine 10 auf das Getriebe 11 erforderliche
Kuppeln beschrieben. Zuerst wird als Reaktion auf das von der Kupplungssteuerschaltung 40 gesendete
Signal von der Antriebsschaltung 47 der Elektromotor 32 mit
einem vorbestimmten Strom gespeist, um diesen anzuschalten. Dadurch
wird das Segmentzahnrad 35 entgegen Uhrzeigerrichtung geschwenkt
und der Stößel 31 nach
links in 2 bewegt.
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Währenddessen
wird von der Membranfeder 25 ein Kraft auf das Löselager 26 aufgebracht,
um dieses vom Schwungrad 21 wegzudrücken (nach rechts in 2).
Diese Kraft wird über
das Löselager 26 auf
den Lösebügel 27 übertragen,
so daß dieser gegen
das Stützelement 28 gedrückt entgegen
Uhrzeigerrichtung in 2 schwenkt. Demzufolge wird beim
Bewegen des Stößels 31 nach
links in 2 der Lösebügel 27 entgegen Uhrzeigerrichtung
geschwenkt und dabei der Mittelabschnitt der Membranfeder 25 vom
Schwungrad 21 weg bewegt.
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In
diesem Moment schwenkt die Membranfeder 25 um die Ringelemente 25b und 25c (d.h.
verändert
ihre Lage), bewegt dadurch das an deren Außenabschnitt anliegende Nachstellkeilelement 29 durch
den Anpreßdruck
in Richtung Schwungrad 21. Dabei wird die Anpreßplatte 24 über deren
schrägen Abschnitt 24d in
Richtung Schwungrad 21 bewegt, die Kupplungsscheibe 23 gegen
das Schwungrad 21 gedrückt
und von diesem in Drehrichtung mitgenommen und somit die Antriebskraft
der Maschine 10 auf das Getriebe 11 übertragen.
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Nachfolgend
wird das Entkuppeln, d.h. das Unterbrechen der Kraftübertragung
von der Maschine 10 zum Getriebe 11 beschrieben.
Zuerst wird der Elektromotor 32 zugeschaltet, um das Segmentzahnrad
in Uhrzeigerrichtung in 2 zu schwenken. Dadurch wird
der Stößel 31 nach
rechts in 2 geschoben und drückt dabei
gegen den Abschnitt 27a des Lösebügels 27, so daß dieser
in Uhrzeigerrichtung um das Stützelement 28 schwenkt
und das Löselager 26 in
Richtung Schwungrad 21 verschiebt.
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Dabei
drückt
der Abschnitt 26a des Löselagers 26 gegen
den Mittelabschnitt der Membranfeder 25, so daß diese
um die Ringelemente 25b und 25b schwenkt (ihre
Lage verändert)
und deren Außenabschnitt
vom Schwungrad 21 weggedrückt. Dadurch wird die Kraft,
welche die Anpreßplatte 24 über das Nachstellkeilelement 29 gegen
das Schwungrad 21 drückt,
abgebaut. Durch die Spannbänder 24a,
welche die Anpreßplatte 24 mit
der Kupplungsabdeckung 22 verbinden und ständig eine
Zugkraft erzeugen, wird die Anpreßplatte 24 vom Schwungrad 21 und
somit etwas von der Kupplungsscheibe 23 weggezogen. Mit
dem Lösen
der Kupplungsscheibe 23 wird die Kraftübertragung von der Maschine 10 zum Getriebe 11 unterbrochen.
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Wenn
während
der regulären
Fahrzeugbewegung entkuppelt werden soll, wird der Hub des Stößels 31 auf
eine Größe STO gesteuert,
um einen bestimmten Abstand Y zwischen dem Berührungsabschnitt 24b der
Anpreßplatte 24 und
dem Anpreßplattenanschlag 22d an
der Kupplungsabdeckung 22 beizubehalten, dargestellt in 4A.
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Beim
Betreiben eines mit der Kupplung 20 ausgerüsteten Fahrzeugs
wird die Kupplungsscheibe 23 so gesteuert, daß diese
entweder am Schwungrad 21 anliegt, nur zur Hälfte an
diesem anliegt (sogenannter Halbkuppelzustand) oder von diesem ge trennt
ist. Bei wiederholtem Kuppelvorgang verändert sich die Kuppelcharakteristik,
besonders hinsichtlich der Zeit für Kuppeln oder das Entkuppeln
(nachfolgend „Kupplungsansprechzeit" genannt) oder der Kuppelleistung
auf der Grundlage der Kupplungsansprechzeit (nachfolgend „Kupplungsansprechcharakteristik" genannt). Bei der
Kuppelvorrichtung dieser Ausführungsform
werden die Zeitlichen Veränderungen
der Kupplungsbetätigungscharakteristik
automatisch kompensiert, um die gewünschte Kuppelcharakteristik
zu erhalten. Nachfolgend wird das Prinzip der erwähnten Kompensation
bei der vorliegenden Kuppelvorrichtung beschrieben.
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Zuerst
wird auf die am Elektromotor 32 mit der Zeit eintretenden
Veränderungen
näher eingegangen.
Wie aus 6A hervor geht, ist selbst dann, wenn
der durch den Motor 32 fließende Strom unverändert bleibt,
eine allmähliche
Verringerung des von diesem erzeugten Drehmoments mit der Anzahl
an Kuppelvorgängen
(Kuppeln – Entkuppeln
oder umgekehrt) zu verzeichnen. Das ist darauf zurückzuführen, daß der Motorstrom,
welcher zur Erzeugung des Drehmomentes beiträgt, infolge des nahe den Wicklungen
sich absetzenden Kohlenstoffs wesentlich geringer wird.
-
Die
Kuppelvorrichtung dieser Ausführungsform
weist Gleitabschnitte auf, welche zwischen der Membranfeder 25 und
dem Löselager 26,
zwischen dem Löselager 26 und
der Stützhülse 11b,
zwischen dem Lösebügel 27 und
dem Schwenkstützelement 28 und
zwischen dem einen Ende des Stößels 31 und
dem Lösebügel 27 vorhanden
sind. Wie aus 6B hervor geht, steigt der Gleitwiderstand
an den Gleitabschnitten mit der Anzahl an Kupplungsbetätigungen.
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Die
Verringerung des vom Elektromotor 32 erzeugten Drehmoments
oder die Erhöhung
des Gleitwiderstandes an den Gleit abschnitten führt zu einer Verlängerung
der Kupplungsansprechzeit. Andererseits kann durch eine Verringerung
der für
die Betätigungseinheit 30 erforderlichen
Kraft zum Bewegen des Stößels 31 (Betätigungskraft)
die Kupplungsansprechzeit verkürzt
werden. Wie aus 6C hervor geht, kann durch allmähliche Verringerung
der Betätigungskraft
mit der Anzahl an Kupplungsbetätigungen
die Kupplungsbetätigungscharakteristik
beibehalten (besonders die Kupplungsansprechzeit konstant gehalten)
werden.
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Wie
aus 7A hervor geht, ist bei einer geringen Anzahl
an Kupplungsbetätigungen
der Reibungskoeffizient des Materials, aus welchem die Kupplungsbeläge 23a und 23b gefertigt
sind, noch gering, wird aber mit steigender Anzahl an Kupplungsbetätigungen
viel größer, bevor
ein bestimmter Wert sich einstellt. Hier gilt die Beziehung TC =
A × μ × P, wobei
TC das von der Kupplungsscheibe 23 zu übertragende Drehmoment (nachfolgend „Kupplungsdrehmoment" genannt), A einen
bestimmten Koeffizient, μ den
erwähnten
Reibungskoeffizient des Reibmaterials und P die Kraft zum Anpressen
der Kupplungsscheibe 23 gegen das Schwungrad 21 repräsentiert.
Wie aus 7B hervor geht, kann durch Modifizieren
der zur vollständigen
Beibehaltung der Kuppelverbindung zwischen der Kupplungsscheibe 23 und
dem Schwungrad 21 erforderlichen Kraft (nachfolgend „erforderliche
Anpreßkraft" genannt) gemäß der Zeitlichen
Veränderung
des Reibungskoeffizienten μ,
d.h. gemäß der Anzahl
an Kupplungsbetätigungen,
ein unnötiges
Arbeiten der Betätigungseinheit 30,
was sonst der Fall wäre,
reduziert werden.
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Wenn
zum Beispiel die genannte Veränderung
der Leistungscharakteristik des Elektromotors 32, des Gleitwiderstandes
der Gleitabschnitte und des Reibungskoeffizienten des Reibmaterials
in Betracht gezogen werden, sollte mit der Anzahl an Kupplungsbetätigungen
die Anpreßkraft
vorzugsweise entweder schrittweise oder kontinuierlich verringert
werden, angedeutet durch die Linie L1 (durchgehende Linie) bzw.
die Linie L2 (gestrichelte Linie) in 8.
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Wie
aus 9 hervor geht, verändert die Anpreßkraft sich
mit der Lage der Membranfeder 25 bei vollständiger Kuppelverbindung
zwischen der Kupplungsscheibe 23 und dem Schwungrad 21.
Eine größere Verschiebung der Membranfeder 25 (Bewegung
entlang der X-Achse nach rechts in 9) bedeutet,
daß diese
flacher wird (der Winkel zwischen der Membranfeder 25 und
der Getriebeeingangswelle nähert
sich 90 Grad in 2). Die Lageänderung der Membranfeder 25,
angedeutet durch den Pfeil in 9, bedeutet
eine Verringerung der von der Membranfeder 25 ausgeübten Kraft.
-
Bei
dieser Ausführungsform
wird die Anzahl an Kupplungsbetätigungen
gezählt
(gemessen). Um eine den gezählten
Kupplungsbetätigungen
angemessene Anpreßkraft
zu erhalten, wird die Betätigungseinheit 30 zur
Durchführung
einer speziellen Aktion verursacht, um das als Nachstellelement
dienende Nachstellkeilelement 29 entsprechend zu drehen.
Durch Drehen des Nachstellkeilelements 29 wird die Lage
der Membranfeder 25 so verändert, daß die genannten, mit der Zeit
eintretenden Veränderungen
kompensiert werden. Dieses Kompensieren wird nachfolgend anhand
der in den 10 bis 13 dargestellten
Programme beschrieben.
-
Mit
dem in 10 dargestellten Programm wird
das zum Kompensieren der erwähnten,
mit der Zeit eintretenden Veränderungen
erforderliche Nachstellen durchgeführt. Von der CPU 41 gesteuert
läuft dieses
Programm in bestimmten Zeitabständen
wiederholt ab. Wenn der bestimmte Zeitpunkt gekommen ist, wird von
der CPU 41 in Schritt 1000 dieses Programm ge startet.
In Schritt 1005 wird von der CPU 41 ermittelt,
ob die Kupplung 20 (Kupplungsscheibe 23) voll
wirkt. Vollständiges
Wirken der Kupplung wird von der CPU 41 erkannt, wenn der Hub
ST einem vorbestimmten Hub STKIGO entspricht. Wenn der Hub ST größer ist
als der Hub STKIGO, erkennt die CPU 41, daß die Kupplung 20 nicht
voll wirkt.
-
Wenn
die Kupplung 20 voll wirkt, wird in Schritt 1005 eine
positive Antwort „Ja" gegeben, so daß der Ablauf
zu Schritt 1010 übergeht.
In Schritt 1010 stellt die CPU 41 das Flag FEK
zur Durchführung
einer Schätzberechnung
auf „1". Das Flag FEK wird
zu der Bestimmung verwendet, ob die Berechnung eines etwaigen Kupplungshubs
in Schritt 1040 gerechtfertigt ist. Darauf wird später näher eingegangen.
Danach geht der Ablauf zu Schritt 1015 über, in welchem die CPU 41 den
in etwa geschätzten
Kupplungshub SIST auf den momentanen Hub ST (den vom Hubsensor 37 erfaßten Hub)
einstellt, um den in etwa geschätzten
Kupplungshub SIST zu initialisieren. Danach geht der Ablauf zu Schritt 1020 über, in welchem
die CPU 41 den Wert der in etwa geschätzten Kupplungshubgeschwindigkeit
SIV auf „0" setzt, um diesen
Wert SIV zu initialisieren. Danach geht der Ablauf zu Schritt 1025 über. Wenn
in Schritt 1005 die CPU 41 erkennt, daß die Kupplung 20 nicht
voll wirkt, erfolgt der Übergang
direkt zu Schritt 1025.
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In
Schritt 1025 wird von der CPU 41 ermittelt, ob
die Kupplung 20 unwirksam ist. Wenn die Kupplung 20 nicht
wirkt, erkennt die CPU 41 diesen Zustand daraus, daß der Hub
ST größer ist
als der vorbestimmte Hub STKIGO. Anderenfalls erkennt die CPU 41,
daß die
Kupplung nicht unwirksam ist. Wenn in Schritt 1025 die
CPU 41 erkennt, daß die
Kupplung 20 nicht wirkt, wird eine positive Antwort „Ja" gegeben, so daß der Ablauf
zu Schritt 1030 übergeht.
In Schritt 1030 setzt die CPU 41 das Flag FEK
für die Durchführung einer
Schätzberechnung
auf „0".
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Danach
geht der Ablauf zu Schritt 1035 über, in welchem die CPU 41 ermittelt,
ob das Flag für
die Durchführung
einer Schätzberechnung
auf „1" steht. Wenn das
der Fall ist, geht der Ablauf zu Schritt 1040 über, in
welchem die CPU 41 das in 11 dargestellte
Unterprogramm durchführt,
um einen etwaigen Kupplungshub zu berechnen.
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Nachfolgend
wird anhand von 11 die Berechnung des etwaigen
Kupplungshubs beschrieben. Zuerst veranlaßt die CPU 41 den Übergang
von Schritt 1100 zu Schritt 1105. In Schritt 1105 berechnet
die CPU 41 einen neuen etwaigen Motorstrom SIIM aus dem
zuletzt berechneten etwaigen Motorstrom SIIM (Ausgangsgröße „0") und einen Strom
IM, welchen die Kupplungssteuereinheit 40 für den Elektromotor 32 vorgibt
(momentaner Motorstrom). In dem in Schritt 1105 angezeigten
Ausdruck ist Kn eine vorbestimmte Konstante zwischen 0 und 1. Durch diese
Berechnung wird die Zeitverzögerung
(Zeitverzögerung
erster Ordnung) dem etwaigen Motorstrom SIIM in bezug auf den momentanen
Motorstrom IM zugeschlagen. Das heißt, in die Berechnung wird
die von der Motorinduktivität
verursachte Stromverzögerung
einbezogen, um einen genaueren Wert des durch den Elektromotor 32 fließenden Stroms
zu erhalten.
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Im
nachfolgenden Schritt 1110 liest die CPU 41 den
Wert N des Kupplungsbetätigungszähler aus dem
EEPROM 45. N gibt die Anzahl an Umschaltungen vom Kuppeln
zum Entkuppeln an. Die Kupplungsbetätigungsanzahl N wird nach dem
in 12 dargestellten Programm auf den neuesten Stand
gebracht.
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Genauer
ausgedrückt,
jeweils nach Ablauf einer bestimmten Zeit wird von der CPU 41 das
in 12 dargestellte Programm gestartet (Schritt 1200).
Danach geht der Ablauf zu Schritt 1205 über, in welchem die CPU 41 ermittelt,
ob die Kupplung 20 aus dem Kuppelzustand in den Entkuppelzustand gebracht
wurde. Wenn in Schritt 1205 eine positive Antwort „Ja" gegeben wird, geht
der Ablauf zu Schritt 1210 über. In Schritt 1210 erhöht die CPU 41 den Wert
N des Kupplungsbetätigungszählers um „1". Danach geht der
Ablauf zu Schritt 1215 über,
um den Wert am Kupplungsbetätigungszähler im
EEPROM 45 zu speichern. Danach geht der Ablauf zu Schritt 1295 über, in
welchem die CPU 41 das Programm beendet. Der Grund, weshalb
in Schritt 1215 die CPU 41 das Speichern des Werts
N am Kupplungsbetätigungszähler in
den EEPROM 45 veranlaßt,
besteht darin, die momentane Anzahl an Kupplungsbetätigungen
zu sichern, wenn der Zündschalter 71 ausgeschaltet
wird. Wenn in Schritt 1215 eine negative Antwort „Nein" gegeben wird, geht
der Ablauf direkt zu Schritt 1295 über, in welchem die CPU 41 das
Programm beendet. Auf diese Weise wird vom Kupplungsbetätigungszähler die
Anzahl N an Umschaltungen vom Kuppelzustand in den Entkuppelzustand gezählt.
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Nach
dem Lesen des vom Kupplungsbetätigungszählers angezeigten
Wertes N in Schritt 1110 des in 11 dargestellten
Programms geht der Ablauf zu Schritt 1115 über. In
Schritt 1115 wird von der CPU 41 ermittelt, ob
der am Kupplungsbetätigungszähler abgelesene
Wert N gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert NO. Wenn
in Schritt 1115 eine positive Antwort „Ja" gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt 1120 über. In
Schritt 1120 bestimmt die CPU 41 die Kupplungsbelastung
CL aus der Kupplungsbelastungstabelle (Verweistabelle) 1 und den geschätzten momentanen
Kupplungshub SIST (zuletzt geschätzter
Kupplungshub SIST).
-
Der
geschätzte
Kupplungshub SIST wird in dem später
beschriebenen Schritt 1140 auf den neuesten Stand gebracht.
Wenn nach dem Verändern des
Wertes des Flags FEK von „0" auf „1" Schritt 1120 erstmals
durchgeführt
wird, entspricht wegen der im bereits beschriebenen Schritt 1015 erfolgten Initialisierung
der geschätzte
Kupplungshub SIST dem tatsächlichen
Hub ST. Die Kupplungsbelastung CL ist die ideale Konstruktionsbelastung,
welche der Elektromotor 32 (Betätigungseinheit 30)
für den
Hub aufnehmen muß.
Die in Schritt 1120 zu verwendende Kupplungsbelastungstabelle
1 zeigt eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Kupplungshub ST und
der idealen Kupplungsbelastung CL, wenn die Anzahl an Kupplungsbetätigungen
die vorbestimmte Größe NO nicht überschreitet.
Wenn die Anzahl N an Kupplungsbetätigungen größer ist als NO, wird in Schritt 1115 eine
negative Antwort „Nein" gegeben, so daß der Ablauf
zu Schritt 1125 übergeht.
In Schritt 1125 bestimmt die CPU 41 die Kupplungsbelastung CL
aus der Kupplungsbelastungstabelle (Verweistabelle) 2 und schätzt den
momentanen Kupplungshub SIST (zuletzt geschätzter Kupplungshub SIST). Die Kupplungsbelastungstabelle
2 zeigt eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Kupplungshub ST und
der idealen Kupplungsbelastung CL, wenn die Anzahl an Kupplungsbetätigungen
größer ist
als NO. Bei dem gleichen geschätzten
Kupplungshub SIST ist die Kupplungsbelastung CL in der Kupplungsbelastungstabelle
2 kleiner als die in der Kupplungsbelastungstabelle 1 dargestellte.
-
Nach
dem Bestimmen der Kupplungsbelastung CL in Schritt 1120 oder 1125 geht
der Ablauf zu Schritt 1130 über. In Schritt 1130 berechnet
die CPU 41 die etwaige Kupplungshubbeschleunigung SIACC.
Die CPU 41 verwendet als neue etwaige Kupplungshubbeschleunigung
SIACC eine Größe, welche durch
Subtrahieren der Kupplungsbelastung CL von einem Produkt aus dem
etwaigen Motorstrom SIIM und einer vorbestimmten Kon stanten KT erhalten wird.
Da das vom Elektromotor 32 erzeugte Drehmoment proportional
ist dem zu diesem fließenden Strom,
repräsentiert
das Produkt aus dem etwaigen Motorstrom SIIM und der vorbestimmten
Konstante KT die Kraft, mit welcher der Elektromotor 32 den Stößel 31 hin
und her bewegt. Demzufolge ist die Größe, welche durch Subtrahieren
der Kupplungsbelastung CL von diesem Produkt erhalten wurde, d.h. die
in Schritt 1130 erhaltene etwaige Kupplungshubbeschleunigung
SIACC, proportional der auf den Stößel 31 wirkenden Kraft.
Somit ist die in Schritt 1130 erhaltene Größe die etwaige
Beschleunigung des Kupplungshubs ST.
-
Danach
geht der Ablauf zu Schritt 1135 über. In Schritt 1135 integriert
die CPU 41 die etwaige Kupplungshubbeschleunigung SIACC
affin, um die etwaige Kupplungshubgeschwindigkeit SIV zu erhalten.
Genauer ausgedrückt,
die CPU 41 addiert das Produkt aus der oben erhaltenen
etwaigen Kupplungshubbeschleunigung SIACC und einem Durchführungszyklus
t des momentan ablaufenden Programms (t·SIACC) zu der zuletzt erhaltenen
etwaigen Kupplungshubgeschwindigkeit SIV. Die CPU 41 verwendet
die so erhaltene Größe als neue
etwaige Kupplungshubgeschwindigkeit SIV.
-
Danach
geht der Ablauf zu Schritt 1140 über. In Schritt 1140 integriert
die CPU 41 die etwaige Kupplungshubgeschwindigkeit SIV
affin, um den etwaigen Kupplungshub SIST zu erhalten. Genauer ausgedrückt, die
CPU 41 addiert das Produkt aus der erhaltenen etwaigen
Kupplungshubgeschwindigkeit SIV und einem Durchführungszyklus t des momentan ablaufenden
Programms (t·SIV)
zum zuletzt erhaltenen etwaigen Kupplungshub SIST. Die CPU 41 verwendet
die so erhaltene Größe als neuen
etwaigen Kupplungshub SIST. Danach geht der Ablauf zu Schritt 1195 über, in
welchem die CPU 41 das momentan ablaufende Programm beendet.
Auf diese Weise wird gemäß der An zahl
N an Kupplungsbetätigungen
auf der Grundlage des Stroms IM des Elektromotors 32 der
ideale Kupplungshub (etwaiger Zielkupplungshub SIST) bestimmt.
-
Nach
Durchführung
der Überschlagsberechnung
des Kupplungshubs SIST geht der Ablauf zu Schritt 1045 in 10 über. In
Schritt 1045 ermittelt die CPU 41, ob die Differenz
zwischen dem etwaigen Kupplungshub SIST und dem tatsächlichen
Kupplungshub ST gleich oder größer ist
als ein vorbestimmter Grenzwert ΔS.
Wenn in Schritt 1045 eine positive Antwort „Ja" gegeben wird, heißt das,
daß die
mit der Zeit eintretenden Veränderungen
größer geworden
sind und bei dem gleichen zum Elektromotor 32 fließenden Strom
der tatsächliche
Hub sich vom idealen Hub wesentlich unterscheidet. In diesem Fall
ist zum Kompensieren der mit der Zeit eintretenden Veränderungen
ein Nachstellen erforderlich, so daß der Ablauf zu Schritt 1050 übergeht.
In Schritt 1050 setzt die CPU 41 das Nachstellflag
FADJ auf „1". Danach beendet
die CPU 41 in Schritt 1095 das momentan ablaufende
Programm. Wenn aber in Schritt 1045 eine negative Antwort „Nein" gegeben wird, heißt das,
daß ein
Nachstellen zum Kompensieren der mit der Zeit eintretenden Veränderungen nicht
erforderlich ist. Daraufhin geht der Ablauf zu Schritt 1095 über, in
welchem die CPU 41 das momentan ablaufende Programm beendet.
Wie bereits erwähnt,
ermittelt die CPU 41, ob ein Nachstellen erforderlich ist,
und setzt das Nachstellflag FADJ entsprechend dem Ermittlungsergebnis.
-
Nachfolgend
werden anhand des in 13 dargestellten Programms die
mit dem Nachstellen verbundenen Aktivitäten beschrieben. Das in 13 dargestellte
Programm läuft
von der CPU 41 gesteuert in bestimmten Intervallen wiederholt
ab. Wenn der vorbestimmte Zeitpunkt gekommen ist, startet die CPU 41 mit
Schritt 1300 das Programm, worauf der Über gang zu Schritt 1305 und
den nachfolgenden Schritten erfolgt. In den Schritten 1305 bis 1320 ermittelt
die CPU 41, ob die Bedingungen zum Nachstellen gegeben
sind. Die Beschreibung wird fortgesetzt unter der Annahme, daß alle Bedingungen
für das
Nachstellen gegeben sind (Schritte 1305 bis 1320).
In Schritt 1305 ermittelt die CPU 41, ob das Nachstellerfordernisflag
FADJ auf „1" gesetzt ist. Schritt 1305 dient
dazu, das Nachstellen nur bei bestehender Erfordernis durchzuführen.
-
Unter
der genannten Annahme ist das Nachstellerfordernisflag FADJ auf „1" gesetzt. Dadurch wird
in Schritt 1305 eine positive Antwort „Ja" gegeben, so daß der Ablauf zu Schritt 1310 übergeht.
In Schritt 1310 ermittelt die CPU 41, ob die Kupplungsscheibe 23 gelöst ist.
Wenn die Kupplung 20 in einem bestimmten Betriebszustand
(Bewegungszustand des Fahrzeugs) betätigt wird, kann und sollte
das Nachstellen nicht durchgeführt
werden.
-
Unter
der genannten Annahme ist die Kupplungsscheibe 23 gelöst. Somit
wird in Schritt 1310 eine positive Antwort „Ja" gegeben, so daß der Ablauf
zu Schritt 1315 übergeht.
In Schritt 1315 ermittelt die CPU 41, ob die Maschinendrehzahl
NE größer ist als
eine vorbestimmte niedrige Drehzahl α (zum Beispiel 400 min–1,
die zum Betreiben der Maschine 10 erforderlich sind) oder
geringer ist als eine vorbestimmte hohe Drehzahl β (zum Beispiel
2000 min–1, bei
welcher die Maschine 10 mehr zu schwingen beginnt).
-
Schritt 1315 dient
zur Durchführung
des Nachstellen nur bei geringem Schwingen der Maschine 10 und
somit kaum einer Möglichkeit
des Auftretens einer Resonanz der Kupplung 20, um fehlerhaftes
Nachstellen zu vermeiden. Der Grund, weshalb das Nachstellen nur
bei einer Maschinendrehzahl NE größer α möglich ist, besteht darin, daß beim „Parken
mit eingelegtem Gang" das
Lösen der
Kupplungsscheibe 23 eingeschlossen ist. Eine Maschinendrehzahl
NE größer α zeigt, daß kein Parken
mit eingelegtem Gang vorliegt.
-
Unter
der genannten Annahme ist die Maschinendrehzahl NE höher als
die niedrige Drehzahl α und
niedriger als die hohe Drehzahl β.
Das heißt, daß in Schritt 1315 eine
positive Antwort „Ja" gegeben wird und
somit der Ablauf zu Schritt 1320 übergeht. In Schritt 1320 ermittelt
die CPU 41, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V „0" ist. Schritt 1320 wird durchgeführt, um
ein durch Vibrieren des sich bewegenden Fahrzeugs eventuell verursachtes
fälschliches
Nachstellen zu verhindern. Unter der genannten Annahme steht das
Fahrzeug, so daß V „0" ist. Das heißt, daß in Schritt 1320 eine
positive Antwort „Ja" gegeben wird und
somit der Ablauf zu Schritt 1325 übergeht.
-
In
Schritt 1325 ermittelt die CPU 41, ob der Hub
ST größer ist
als die Summe aus einem Hub STO, einem Hub SX und einem Hub SY (STO
+ SX + SY). Wie bereits erwähnt,
entspricht der Hub STO dem Hub ST, welcher sich bei gelöster Kupplung 20 während des
regulären
Maschinenbetriebs ergibt. Der Hub SY entspricht dem Abstand Y zwischen
dem Berührungsabschnitt 24b der
Anpreßplatte 24 und dem
Anpreßplattenanschlag 22d an
der Kupplungsabdeckung 22. Der Hub SX ist die Nachstellgröße X, um
welche durch Stromeinstellung der Außenabschnitt der Membranfeder 25 vom
Außenabschnitt der
Anpreßplatte 24 abgehoben
wird.
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Da
die Kupplung 20 in diesem Zustand regulär gelöst ist, entspricht der Hub
ST der Größe STO. Demzufolge
wird in Schritt 1325 eine negative Antwort „Nein" gegeben, so daß der Ablauf
zu Schritt 1330 übergeht.
In Schritt 1330 setzt die CPU 41 den Strom IM
des Elektromotors 32 auf die Einstellgröße IMADJ. Daraufhin beginnt
der Hub ST sich allmählich dem
in Schritt 1325 genannten Kriterium (STO + SX + SY) zu
nähern.
Danach geht der Ablauf zu Schritt 1395 über, in welchem die CPU 41 das
momentan ablaufende Programm beendet.
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Dieses
Programm läuft
von der CPU 41 gesteuert in bestimmten Zeitintervallen
wiederholt ab, um festzustellen, ob in den Schritten 1305 bis 1320 die
Bedingungen für
das Nachstellen gegeben sind, und um festzustellen, ob in Schritt 1325 der
Hub ST dem Kriterium (STO + SX + SY) entspricht.
-
Folglich
wird die Membranfeder 25 aus der in 4A dargestellten
Lage in die in 4B dargestellte Lage gebracht.
Genauer ausgedrückt,
die Membranfeder 25 wird vom Abschnitt 26a in
Richtung Schwungrad 21 belastet und schwenkt um die Ringelemente 25b und 25c (verändert ihre
Lage). Dadurch wird der Berührungsabschnitt 24b der
Anpreßplatte 24 gegen
den Anpreßplattenanschlag 22d an
der Kupplungsabdeckung gedrückt.
-
Da
zu diesem Zeitpunkt der Hub ST kleiner ist als das Kriterium (der
Hub ST hat die Größe STO +
SY), wird in Schritt 1325 eine negative Antwort „Nein" gegeben, so daß der Ablauf
zu Schritt 1330 übergeht.
Somit fließt
weiterhin der Strom IMADJ zum Elektromotor 32, so daß auch die
Lage der Membranfeder sich weiter verändert. Da der Berührungsabschnitt 24b der
Anpreßplatte 24 am
Anpreßplattenanschlag 22d der
Kupplungsabdeckung 22 anliegt, kann die Anpreßplatte 24 nicht
weiter bewegt werden. Dadurch wird der Abstand zwischen dem äußersten
Abschnitt der Membranfeder 25 und dem schrägen Abschnitt 24d der
Anpreßplatte 24 größer. Wie
aus 5 hervor geht, schwenken die Zugfedern CS das
Nachstellkeilelement 29 in die durch den Pfeil gekennzeichnete
Richtung, so daß jeder
schräge
Abschnitt 29a des Nachstellkeilelements 29 und der
jeweilige schräge
Abschnitt 24d der Anpreßplatte 24 sich an
einer höheren
Stelle berühren.
Auf diese Weise folgt die ebene Fläche des Nachstellkeilelements 29 der
Bewegung des äußersten
Abschnitts der Membranfeder 25.
-
Wenn
nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit der Hub ST das Kriterium (STO
+ SX + SY) erreicht hat, wird in Schritt 1325 eine positive
Antwort „Ja" gegeben, so daß der Ablauf
zu Schritt 1335 übergeht.
In Schritt 1335 setzt die CPU 41 das Nachstellflag
FADJ auf „0". Danach geht der
Ablauf zu Schritt 1395 über, in
welchem die CPU 41 das momentan ablaufende Programm beendet.
Damit ist das Nachstellen abgeschlossen. Anschließend wird
der Elektromotor 32 mit einem jeder Betriebsbedingung (Fahrzeugfahrbedingung)
entsprechenden Strom gespeist, um dadurch eine angemessene Kupplungssteuerung durchzuführen.
-
Das
beschriebene Nachstellen verursacht eine Vergrößerung des Abstandes zwischen
der Membranfeder 25 und der Anpreßplatte 24 um die Größe X (4c).
Dadurch verändert
sich die Lage der Membran, so daß die von dieser auf die Kupplungsscheibe 23 aufgebrachte
Berührungsanpreßkraft sich
entsprechend dem in 9 angedeuteten Pfeil verändert (Veränderung
der die Wirkkraft der Kupplung 20. Durch die Veränderung
der Berührungsanpreßkraft werden
mit der Zeit eintretenden Veränderungen
der Kupplung (mit der Zeit auftretende Veränderungen der Kupplungsbetriebscharakteristik)
kompensiert.
-
Nachfolgend
wird der Ablauf des in 13 dargestellten Programms beschrieben,
wenn eine der Nachstellbedingungen (Schritte 1305 bis 1320) nicht
erfüllt
ist. In diesem Fall wird in einem der Schritte 1305 bis 1320 eine
negative Ant wort „Nein" gegeben, so daß der Ablauf
zu Schritt 1395 übergeht,
in welchem die CPU 41 das momentan ablaufende Programm
beendet. Anschließend
wird der Elektromotor 32 mit einem jeder Betriebsbedingung
entsprechenden Strom gespeist, um dadurch eine angemessene Kupplungssteuerung
durchzuführen.
-
Wie
bereits erwähnt,
wird bei der ersten Ausführungsform
die Lage der Membranfeder 25 in Abhängigkeit von der Anzahl an
Kupplungsbetätigungen
verändert,
um die Kupplungswirklast, d.h. die Berührungsanpreßkraft ideal zu steuern. Dadurch
wird die Kupplungscharakteristik beibehalten und ein unnötig hohes
Belasten der Betätigungseinheit 30 verhindert,
deren Lebensdauer verlängert
und der Stromverbrauch gesenkt.
-
Nachfolgend
wird anhand der 14 bis 21 eine
Kuppelvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Kuppelvorrichtung der
zweiten Ausführungsform unterscheidet
sich von jener der ersten Ausführungsform
in dem zwischen dem Außenabschnitt
der Anpreßplatte 24 und
dem Außenabschnitt
der Membranfeder 25 angeordneten Nachstellmechanismus (Nachstelleinheit
oder Nachstellelement). Elemente, welche jenen der ersten Ausführungsform
gleichen, tragen die gleichen Bezugszeichen wie diese und werden
deshalb nicht noch einmal beschrieben.
-
Bei
der zweiten Ausführungsform
ist am Außenabschnitt
der Anpreßplatte 24 ein
ringförmiges Keilelement 81 so
befestigt, daß die
an diesem vorhandenen zahlreichen schrägen Abschnitte 81a (19)
auf die Membranfeder 25 gerichtet sind. Die schrägen Abschnitte 81a haben
Sägezahnform.
Zwischen den schrägen
Abschnitten 81a und dem Außenabschnitt der Membranfeder 25 ist
ein als Teil der Nachstelleinheit dienendes Nachstellkeilelement 82 angeordnet.
-
Das
Nachstellkeilelement 82 hat Ringform und wird vom Keilelement 81 koaxial
zu diesem drehbar gehalten. Das Nachstellkeilelement 82 ist
mit mehreren schrägen
Abschnitten 82a versehen, welche die gleiche Form haben
wie die schrägen
Abschnitte 81a. Wie aus 17 hervor
geht, berühren die
schrägen
Abschnitte 82a des Nachstellkeilelements 82 die
jeweiligen schrägen
Abschnitte 81a des Keilelements 81 an der schrägen Ebene
TP1. Die auf die Membranfeder 25 gerichtete Stirnseite
des Nachstellkeilelements 82 ist eben.
-
Wie
aus 17 ebenfalls hervor geht, ist die auf die Membranfeder 25 gerichtete
Stirnseite des Nachstellkeilelements 82 an geeigneten Stellen
mit Ausnehmungen 82b versehen. Das an der Anpreßplatte 24 befestigte
Keilelement 81 weist an geeigneten Stellen Aufnahmeabschnitte 81b auf.
Zwischen jeder Ausnehmung 82b und dem entsprechenden Aufnahmeabschnitt 81b ist
eine Zugfeder CS1 gespannt. Diese Zugfedern CS1 ziehen die Anpreßplatte 24 (das
Keilelement 81) und das Nachstellkeilelement 82 in
entgegengesetzte Richtung aufeinander zu, so daß der Kamm jedes schrägen Abschnitts 81a des
Keilelements 81 und der Kamm des entsprechenden schrägen Abschnitts 82a des
Nachstellkeilelements 82 sich berühren.
-
Am
Außenabschnitt
des Nachstellkeilelements 82 ist ein verzahntes Nachstellelement 83 befestigt.
Das verzahnte Nachstellelement 83 ist auf einer Seite mit
ersten Sägeblattzähnen (oder
dreieckförmigen
Zähnen) 83a,
welche in gleichem Abstand zueinander in Umfangsrichtung des Nachstellkeilelements 82 angeordnet
und auf die Membranfeder 25 gerichtet sind, auf der dieser
Seite gegenüberliegenden
Seite mit zweiten, um die halbe Teilung der ersten Sägeblattzähne 83a zu
diesen versetzten Sägeblattzähnen 83b versehen.
-
An
einer geeigneten Stelle der Anpreßplatte 24 ist ein
zylindrisches Element 84 mit nach oben gerichtetem offenen
Ende befestigt. Auf dem zylindrischen Element 84 ist eine
zylindrische Nachstellratsche 85 mit nach unten gerichtetem
offenen Ende drehbar gelagert. Zwischen dem zylindrischen Element 84 und
der zylindrischen Nachstellratsche 85 ist eine Schraubenfeder 86 angeordnet.
Die Nachstellratsche 85 ist außen mit mehreren Zähnen 85a versehen,
welche selektiv mit den am Nachstellelement 83 vorhandenen
ersten Sägeblattzähnen 83a und zweiten
Sägeblattzähnen 83b in
Eingriff gebracht werden (19 und 21).
-
Nachfolgend
wird die Wirkungsweise der Kuppelvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform
beschrieben. Wie bei der Kuppelvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
wird beim Zurückbewegen
eines nicht dargestellten Stößels durch eine
nicht dargestellte Betätigungseinheit
während des
regulären
Fahrzeugbetriebs der Mittelabschnitt der Membranfeder 25 vom
Schwungrad 21 weg bewegt. In diesem Moment schwenkt die
Membranfeder 25 um die Ringelemente 25b und 25c (d.h.
verändert
ihre Lage), so daß auf
das Nachstellkeilelement 82 ein Druck wirkt und dieses
in Richtung Schwungrad 21 bewegt wird. Durch die dabei
auf das Keilelement 81 und somit auf die Anpreßplatte 24 wirkende
Kraft wird die Kupplungsscheibe 23 von der Anpreßplatte 24 gegen
das Schwungrad 21 gedrückt,
von dieser in Drehrichtung mitgenommen und auf diese Weise die Antriebskraft
von der Maschine 10 auf das Getriebe 11 übertragen.
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Bei
dem in 18 dargestellten Kuppelzustand
während
des regulären
Fahrzeugbetriebs hat die obere Stirnfläche 85b der Ratsche 85 keine
Berührung
mit der Kupplungsabdeckung 22. Dadurch bleibt der Zahn 85a der
Ratsche 85 in Eingriff mit einem zweiten Sägezahn 83b der
Nachstellzahnstange 83, so daß das Nachstellkeilelement 82 sich
relativ zur Anpreßplatte 24 drehen
kann.
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Nachfolgend
wird das Entkuppeln zum Unterbrechen der Antriebskraftübertragung
von der Maschine 10 auf das Getriebe 11 beschrieben.
Zum Entkuppeln wird ein nicht dargestellter Elektromotor angeschaltet,
um den Stößel nach
vorn zu bewegen und dadurch ein nicht dargestelltes Löselager
in Richtung Schwungrad 21 zu drücken. Von dem in der Nähe des Mittelabschnitts
der Membranfeder 25 liegenden Abschnitt 26a wird
die Membranfeder 25 in Richtung Schwungrad 21 gedrückt und
schwenkt um die Ringelemente 25b und 25c (ändert ihre
Lage), so daß deren
Außenabschnitt
vom Schwungrad abgehoben wird.
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Dadurch
wird die Kraft, welche die Anpreßplatte 24 über das
Nachstellkeilelement 82 gegen das Schwungrad 21 drückt, abgebaut.
Da die Anpreßplatte 24 über die
Spannbänder 24a mit
der Kupplungsabdeckung 22 verbunden ist und diese Spannbänder ständig eine
Zugkraft auf die Anpreßplatte 24 ausüben, wird
diese etwas von der Kupplungsscheibe 23 abgehoben. Dadurch
wird die Kupplungsscheibe 23 gelöst und die Antriebskraftübertragung
von der Maschine 10 auf das Getriebe 11 unterbrochen.
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Der
Hub des Stößels der
Betätigungseinheit wird
so gesteuert, daß in
dem so erreichten Entkuppelzustand während des regulären Fahrzeugbetriebs die
Stirnfläche 85b der
Ratsche 85 die Kupplungsabdeckung 22 berührt und
die Feder 86 leicht zusammendrückt. Wie in 21B schematisch dargestellt, bleibt in diesem
Zustand der Zahn 85a der Ratsche 85 in Eingriff
mit dem Sägezahn 83b der
Nachstellzahnstange 83. Dadurch wird ein Drehen des Nachstellkeilelements 82 relativ
zur Anpreßplatte 24 verhindert.
Anzumerken ist, daß der
Hub des Stößels entsprechend
gesteuert werden kann, um auch im entkuppelten Zustand bei regulärem Fahrzeugbetrieb
ein geringes Spiel Z zwischen der Stirnseite 85b der Ratsche 85 und
der Kupplungsabdeckung 22 beizubehalten, wie aus 18 ersichtlich
ist. In diesem Fall ist beim Entkuppeln während des regulären Fahrzeugbetriebs
ein relatives Gleiten zwischen der Ratsche 85 und dem zylindrischen
Element 84 zu verzeichnen, so daß diese Elemente weniger verschleißen.
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Nachfolgend
wird anhand des in 20 dargestellten Programms anstatt
des in 13 dargestellten Programms das
Nachstellen zum Kompensieren der mit der Zeit auftretender Veränderungen der
Kuppelvorrichtung beschrieben. Das in 20 dargestellte
Programm unterscheidet sich von dem in 13 dargestellten
Programm nur darin, daß Schritt 1335 gegen
Schritt 2025 ausgetauscht wurde. Deshalb tragen alle anderen
Schritte in 20 die gleichen Bezugszeichen
wie die identischen Schritte in 13, so
daß auf
eine erneute Beschreibung verzichtet wird. Auch bei der zweiten
Ausführungsform laufen
die in den 10 bis 12 dargestellten Programme
in vorbestimmten Intervallen ab, wobei das Nachstellflag FADJ auf „1" oder „0" gestellt und die
Anzahl N an Kupplungsbetätigungen
gezählt wird.
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In
Schritt 2000 startet die CPU 41 das Programm.
Wenn zu diesem Zeitpunkt die Bedingungen zum Nachstellen gegeben
sind, wird in jedem der Schritte 1305 bis 1320 eine
positive Antwort „Ja" gegeben, so daß der Ablauf
zu Schritt 2025 übergeht.
In Schritt 2025 ermittelt die CPU 41, ob der Hub
ST des Stößels größer ist
als ein vorbestimmter Grenzwert L0.
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Der
Grenzwert L0 ist wesentlich größer als der
Hub beim Entkuppeln während
des regulären Fahrzeugbetriebs.
Wenn nach Erfüllung
der Bedingungen in den Schritten 1305 bis 1320 die
CPU 41 zum ersten Mal zur Durchführung von Schritt 2025 übergeht,
ist der Hub ST kleiner als der vorbestimmte Grenzwert L0. Demzufolge
wird in Schritt 2025 eine negative Antwort „Nein" gegeben, so daß der Ablauf zu
Schritt 1330 übergeht.
In Schritt 1330 stellt die CPU 41 den zum Elektromotor 32 fließenden Strom IM
auf einen ausreichend großen
vorbestimmten Strom IMADJ und geht dann zu Schritt 2095 über, um das
momentan ablaufende Programm zu beenden.
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Danach
führt die
CPU 41 die Schritte 1305 bis 1320 und 2025 in
vorbestimmten Intervallen wiederholt durch, um in den Schritten 1305 bis 1320 zu ermitteln,
ob die Bedingungen für
das Nachstellen gegeben sind, und in Schritt 2025 zu ermitteln,
ob der Hub ST größer ist
als der Grenzwert L0. Wenn eine der Bedingungen zur Durchführung des
Nachstellens nicht gegeben ist, bevor der Hub ST den Grenzwert L0
erreicht, wird im entsprechenden der Schritte 1305 bis 1320 eine
negative Antwort „Nein" gegeben, so daß der Ablauf
zu Schritt 2095 übergeht,
in welchem die CPU 41 das momentan ablaufende Programm
beendet.
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Wenn
die Bedingungen zur Durchführung des
Nachstellens bestehen bleiben, wird der Strom des Elektromotors 32 auf
der Größe IMADJ
gehalten. Demzufolge verändert
die Lage der Membranfeder 25 sich weiter. Nach Ablauf einer
vorbestimmten Zeit legt die Stirnfläche 85b der Ratsche 85 sich
gegen die Kupplungsabdeckung 22. Dadurch wird ein weiteres
Bewegen der Ratsche 85 verhindert. Da aber die zwischen
der Anpreßplatte 24 und
der Kupplungsabdeckung 22 angeordneten Spannbänder 24a eine Zugkraft
erzeugen, wird die Abdeckplatte 24 gegen die Kraft der
Feder 86 vom Schwungrad 21 weg bewegt.
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Damit
beginnt die Lage der Nachstellzahnstange 83 sich relativ
zur Ratsche 85 zu ändern. Wenn
die Lageänderung
eine vorbestimmte Größe erreicht
oder diese überschreitet,
wird der Zahneingriff zwischen dem Zahn 85a an der Ratsche 85 und dem
zweiten Sägezahn 83b der
Zahnstange 83 aufgehoben, wie aus 21C hervor
geht. Die von den Zugfedern CS1 ausgeübten Kräfte bewirken ein Drehen des
Nachstellkeilelements 82 relativ zur Anpreßplatte 24 (zum
Keilelement 81). In diesem Zustand kann der Zahn 85a an
der Ratsche 85 mit dem ersten Sägezahn 83a in Eingriff
kommen. Wenn dieser Zahneingriff erfolgt ist, wird ein Weiterdrehen
des Nachstellelements 82 verhindert. Durch diesen Vorgang ändert die
Berührungsstelle
zwischen dem schrägen
Abschnitt 81a des Keilelements 81 und dem jeweiligen
schrägen
Abschnitt 82a des Nachstellkeilelements 82 sich
um die halbe Teilung der ersten Sägezähne 83a (zweiten Sägezähne 83b).
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Nach
Ablauf einer vorbestimmten Zeit wird der Hub ST größer als
der Grenzwert L0 und demzufolge in Schritt 2025 eine positive
Antwort „Ja" gegeben, so daß der Übergang
zu Schritt 1335 erfolgt. In Schritt 1335 setzt
die CPU 41 das Nachstellflag FADJ auf „0". Danach geht der Ablauf zu Schritt 20956 über, in
welchem die CPU 41 das momentan ablaufende Programm beendet.
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Wenn
dann nach einem nicht dargestellten Programm die Kupplungsscheibe 23 wieder
in den regulären
Entkupplungszustand gebracht wird, nehmen auch die Nachstellzahnstange 83 und
die Ratsche 85 wieder die reguläre Lage zueinander ein. Da in
diesem Fall der Zahn 85a der Ratsche 85 und der erste
Sägezahn 83a nicht
miteinander in Eingriff stehen, verursachen die von den Schraubenfedern
CS1 erzeugten Kräfte
erneutes Drehen des Nachstellkeilelements 82 relativ zur
Anpreßplatte 24 (zum
Keilelement 81). Wenn der Zahn 85a der Ratsche 85 und der
zweite Sägezahn 83a ineinander
greifen, wird ein Weiterdrehen des Nachstellkeilelements 82 verhindert.
Der Kontakt zwischen dem schrägen
Abschnitt 81a des Keilelements 81 und dem entsprechenden schrägen Abschnitt 82a des
Nachstellkeilelements 82 ändert sich um eine weitere
halbe Teilung der ersten Sägezähne 83a (zweiten
Sägezähne 83b).
Dadurch wird die Lage der Membranfeder 25 während des
regulären
Fahrzeugbetriebs korrigiert und somit die Kupplungswirkkraft, d.h.
die Berührungsanpreßkraft entsprechend
der Anzahl an Kupplungsbetätigungen
verändert.
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Wenn,
wie bereits erwähnt,
bei der zweiten Ausführungsform
die mit der Zeit auftretenden Veränderungen der Kuppelvorrichtung
kompensiert werden müssen
(wenn das Nachstellflag FADJ auf „1" gesetzt ist), wird in einem einzigen
Nachstellvorgang der Abstand zwischen dem Außenabschnitt der Anpreßplatte 24 und
dem Außenabschnitt
der Membranfeder 25 um die Größe einer Teilung der zweiten Sägezähne 83b vergrößert, um
die Lage der Membranfeder 25 zu verändern. Bei der zweiten Ausführungsform
wird durch den Zahneingriff zwischen dem Zahn 85a und einem
ersten Sägezahn 83a oder
einem zweiten Sägezahn 83b das
Drehen des Nachstellkeilelements 82 verhindert. Dadurch
bleibt während
des regulären
Fahrzeugbetriebs die Nachstellgröße unverändert, so
daß das
Kuppeln/-Entkuppeln immer angemessen erfolgen kann. Außerdem kann bei
der zweiten Ausführungsform
der Grenzwert L0 ausreichend groß gewählt werden, so daß gegenüber der
ersten Ausführungsform,
bei welcher der Abstand zwischen der Anpreßplatte 24 und der
Membranfeder 25 exakt um den Wert X vergrößert wird,
das Nachstellen auf einfachere Weise erfolgt.
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Wie
bereits beschrieben, wird bei der Kuppelvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung die Lage der Membranfeder 25 in Abhängigkeit
von der Anzahl an Kupplungsbetätigungen nachgestellt,
um zum Beispiel Veränderungen
in der Leistungscharakteristik des Elektromotors 32, Widerstandsänderungen
der Gleitabschnitte und Veränderungen
des Reibungskoeffizienten μ der
Kupplungsbeläge 23a und 23b zu
kompensieren und immer die gewünschte Kupplungswirkcharakteristik
beizubehalten. Die Kuppelvorrichtung ist so konfiguriert, daß das Nachstellen
durchgeführt
wird, wenn zum Beispiel die Kupplungsabdeckung weniger Fahrzeugschwingungen ausgesetzt
ist, um die Möglichkeit
einer übermäßigen Veränderung
der Lage der Membranfeder 25 zu reduzieren.
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Anzumerken
ist, daß Modifikationen
und Veränderungen
der vorliegenden Erfindung möglich sind,
ohne vom Geltungsbereich abzuweichen. So kann zum Beispiel anstatt
der mit dem Elektromotor 32 ausgerüsteten Betätigungseinheit 30 eine
hydraulische Betätigungseinheit
(Hydraulikzylinder) verwendet werden, um den Stößel 31 durch Aufbringen
eines Hydraulikdrucks, welcher zum Beispiel durch ein Magnetventil
gesteuert wird, hin und her zu bewegen. Bei der ersten und der zweiten
Ausführungsform
wird zur Veränderung
der Lage der Membranfeder 25 durch Nachstellen die Betätigungseinheit 30 nur
angesteuert, wenn die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Resonanz
der Kupplungsabdeckung durch Schwingungen gering ist. Das Steuern
zur Veränderung
der Lage der Membranfeder 25 kann aber auch unter anderen
Bedingungen erfolgen. Die Kupplungssteuerschaltung 40 und
die Betätigungseinheit 30 können zu
einer einzigen Einheit zusammengefaßt oder separat verwendet werden.
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Bei
der ersten und der zweiten Ausführungsform
wird die Anzahl an Kupplungsbetätigungen
direkt gezählt
und die Berührungsanpreßkraft in
Abhängigkeit
von den gezählten
Kupplungsbetätigungen
verändert.
Die Berührungsanpreßkraft kann
zum Beispiel auch durch einen gemessenen Bewegungsweg oder eine
gemessene Zeit, welche die Anzahl an Kupplungsbetätigungen
indirekt repräsentieren,
verändert
werden. Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform wird die Berührungsanpreßkraft mit
der Anzahl an Kupplungsbetätigungen
geringer. Wie die in 8 angedeutete Linie L3 (Strich-Punkt-Linie) zeigt, kann
die Berührungsanpreßkraft so
verändert werden,
daß diese
sich mit der Anzahl an Kupplungsbetätigungen (vom Zähler angezeigte
Größe N) allmählich verringert,
bis eine vorbestimmte Anzahl an Kupplungsbetätigungen erreicht ist, und
von diesem Punkt aus mit der Anzahl an Kupplungsbetätigungen wieder
ansteigt.
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Wenn
in diesem Fall die Anzahl an Kupplungsbetätigungen (vom Zähler angezeigter
Wert N) die vorbestimmte Größe erreicht,
wird die Veränderung
der Berührungsanpreßkraft (d.h.
die durch das Nachstellelement bewirkte Lageänderung der Membranfeder 25)
beibehalten. Danach verändert
im Kuppelzustand die Lage der Membranfeder 25 sich automatisch
mit zunehmendem Verschleiß der
Kupplungsbeläge 23a und 23b,
so daß auch
die Berührungsanpreßkraft sich ändert. Da
in diesem Fall die Kupplungsansprechzeit sich mit der Anzahl an
Kupplungsbetätigungen
verlängert,
kann der Fahrzeugführer
daraus einen zunehmenden Verschleiß des Kupplungsbelags 23 erkennen.
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Diese
Erfindung kann auf noch auf andere Arten in der Praxis umgesetzt
oder verkörpert
werden, ohne von deren Inhalt oder wesentlichem Charakter abzuweichen.
Deshalb dienen die darin beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
nur zur Illustration und sind keineswegs als Beschränkung anzusehen,
wobei der Geltungsbereich der Erfindung durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist
und alle Veränderungen
zu den Ansprüchen
gehörend
anzusehen sind.
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Zur
Kuppelvorrichtung gehören
eine Kupplungsscheibe, eine Anpreßplatte zum Bewegen der Kupplungsscheibe
durch Aufbringen eines Drucks, eine Membranfeder zum Aufbringen
einer Kraft auf die Anpreßplatte
und Bewegen dieser in Richtung Schwungrad, ein gegen den Mittelabschnitt
der Membranfeder sich legendes Löselager,
ein Lösebügel und
eine Betätigungseinheit.
Die Anpreßplatte und
der Außenabschnitt
der Membranfeder berühren einander über schräge Abschnitte
der Anpreßplatte und
ein Anstellkeilelement. Bei dieser Kuppelvorrichtung wird die Anzahl
an Kupplungsbetätigungen
gezählt.
Um die gewünschte
Berührungsanpreßkraft entsprechend
der gezählten
Anzahl an Kupplungsbetätigungen
zu erhalten, wird das Nachstellkeilelement bezüglich der Anpreßplatte
gedreht und dadurch die Lage der Membranfeder verändert.