WO2014206711A1 - Method for monitoring a state of wear of a clutch unit - Google Patents

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Simon Kaimer
Martin Parigger
Johann WILLBERGER
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Magna Powertrain Ag & Co Kg
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Definitions

  • the present invention relates to a method for monitoring a state of wear of a coupling unit of a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle, having a coupling unit and a control device for controlling the coupling unit and for monitoring the state of wear of the coupling unit.
  • the clutch unit includes at least one friction clutch for controllably transmitting torque from an input member to an output member and an electromagnetic actuator for actuating the friction clutch, the electromagnetic actuator having a coil and an armature connected to a portion of the friction clutch and energized by the coil is displaceable.
  • Such a torque transmission device is used for example in a transfer case of a motor vehicle with four-wheel drive for controllably transmitting a drive torque to a primary axis and / or a secondary axis of the motor vehicle.
  • a so-called "torque on demand" transfer case the wheels of the primary axle are permanently driven, while by means of said torque transfer device, a variable part of the drive torque can be optionally transmitted to the wheels of the secondary axle.
  • the transfer case can also be designed as a controllable center differential, in which the torque transmission device is associated with a differential lock in order to adjust the distribution of the drive torque in the longitudinal direction of the vehicle.
  • a torque transmission device of the type mentioned can also allow the transmission of part of the drive torque to the rear axle in a motor vehicle with a permanently driven front axle, wherein the torque transmission device is arranged, for example, on the front derailleur differential or on the rear axle differential.
  • the torque transmission device is arranged, for example, on the front derailleur differential or on the rear axle differential.
  • a torque transmission device of the aforementioned type can also act in the transverse direction of the motor vehicle, for example for a differential lock of an axle differential or in a torque superposition arrangement of an axle differential (so-called "torque vectoring").
  • the torque transmitting device may frictionally interconnect a rotating input member (e.g., input shaft) and a rotating output member (e.g., output shaft), particularly to transmit a drive torque.
  • the torque transmitting device may be configured as a brake, with a fixed input element or a fixed output element, in particular to transmit a braking torque.
  • the clutch assembly is located downstream of the main transmission of the powertrain (ie, behind the manual or automatic transmission or CVT transmission) with respect to the direction of power flow.
  • the clutch torque - that is, the torque transmitted by the friction clutch - is usually set variably depending on the particular driving situation.
  • an electromagnetic actuator is provided in the torque transmission device, which has a coil and an armature.
  • the armature is connected to a part of the friction clutch (eg piston or pressure ring) and can be moved by energizing the coil. Depending on the magnetic force of the armature - and thus in Depending on the excitation of the coil - the torque transmittable by the coupling unit is controllable.
  • the control device controls the actuator in accordance with a torque request.
  • wear occurs on the components of the clutch unit.
  • the friction clutch can be designed as a wet or dry-running multi-plate clutch with alternately arranged primary and secondary clutch plates. In this case, wear can occur, for example, by a reduction in the lamella thicknesses and / or by a stiffening of the lamellar material.
  • the inductance of the coil can change due to the wear occurring.
  • the inductance may change as a result of the fact that the usually metallic armature in its respective position has a wear-induced changed distance from the coil or an associated stator and thus changes the magnetic field of the coil. Due to the changed by the changed armature position magnetic field, in turn, a change in the inductance of the coil can be caused.
  • a characteristic curve of the coupling unit can be falsified, which is determined for example by a factory calibration and a relationship between an applied voltage or a coil flowing through
  • a direct measurement of a changed actuator position on the basis of a magnetic flux measurement is disclosed in DE 102 30 090 A1.
  • a corresponding alternating current source as well as suitable measuring means must be provided.
  • a method for monitoring a wear rate of clutch linings is also known.
  • the time for covering the air gap distance is determined as pad wear time during the dome process.
  • the determination of the pad wear time, which changes with increasing wear, is carried out by evaluating the magnetic coil current during the closing process.
  • DE 10 201 1 052 966 A1 discloses a method for operating an electromagnetic clutch with which the bearing aging of a bearing arranged between the drive and driven side bearing can be delayed. In this case, the energization of the magnetic coil is deliberately changed so that there is a relative rotation between the input and output side.
  • This object is achieved by a method for monitoring a state of wear of a coupling unit of a torque transmission device with the features of claim 1 and in particular by means of the control means, an excitation of the coil is changed and the time course of a change caused thereby by a current flowing through the coil is evaluated to determine an inductance measurement representing a wear condition of the clutch unit.
  • the control device of the torque transmission device is thus designed to first change an excitation of the coil, for example by changing a voltage applied to the coil or a current impressed on the coil.
  • This change can generally be made starting from an idle state of the actuator (in which no current flows through the coil and the friction clutch is not actuated) or from an operating state of the actuator (in which already a current flows through the coil and, accordingly, the friction clutch is actuated).
  • the change in the excitation of the coil causes a change in the current flowing through the coil.
  • the time course of this current change can be observed and evaluated by measuring at least one value of the coil current during the change of the coil current (preferably producing a plurality of measured values or for a continuous or quasi-continuous measurement, as will be explained below).
  • an inductance measured value can be determined.
  • the Indukt foundedsmesswert already characterized by a state of wear of the coupling unit that at least by changing the position of the armature of the electromagnetic actuator by wear on the clutch plates, when the friction clutch is actuated and the clutch plates bear force applied to each other.
  • the position of the armature changes, so does the magnetic reluctance, and hence the inductance, of the assembly, For example, because the width of an air gap between the armature and the coil (or an associated stator) changes.
  • the invention is based on the following findings: If, for example, a given voltage is applied to the coil of the electromagnetic actuator, the final value of the current corresponding to the ohmic resistance (apart from temperature effects) after an asymptotic transient finally always sets itself Coil flows through.
  • the time course of the coil current during the asymptotic transient depends on the inductance of the coil.
  • the inductance of the coil in turn, as explained above, change by wear of the coupling unit and in particular with a change in the thickness of the clutch plates.
  • a current inductance measured value of the coil can be derived from this, and thus a current wear of the coupling unit can be determined.
  • the determined inductance measured value in turn depends on the position of the armature of the actuator. With mutual concern of the clutch plates, the inductance measured value thus also represents the state of wear. For example, for a given torque transmission through the friction clutch, the position of the armature can vary depending on the state of wear. Thus, the inductance measured value also varies, as a result of which it is possible to deduce the state of wear and also manufacturing tolerances from the inductance measured value.
  • the inductance measured value is determined on the basis of a stationary operating state of the actuator in which the current flowing through the coil is substantially constant and different from zero.
  • the current flowing through the coil may also be zero in the initial state for the determination of the inductance measured value.
  • the change in the excitation of the coil is made when there is a stationary operating condition. It should be noted that a constant current theoretically occurs only at infinity due to the known asymptotic current characteristics of coils.
  • the friction clutch has a plurality of intermeshing clutch plates, wherein in the method by means of the control device, the inductance measured value is determined starting from an operating state of the actuator, in which the friction clutch is subjected to force by the actuator and the clutch plates abut each other.
  • the (preferably stationary) operating state which thus serves as the initial state or starting time for the determination of the inductance measured value, can therefore be characterized in that the clutch plates are biased against each other. If the change in the excitation of the coil now increases the force applied to the clutch plates, movement of the armature caused by the enlargement can be minimized or even prevented, whereby inaccuracies in the determination of the inductance measured value resulting from the armature movement can be minimized. In particular, this can also be achieved a reproducible output state for several measurements.
  • the method is adapted to that by means of the control device, the excitation of the coil in accordance with a monotonically rising or falling course of a voltage applied to the coil voltage or one of the coil impressed current is changed.
  • a monotonous change in the excitation of the coil can be brought about with particularly simple means and allows a simple evaluation of the coil current.
  • the method is preferably adapted such that by means of the control device a voltage applied to the coil is suddenly increased or reduced in order to determine the inductance measured value.
  • the voltage applied to the coil can be changed in the form of a rectangular jump, whereby the current flowing through the coil follows with an exponential profile.
  • the voltage U , induced in the coil corresponds to the difference between the voltage applied after the jump to the coil and the voltage dropping across the ohmic resistance of the coil, which is caused by the current flowing through the coil at a particular time.
  • the induced voltage U decreases during the course of time.
  • Such a sudden change in the excitation of the coil can also take place during the drive of the motor vehicle during regular operation of the torque transmission device, in particular if the excitation of the coil has to be changed anyway due to a changed torque requirement.
  • the method is adapted to that by means of the control device from the current flowing through the coil determined in the coil induced voltage U, and an integral over the time course of a change in the induced voltage U, is formed.
  • the inductance measured value is determined as a function of the integral formed, wherein the induced voltage U, measured indirectly by measuring the current flowing through the coil at a given time, for example on a measuring bridge (consisting of several resistors) or on a single measuring resistor can be.
  • the bridge circuit or the measuring resistor may, for example, be connected in series with the coil.
  • the evaluation of the time course of the change in the coil current is thus in this embodiment, that from the time-dependent measured values for the coil current ultimately induced in the coil voltage U, is determined and that on the determined induced voltage U, an integral is formed. If the coil current is not measured continuously, several measured values for the coil current are required in succession during the change of the coil current, wherein the integral formation corresponds to a summation in the case of a merely quasi-continuous or time-discrete detection of the coil current.
  • the final value of the resulting coil current is independent of the inductance of the coil, can be achieved by forming a time integral over the induced
  • a characteristic value can be determined, which depends on the inductance of the coil.
  • an area in a time / current diagram is ultimately determined.
  • the integral formation is preferably started during a stationary operating state of the actuator and terminated during a stationary operating state of the actuator.
  • the inductance measured value is determined by dividing the formed integral by the current flowing through the coil in a steady state.
  • the induced voltage U depends on the current flowing through the coil
  • the control device determines an ohmic resistance, ie electrical resistance of the coil and additionally takes this resistance into account for determining the inductance measured value.
  • the control device determines an ohmic resistance, ie electrical resistance of the coil and additionally takes this resistance into account for determining the inductance measured value.
  • the voltage drop across the coil resistance can be determined and taken into account for the determination of the inductance measured value.
  • the method is adapted to the fact that by means of the control device, the ohmic resistance of the coil is determined in a stationary operating state of the actuator, in which the current flowing through the coil is substantially constant and different from zero.
  • the resistance of the coil can thus be determined (before or after said change in the excitation of the coil) in a steady state, in which the induced voltage in the coil is very small or zero and thus does not distort the determination of the resistance.
  • the resistance can be determined in a timely manner, in particular immediately before and / or after each determination of an inductance measured value. This may increase the accuracy of determining the inductance reading since the resistance of the inductor may change with temperature during operation of the torque transmitting device.
  • the method is adapted in that by means of the control device the determined ohmic resistance of the coil for determining the inductance measured value is taken into account by multiplying the determined coil resistance by the coil current measured at a given time, which due to said change the excitation of the coil varies with time. By this multiplication, a voltage value of the coil is determined for the given time, which can be referred to as the base voltage value.
  • the control device can subtract this (time-dependent determined) basic voltage value from a total voltage value, in order to obtain the said induced voltage U 1 for the given instant.
  • the total voltage value may be the voltage applied to the coil, which need not vary with time but is preferably constant.
  • the induced voltage U can be determined for a given instant in order to determine the integral over time to be able to form.
  • the inductance measured value is determined as a function of an integral which is formed over the time profile of a voltage U induced in the coil. An evaluation of the time course of the current flowing through the coil is thus carried out for the purpose of determining the induced voltage LI,.
  • the time course of a change in the coil current can also be evaluated in other ways in order to be able to conclude on the inductance of the coil can.
  • control device it is possible for the control device to measure at least one value of the current during the change of the current flowing through the coil and to determine a time constant of the change of the coil current as a function of the measured current value, wherein the control device measures the inductance measured value as a function of the current value determined time constants determined.
  • less current measurements are required.
  • one or only two measurements may be required to be performed during the change in coil current caused by the change in coil excitation.
  • the mathematical function which describes the time course of the change in the coil current (corresponding to the decay of the induced voltage), is known in principle.
  • the time profile of the change of the coil current is thus evaluated by the fact that only a few measurements of the coil be carried out lenstroms.
  • the time course of the change in the coil current is thus evaluated in that the parameters of an exponential function are determined from the values of the coil current determined for several times, which generally describes the time profile of the change of the coil current, wherein said time constant is one of the parameters ,
  • the current I e which flows in the steady state through the coil can be calculated by the quotient of the voltage applied to the coil and the ohmic resistance of the coil, or the value of the current I e in the steady state can be cut out of the system of equations if at least two measurements for the coil current are made during the change of coil current.
  • the control device can determine the ohmic resistance R of the coil and use it to determine the inductance. account for the measured value.
  • the control device can determine the inductance measured value by multiplying the determined time constant ⁇ by the coil resistance R.
  • the method is adapted to determine the ohmic resistance R of the coil in a stationary operating state of the actuator by means of the control device, in which the current flowing through the coil is substantially constant and different from zero. In particular, this can be done immediately before and / or after a determination of an inductance measured value in order to be able to take into account temperature effects.
  • the time profile of a change in the coil current can also be evaluated by determining not the time constant ⁇ , but the slope of the rise or fall of the current flowing through the coil l (t), to the inductance of the coil to be able to close. If, in principle, the mathematical function which describes the time profile of the change in the coil current I (t) is known (cf., the exponential function explained above), one or more values of the time derivative and, for example, an initial value and / or a final value Finally, an inductance measured value are determined which corresponds to the characteristic curve of the change of the coil current I (t).
  • the method is adapted to determine a difference between the determined inductance measured value and a previously determined inductance measured value by means of the control device (hereinafter also referred to as inductance difference).
  • This difference represents a wear of the coupling unit, which has occurred between the respective determination of the two Induktellessmesshong.
  • the same excitation of the coil is assumed for both inductance measurements. If, for example, an inductance measured value is determined when the same predetermined voltage is applied, the difference between the inductance measured values determined in this case represents the wear of the coupling unit.
  • the method is adapted to the fact that by means of the control device said inductance difference, which corresponds to an intermittent wear of the clutch unit is compared with a threshold value and when reaching or exceeding the threshold value, a warning signal is generated.
  • a current inductance measured value can be compared with an inductance measured value which was determined in the production of the torque transmission device.
  • the difference of the determined Induktellessmessowski indicates the previously occurring wear. It is advantageous that by forming a difference the absolute inductance measured value can have no significance and in this way manufacturing tolerances of the friction clutch can be neutralized.
  • a warning signal can be output which, for example, is written into a memory or prompts a driver of the motor vehicle to have the friction clutch serviced or replaced.
  • the method is preferably adapted such that the clutch unit is controlled according to a clutch characteristic curve by means of the control device, wherein the method is further adapted to the clutch characteristic of the clutch unit by means of the control device as a function of the determined inductance measured value (in particular as a function of the aforementioned inductance difference) (eg offset and / or pitch) is adjusted to compensate for wear of the coupling unit.
  • the excitation of the coil of the electromagnetic actuator is defined in the clutch characteristic Proportion of transmitted torque corresponds. Due to the wear of the coupling unit, the predetermined by the clutch characteristic relationship between the excitation of the coil and the torque transmitted no longer correspond to reality.
  • the clutch characteristic represents a predetermined relationship between an electrical voltage applied to the coil or a current flowing through the coil on the one hand and the torque transmitted by the friction clutch on the other.
  • the excitation of the coil can therefore be expressed concretely either by the voltage applied to the coil electrical voltage or the current flowing through the coil.
  • the applied voltage or the current flowing through the coil are linked by the clutch characteristic with the torque transmitted by the friction clutch.
  • the electromagnetic actuator further comprises a stator, wherein between the stator and the armature, a variable air gap is provided which changes its width upon actuation of the friction clutch.
  • the coil surrounding the stator whereby the stator can serve as the core of the coil.
  • the stator, the armature and the air gap may form a magnetic ring closure for the coil.
  • the magnetic reluctance of the air gap and thus the inductance may change.
  • stator and armature may each be substantially U-shaped and made of iron. Consequently, stator and armature can meet in two areas, in each of which a variable air gap can form.
  • a magnetic equivalent circuit of this ring closure can be a closed series circuit of a magnetic voltage source (the coil), a reluctance R Fe , which indicates the magnetic reluctance of stator and armature, and a reluctance 2R 5 , which represents the reluctance of the two air gaps serve.
  • the magnetic tension ⁇ corresponds to the product of the number of turns N of the coil and the current I flowing through the coil I:
  • the inductance L of the coil depends on the width ⁇ of the air gap, in particular the inductance becomes larger as the air gap becomes smaller.
  • the method is preferably adapted so that the coupling unit is controlled according to a current regulation by means of the control unit.
  • the current regulation can take place by adjusting the voltage at the coil, wherein the impressed current, in particular in the steady state, can be determined via a measured voltage drop.
  • the method is adapted to the fact that by means of the control unit, the determination of the Induktterrorismsmessivess is performed at a start of operation of the motor vehicle and / or after stopping the motor vehicle and / or during a standstill of the motor vehicle.
  • the determination of the inductance measured value can therefore always take place when no torque is to be transmitted by the coupling unit. This is especially the case when starting the motor vehicle, after stopping or during a standstill the case.
  • the inductance reading be determined when a change in the torque transmitted from the coupling unit is made, and thus the excitation of the coil is changed anyway.
  • the invention relates to a method for monitoring a state of wear of a coupling unit of a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle, wherein the torque transmission device comprises a friction clutch for controllably transmitting a torque from an input element to an output element and further comprises an electromagnetic actuator for actuating the friction clutch, wherein the electromagnetic actuator having a coil and an armature which can be connected to a part of the friction clutch and displaced by energizing the coil.
  • the method is characterized in that an excitation of the coil is changed and the time course of a change in the current flowing through the coil is evaluated in order to determine an inductance measured value representing a state of wear of the coupling unit.
  • the time profile of the coil current is evaluated by determining a voltage induced in the coil and forming an integral over the time profile of the change in the induced voltage, the inductance measured value being determined as a function of the integral formed.
  • the time profile of the coil current is evaluated by measuring at least one value of the current during the change of the current flowing through the coil and determining a time constant ⁇ of the change in the coil current as a function of the measured current value the inductance measured value is determined as a function of the determined time constant ⁇ .
  • a coupling characteristic of the coupling unit is adapted in dependence on the determined inductance measured value in order to compensate for wear of the coupling unit.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a drive train of a motor vehicle
  • FIG. 2 is a schematic view of a transfer case; and FIG. 3 shows a cross-sectional view of a coupling unit of the transfer case according to FIG. 2.
  • Fig. 1 shows schematically a drive train of a motor vehicle with shiftable four-wheel drive.
  • the drive torque generated by an internal combustion engine 1 1 is via a main transmission 13 (manual transmission or
  • a first output of the transfer case 15 is coupled via a cardan shaft 17 to a rear differential gear 19.
  • the wheels 21 of the rear axle 23 are permanently driven.
  • the rear axle 23 thus forms the primary axis of the vehicle.
  • a second output of the transfer case 15 is connected via a gimbal shaft 25 coupled to a front axle differential lift 27. In this way, a part of the drive torque of the internal combustion engine 1 1 can be selectively transmitted to the wheels 29 of the front axle 31.
  • the front axle 31 thus forms the secondary axle of the vehicle.
  • the transfer case 15 thereby serves as a torque transmitting device.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the transfer case 15 according to FIG. 1.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the transfer case 15 according to FIG. 1.
  • the transfer case 15 has an input shaft 41, a first output shaft 43 and a second output shaft 45.
  • the first output shaft 43 is coaxial with the input shaft 41 and with this rotationally fixed - preferably integrally - formed.
  • the second output shaft 45 is arranged offset parallel to the input shaft 41.
  • the transfer case 15 has a clutch unit 47 with a friction clutch 49 and an actuator 51.
  • the friction clutch 49 has a clutch basket 53 which is non-rotatably connected to the input shaft 41 and the first output shaft 43 and carries a plurality of clutch plates.
  • the B coupling 49 a rotatably mounted clutch hub 55, which also carries a plurality of clutch plates, which engage in an alternating arrangement in the fins of the clutch basket 53.
  • the clutch hub 55 is rotatably connected to a drive gear 57 of a chain drive 59.
  • An output gear 61 of the chain drive 59 is non-rotatably connected to the second output shaft 45.
  • a gear drive may be provided, for example with an intermediate gear between said gears 57, 61.
  • a control device 62 which controls the actuator 51 according to a torque request of the vehicle dynamics control unit 33.
  • the coupling unit 47 of Fig. 2 is shown in more detail.
  • the clutch basket 53 a plurality of outer plates 63 are attached.
  • the clutch hub 55 carries a plurality of inner disks 65, which engage in an alternating arrangement in the outer disks 63 of the clutch basket 53.
  • the coupling unit 47 is cylindrical about an axis of symmetry 67.
  • Both the clutch basket 53 and the clutch hub 55 are rotatable about the axis of symmetry 67.
  • the outer and inner disks 63, 65 can be brought into frictional engagement with each other, whereby a torque can be transmitted from the clutch hub 55 to the clutch basket 53.
  • the more torque can be transmitted the more inner and outer disks 63, 65 are in contact and thus pressed against each other.
  • the clutch unit 47 comprises a lifting magnet 69, which surrounds a U-shaped stator 71.
  • a coil 73 is wound, which is excitable by an electric current or by applying an electrical voltage and when excited, a magnetic field that moves an armature 75 in the direction of the stator 71.
  • the armature 75 is formed as an annular plate and connected to a piston 76.
  • the vehicle dynamics control unit 33 (FIG. 1) sends a request with a desired proportion of torque to be transmitted from the input shaft 41 to the gear 57 to the control unit 62 of the clutch unit 47.
  • the control unit 62 checks on the basis of a stored clutch characteristic curve With what current the coil 73 must be energized to transmit the desired torque and impresses this current in the coil 73 a.
  • the armature 75 and the piston 76 are offset in the direction of the clutch plates 63, 65 and a frictional engagement of outer and inner plates 63, 65 adapted such that the desired torque is transmitted. This process is repeated during operation of the motor vehicle with new torque requirements of the vehicle dynamics control unit 33.
  • the width of the air gap 77 for a given operating state of the clutch unit 47 may change.
  • a greater actuation force may be exerted on the clutch plates 63, 65 due to a wear-related decrease in the air gap 77 and a corresponding increase in the inductance of the coil 73, whereby the clutch unit 47 transmits a higher torque
  • a recalibration of the coupling unit 47 is regularly carried out in order to correct the said clutch characteristic curve in the event of wear.
  • the control device 62 of the coupling unit 47 determines the wear state of the outer and inner disks 63, 65.
  • the armature 75 is brought into a position by a predetermined excitation of the coil 73, in which the outer and inner plates 63, 65 are biased against each other. This position is held for a certain period of time in order to wait for the decay of the induction voltage occurring in the coil 73 and thus the achievement of a stationary state.
  • the ohmic resistance of the coil for the current operating state (eg for the current operating temperature) is determined from the voltage applied to the coil 73 and the current flowing through the coil.
  • the voltage applied to the coil 73 is increased abruptly, and, for example, the current flowing through the coil 73 over the temporal measured course (eg via a measuring bridge connected in series to the coil 73 or a measuring resistor).
  • the time-dependent measured coil current By multiplying the time-dependent measured coil current with the previously determined ohmic resistance of the coil 73, the voltage drop across the resistor of the coil 73 results.
  • the difference of the voltage applied to the coil 73 and the determined voltage dropping across the ohmic resistance of the coil 73 is the induced voltage.
  • the induced voltage is integrated during the change in the excitation of the coil 73 over the time course. After a certain period of time, when the induced voltage has subsided, the current flowing through the coil 73 in the stationary state is still measured.
  • the time-integrated induced voltage is divided by the current flowing through the coil 73 in the stationary state to determine an inductance value of the coil 73, which corresponds to the inductance of the coil 73. From the inductance can now be deduced the width of the air gap 77 and thus on a change in the thickness of the (adjacent) clutch plates 63, 65.
  • the inductance measured value can, as already explained, also be derived in another way from the time profile of the change of the coil current.
  • control device 63 outer lamella

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Abstract

A method for monitoring a state of wear of a clutch unit of a torque-transmitting device for a drive train of a motor vehicle comprises a clutch unit and a control device for controlling the clutch unit and for monitoring a state of wear of the clutch unit, wherein the clutch unit has at least one friction clutch for controllably transmitting a torque from an input element to an output element, and an electromagnetic actuator for activating the friction clutch. The electromagnetic actuator has a coil and an armature which is connected to part of the friction clutch and can be moved by exciting the coil. The control device is adapted to change an excitation of the coil and to evaluate the time profile of a change, caused hereby, in a current flowing through the coil, in order to determine a measured value of the inductance, which value represents a state of wear of the clutch unit.

Description

Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit  Method for monitoring a state of wear of a coupling unit
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Ver- schleißzustands einer Kupplungseinheit einer Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Kupplungseinheit und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Kupplungseinheit und zum Überwachen des Verschleißzustands der Kupplungseinheit. Die Kupplungseinheit weist zumindest eine Reibungskupplung zum steuerbaren Übertragen eines Drehmoments von einem Eingangselement auf ein Ausgangselement und einen elektromagnetischen Aktuator zum Betätigen der Reibungskupplung auf, wobei der elektromagnetische Aktuator eine Spule und einen Anker aufweist, der mit einem Teil der Reibungskupplung verbunden und durch Erregung der Spule versetzbar ist. Eine derartige Drehmomentübertragungseinrichtung dient beispielsweise in einem Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb zum steuerbaren Übertragen eines Antriebsmoments auf eine Primärachse und/oder eine Sekundärachse des Kraftfahrzeugs. Bei einem so genannten "Torque on Demand"- Verteilergetriebe sind die Räder der Primärachse permanent angetrieben, wäh- rend mittels der genannten Drehmomentübertragungseinrichtung ein variabler Teil des Antriebsmoments wahlweise auf die Räder der Sekundärachse übertragen werden kann. Das Verteilergetriebe kann auch als steuerbares Mittendifferential ausgebildet sein, bei dem die Drehmomentübertragungseinrichtung einer Differentialsperre zugeordnet ist, um die Verteilung des Antriebsmoments in Längsrichtung des Fahrzeugs einzustellen. Eine Drehmomentübertragungseinrichtung der genannten Art kann auch in einem Kraftfahrzeug mit permanent angetriebener Vorderachse die Übertragung eines Teils des Antriebsmoments auf die Hinterachse erlauben, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung beispielsweise am Vor- derachsdifferential oder am Hinterachsdifferential angeordnet ist. Derartige unter- schiedliche Anwendungen und Anordnungen sind aus der US 7,1 1 1 ,716 B2 bekannt. The present invention relates to a method for monitoring a state of wear of a coupling unit of a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle, having a coupling unit and a control device for controlling the coupling unit and for monitoring the state of wear of the coupling unit. The clutch unit includes at least one friction clutch for controllably transmitting torque from an input member to an output member and an electromagnetic actuator for actuating the friction clutch, the electromagnetic actuator having a coil and an armature connected to a portion of the friction clutch and energized by the coil is displaceable. Such a torque transmission device is used for example in a transfer case of a motor vehicle with four-wheel drive for controllably transmitting a drive torque to a primary axis and / or a secondary axis of the motor vehicle. In a so-called "torque on demand" transfer case, the wheels of the primary axle are permanently driven, while by means of said torque transfer device, a variable part of the drive torque can be optionally transmitted to the wheels of the secondary axle. The transfer case can also be designed as a controllable center differential, in which the torque transmission device is associated with a differential lock in order to adjust the distribution of the drive torque in the longitudinal direction of the vehicle. A torque transmission device of the type mentioned can also allow the transmission of part of the drive torque to the rear axle in a motor vehicle with a permanently driven front axle, wherein the torque transmission device is arranged, for example, on the front derailleur differential or on the rear axle differential. Such sub- various applications and arrangements are known from US 7,111,716 B2.
Eine Drehmomentübertragungseinrichtung der eingangs genannten Art kann auch in Querrichtung des Kraftfahrzeugs wirken, beispielsweise für eine Differentialsperre eines Achsdifferentials oder in einer Drehmomentüberlagerungsanordnung eines Achsdifferentials (so genanntes "Torque Vectoring"). In sämtlichen der vorgenannten Fälle kann die Drehmomentübertragungseinrichtung ein rotierendes Eingangselement (z.B. Eingangswelle) und ein rotierendes Ausgangselement (z.B. Ausgangswelle) reibschlüssig miteinander verbinden, insbesondere um ein Antriebsmoment zu übertragen. Alternativ hierzu kann die Drehmomentübertragungseinrichtung als Bremse konfiguriert sein, mit einem feststehenden Eingangselement oder einem feststehenden Ausgangselement, insbesondere um ein Bremsmoment zu übertragen. A torque transmission device of the aforementioned type can also act in the transverse direction of the motor vehicle, for example for a differential lock of an axle differential or in a torque superposition arrangement of an axle differential (so-called "torque vectoring"). In all of the foregoing cases, the torque transmitting device may frictionally interconnect a rotating input member (e.g., input shaft) and a rotating output member (e.g., output shaft), particularly to transmit a drive torque. Alternatively, the torque transmitting device may be configured as a brake, with a fixed input element or a fixed output element, in particular to transmit a braking torque.
In manchen der vorgenannten Anwendungen der Drehmomentübertragungseinrichtung ist die Kupplungseinheit bezüglich der Kraftflussrichtung hinter dem Hauptgetriebe des Antriebsstrangs (d.h. hinter dem manuellen oder automatischen Schaltgetriebe oder CVT-Getriebe) angeordnet. Das Kupplungsmoment - also das von der Reibungskupplung übertragene Drehmoment - wird üblicherweise in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrsituation variabel eingestellt. Je nach den fahrdynamischen Erfordernissen, die beispielsweise von der Fahrsituation oder von Umgebungseinflüssen abhängen können (z.B. glatte Fahrbahnoberfläche mit auftretendem Schlupf der Antriebsräder), erfolgt also eine Änderung des von der Drehmomentübertragungseinrichtung zu übertragenden Drehmoments. Zur Einstellung des zu übertragenden Drehmoments ist in der Drehmomentübertragungseinrichtung ein elektromagnetischer Aktuator vorgesehen, der eine Spule und einen Anker aufweist. Der Anker ist mit einem Teil der Reibungskupplung (z.B. Kolben oder Druckring) verbunden und kann durch Erregung der Spule be- wegt werden. In Abhängigkeit von der Magnetkraft des Ankers - und damit in Abhängigkeit von der Erregung der Spule - ist das durch die Kupplungseinheit übertragbare Drehmoment steuerbar. Hierfür steuert die Steuereinrichtung den Aktuator entsprechend einer Drehmomentanforderung. Während des Betriebs der Reibungskupplung tritt ein Verschleiß an den Komponenten der Kupplungseinheit auf. Beispielsweise kann die Reibungskupplung als nass- oder trockenlaufende Lamellenkupplung mit alternierend angeordneten primären und sekundären Kupplungslamellen ausgebildet sein. In diesem Fall kann ein Verschleiß beispielsweise durch eine Verringerung der Lamellendicken und/oder durch eine Versteifung des Lamellenmaterials auftreten. Durch den Verschleiß ändert sich im Lauf der Zeit der Reibwert an den Reibungsoberflächen und damit auch das bei einer bestimmten Aktuatorposition tatsächlich übertragene Drehmoment, da dieses vom Reibwert abhängt. Bei Verwendung eines elektromagnetischen Aktuators mit einer Spule kann sich durch den auftretenden Verschleiß die Induktivität der Spule verändern. Insbesondere kann sich die Induktivität dadurch ändern, dass der üblicherweise metallische Anker in seiner jeweiligen Position einen verschleißbedingt veränderten Abstand zu der Spule oder einem zugeordneten Stator aufweist und auf diese Weise das Magnetfeld der Spule verändert. Aufgrund des durch die veränderte Ankerposition veränderten Magnetfelds kann wiederum eine Änderung der Induktivität der Spule hervorgerufen werden. Durch eine verschleißbedingte Änderung der Induktivität kann eine Kennlinie der Kupplungseinheit verfälscht werden, die beispielsweise durch eine werksseitige Kalibrierung ermittelt wird und einen Zusammenhang zwischen einer angelegten Spannung oder einem die Spule durchfließendenIn some of the aforementioned applications of the torque transfer device, the clutch assembly is located downstream of the main transmission of the powertrain (ie, behind the manual or automatic transmission or CVT transmission) with respect to the direction of power flow. The clutch torque - that is, the torque transmitted by the friction clutch - is usually set variably depending on the particular driving situation. Depending on the driving dynamics requirements, which may depend, for example, on the driving situation or environmental influences (eg smooth road surface with occurring slip of the drive wheels), there is thus a change in the torque to be transmitted by the torque transmission device. To set the torque to be transmitted, an electromagnetic actuator is provided in the torque transmission device, which has a coil and an armature. The armature is connected to a part of the friction clutch (eg piston or pressure ring) and can be moved by energizing the coil. Depending on the magnetic force of the armature - and thus in Depending on the excitation of the coil - the torque transmittable by the coupling unit is controllable. For this purpose, the control device controls the actuator in accordance with a torque request. During operation of the friction clutch, wear occurs on the components of the clutch unit. For example, the friction clutch can be designed as a wet or dry-running multi-plate clutch with alternately arranged primary and secondary clutch plates. In this case, wear can occur, for example, by a reduction in the lamella thicknesses and / or by a stiffening of the lamellar material. As a result of the wear, the coefficient of friction at the friction surfaces and thus also the torque actually transmitted at a specific actuator position changes over time, since this depends on the coefficient of friction. When using an electromagnetic actuator with a coil, the inductance of the coil can change due to the wear occurring. In particular, the inductance may change as a result of the fact that the usually metallic armature in its respective position has a wear-induced changed distance from the coil or an associated stator and thus changes the magnetic field of the coil. Due to the changed by the changed armature position magnetic field, in turn, a change in the inductance of the coil can be caused. By a change in the inductance caused by wear, a characteristic curve of the coupling unit can be falsified, which is determined for example by a factory calibration and a relationship between an applied voltage or a coil flowing through
Strom einerseits und einem übertragenen Drehmoment andererseits repräsentiert. Somit kann es zu unerwünschten Abweichungen zwischen dem angewiesenen Kupplungsmoment (Sollwert) und dem tatsächlich übertragenen Kupplungsmoment (Istwert) kommen. Es ist bekannt, aus der oben erläuterten Änderung der Induktivität Rückschlüsse auf den Verschleiß der Kupplungseinheit zu ziehen. Dazu wird herkömmlicher- weise in die Spule ein zusätzlicher Wechselstrom eingeprägt und anhand des Wechselstroms der komplexe Widerstand der Spule ermittelt. Ein solches Vorge- hen ist aus der DE 101 47 817 A1 , der DE 195 48 520 A1 , der DE 1 1 33 458, der DE 1 1 53 574, der DE 37 39 836 C2 und der DE 422 75 35 A1 bekannt. Alternativ beschreibt die DE 198 14 042 C1 die Ermittlung einer Induktivitätsänderung einer Spule relativ zu einer Sensorspule. Eine direkte Messung einer veränderten Ak- tuatorposition auf der Basis einer Magnetflussmessung geht aus der DE 102 30 090 A1 hervor. Nachteiligerweise müssen insbesondere zur Einprägung eines zusätzlichen Wechselstroms eine entsprechende Wechselstromquelle sowie geeignete Messmittel vorgehalten werden. Current on the one hand and a transmitted torque on the other hand represents. This can lead to undesirable deviations between the commanded clutch torque (setpoint) and the actually transmitted clutch torque (actual value). It is known to draw conclusions on the wear of the coupling unit from the above-mentioned change in the inductance. For this purpose, an additional alternating current is conventionally impressed into the coil and the complex resistance of the coil is determined on the basis of the alternating current. Such a procedure is known from DE 101 47 817 A1, DE 195 48 520 A1, DE 1 1 33 458, DE 1 1 53 574, DE 37 39 836 C2 and DE 422 75 35 A1. Alternatively, DE 198 14 042 C1 describes the determination of an inductance change of a coil relative to a sensor coil. A direct measurement of a changed actuator position on the basis of a magnetic flux measurement is disclosed in DE 102 30 090 A1. Disadvantageously, in particular for impressing an additional alternating current, a corresponding alternating current source as well as suitable measuring means must be provided.
Aus der DE 10 2005 001 905 A1 ist weiterhin ein Verfahren zur Überwachung eines Verschleißmaßes von Kupplungsbelägen bekannt. Hierbei wird beim Kuppelvorgang die Zeit für das Zurücklegen der Luftspaltstrecke als Belaganzugzeit ermittelt. Die Bestimmung der Belaganzugzeit, die sich mit zunehmendem Verschleiß ändert, erfolgt durch Auswertung des Magnetspulenstromverlaufes während des Schließvorganges. From DE 10 2005 001 905 A1 a method for monitoring a wear rate of clutch linings is also known. In this case, the time for covering the air gap distance is determined as pad wear time during the dome process. The determination of the pad wear time, which changes with increasing wear, is carried out by evaluating the magnetic coil current during the closing process.
Die DE 10 201 1 052 966 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer elektromagnetischen Kupplung, mit dem die Lageralterung eines zwischen Antriebs- und Abtriebsseite angeordneten Lagers verzögert werden kann. Hierbei wird die Bestromung der Magnetspule gezielt geändert, so dass es zu einer Relativverdre- hung zwischen Antriebs- und Abtriebsseite kommt. DE 10 201 1 052 966 A1 discloses a method for operating an electromagnetic clutch with which the bearing aging of a bearing arranged between the drive and driven side bearing can be delayed. In this case, the energization of the magnetic coil is deliberately changed so that there is a relative rotation between the input and output side.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustandes einer Kupplungseinheit einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer einfach durchführbaren Verschleißermittlung für eine Reibungs- kupplung anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustandes einer Kupplungseinheit einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass mittels der Steuereinrichtung eine Erregung der Spule geändert wird und der zeitlichen Verlauf einer hierdurch verursachten Änderung eines die Spule durchfließenden Stroms ausgewertet wird, um einen Induktivitätsmesswert zu ermitteln, der einen Verschleißzustand der Kupplungseinheit repräsentiert. It is an object of the invention to provide a method for monitoring a state of wear of a coupling unit of a torque transmission device with a simple feasible wear determination for a friction clutch. This object is achieved by a method for monitoring a state of wear of a coupling unit of a torque transmission device with the features of claim 1 and in particular by means of the control means, an excitation of the coil is changed and the time course of a change caused thereby by a current flowing through the coil is evaluated to determine an inductance measurement representing a wear condition of the clutch unit.
Die Steuereinrichtung der Drehmomentübertragungseinrichtung ist also dazu ausgelegt, zunächst eine Erregung der Spule zu ändern, beispielsweise indem eine an die Spule angelegte Spannung oder ein der Spule eingeprägter Strom geändert wird. Diese Änderung kann generell ausgehend von einem Ruhezustand des Aktuators (in dem kein Strom die Spule durchfließt und die Reibungskupplung nicht betätigt wird) oder von einem Betriebszustand des Aktuators (in dem bereits ein Strom die Spule durchfließt und dementsprechend die Reibungskupplung betätigt wird) erfolgen. In beiden Fällen verursacht die Änderung der Erregung der Spule eine Änderung des die Spule durchfließenden Stroms. Der zeitliche Verlauf dieser Stromänderung kann beobachtet und ausgewertet werden, indem während der Änderung des Spulenstroms wenigstens ein Wert des Spulenstroms gemessen wird (wobei vorzugsweise mehrere Messwerte erzeugt werden oder für eine Integralbildung eine kontinuierliche oder quasikontinuierliche Messung erfolgt, wie nachfolgend noch erläutert wird). Anhand dieser Auswertung kann (indirekt) ein Induktivitätsmesswert ermittelt werden. Der Induktivitätsmesswert repräsentiert bereits dadurch einen Verschleißzustand der Kupplungseinheit, dass sich durch Verschleiß an den Kupplungslamellen die Position des Ankers des elektromagnetischen Aktuators zumindest dann ändert, wenn die Reibungskupplung betätigt ist und die Kupplungslamellen kraftbeaufschlagt aneinander anliegen. Mit der Änderung der Position des Ankers ändern sich auch die magnetische Reluktanz und damit die Induktivität der Anordnung, beispielsweise weil sich die Weite eines Luftspalts zwischen dem Anker und der Spule (oder einem zugeordneten Stator) ändert. The control device of the torque transmission device is thus designed to first change an excitation of the coil, for example by changing a voltage applied to the coil or a current impressed on the coil. This change can generally be made starting from an idle state of the actuator (in which no current flows through the coil and the friction clutch is not actuated) or from an operating state of the actuator (in which already a current flows through the coil and, accordingly, the friction clutch is actuated). In both cases, the change in the excitation of the coil causes a change in the current flowing through the coil. The time course of this current change can be observed and evaluated by measuring at least one value of the coil current during the change of the coil current (preferably producing a plurality of measured values or for a continuous or quasi-continuous measurement, as will be explained below). Based on this evaluation, (indirectly) an inductance measured value can be determined. The Induktivitätsmesswert already characterized by a state of wear of the coupling unit that at least by changing the position of the armature of the electromagnetic actuator by wear on the clutch plates, when the friction clutch is actuated and the clutch plates bear force applied to each other. As the position of the armature changes, so does the magnetic reluctance, and hence the inductance, of the assembly, For example, because the width of an air gap between the armature and the coil (or an associated stator) changes.
Der Erfindung liegen die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Sofern an die Spule des elektromagnetischen Aktuators beispielsweise eine gegebene Spannung angelegt wird, so stellt sich (abgesehen von Temperatureffekten) nach einem asymptotischen Einschwingen letztlich stets derselbe, der dem ohmsche Widerstand entsprechende Endwert des Stromes ein, der die Spule durchfließt. Der zeitliche Verlauf des Spulenstroms während des asymptotischen Einschwingens hängt jedoch von der Induktivität der Spule ab. Die Induktivität der Spule wiederum kann sich, wie vorstehend erläutert, durch Verschleiß der Kupplungseinheit und insbesondere mit einer Änderung der Dicke der Kupplungslamellen ändern. Indem bei einer Änderung der Erregung der Spule der resultierende zeitliche Verlauf des Spulenstroms gemessen und ausgewertet wird, kann hieraus ein aktueller Induktivitätsmesswert der Spule abgeleitet und somit ein aktueller Verschleiß der Kupplungseinheit bestimmt werden. The invention is based on the following findings: If, for example, a given voltage is applied to the coil of the electromagnetic actuator, the final value of the current corresponding to the ohmic resistance (apart from temperature effects) after an asymptotic transient finally always sets itself Coil flows through. However, the time course of the coil current during the asymptotic transient depends on the inductance of the coil. The inductance of the coil in turn, as explained above, change by wear of the coupling unit and in particular with a change in the thickness of the clutch plates. By measuring and evaluating the resulting time profile of the coil current when the excitation of the coil changes, a current inductance measured value of the coil can be derived from this, and thus a current wear of the coupling unit can be determined.
Mit anderen Worten erfolgt bei einer Änderung einer an die Spule angelegten Spannung oder eines der Spule eingeprägten Stroms aufgrund der Induktivität der Spule keine unmittelbare Änderung der Erregung der Spule und insbesondere des die Spule durchfließenden Stroms. Stattdessen wird in der Spule eine Spannung induziert, die der Änderung entgegenwirkt. Je größer die Induktivität der Spule, umso größer ist die induzierte Spannung. Die induzierte Spannung verringert sich mit zunehmendem Zeitablauf, wodurch es zu einer asymptotischen Annäherung des die Spule durchfließenden Stroms an einen Endwert kommt. Durch eine Änderung der Erregung der Spule und der zeitlichen Messung der hierdurch hervorgerufenen charakteristischen Änderung des die Spule durchfließenden Stroms kann folglich auf die Induktivität der Spule rückgeschlossen werden, wobei die Induktivität der Spule durch den Induktivitätsmesswert dargestellt wird. Die Aus- wertung des Zeitverlaufs kann vorteilhafterweise durch eine oder mehrere einfache Strommessungen durchgeführt werden. In other words, when a voltage applied to the coil or a current impressed on the coil changes due to the inductance of the coil, there is no immediate change in the excitation of the coil and, in particular, of the current flowing through the coil. Instead, a voltage is induced in the coil that counteracts the change. The greater the inductance of the coil, the greater the induced voltage. The induced voltage decreases with increasing timing, resulting in an asymptotic approach of the current flowing through the coil to a final value. By changing the excitation of the coil and the temporal measurement of the resulting characteristic change in the current flowing through the coil can thus be deduced the inductance of the coil, wherein the inductance of the coil is represented by the Induktivitätsmesswert. From- Evaluation of the time course can be advantageously carried out by one or more simple current measurements.
Hierfür ist keine Sekundärspule oder sonstige zusätzliche Sensorik erforderlich, sondern es wird die Eigeninduktivität der Spule ausgenutzt. Im Unterschied zu dem erläuterten Einprägen eines zusätzlichen Wechselstroms in die Spule ist keine Wechselstromquelle erforderlich. Bei der Erfindung wird stattdessen vorzugsweise nur ein sich monoton ändernder Verlauf des die Spule durchfließenden Stroms benötigt und ausgewertet, wodurch auch die erforderliche Änderung der Erregung der Spule auf einfache Weise erzeugt werden kann und beispielsweise allein durch eine Sprungfunktion herbeigeführt wird. For this purpose, no secondary coil or other additional sensor is required, but it is the self-inductance of the coil exploited. In contrast to the explained impressing an additional alternating current into the coil, no AC power source is required. In the invention, only a monotonically changing course of the current flowing through the coil is preferably required and evaluated, whereby the required change in the excitation of the coil can be generated in a simple manner and is brought about, for example, solely by a step function.
Der ermittelte Induktivitätsmesswert wiederum ist abhängig von der Position des Ankers des Aktuators. Bei gegenseitigem Anliegen der Kupplungslamellen reprä- sentiert der Induktivitätsmesswert somit auch den Verschleißzustand. Beispielsweise kann bei gegebener Drehmomentübertragung durch die Reibungskupplung die Position des Ankers abhängig vom Verschleißzustand variieren. Damit variiert auch der Induktivitätsmesswert, wodurch aus dem Induktivitätsmesswert auf den Verschleißzustand und auch Fertigungstoleranzen rückgeschlossen werden kann. The determined inductance measured value in turn depends on the position of the armature of the actuator. With mutual concern of the clutch plates, the inductance measured value thus also represents the state of wear. For example, for a given torque transmission through the friction clutch, the position of the armature can vary depending on the state of wear. Thus, the inductance measured value also varies, as a result of which it is possible to deduce the state of wear and also manufacturing tolerances from the inductance measured value.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, den Unteransprüchen und den Zeichnungen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are set forth in the description, the subclaims and the drawings.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird bei dem Verfahren mittels der Steuereinrichtung der Induktivitätsmesswert ausgehend von einem stationären Betriebszustand des Aktuators ermittelt, in welchem der die Spule durchfließende Strom im Wesentlichen konstant und verschieden von Null ist. Der die Spule durchfließende Strom kann im Ausgangszustand für die Ermittlung des Induktivitätsmesswerts auch Null sein. In beiden Fällen wird die Veränderung der Erregung der Spule dann vorgenommen, wenn ein stationärer Betriebszustand vorliegt. Dabei ist anzumerken, dass durch die bekannten asymptotischen Stromkennlinien von Spulen ein konstanter Strom theoretisch erst im Unendlichen auftritt. Daher soll im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung generell davon ausgegangen werden, dass nach Erreichen von mehr als 90 %, bevorzugt von 95 %, des im eingeschwungenen Zustand durch die Spule fließenden Stroms von einem stationären bzw. von einem eingeschwungenen Betriebszustand gesprochen werden kann, in dem der Strom im Wesentlichen konstant ist. Liegt also ein stationärer Betriebszustand vor, so kann die Erregung der Spule verändert werden, wobei die hierdurch verursachte Änderung des die Spule durchfließenden Stroms ausgewer- tet wird, um einen Induktivitätsmesswert zu ermitteln. According to an advantageous embodiment, in the method by means of the control device, the inductance measured value is determined on the basis of a stationary operating state of the actuator in which the current flowing through the coil is substantially constant and different from zero. The current flowing through the coil may also be zero in the initial state for the determination of the inductance measured value. In both cases, the change in the excitation of the coil is made when there is a stationary operating condition. It should be noted that a constant current theoretically occurs only at infinity due to the known asymptotic current characteristics of coils. Therefore, it should generally be assumed in connection with the present invention that, after reaching more than 90%, preferably 95%, of the current flowing through the coil in the steady state, it is possible to speak of a steady-state or a steady-state operating state the current is substantially constant. Thus, if there is a stationary operating state, the excitation of the coil can be changed, whereby the change in the current flowing through the coil caused thereby is evaluated in order to determine an inductance measured value.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Reibungskupplung mehrere ineinandergreifende Kupplungslamellen auf, wobei bei dem Verfahren mittels der Steuereinrichtung der Induktivitätsmesswert ausgehend von einem Betriebszustand des Aktuators ermittelt wird, in welchem die Reibungskupplung von dem Aktuator kraftbeaufschlagt ist und die Kupplungslamellen aneinander anliegen. Der (vorzugsweise stationäre) Betriebszustand, der somit als Ausgangszustand oder Startzeitpunkt für die Ermittlung des Induktivitätsmesswerts dient, kann sich also dadurch auszeichnen, dass die Kupplungslamellen gegeneinander vorgespannt sind. Wird durch die Änderung der Erregung der Spule nun die Kraftbeaufschlagung der Kupplungslamellen vergrößert, so kann eine durch die Vergrößerung verursachte Bewegung des Ankers minimiert oder gar unterbunden werden, wodurch Ungenauigkeiten bei der Ermittlung des Induktivitätsmesswerts, die von der Ankerbewegung herrühren, minimiert werden können. Insbesondere kann hierdurch auch ein für mehrere Messungen reproduzierbarer Ausgangszustand erreicht werden. According to a further advantageous embodiment, the friction clutch has a plurality of intermeshing clutch plates, wherein in the method by means of the control device, the inductance measured value is determined starting from an operating state of the actuator, in which the friction clutch is subjected to force by the actuator and the clutch plates abut each other. The (preferably stationary) operating state, which thus serves as the initial state or starting time for the determination of the inductance measured value, can therefore be characterized in that the clutch plates are biased against each other. If the change in the excitation of the coil now increases the force applied to the clutch plates, movement of the armature caused by the enlargement can be minimized or even prevented, whereby inaccuracies in the determination of the inductance measured value resulting from the armature movement can be minimized. In particular, this can also be achieved a reproducible output state for several measurements.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dazu angepasst, dass mittels der Steuereinrichtung die Erregung der Spule gemäß einem monoton ansteigenden oder abfallenden Verlauf einer an die Spule angelegten Spannung oder eines der Spule eingeprägten Stroms geändert wird. Eine derartige monotone Änderung der Erregung der Spule kann mit besonders einfachen Mitteln herbeigeführt werden und ermöglicht eine einfache Auswertung des Spulenstroms. Bevorzugt ist das Verfahren dazu angepasst, dass mittels der Steuereinrichtung ein an der Spule anliegende Spannung sprunghaft vergrößert oder verringert wird, um den Induktivitätsmesswert zu ermitteln. Beispielsweise kann die an die Spule angelegte Spannung in Form eines Rechtecksprungs verändert werden, wodurch der durch die Spule fließende Strom mit einem exponentialförmigen Verlauf nach- folgt. Mit anderen Worten wird durch eine sprunghafte Änderung der Erregung der Spule erreicht, dass die resultierende Änderung des Spulenstroms und die resultierende Änderung der in der Spule induzierten Spannung U, einer Exponentialfunktion folgen. Dabei entspricht die in der Spule induzierte Spannung U,, der Differenz zwischen der nach dem Sprung an der Spule angelegten Spannung und der an dem ohmschen Widerstand der Spule abfallenden Spannung, welche durch den an einem jeweiligen Zeitpunkt durch die Spule fließenden Strom hervorgerufen wird. Die induzierte Spannung U, nimmt dabei im zeitlichen Verlauf ab. Durch die Kenntnis des grundsätzlichen Verlaufs des Spulenstroms und der induzierten Spannung kann sich die Auswertung vereinfachen, da weniger Messpunkte benö- tigt werden, um den zeitlichen Verl des Spulenstroms bzw. der induzierten Spannung LI, zu bestimmen. According to a preferred embodiment, the method is adapted to that by means of the control device, the excitation of the coil in accordance with a monotonically rising or falling course of a voltage applied to the coil voltage or one of the coil impressed current is changed. Such a monotonous change in the excitation of the coil can be brought about with particularly simple means and allows a simple evaluation of the coil current. The method is preferably adapted such that by means of the control device a voltage applied to the coil is suddenly increased or reduced in order to determine the inductance measured value. For example, the voltage applied to the coil can be changed in the form of a rectangular jump, whereby the current flowing through the coil follows with an exponential profile. In other words, it is achieved by a sudden change in the excitation of the coil that the resulting change in the coil current and the resulting change in the voltage U induced in the coil follow an exponential function. In this case, the voltage U ,, induced in the coil corresponds to the difference between the voltage applied after the jump to the coil and the voltage dropping across the ohmic resistance of the coil, which is caused by the current flowing through the coil at a particular time. The induced voltage U, decreases during the course of time. By knowing the basic course of the coil current and the induced voltage, the evaluation can be simplified since fewer measuring points are required to determine the time delay of the coil current or the induced voltage LI.
Eine derartige sprunghafte Änderung der Erregung der Spule kann auch während der Fahrt des Kraftfahrzeugs im regulären Betrieb der Drehmomentübertragungs- einrichtung erfolgen, insbesondere wenn aufgrund einer geänderten Drehmomentanforderung die Erregung der Spule ohnehin verändert werden muss. Such a sudden change in the excitation of the coil can also take place during the drive of the motor vehicle during regular operation of the torque transmission device, in particular if the excitation of the coil has to be changed anyway due to a changed torque requirement.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dazu angepasst, dass mittels der Steuereinrichtung aus dem die Spule durchfließenden Strom eine in der Spule induzierte Spannung U, bestimmt und ein Integral über den zeitlichen Verlauf einer Änderung der induzierten Spannung U, gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform wird der Induktivitätsmesswert in Abhängigkeit von dem gebildeten Integral ermittelt, wobei die induzierte Spannung U, indirekt durch eine Messung des die Spule zu einem gegebenem Zeitpunkt durchfließenden Stroms beispielsweise an einer Messbrücke (bestehend aus mehreren Widerständen) oder an einem einzelnen Messwiderstand zeitabhängig gemessen werden kann. Die Brückenschaltung oder der Messwiderstand kann beispielsweise in Serie mit der Spule geschaltet sein. Die Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Änderung des Spulenstroms erfolgt bei dieser Ausführungsform also dadurch, dass aus den zeitabhängig gewonnenen Messwerten für den Spulenstrom letztlich die in der Spule induzierte Spannung U, ermittelt wird und dass über die ermittelte induzierte Spannung U, ein Integral gebildet wird. Falls der Spulenstrom nicht kontinuierlich gemessen wird, sind während der Änderung des Spulenstroms nacheinander mehrere Messwerte für den Spulenstrom erforderlich, wobei die Integralbildung im Falle eines lediglich quasikontinuierlichen oder zeitlich diskreten Erfassens des Spulenstroms einer Summenbildung entspricht. According to a particularly advantageous embodiment, the method is adapted to that by means of the control device from the current flowing through the coil determined in the coil induced voltage U, and an integral over the time course of a change in the induced voltage U, is formed. In this embodiment, the inductance measured value is determined as a function of the integral formed, wherein the induced voltage U, measured indirectly by measuring the current flowing through the coil at a given time, for example on a measuring bridge (consisting of several resistors) or on a single measuring resistor can be. The bridge circuit or the measuring resistor may, for example, be connected in series with the coil. The evaluation of the time course of the change in the coil current is thus in this embodiment, that from the time-dependent measured values for the coil current ultimately induced in the coil voltage U, is determined and that on the determined induced voltage U, an integral is formed. If the coil current is not measured continuously, several measured values for the coil current are required in succession during the change of the coil current, wherein the integral formation corresponds to a summation in the case of a merely quasi-continuous or time-discrete detection of the coil current.
Während bei einer Änderung der Erregung der Spule der Endwert des resultierenden Spulenstroms, wie vorstehend erläutert, unabhängig von der Induktivität der Spule ist, kann durch das Bilden eines zeitlichen Integrals über die induzierteWhile with a change in the excitation of the coil, the final value of the resulting coil current, as explained above, is independent of the inductance of the coil, can be achieved by forming a time integral over the induced
Spannung U, auf einfache Weise und unter Verwendung der ohnehin vorhandenen Komponenten des Aktuators ein charakteristischer Wert bestimmt werden, welcher von der Induktivität der Spule abhängt. Durch das Bilden eines Integrals über die induzierte Spannung U, wird letztlich eine Fläche in einem Zeit/Strom- Diagramm bestimmt. Für eine möglichst einfache Messung und Auswertung wird die Integralbildung vorzugsweise während eines stationären Betriebszustands des Aktuators begonnen und während eines stationären Betriebszustands des Aktuators beendet. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn bei dem Verfahren mittels der Steuereinrichtung der Induktivitätsmesswert dadurch ermittelt wird, dass das gebildete Integral durch den Strom dividiert wird, der die Spule in einem eingeschwungenen Zustand durchfließt. Die induzierte Spannung U, hängt mit dem die Spule durchfließenden Strom über Voltage U, in a simple manner and using the already existing components of the actuator, a characteristic value can be determined, which depends on the inductance of the coil. By forming an integral over the induced voltage U, an area in a time / current diagram is ultimately determined. For the simplest possible measurement and evaluation, the integral formation is preferably started during a stationary operating state of the actuator and terminated during a stationary operating state of the actuator. In this embodiment, it is preferred that in the method by means of the control device, the inductance measured value is determined by dividing the formed integral by the current flowing through the coil in a steady state. The induced voltage U depends on the current flowing through the coil
Lie = iUidt Li e = iUidt
L(l- = iUidt mit U, = Uges - Rl zusammen, wobei der die Spule im eingeschwungenen Zustand durchfließende Strom ist. Dieser Stromwert kann auf einfache Weise als zusätzlicher Messwert gewonnen werden (wiederum beispielsweise mittels einer der Spule in Serie geschalteten Messbrücke oder eines Messwiderstands). Es ist also lediglich eine zusätzliche Messung des Spulenstroms erforderlich, die jedoch nach der Änderung der Erregung der Spule durchgeführt wird, wenn ein stationärer Betriebszu- stand vorliegt und der Spulenstrom (aufgrund seines asymptotischen Verlaufs) im Wesentlichen konstant ist. Damit diese Bedingung erfüllt ist, muss nach der Änderung der Erregung der Spule ein gewisser Zeitablauf abgewartet werden (mehrere Zeitkonstante τ). Dabei kann beispielsweise für jede Ermittlung des Induktivitätsmesswerts auch der im eingeschwungenen Zustand durch die Spule fließende Strom ermittelt werden. L (l- = iUidt with U, = U ges - Rl where the current flowing through the coil is current This current value can easily be obtained as an additional measured value (again, for example, by means of a coil connected in series measuring bridge or Therefore, only an additional measurement of the coil current is required, which, however, is carried out after the change in the excitation of the coil, when a stationary operating state is present and the coil current (due to its asymptotic curve) is substantially constant Condition is met, after the change of the excitation of the coil a certain time lapse must be waited for (several time constant τ) .In this case, for example, for each determination of the inductance measured value, the current flowing in the steady state through the coil can be determined.
Bei der genannten Ausführungsform mit Integralbildung ist es ferner bevorzugt, wenn die Steuereinrichtung einen ohmschen Widerstand, d.h. elektrischen Widerstand der Spule ermittelt und diesen Widerstand zusätzlich für das Ermitteln des Induktivitätsmesswerts berücksichtigt. Durch Kenntnis des Spulenwiderstands kann für die Ermittlung des Induktivitätsmesswerts die am Spulenwiderstand abfallende Spannung ermittelt und berücksichtigt werden. Vorzugsweise ist das Verfahren dazu angepasst, dass mittels der Steuereinrichtung der ohmsche Widerstand der Spule in einem stationären Betriebszustand des Aktuators ermittelt wird, in welchem der die Spule durchfließende Strom im Wesentlichen konstant und verschieden von Null ist. Der Widerstand der Spule kann also (vor oder nach der genannten Änderung der Erregung der Spule) in einem eingeschwungenen Zustand ermittelt werden, in welchem die induzierte Spannung in der Spule sehr klein oder Null ist und somit die Ermittlung des Widerstands nicht verfälscht. Beispielsweise kann die Ermittlung des Widerstands zeitnah, insbesondere unmittelbar vor und/oder nach jeder Ermittlung eines Induktivitätsmesswerts erfolgen. Dies kann die Genauigkeit der Ermittlung des Induktivitätsmesswerts erhöhen, da sich der Widerstand der Spule beim Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung mit der Temperatur ändern kann. In the aforementioned embodiment with integral formation, it is further preferred if the control device determines an ohmic resistance, ie electrical resistance of the coil and additionally takes this resistance into account for determining the inductance measured value. By knowing the coil resistance, the voltage drop across the coil resistance can be determined and taken into account for the determination of the inductance measured value. Preferably, the method is adapted to the fact that by means of the control device, the ohmic resistance of the coil is determined in a stationary operating state of the actuator, in which the current flowing through the coil is substantially constant and different from zero. The resistance of the coil can thus be determined (before or after said change in the excitation of the coil) in a steady state, in which the induced voltage in the coil is very small or zero and thus does not distort the determination of the resistance. By way of example, the resistance can be determined in a timely manner, in particular immediately before and / or after each determination of an inductance measured value. This may increase the accuracy of determining the inductance reading since the resistance of the inductor may change with temperature during operation of the torque transmitting device.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das Verfahren dazu angepasst, dass mittels der Steuereinrichtung der ermittelte ohmsche Widerstand der Spule für das Ermitteln des Induktivitätsmesswerts dadurch berücksichtigt wird, dass der ermittelte Spulenwiderstand mit dem zu einem gegebenen Zeitpunkt gemessenen Spulenstrom multipliziert wird, welcher infolge der genannten Änderung der Erregung der Spule zeitabhängig variiert. Durch diese Multiplikation wird für den gegebenen Zeitpunkt ein Spannungswert der Spule ermittelt, der als Basisspannungswert bezeichnet werden kann. Die Steuereinrichtung kann bei der erläuterten Integralbildung diesen (zeitabhängig ermittelten) Basisspannungswert von einem Gesamtspan- nungswert subtrahieren, um hierdurch für den gegebenen Zeitpunkt die genannte induzierte Spannung U, zu erhalten. Bei dem Gesamtspannungswert kann es sich um die an die Spule angelegte Spannung handeln, die nicht zeitlich variieren muss sondern vorzugsweise konstant ist. Mit anderen Worten kann aus Kenntnis der von außen an die Spule angelegten elektrischen Spannung und des ohmschen Widerstands der Spule, welcher mit dem zeitabhängig ermittelten Spulenstrom multipliziert wird, die induzierte Spannung U, für einen gegebenen Zeitpunkt ermit- telt werden, um hierüber das zeitliche Integral bilden zu können. Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform wird zur Überwachung des Verschleißzustandes der Kupplungseinheit und insbesondere der Reibungskupplung der Induktivitätsmesswert in Abhängigkeit von einem Integral ermittelt, welches über den zeitlichen Verlauf einer in der Spule induzierten Spannung U, gebildet wird. Eine Auswertung des zeitlichen Verlaufs des die Spule durchfließenden Stroms erfolgt hierbei also zum Zwecke der Ermittlung der induzierten Spannung LI,. Allerdings kann der zeitliche Verlauf einer Änderung des Spulenstroms auch auf andere Weise ausgewertet werden, um auf die Induktivität der Spule schließen zu können. Furthermore, it is preferable for the method to be adapted in that by means of the control device the determined ohmic resistance of the coil for determining the inductance measured value is taken into account by multiplying the determined coil resistance by the coil current measured at a given time, which due to said change the excitation of the coil varies with time. By this multiplication, a voltage value of the coil is determined for the given time, which can be referred to as the base voltage value. In the case of the explained integral formation, the control device can subtract this (time-dependent determined) basic voltage value from a total voltage value, in order to obtain the said induced voltage U 1 for the given instant. The total voltage value may be the voltage applied to the coil, which need not vary with time but is preferably constant. In other words, from knowledge of the voltage applied from the outside to the coil and the ohmic resistance of the coil, which is multiplied by the time-dependent determined coil current, the induced voltage U, can be determined for a given instant in order to determine the integral over time to be able to form. In the embodiment described above, to monitor the state of wear of the coupling unit and in particular of the friction clutch, the inductance measured value is determined as a function of an integral which is formed over the time profile of a voltage U induced in the coil. An evaluation of the time course of the current flowing through the coil is thus carried out for the purpose of determining the induced voltage LI,. However, the time course of a change in the coil current can also be evaluated in other ways in order to be able to conclude on the inductance of the coil can.
Insbesondere ist es gemäß einer alternativen Ausführungsform möglich, dass die Steuereinrichtung während der Änderung des die Spule durchfließenden Stroms wenigstens einen Wert des Stroms misst und in Abhängigkeit von dem gemessenen Stromwert eine Zeitkonstante der Änderung des Spulenstroms ermittelt, wobei die Steuereinrichtung den Induktivitätsmesswert in Abhängigkeit von der ermittelten Zeitkonstanten ermittelt. Bei dieser Ausführungsform sind weniger Strommessungen erforderlich. Insbesondere können eine einzige oder lediglich zwei Messungen genügen, die während der durch die Änderung der Spulenerregung verursachten Änderung des Spulenstroms durchgeführt werden müssen. Man kann sich hierbei nämlich zunutze machen, dass die mathematische Funktion, welche den zeitlichen Verlauf der Änderung des Spulenstroms (entsprechend dem Abklingen der induzierten Spannung) beschreibt, grundsätzlich bekannt ist. Beispielsweise kann im Falle einer sprunghaften Änderung der an die Spule angelegten Spannung von einem exponentiellen Verlauf ausgegangen werden. Somit müssen nur noch die speziellen Parameter der Funktion ermittelt werden, insbesondere die genannte Zeitkonstante und beispielsweise ein Anfangswert, ein Zwischenwert und/oder ein Endwert. In particular, according to an alternative embodiment, it is possible for the control device to measure at least one value of the current during the change of the current flowing through the coil and to determine a time constant of the change of the coil current as a function of the measured current value, wherein the control device measures the inductance measured value as a function of the current value determined time constants determined. In this embodiment, less current measurements are required. In particular, one or only two measurements may be required to be performed during the change in coil current caused by the change in coil excitation. In fact, one can make use of the fact that the mathematical function, which describes the time course of the change in the coil current (corresponding to the decay of the induced voltage), is known in principle. For example, in the case of a sudden change in the voltage applied to the coil, an exponential course can be assumed. Thus, only the special parameters of the function need to be determined, in particular the named time constant and, for example, an initial value, an intermediate value and / or a final value.
Bei dieser Ausführungsform wird der zeitliche Verlauf der Änderung des Spulen- Stroms somit dadurch ausgewertet, dass nur einige wenige Messungen des Spu- lenstroms durchgeführt werden. Der zeitliche Verlauf der Änderung des Spulen- stroms wird also daraufhin ausgewertet, dass aus den für mehrere Zeitpunkte ermittelten Werten des Spulenstroms die Parameter einer Exponentialfunktion ermittelt werden, welche den zeitlichen Verlauf der Änderung des Spulenstroms generell beschreibt, wobei die genannte Zeitkonstante einer der Parameter ist. In this embodiment, the time profile of the change of the coil current is thus evaluated by the fact that only a few measurements of the coil be carried out lenstroms. The time course of the change in the coil current is thus evaluated in that the parameters of an exponential function are determined from the values of the coil current determined for several times, which generally describes the time profile of the change of the coil current, wherein said time constant is one of the parameters ,
Dies soll noch näher wie folgt erläutert werden: In Abhängigkeit der Induktivität und des ohmschen Widerstands der Spule kann der durch die Spule fließende Strom l(t) schneller oder langsamer zunehmen und sich dem Strom le im einge- schwungenen Zustand annähern. Dieses Verhalten wird durch die Gleichung l(t) = l0 + le (l - e- £) This will be explained in more detail as follows: Depending on the inductance and the ohmic resistance of the coil, the current I (t) flowing through the coil can increase faster or slower and approach the current I e in the retracted state. This behavior is given by the equation l (t) = l 0 + l e (l - e - £)
ausgedrückt, wobei t die Zeit ist, l0 den zum Startzeitpunkt (t = 0) durch die Spule fließenden Strom bezeichnet und τ die Zeitkonstante des Einschwingvorgangs darstellt. Ein von Null verschiedener Stromstartwert l0 liegt vor, falls die Erhöhung oder Verringerung der an die Spule angelegten Spannung nicht von einem Wert Null ausgeht, sondern von einem von Null verschiedenen Wert, d.h. wenn zum Startzeitpunkt (t = 0) bereits eine Erregung der Spule und dementsprechend eine Kraftbeaufschlagung der Reibungskupplung vorliegen. Vorzugsweise liegt jedoch zum Startzeitpunkt (t = 0) ein stationärer Betriebszustand vor, in dem der die Spule durchfließende Strom l0 im Wesentlichen konstant ist (Wert Null oder im Wesentlichen konstanter Wert ungleich Null). Die Zeitkonstante τ berechnet sich gemäß: τ = L/R Die Zeitkonstante τ ist also der Quotient aus der Induktivität L und dem ohmschen Widerstand R der Spule. Beispielsweise ist nach Ablauf einer Zeitspanne, die einer Zeitkonstante τ entspricht, der Strom l(t) durch die Spule bei etwa 63 % des Stroms le im eingeschwungenen Zustand angelangt. Nach Ablauf von drei Zeit- konstanten sind bereits etwa 95 % des Stroms le im eingeschwungenen Zustand erreicht. Es ergibt sich also, dass der Induktivitätsmesswert, der der Induktivität L der Spule entspricht, auf einfache Weise aus der Zeitkonstante τ berechnet werden kann, wenn durch Messung bekannt ist, wann beispielsweise 63 % oder 95 % des Stroms im eingeschwungenen Zustand erreicht sind. Somit kann es zur Er- mittlung des Induktivitätsmesswerts L ausreichen, eine Strommessung an zwei Zeitpunkten durchzuführen, beispielsweise am Startzeitpunkt (t = 0) und bei 95 % des Stroms im eingeschwungenen Zustand (t = 3τ). where t is the time l 0 denotes the current flowing through the coil at the start time (t = 0) and τ represents the time constant of the transient. A zero starting current value l 0 is present if the increase or decrease of the voltage applied to the coil does not start from a value zero, but from a non-zero value, ie if at the starting time (t = 0) already a coil excitation and accordingly there is a force applied to the friction clutch. Preferably, however, at the start time (t = 0) there is a stationary operating state in which the current l 0 flowing through the coil is substantially constant (value zero or substantially constant value not equal to zero). The time constant τ is calculated according to: τ = L / R The time constant τ is thus the quotient of the inductance L and the ohmic resistance R of the coil. For example, after a period of time which corresponds to a time constant τ, the current I (t) has reached the steady state through the coil at approximately 63% of the current I e . When three time constants have elapsed, approximately 95% of the current I e has already been reached in the steady state. It thus follows that the inductance measured value, which corresponds to the inductance L of the coil, can be calculated in a simple manner from the time constant τ if it is known by measurement when, for example, 63% or 95% of the current is reached in the steady state. Thus, to determine the inductance measured value L, it may be sufficient to carry out a current measurement at two points in time, for example at the start time (t = 0) and at 95% of the current in the steady state (t = 3τ).
Sofern ohnehin eine Messung des ohmschen Widerstands der Spule in einem stationären Betriebszustand des Aktuators erfolgt, genügt für die Ermittlung der Zeitkonstante τ sogar eine einzige zusätzliche Messung während der Änderung des Spulenstroms. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Messung des ohmschen Widerstands der Spule unmittelbar vor der Änderung der Erregung der Spule durchgeführt wird und diese Messung zugleich als erste Messung für die Zeitkonstante τ herangezogen wird, d.h. als Messung des Spulenstroms l(t) zum Startzeitpunkt (t = 0). If, in any case, a measurement of the ohmic resistance of the coil takes place in a stationary operating state of the actuator, it is sufficient for the determination of the time constant τ even a single additional measurement during the change of the coil current. This is particularly the case when the measurement of the ohmic resistance of the coil is carried out immediately before the change in the excitation of the coil and this measurement is also used as a first measurement for the time constant τ, i. as a measurement of the coil current I (t) at the start time (t = 0).
Der Strom le, welcher im eingeschwungenen Zustand durch die Spule fließt, kann dabei durch den Quotienten aus der an der Spule angelegten Spannung und dem ohmschen Widerstand der Spule berechnet werden, oder der Wert des Stroms le im eingeschwungenen Zustand kann aus dem Gleichungssystem herausgekürzt werden, falls während der Änderung des Spulenstroms wenigstens zwei Messungen für den Spulenstrom durchgeführt werden. The current I e , which flows in the steady state through the coil can be calculated by the quotient of the voltage applied to the coil and the ohmic resistance of the coil, or the value of the current I e in the steady state can be cut out of the system of equations if at least two measurements for the coil current are made during the change of coil current.
Wie erläutert, kann auch bei dieser Ausführungsform die Steuereinrichtung den ohmschen Widerstand R der Spule ermitteln und für das Ermitteln des Induktivi- tätsmesswerts berücksichtigen. Insbesondere kann die Steuereinrichtung den Induktivitätsmesswert dadurch ermitteln, dass die ermittelte Zeitkonstante τ mit dem Spulenwiderstand R multipliziert wird. Auch bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn das Verfahren dazu angepasst ist, dass mittels der Steuereinrichtung der ohmsche Widerstand R der Spule in einem stationären Betriebszustand des Aktuators ermittelt wird, in welchem der die Spule durchfließende Strom im Wesentlichen konstant und verschieden von Null ist. Insbesondere kann dies unmittelbar vor und/oder nach einer Ermittlung eines Induktivitätsmesswerts erfolgen, um Temperatureffekte berücksichtigen zu können. As explained, in this embodiment too, the control device can determine the ohmic resistance R of the coil and use it to determine the inductance. account for the measured value. In particular, the control device can determine the inductance measured value by multiplying the determined time constant τ by the coil resistance R. In this embodiment as well, it is preferable if the method is adapted to determine the ohmic resistance R of the coil in a stationary operating state of the actuator by means of the control device, in which the current flowing through the coil is substantially constant and different from zero. In particular, this can be done immediately before and / or after a determination of an inductance measured value in order to be able to take into account temperature effects.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der zeitliche Verlauf einer Änderung des Spulenstroms auch dadurch ausgewertet werden, dass nicht die Zeitkonstante τ, sondern die Steigung des Anstiegs oder Abfalls des durch die Spule fließenden Stroms l(t) bestimmt wird, um auf die Induktivität der Spule schließen zu können. Sofern nämlich die mathematische Funktion, welche den zeitlichen Verlauf der Änderung des Spulenstroms l(t) beschreibt, grundsätzlich bekannt ist (vgl. die vorstehend erläuterte Exponentialfunktion), kann aus einem oder mehreren Werten der zeitlichen Ableitung und beispielsweise einem Anfangswert und/oder ein Endwert letztlich ein Induktivitätsmesswert ermittelt werden, welcher dem charakteristischen Verlauf der Änderung des Spulenstroms l(t) entspricht. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dazu angepasst, dass mittels der Steuereinrichtung ein Unterschied zwischen dem ermittelten Induktivitätsmesswert und einem früher ermittelten Induktivitätsmesswert bestimmt wird (nachfolgend auch als Induktivitätsunterschied bezeichnet). Dieser Unterschied repräsentiert einen Verschleiß der Kupplungseinheit, der zwischen der jeweiligen Ermittlung der beiden Induktivitätsmesswerte aufgetreten ist. Vorzugs- weise wird für beide Induktivitätsmesswerte von derselben Erregung der Spule ausgegangen. Wird beispielsweise jeweils ein Induktivitätsmesswert bei Anlegen derselben vorbestimmten Spannung bestimmt, so repräsentiert der Unterschied zwischen den hierbei bestimmten Induktivitätsmesswerten den Verschleiß der Kupplungseinheit. According to a further alternative embodiment, the time profile of a change in the coil current can also be evaluated by determining not the time constant τ, but the slope of the rise or fall of the current flowing through the coil l (t), to the inductance of the coil to be able to close. If, in principle, the mathematical function which describes the time profile of the change in the coil current I (t) is known (cf., the exponential function explained above), one or more values of the time derivative and, for example, an initial value and / or a final value Finally, an inductance measured value are determined which corresponds to the characteristic curve of the change of the coil current I (t). According to an advantageous embodiment, the method is adapted to determine a difference between the determined inductance measured value and a previously determined inductance measured value by means of the control device (hereinafter also referred to as inductance difference). This difference represents a wear of the coupling unit, which has occurred between the respective determination of the two Induktivitätsmesswerte. preferential For example, the same excitation of the coil is assumed for both inductance measurements. If, for example, an inductance measured value is determined when the same predetermined voltage is applied, the difference between the inductance measured values determined in this case represents the wear of the coupling unit.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Verfahren dazu angepasst, dass mittels der Steuereinrichtung der genannte Induktivitätsunterschied, welcher einem zwischenzeitlich aufgetretenen Verschleiß der Kupplungseinheit entspricht, mit einem Schwellenwert verglichen wird und bei Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts ein Warnsignal erzeugt wird. Beispielsweise kann ein aktueller Induktivitätsmesswert mit einem Induktivitätsmesswert verglichen werden, der bei der Herstellung der Drehmomentübertragungseinrichtung bestimmt wurde. Die Differenz der ermittelten Induktivitätsmesswerte gibt dabei den bisher aufgetretenen Verschleiß an. Dabei ist von Vorteil, dass durch die Bildung einer Differenz dem absoluten Induktivitätsmesswert keine Bedeutung zukommen kann und auf diese Weise Fertigungstoleranzen der Reibungskupplung neutralisiert werden. Bei Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts kann ein Warnsignal ausgegeben werden, das beispielsweise in einen Speicher eingeschrieben wird oder einen Fahrer des Kraftfahrzeugs dazu auffordert, die Reibungskupplung warten oder ersetzen zu lassen. According to one embodiment, the method is adapted to the fact that by means of the control device said inductance difference, which corresponds to an intermittent wear of the clutch unit is compared with a threshold value and when reaching or exceeding the threshold value, a warning signal is generated. By way of example, a current inductance measured value can be compared with an inductance measured value which was determined in the production of the torque transmission device. The difference of the determined Induktivitätsmesswerte indicates the previously occurring wear. It is advantageous that by forming a difference the absolute inductance measured value can have no significance and in this way manufacturing tolerances of the friction clutch can be neutralized. When the threshold value is reached or exceeded, a warning signal can be output which, for example, is written into a memory or prompts a driver of the motor vehicle to have the friction clutch serviced or replaced.
Bevorzugt ist das Verfahren dazu angepasst, dass mittels der Steuereinrichtung die Kupplungseinheit gemäß einer Kupplungskennlinie gesteuert wird, wobei das Verfahren ferner dazu angepasst ist, dass mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem ermittelten Induktivitätsmesswert (insbesondere in Abhängigkeit von dem vorgenannten Induktivitätsunterschied) die Kupplungskennlinie der Kupplungseinheit (z.B. Offset und/oder Steigung) angepasst wird, um einen Verschleiß der Kupplungseinheit zu kompensieren. In der Kupplungskennlinie ist dabei hinter- legt, welche Erregung der Spule des elektromagnetischen Aktuators welchem Anteil an übertragenem Drehmoment entspricht. Durch den Verschleiß der Kupplungseinheit kann die durch die Kupplungskennlinie vorgegebene Zuordnung zwischen der Erregung der Spule und dem übertragenem Drehmoment nicht mehr der Realität entsprechen. Aufgrund des ermittelten Verschleißes der Kupplungs- einheit und/oder der veränderten Induktivitätsmesswerte kann eine korrekte Zuordnung erreicht werden, indem eine Anpassung der Kupplungskennlinie vorgenommen wird. Auf diese Weise kann der Verschleiß der Kupplungseinheit kompensiert werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform repräsentiert die Kupplungskennlinie einen vorbestimmten Zusammenhang zwischen einer an die Spule angelegten elektrischen Spannung oder einem die Spule durchfließenden Strom einerseits und dem von der Reibungskupplung übertragenen Drehmoment andererseits. Die Erregung der Spule kann also konkret entweder durch die an die Spule angelegte elektrische Spannung oder den die Spule durchfließenden Strom ausgedrückt werden. Die angelegte Spannung oder der die Spule durchfließende Strom sind durch die Kupplungskennlinie mit dem von der Reibungskupplung übertragenen Drehmoment verknüpft. The method is preferably adapted such that the clutch unit is controlled according to a clutch characteristic curve by means of the control device, wherein the method is further adapted to the clutch characteristic of the clutch unit by means of the control device as a function of the determined inductance measured value (in particular as a function of the aforementioned inductance difference) (eg offset and / or pitch) is adjusted to compensate for wear of the coupling unit. The excitation of the coil of the electromagnetic actuator is defined in the clutch characteristic Proportion of transmitted torque corresponds. Due to the wear of the coupling unit, the predetermined by the clutch characteristic relationship between the excitation of the coil and the torque transmitted no longer correspond to reality. Due to the determined wear of the coupling unit and / or the changed inductance measured values, a correct assignment can be achieved by making an adaptation of the coupling characteristic curve. In this way, the wear of the coupling unit can be compensated. According to a further advantageous embodiment, the clutch characteristic represents a predetermined relationship between an electrical voltage applied to the coil or a current flowing through the coil on the one hand and the torque transmitted by the friction clutch on the other. The excitation of the coil can therefore be expressed concretely either by the voltage applied to the coil electrical voltage or the current flowing through the coil. The applied voltage or the current flowing through the coil are linked by the clutch characteristic with the torque transmitted by the friction clutch.
Bevorzugt weist der elektromagnetische Aktuator ferner einen Stator auf, wobei zwischen dem Stator und dem Anker ein variabler Luftspalt vorgesehen ist, der bei einer Betätigung der Reibungskupplung seine Weite ändert. Dabei kann die Spule den Stator umgeben, wodurch der Stator als Kern der Spule dienen kann. Ferner können der Stator, der Anker und der Luftspalt einen magnetischen Ringschluss für die Spule bilden. In Abhängigkeit der Weite des Luftspalts können sich die magnetische Reluktanz des Luftspalts und damit die Induktivität ändern.  Preferably, the electromagnetic actuator further comprises a stator, wherein between the stator and the armature, a variable air gap is provided which changes its width upon actuation of the friction clutch. In this case, the coil surrounding the stator, whereby the stator can serve as the core of the coil. Further, the stator, the armature and the air gap may form a magnetic ring closure for the coil. Depending on the width of the air gap, the magnetic reluctance of the air gap and thus the inductance may change.
Rein beispielhaft können Stator und Anker jeweils im Wesentlichen U-förmig ausgebildet sein und aus Eisen bestehen. Folglich können Stator und Anker in zwei Bereichen aufeinandertreffen, in welchen sich jeweils ein variabler Luftspalt aus- bilden kann. Als magnetisches Ersatzschaltbild dieses Ringschlusses kann eine geschlossene Serienschaltung aus einer magnetischen Spannungsquelle (der Spule), einer Reluktanz RFe, die die magnetische Reluktanz von Stator und Anker angibt, und einer Reluktanz 2R5, die die Reluktanz der zwei Luftspalte repräsentiert, dienen. By way of example only, stator and armature may each be substantially U-shaped and made of iron. Consequently, stator and armature can meet in two areas, in each of which a variable air gap can form. As a magnetic equivalent circuit of this ring closure can be a closed series circuit of a magnetic voltage source (the coil), a reluctance R Fe , which indicates the magnetic reluctance of stator and armature, and a reluctance 2R 5 , which represents the reluctance of the two air gaps serve.
Die magnetische Spannung Θ entspricht dem Produkt aus der Windungszahl N der Spule und dem durch die Spule fließenden Strom I: The magnetic tension Θ corresponds to the product of the number of turns N of the coil and the current I flowing through the coil I:
Θ = NI = &Fe + 2Θδ = ΗδδΘ = NI = & Fe + 2Θ δ = Η δ δ
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000021_0001
wobei H die magnetische Erregung darstellt. Wird davon ausgegangen, dass die magnetische Spannung im Stator und Anker näherungsweise gleich Null ist, so ergibt sich where H represents the magnetic excitation. If it is assumed that the magnetic stress in the stator and armature is approximately equal to zero, the result is
NI = 2θδ NI = 2θ δ
mit dem magnetischen Fluss Φ = Θ/R ergibt sich with the magnetic flux Φ = Θ / R results
NI = 2Φ , NI = 2Φ,
d  d
Zudem ist ψ = Λ'φ = II wobei Ψ die Flussverkettung ist, woraus sich In addition, ψ = Λ ' φ = II, where Ψ is the flux linkage, which implies
Figure imgf000021_0002
Figure imgf000021_0002
ergibt. Beim Auflösen nach der Induktivität L ergibt sich results. When dissolving after the inductance L results
N2I = 2Ψ δ N2 = 2LR, ^ L = - N2— N 2 I = 2Ψ δ N 2 = 2LR, ^ L = - N 2 -
2 RS 2 R S
Mit  With
wobei δ die Weite des Luftspalts, μο die magnetische Feldkonstante und A die Fläche des Lufts alts ist, ergibt sich:
Figure imgf000022_0001
where δ is the width of the air gap, μο is the magnetic field constant and A is the area of the air, then:
Figure imgf000022_0001
Es ist somit zu erkennen, dass die Induktivität L der Spule von der Weite δ des Luftspalts abhängt, insbesondere wird die Induktivität mit kleiner werdendem Luftspalt größer.  It can thus be seen that the inductance L of the coil depends on the width δ of the air gap, in particular the inductance becomes larger as the air gap becomes smaller.
Bevorzugt ist das Verfahren dazu angepasst, dass mittels der Steuereinrichtun die Kupplungseinheit gemäß einer Stromregelung gesteuert wird. Beispielsweise kann die Stromregelung durch die Einstellung der Spannung an der Spule erfolgen, wobei der eingeprägte Strom, insbesondere im eingeschwungenen Zustand, über einen gemessenen Spannungsabfall ermittelbar ist. The method is preferably adapted so that the coupling unit is controlled according to a current regulation by means of the control unit. For example, the current regulation can take place by adjusting the voltage at the coil, wherein the impressed current, in particular in the steady state, can be determined via a measured voltage drop.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dazu angepasst, dass mittels der Steuereinheit die Ermittlung des Induktivitätsmesswerts bei einem Betriebsstart des Kraftfahrzeugs und/oder nach einem Abstellen des Kraftfahrzeugs und/oder während eines Stillstands des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Die Ermittlung des Induktivitätsmesswerts kann also immer dann erfolgen, wenn durch die Kupplungseinheit kein Drehmoment übertragen werden soll. Dies ist insbesondere beim Anlassen des Kraftfahrzeugs, nach dem Abstellen oder während eines Stillstands der Fall. Auch kann der Induktivitätsmesswert ermittelt werden, wenn eine Veränderung des von der Kupplungseinheit übertragenen Drehmoments vorgenommen wird und folglich die Erregung der Spule ohnehin verändert wird. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustandes einer Kupplungseinheit einer Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung eine Reibungskupplung zum steuerbaren Übertragen eines Drehmoments von einem Eingangselement auf ein Ausgangselement und ferner einen elektromagne- tischen Aktuator zum Betätigen der Reibungskupplung aufweist, wobei der elektromagnetische Aktuator eine Spule und einen Anker aufweist, der mit einem Teil der Reibungskupplung verbunden und durch Erregung der Spule versetzt werden kann. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Erregung der Spule geändert und der zeitliche Verlaufs einer hierdurch verursachten Änderung des die Spule durchfließenden Stroms ausgewertet wird, um einen Induktivitätsmesswert zu ermitteln, der einen Verschleißzustand der Kupplungseinheit repräsentiert. According to a further advantageous embodiment, the method is adapted to the fact that by means of the control unit, the determination of the Induktivitätsmesswertes is performed at a start of operation of the motor vehicle and / or after stopping the motor vehicle and / or during a standstill of the motor vehicle. The determination of the inductance measured value can therefore always take place when no torque is to be transmitted by the coupling unit. This is especially the case when starting the motor vehicle, after stopping or during a standstill the case. Also, the inductance reading be determined when a change in the torque transmitted from the coupling unit is made, and thus the excitation of the coil is changed anyway. The invention relates to a method for monitoring a state of wear of a coupling unit of a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle, wherein the torque transmission device comprises a friction clutch for controllably transmitting a torque from an input element to an output element and further comprises an electromagnetic actuator for actuating the friction clutch, wherein the electromagnetic actuator having a coil and an armature which can be connected to a part of the friction clutch and displaced by energizing the coil. The method is characterized in that an excitation of the coil is changed and the time course of a change in the current flowing through the coil is evaluated in order to determine an inductance measured value representing a state of wear of the coupling unit.
Gemäß einer Ausführungsform wird der zeitliche Verlaufs des Spulenstroms dadurch ausgewertet, dass eine in der Spule induzierte Spannung bestimmt wird und ein Integral über den zeitlichen Verlauf der Änderung der induzierten Spannung gebildet wird, wobei der Induktivitätsmesswert in Abhängigkeit von dem gebildeten Integral ermittelt wird. According to one embodiment, the time profile of the coil current is evaluated by determining a voltage induced in the coil and forming an integral over the time profile of the change in the induced voltage, the inductance measured value being determined as a function of the integral formed.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird der zeitliche Verlaufs des Spu- lenstroms dadurch ausgewertet, dass während der Änderung des die Spule durchfließenden Stroms wenigstens ein Wert des Stroms gemessen wird und dass in Abhängigkeit von dem gemessenen Stromwert eine Zeitkonstante τ der Änderung des Spulenstroms ermittelt wird, wobei der Induktivitätsmesswert in Abhängigkeit von der ermittelten Zeitkonstanten τ ermittelt wird. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird in Abhängigkeit von dem ermittelten Induktivitätsmesswert eine Kupplungskennlinie der Kupplungseinheit angepasst, um einen Verschleiß der Kupplungseinheit zu kompensieren. Im Übrigen sind die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung erläuterten Merkmale auch auf das genannte Verfahren übertragbar. According to an alternative embodiment, the time profile of the coil current is evaluated by measuring at least one value of the current during the change of the current flowing through the coil and determining a time constant τ of the change in the coil current as a function of the measured current value the inductance measured value is determined as a function of the determined time constant τ. According to a particularly advantageous embodiment, a coupling characteristic of the coupling unit is adapted in dependence on the determined inductance measured value in order to compensate for wear of the coupling unit. Incidentally, the features explained in connection with the torque transmission device according to the invention are also transferable to the said method.
Die Erfindung wird nachfolgend rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeich- nungen erläutert. Gleiche oder gleichartige Elemente sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. The invention is explained below purely by way of example with reference to the drawings. Identical or similar elements are identified by the same reference numerals.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs; 1 shows a schematic view of a drive train of a motor vehicle;
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Verteilergetriebes; und Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Kupplungseinheit des Verteilergetriebes gemäß Fig. 2. Fig. 2 is a schematic view of a transfer case; and FIG. 3 shows a cross-sectional view of a coupling unit of the transfer case according to FIG. 2.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zuschaltbarem Allradantrieb. Das von einem Verbrennungsmotor 1 1 erzeugte An- triebsmoment wird über ein Hauptgetriebe 13 (manuelles Schaltgetriebe oderFig. 1 shows schematically a drive train of a motor vehicle with shiftable four-wheel drive. The drive torque generated by an internal combustion engine 1 1 is via a main transmission 13 (manual transmission or
Automatikgetriebe) einem Verteilergetriebe 15 zugeführt. Ein erster Ausgang des Verteilergetriebes 15 ist über eine Kardanwelle 17 mit einem Hinterachs-Differen- tialgetriebe 19 gekoppelt. Hierdurch werden die Räder 21 der Hinterachse 23 permanent angetrieben. Die Hinterachse 23 bildet somit die Primärachse des Fahrzeugs. Ein zweiter Ausgang des Verteilergetriebes 15 ist über eine Kardan- welle 25 mit einem Vorderachs-Differentialgethebe 27 gekoppelt. Hierdurch kann ein Teil des Antriebsmoments des Verbrennungsmotors 1 1 wahlweise auf die Räder 29 der Vorderachse 31 übertragen werden. Die Vorderachse 31 bildet somit die Sekundärachse des Fahrzeugs. Das Verteilergetriebe 15 dient hierdurch als Drehmomentübertragungseinrichtung. Automatic transmission) fed to a transfer case 15. A first output of the transfer case 15 is coupled via a cardan shaft 17 to a rear differential gear 19. As a result, the wheels 21 of the rear axle 23 are permanently driven. The rear axle 23 thus forms the primary axis of the vehicle. A second output of the transfer case 15 is connected via a gimbal shaft 25 coupled to a front axle differential lift 27. In this way, a part of the drive torque of the internal combustion engine 1 1 can be selectively transmitted to the wheels 29 of the front axle 31. The front axle 31 thus forms the secondary axle of the vehicle. The transfer case 15 thereby serves as a torque transmitting device.
Ferner ist in Fig. 1 eine Fahrdynamik-Regelungseinheit 33 gezeigt. Diese ist mit Raddrehzahl-Sensoren 35, 37 verbunden, die den Rädern 21 der Hinterachse 23 bzw. den Rädern 29 der Vorderachse 31 zugeordnet sind. Die Fahrdynamik- Regelungseinheit 33 ist auch noch mit weiteren Sensoren 39 verbunden, beispielsweise einem Gierraten-Sensor. In Abhängigkeit von den Signalen der Sensoren 35, 37, 39 erzeugt die Fahrdynamik-Regelungseinheit 33 ein Steuersignal, welches einer Steuereinrichtung (in Fig. 1 nicht gezeigt) des Verteilergetriebes 15 zugeführt wird, um hierdurch eine bestimmte Verteilung des Antriebsmoments zwischen den beiden Achsen 23, 31 des Fahrzeugs einzustellen. Bei dem genannten Steuersignal handelt es sich insbesondere um einen Sollwert eines Kupplungsmoments, d.h. um eine Drehmomentanforderung für eine Kupplungseinheit des Verteilergetriebes 15. Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Verteilergetriebes 15 gemäß Fig. 1 . Das Verteilergetriebe 15 besitzt eine Eingangswelle 41 , eine erste Ausgangswelle 43 und eine zweite Ausgangswelle 45. Die erste Ausgangswelle 43 ist koaxial zu der Eingangswelle 41 und mit dieser drehfest - vorzugsweise einstückig - ausgebildet. Die zweite Ausgangswelle 45 ist parallel versetzt zu der Eingangswelle 41 angeordnet. Furthermore, a driving dynamics control unit 33 is shown in FIG. This is connected to wheel speed sensors 35, 37 which are associated with the wheels 21 of the rear axle 23 and the wheels 29 of the front axle 31. The vehicle dynamics control unit 33 is also connected to other sensors 39, such as a yaw rate sensor. Depending on the signals of the sensors 35, 37, 39, the vehicle dynamics control unit 33 generates a control signal which is fed to a transfer device 15 (not shown in FIG. 1) of the transfer case 15, thereby providing a certain distribution of the drive torque between the two axles 23 , 31 of the vehicle. In particular, the said control signal is a nominal value of a clutch torque, i. FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the transfer case 15 according to FIG. 1. FIG. The transfer case 15 has an input shaft 41, a first output shaft 43 and a second output shaft 45. The first output shaft 43 is coaxial with the input shaft 41 and with this rotationally fixed - preferably integrally - formed. The second output shaft 45 is arranged offset parallel to the input shaft 41.
Das Verteilergetriebe 15 besitzt eine Kupplungseinheit 47 mit einer Reibungskupplung 49 und einem Aktuator 51 . Die Reibungskupplung 49 weist einen Kupplungskorb 53 auf, der drehfest mit der Eingangswelle 41 und der ersten Ausgangswelle 43 verbunden ist und mehrere Kupplungslamellen trägt. Ferner besitzt die Rei- bungskupplung 49 eine drehbar gelagerte Kupplungsnabe 55, die ebenfalls mehrere Kupplungslamellen trägt, welche in einer alternierenden Anordnung in die Lamellen des Kupplungskorbs 53 eingreifen. Die Kupplungsnabe 55 ist drehfest mit einem Antriebszahnrad 57 eines Kettentriebs 59 verbunden. Ein Abtriebszahn- rad 61 des Kettentriebs 59 ist drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 45 verbunden. Anstelle des Kettentriebs 59 kann ein Rädertrieb vorgesehen sein, beispielsweise mit einem Zwischenzahnrad zwischen den genannten Zahnrädern 57, 61 . The transfer case 15 has a clutch unit 47 with a friction clutch 49 and an actuator 51. The friction clutch 49 has a clutch basket 53 which is non-rotatably connected to the input shaft 41 and the first output shaft 43 and carries a plurality of clutch plates. Furthermore, the B coupling 49 a rotatably mounted clutch hub 55, which also carries a plurality of clutch plates, which engage in an alternating arrangement in the fins of the clutch basket 53. The clutch hub 55 is rotatably connected to a drive gear 57 of a chain drive 59. An output gear 61 of the chain drive 59 is non-rotatably connected to the second output shaft 45. Instead of the chain drive 59, a gear drive may be provided, for example with an intermediate gear between said gears 57, 61.
Durch Betätigung des Aktuators 51 im Einrücksinn der Reibungskupplung 49 kann ein zunehmender Anteil des über die Eingangswelle 41 in das Verteilergetriebe 15 eingeleiteten Antriebsmoments auf die zweite Ausgangswelle 45 übertragen werden. Zum Ansteuern des Aktuators 51 ist eine Steuereinrichtung 62 vorgesehen, die den Aktuator 51 gemäß einer Drehmomentanforderung der Fahrdynamik-Regelungseinheit 33 steuert. By actuating the actuator 51 in the direction of engagement of the friction clutch 49, an increasing proportion of the drive torque introduced via the input shaft 41 into the transfer case 15 can be transmitted to the second output shaft 45. For driving the actuator 51, a control device 62 is provided, which controls the actuator 51 according to a torque request of the vehicle dynamics control unit 33.
In Fig. 3 ist die Kupplungseinheit 47 aus Fig. 2 detaillierter gezeigt. An dem Kupplungskorb 53 sind mehrere Außenlamellen 63 befestigt. Ferner trägt die Kupplungsnabe 55 mehrere Innenlamellen 65, welche in einer alternierenden Anordnung in die Außenlamellen 63 des Kupplungskorbs 53 eingreifen. Die Kupplungs- einheit 47 ist zylindrisch um eine Symmetrieachse 67 ausgebildet. In Fig. 3, the coupling unit 47 of Fig. 2 is shown in more detail. At the clutch basket 53 a plurality of outer plates 63 are attached. Furthermore, the clutch hub 55 carries a plurality of inner disks 65, which engage in an alternating arrangement in the outer disks 63 of the clutch basket 53. The coupling unit 47 is cylindrical about an axis of symmetry 67.
Sowohl der Kupplungskorb 53 als auch die Kupplungsnabe 55 sind um die Symmetrieachse 67 drehbar. Durch Kraftbeaufschlagung sind die Außen- und Innenlamellen 63, 65 miteinander in Reibeingriff bringbar, wodurch ein Drehmoment von der Kupplungsnabe 55 auf den Kupplungskorb 53 übertragen werden kann. Dabei kann umso mehr Drehmoment übertragen werden, je stärker Innen- und Außenlamellen 63, 65 in Kontakt stehen und somit aufeinandergepresst werden. Both the clutch basket 53 and the clutch hub 55 are rotatable about the axis of symmetry 67. By applying force, the outer and inner disks 63, 65 can be brought into frictional engagement with each other, whereby a torque can be transmitted from the clutch hub 55 to the clutch basket 53. In this case, the more torque can be transmitted, the more inner and outer disks 63, 65 are in contact and thus pressed against each other.
Zur Aktuierung der Innenlamellen 65 mittels des Aktuators 51 umfasst die Kupp- lungseinheit 47 einen Hubmagneten 69, welcher einen U-förmigen Stator 71 um- fasst. In dem Stator 71 ist eine Spule 73 gewickelt, welche durch einen elektrischen Strom bzw. durch Anlegen einer elektrischen Spannung erregbar ist und bei Erregung ein Magnetfeld ausprägt, das einen Anker 75 in Richtung des Stators 71 bewegt. Der Anker 75 ist als ringförmige Platte ausgebildet und mit einem Kolben 76 verbunden. Durch eine Bewegung des Ankers 75 in Richtung des Stators 71 werden über den Kolben 76 die Innenlamellen 65 auf die Außenlamellen 63 ge- presst und das übertragbare Drehmoment der Kupplungseinheit 47 erhöht. In order to actuate the inner disks 65 by means of the actuator 51, the clutch unit 47 comprises a lifting magnet 69, which surrounds a U-shaped stator 71. summarizes. In the stator 71, a coil 73 is wound, which is excitable by an electric current or by applying an electrical voltage and when excited, a magnetic field that moves an armature 75 in the direction of the stator 71. The armature 75 is formed as an annular plate and connected to a piston 76. By moving the armature 75 in the direction of the stator 71, the inner disks 65 are pressed onto the outer disks 63 via the piston 76 and the transmittable torque of the coupling unit 47 is increased.
Zugleich wird durch eine Bewegung des Ankers 75 in Richtung des Stators 71 ein zwischen Anker 75 und Stator 71 vorgesehener Luftspalt 77 verkleinert. Eine auf den Anker 75 wirkende magnetische Kraft F entspricht dabei der Maxwellschen Zugkraft, die sich nach At the same time, a movement of the armature 75 in the direction of the stator 71 between an armature 75 and stator 71 provided air gap 77 is reduced. A force acting on the armature 75 magnetic force F corresponds to the Maxwellian tensile force, which is after
2μ0Α 2μ 0 Α
berechnet, wobei φ der Luftspaltfluss, A die Luftspaltfläche und μο die magnetische Feldkonstante ist. Über die bereits oben dargestellten Zusammenhänge ergibt sich zudem, dass der Luftspaltfluss linear mit der Induktivität der Spule 73 where φ is the air gap flux, A is the air gap area, and μο is the magnetic field constant. In addition, the relationships described above show that the air gap flux is linear with the inductance of the coil 73
zusammenhängt, wobei die Induktivität der Spule 73 wiederum mit kleiner werdendem Luftspalt 77 größer wird. Daraus folgt, dass die magnetische Kraft F auf den Anker 75 mit kleiner werdendem Luftspalt 77 quadratisch ansteigt. is related, wherein the inductance of the coil 73 in turn becomes larger with decreasing the air gap 77. It follows that the magnetic force F increases quadratically to the armature 75 with decreasing air gap 77.
Im Betrieb sendet die Fahrdynamik-Regelungseinheit 33 (Fig. 1 ) eine Anforderung mit einem gewünschten Anteil eines von der Eingangswelle 41 auf das Zahnrad 57 zu übertragenden Drehmoments an die Steuereinrichtung 62 der Kupplungseinheit 47. Die Steuereinrichtung 62 überprüft daraufhin anhand einer gespeicher- ten Kupplungskennlinie, mit welchem Strom die Spule 73 erregt werden muss, um das gewünschte Drehmoment zu übertragen und prägt diesen Strom in die Spule 73 ein. Dadurch werden der Anker 75 und der Kolben 76 in Richtung der Kupplungslamellen 63, 65 versetzt und ein Reibschluss von Außen- und Innenlamellen 63, 65 derart angepasst, dass das gewünschte Drehmoment übertragen wird. Dieser Vorgang wird während des Betriebs des Kraftfahrzeugs bei neuen Drehmomentanforderungen der Fahrdynamik-Regelungseinheit 33 wiederholt. Wie vorstehend im Zusammenhang mit der Maxwellschen Zugkraft erläutert, kann sich jedoch im Falle von betriebsbedingtem Verschleiß an den Kupplungslamellen 63, 65 die Weite des Luftspalts 77 für einen gegebenen Betriebszustand der Kupplungseinheit 47 ändern. Beispielsweise kann bei derselben Spannung, die an die Spule 73 angelegt wird, aufgrund einer verschleißbedingten Verringerung des Luftspalts 77 und einer entsprechenden Vergrößerung der Induktivität der Spule 73 eine größere Aktuierungskraft auf die Kupplungslamellen 63, 65 ausgeübt werden, wodurch die Kupplungseinheit 47 ein höheres Drehmoment überträgt als bei der ursprünglichen Dicke der Kupplungslamellen 63, 65. Daher wird regelmäßig eine Nachkalibrierung der Kupplungseinheit 47 durchgeführt, um bei aufgetretenem Verschleiß die genannte Kupplungskennlinie entsprechend zu korrigieren. Zum Beispiel nach dem Abschalten des Kraftfahrzeugs oder auch während der Fahrbetriebs ermittelt die Steuereinrichtung 62 der Kupplungseinheit 47 den Verschleißzustand der Außen- und Innenlamellen 63, 65. Bei- spielsweise wird dazu der Anker 75 durch eine vorbestimmte Erregung der Spule 73 in eine Position gebracht, in der die Außen- und Innenlamellen 63, 65 gegeneinander vorgespannt sind. Diese Position wird für eine gewisse Zeitdauer gehalten, um das Abklingen der in der Spule 73 auftretenden Induktionsspannung und damit das Erreichen eines stationären Zustandes abzuwarten. In dem stationären Zu- stand wird aus der an der Spule 73 anliegenden Spannung und dem die Spule durchfließenden Strom der ohmsche Widerstand der Spule für den aktuellen Betriebszustand (z.B. für die aktuelle Betriebstemperatur) ermittelt. In operation, the vehicle dynamics control unit 33 (FIG. 1) sends a request with a desired proportion of torque to be transmitted from the input shaft 41 to the gear 57 to the control unit 62 of the clutch unit 47. The control unit 62 then checks on the basis of a stored clutch characteristic curve With what current the coil 73 must be energized to transmit the desired torque and impresses this current in the coil 73 a. Thereby, the armature 75 and the piston 76 are offset in the direction of the clutch plates 63, 65 and a frictional engagement of outer and inner plates 63, 65 adapted such that the desired torque is transmitted. This process is repeated during operation of the motor vehicle with new torque requirements of the vehicle dynamics control unit 33. However, as explained above in connection with the Maxwellian tensile force, in the case of operational wear on the clutch plates 63, 65, the width of the air gap 77 for a given operating state of the clutch unit 47 may change. For example, at the same voltage applied to the coil 73, a greater actuation force may be exerted on the clutch plates 63, 65 due to a wear-related decrease in the air gap 77 and a corresponding increase in the inductance of the coil 73, whereby the clutch unit 47 transmits a higher torque As a result, a recalibration of the coupling unit 47 is regularly carried out in order to correct the said clutch characteristic curve in the event of wear. For example, after switching off the motor vehicle or even while driving, the control device 62 of the coupling unit 47 determines the wear state of the outer and inner disks 63, 65. For example, the armature 75 is brought into a position by a predetermined excitation of the coil 73, in which the outer and inner plates 63, 65 are biased against each other. This position is held for a certain period of time in order to wait for the decay of the induction voltage occurring in the coil 73 and thus the achievement of a stationary state. In the stationary state, the ohmic resistance of the coil for the current operating state (eg for the current operating temperature) is determined from the voltage applied to the coil 73 and the current flowing through the coil.
Anschließend wird die an die Spule 73 angelegte Spannung sprunghaft erhöht, und es wird beispielsweise der durch die Spule 73 fließende Strom über den zeitli- chen Verlauf gemessen (z.B. über eine der Spule 73 in Serie geschaltete Messbrücke oder einen Messwiderstand). Durch Multiplikation des zeitabhängig gemessenen Spulenstroms mit dem zuvor ermittelten ohmschen Widerstand der Spule 73 ergibt sich die an dem Widerstand der Spule 73 abfallende Spannung. Die Differenz der an die Spule 73 angelegten Spannung und der ermittelten an dem ohmschen Widerstand der Spule 73 abfallenden Spannung ist dabei die induzierte Spannung. Die induzierte Spannung wird während der Änderung der Erregung der Spule 73 über den zeitlichen Verlauf integriert. Nach einer gewissen Zeitdauer, wenn die induzierte Spannung abgeklungen ist, wird noch der durch die Spule 73 im stationären Zustand fließende Strom gemessen. Anschließend wird die zeitlich aufintegrierte induzierte Spannung durch den durch die Spule 73 im stationären Zustand fließenden Strom dividiert, um einen Induktivitätsmesswert der Spule 73 zu ermitteln, der der Induktivität der Spule 73 entspricht. Aus der Induktivität kann nun auf die Weite des Luftspalts 77 und somit auf eine Änderung der Dicke der (aneinander liegenden) Kupplungslamellen 63, 65 rückgeschlossen werden. Subsequently, the voltage applied to the coil 73 is increased abruptly, and, for example, the current flowing through the coil 73 over the temporal measured course (eg via a measuring bridge connected in series to the coil 73 or a measuring resistor). By multiplying the time-dependent measured coil current with the previously determined ohmic resistance of the coil 73, the voltage drop across the resistor of the coil 73 results. The difference of the voltage applied to the coil 73 and the determined voltage dropping across the ohmic resistance of the coil 73 is the induced voltage. The induced voltage is integrated during the change in the excitation of the coil 73 over the time course. After a certain period of time, when the induced voltage has subsided, the current flowing through the coil 73 in the stationary state is still measured. Subsequently, the time-integrated induced voltage is divided by the current flowing through the coil 73 in the stationary state to determine an inductance value of the coil 73, which corresponds to the inductance of the coil 73. From the inductance can now be deduced the width of the air gap 77 and thus on a change in the thickness of the (adjacent) clutch plates 63, 65.
Der Induktivitätsmesswert kann, wie bereits erläutert, auch auf andere Weise aus dem zeitlichen Verlauf der Änderung des Spulenstroms abgeleitet werden. The inductance measured value can, as already explained, also be derived in another way from the time profile of the change of the coil current.
L = Int1 -2(Uind*dt) / (12-11 ) (entspricht L = Uind/(dl/dt) ) L = Int1 -2 (Uind * dt) / (12-11) (corresponds to L = Uind / (dl / dt))
Wird eine im Vergleich zu vorangegangenen Messungen - die mit dem gleichen durch die Spule 73 fließenden Strom durchgeführt wurden - eine erhöhte Induktivität der Spule 73 und damit eine verringerte Weite des Luftspalts 77 festgestellt, so liegt Verschleiß der Außen- und Innenlamellen 63, 65 vor. Um den Verschleiß zu kompensieren, wird die Kupplungskennlinie angepasst, indem der Strom für eine gewünschte Drehmomentübertragung verringert wird, wodurch eine erhöhte magnetische Kraft auf den Anker 75, welche durch die verringerte Weite des Luftspalts 77 hervorgerufen wird, kompensiert wird. Bezugszeichenliste If an increased inductance of the coil 73 and thus a reduced width of the air gap 77 are determined in comparison to previous measurements - which were carried out with the same current flowing through the coil 73 - wear of the outer and inner plates 63, 65 is present. To compensate for the wear, the clutch characteristic is adjusted by reducing the current for a desired torque transfer, thereby compensating for increased magnetic force on the armature 75 caused by the reduced width of the air gap 77. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 1 Verbrennungsmotor 1 1 internal combustion engine
13 Hauptgetriebe  13 main gearbox
15 Verteilergetriebe  15 transfer cases
17 Kardanwelle  17 cardan shaft
19 Hinterachs-Differentialgetriebe 19 rear differential
21 Rad 21 wheel
23 Hinterachse  23 rear axle
25 Kardanwelle  25 cardan shaft
27 Vorderachs-Differentialgetriebe 27 front differential
29 Rad 29 wheel
31 Vorderachse  31 front axle
33 Fahrdynamik-Regelungseinheit 33 Vehicle dynamics control unit
35 Raddrehzahl-Sensor 35 wheel speed sensor
37 Raddrehzahl-Sensor  37 wheel speed sensor
39 Sensor  39 sensor
41 Eingangswelle  41 input shaft
43 erste Ausgangswelle  43 first output shaft
45 zweite Ausgangswelle  45 second output shaft
47 Kupplungseinheit  47 coupling unit
49 Reibungskupplung  49 friction clutch
51 Aktuator  51 actuator
53 Kupplungskorb  53 clutch basket
55 Kupplungsnabe  55 clutch hub
57 Antriebszahnrad  57 drive gear
59 Kettentrieb  59 chain drive
61 Abtriebszahnrad  61 output gear
62 Steuereinrichtung 63 Außenlamelle62 control device 63 outer lamella
65 Innenlamelle65 inner plate
67 Symmetrieachse67 symmetry axis
69 Hubmagnet69 Solenoid
71 Stator 71 stator
73 Spule  73 coil
75 Anker  75 anchors
76 Kolben  76 pistons
77 Luftspalt  77 air gap

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zum Uberwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung (15) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Kupplungseinheit (47) und einer Steuereinrichtung (62) zum Steuern der Kupplungseinheit (47) und zum Überwachen eines Verschleißzustands der Kupplungseinheit (47), wobei die Kupplungseinheit (47) zumindest eine Reibungskupplung (49) mit mehreren ineinander greifenden Kupplungslamellen (63, 65) aufweist, und wobei die Reibungskupplung (49) zum steuerbaren Übertragen eines Drehmoments von einem Eingangselement (41 ) auf ein Ausgangselement (45) ausgebildet ist und einen elektromagnetischen Aktuator (51 ) zum Betätigen der Reibungskupplung (49) aufweist, wobei der elektromagnetische Aktuator (51 ) eine Spule (73) und einen Anker (75) aufweist, der mit einem Teil (76) der Reibungskupplung (49) verbunden und durch Erregung der Spule (73) versetzbar ist, Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device (15) for a drive train of a motor vehicle, comprising a coupling unit (47) and a control device (62) for controlling the coupling unit (47) and monitoring a wear state of the coupling unit (47) wherein the clutch unit (47) comprises at least one friction clutch (49) having a plurality of intermeshing clutch plates (63, 65), and wherein the friction clutch (49) is adapted to controllably transmit a torque from an input member (41) to an output member (45) and an electromagnetic actuator (51) for actuating the friction clutch (49), the electromagnetic actuator (51) having a coil (73) and an armature (75) connected to a part (76) of the friction clutch (49) and displaceable by energizing the coil (73),
dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinrichtung (62) die nachfolgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden: characterized in that the following method steps are carried out by means of the control device (62):
Ändern einer Erregung der Spule (73); und Auswerten des zeitlichen Verlaufs einer hierdurch verursachten Änderung eines die Spule (73) durchfließenden Stroms (I), wobei die Auswertung in mehreren Schritten erfolgt und zunächst ein ohmscher Widerstand (R) der Spule (73) als erster Parameter ausgehend von einem stationären Betriebszustand des Aktuators, in welchem ein die Spule (73) durchfließender Strom (I) verschieden von Null und im Wesentlichen konstant ist oder Null ist, ermittelt und aus dem die Spule durchfließenden Strom (I) eine in der Spule (73) induzierte Spannung (Ui) als zweiter Parameter in einem instationären Zustand des Aktuators, in wel ehern eine an der Spule (73) anliegende Spannung sprunghaft geändert wird, bestimmt wird, und wobei anschließend ein Integral über den zeitlichen Verlauf einer Änderung der induzierten Spannung (Ui) gebildet wird, wobei der Induktivitätsmesswert (L) in Abhängigkeit von dem gebildeten Integral ermittelt wird, der einen Verschleißzustand der Kupplungseinheit (47) repräsentiert. Changing an excitation of the coil (73); and evaluating the time profile of a change in a current (I) flowing through the coil (73), wherein the evaluation takes place in several steps and initially an ohmic resistance (R) of the coil (73) as the first parameter starting from a steady state operating state Actuator, in which a current (I) flowing through the coil (73) is different from zero and substantially constant or zero, determines and from the current flowing through the coil (I) a voltage (Ui) induced in the coil (73) as a second parameter in a transient state of the actuator in which a voltage applied to the coil (73) is changed abruptly, is determined, and wherein subsequently an integral over the time course of a change in the induced voltage (Ui) is formed, the inductance measured value (L) is determined as a function of the integral formed, which represents a state of wear of the coupling unit (47).
Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to claim 1, characterized in that by means of
Steuereinrichtung (62) der Induktivitätsmesswert (L) ausgehend von einem Betriebszustand des Aktuators (51 ) ermittelt wird, in welchem die Reibungskupplung (49) von dem Aktuator (51 ) kraftbeaufschlagt ist und die Kupplungslamellen (63, 65) aneinander anliegen.  Control means (62) of the inductance measured value (L) is determined on the basis of an operating state of the actuator (51), in which the friction clutch (49) of the actuator (51) is subjected to force and the clutch plates (63, 65) abut each other.
Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels der characterized in that by means of
Steuereinrichtung (62) der Induktivitätsmesswert (L) ermittelt wird, indem das gebildete Integral durch einen die Spule (73) in einem eingeschwungenen Zustand durchfließenden Strom (le) die während des Integrationszeit auftretenden Stromdifferenz (le_ la) dividiert wird. Control means (62) of the inductance measured value (L) is determined by dividing the integral formed by the coil (73) in a steady state current flowing through (l e ) occurring during the integration time current difference (l e _ l a ).
Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to claim 1, characterized in that by means of
Steuereinrichtung (62) die zu einem gegebenen Zeitpunkt (t) in der Spule (73) induzierte Spannung (U,) bestimmt wird, indem der ermittelte ohmsche Widerstand (R) der Spule (73) mit dem die Spule (73) zu dem gegebenen Zeitpunkt (t) durchfließenden Strom (I) multipliziert wird, um einen Basisspannungswert zu ermitteln, und indem der ermittelten Basisspannungswert bei der Bildung des Integrals zur Ermittlung der induzierten Spannung von einem Gesamtspannungswert subtrahiert wird. Control device (62) which at a given time (t) in the coil (73) induced voltage (U,) is determined by the determined ohmic Resistance (R) of the coil (73) is multiplied by the current (I) flowing through the coil (73) at the given time (t) to obtain a base voltage value, and the determined base voltage value is used in forming the integral to determine the current value induced voltage is subtracted from a total voltage value.
Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to one of Claims 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels der characterized in that by means of
Steuereinrichtung (62) während der Änderung des die Spule (73) durchfließenden Stroms (I) wenigstens ein Wert des Stroms (I) gemessen und in Abhängigkeit von dem gemessenen Stromwert (I) eine Zeitkonstante (τ) der Änderung des die Spule (73) durchfließenden Stroms (I) ermittelt wird, wobei weiterhin der Induktivitätsmesswert (L) in Abhängigkeit von der ermittelten Zeitkonstanten (τ) ermittelt wird.  Control means (62) during the change of the current (I) flowing through the coil (73) at least one value of the current (I) measured and in dependence on the measured current value (I) a time constant (τ) of the change of the coil (73) flowing current (I) is determined, wherein furthermore the inductance measured value (L) is determined as a function of the determined time constant (τ).
Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to claim 5, characterized in that by means of
Steuereinrichtung (62) unmittelbar vor der Änderung der Erregung der Spule (73) oder während der Änderung des die Spule (73) durchfließenden Stroms (I) wenigstens ein weiterer Wert des Stroms (I) gemessen und die Zeitkonstante (τ) ferner in Abhängigkeit von dem weiteren gemessenen Stromwert (I) ermittelt wird.  Control means (62) measured immediately before the change of the excitation of the coil (73) or during the change of the current flowing through the coil (73) at least one further value of the current (I) and the time constant (τ) further in dependence the further measured current value (I) is determined.
Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to claim 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinrichtung (62) ein ohmscher Widerstand (R) der Spule (73) ermittelt und der ermittelte ohmsche Widerstand (R) für das Ermitteln des Induktivitätsmesswerts (L) berücksichtigt wird. characterized in that by means of Control means (62) determines an ohmic resistance (R) of the coil (73) and the determined ohmic resistance (R) for determining the inductance measured value (L) is taken into account.
Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to claim 7, characterized in that by means of
Steuereinrichtung (62) der Induktivitätsmesswert (L) ermittelt wird, indem die ermittelte Zeitkonstante (τ) mit dem ermittelten ohmschen Widerstand (R) der Spule (73) multipliziert wird.  Control means (62) of the inductance measured value (L) is determined by the determined time constant (τ) with the determined resistance (R) of the coil (73) is multiplied.
Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels der characterized in that by means of
Steuereinrichtung (62)ein Unterschied zwischen dem ermittelten Induktivitätsmesswert (L) und einem früher ermittelten Induktivitätsmesswert (L) ermittelt wird, wobei der Unterschied einen zwischen der jeweiligen Bestimmung der beiden Induktivitätsmesswerte (L) aufgetretenen Verschleiß der Kupplungseinheit (47) repräsentiert.  Control means (62) a difference between the determined inductance measured value (L) and a previously determined inductance measured value (L) is determined, wherein the difference represents a between the respective determination of the two Induktivitätsmesswerte (L) occurred wear of the coupling unit (47).
Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to claim 9, characterized in that by means of
Steuereinrichtung (62) der ermittelte Unterschied mit einem Schwellenwert verglichen und bei Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwerts ein Warnsignal erzeugt wird. Verfahren zum Uberwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, Control means (62) the determined difference compared with a threshold value and when reaching or exceeding the threshold value, a warning signal is generated. Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels der characterized in that by means of
Steuereinrichtung (62) die Kupplungseinheit (47) gemäß einer Kupplungskennlinie gesteuert wird, wobei weiterhin, in Abhängigkeit von dem ermittelten Induktivitätsmesswert (L) die Kupplungskennlinie der Kupplungseinheit (47) angepasst wird, um einen Verschleiß und/oder Fertigungstoleranzen der Kupplungseinheit (47) zu kompensieren.  Control device (62) the clutch unit (47) is controlled according to a clutch characteristic, wherein further, in response to the detected inductance measured value (L), the clutch characteristic of the clutch unit (47) is adjusted to wear and / or manufacturing tolerances of the coupling unit (47) compensate.
Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to claim 1 1, characterized in that by means of
Kupplungskennlinie ein vorbestimmter Zusammenhang zwischen einer an die Spule (73) angelegten elektrischen Spannung  Coupling characteristic a predetermined relationship between an applied to the coil (73) electrical voltage
oder einem die Spule (73) durchfließenden Strom (I) einerseits und einem von der Reibungskupplung (49) übertragenen Drehmoment andererseits repräsentiert wird. or a current (I) flowing through the coil (73) on the one hand and a torque transmitted by the friction clutch (49) on the other hand.
Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungseinheit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der elektromagnetische Aktuator (51 ) ferner einen Stator (71 ) aufweist, wobei zwischen dem Stator (71 ) und dem Anker (75) ein variabler Luftspalt (77) vorgesehen ist, der bei einer Betätigung der Reibungskupplung (49) seine Weite (δ) ändert. Verfahren zum Überwachen eines Verschleißzustands einer Kupplungsein heit (47) einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, the electromagnetic actuator (51) further comprises a stator (71), wherein between the stator (71) and the armature (75) a variable air gap (77) is provided, which upon actuation of the friction clutch (49) its width (δ) changes. Method for monitoring a state of wear of a coupling unit (47) of a torque transmission device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels der characterized in that by means of
Steuereinrichtung (62) die Kupplungseinheit (47) gemäß einer Stromregelung gesteuert wird.  Control means (62) the coupling unit (47) is controlled in accordance with a current control.
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