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DE102009042828A1 - Automated clutch system for motor vehicle, has control unit for determining actuating variable from parameter of friction clutch, where parameter is transmitted to control unit by wireless electronic transmission system - Google Patents

Automated clutch system for motor vehicle, has control unit for determining actuating variable from parameter of friction clutch, where parameter is transmitted to control unit by wireless electronic transmission system Download PDF

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DE102009042828A1
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DE
Germany
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clutch
friction
torque
automated
control unit
Prior art date
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Ceased
Application number
DE102009042828A
Other languages
German (de)
Inventor
Matthias Gramann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH filed Critical LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
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Publication of DE102009042828A1 publication Critical patent/DE102009042828A1/en
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Abstract

The system (100) has a friction clutch (3) actuated by an actuator (22) that is controlled using an actuating variable. The clutch has a pressure plate (13) connected with a counter-pressure plate (15) and axially displaced by the actuator. A clutch disk (5) is connected with a transmission input shaft (9). A control unit (19) determines the variable from a parameter of the friction clutch, where the parameter is relevant for transfer of torque from a drive unit to the shaft. The parameter is transmitted to the control unit by a wireless electronic transmission system.

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Kupplungssystem mit zumindest einer von einem mittels einer Stellgröße eines Steuergeräts gesteuerten Aktor betätigten Reibungskupplung.The The invention relates to an automated coupling system with at least one of a means of a manipulated variable of a Control unit controlled actuator actuated friction clutch.

Derartige automatisierte Kupplungssysteme sind aus Kraftfahrzeugen mit automatisiert betätigter Reibungskupplung unter anderem in Verbindung mit einem automatisiert betätigten Schaltgetriebe bekannt. Die DE 195 04 847 A1 offenbart hierzu ein Steuerverfahren für eine automatisierte Reibungskupplung, bei dem in einem Steuergerät Betriebsdaten der Reibungskupplung bereitgehalten werden und aus diesen ein Wegsignal für einen Aktor berechnet wird. Eine für den Betrieb der Reibungskupplung wichtige Größe ist dabei das über die Reibungskupplung übertragene Kupplungsmoment. Dieses wird aus dem ermittelten Stellweg des Aktors, dem ermittelten Motormoment und dem Reibwert des Reibeingriffs zwischen den Reibflächen der Reibungskupplung und den Reibbelägen der Kupplungsscheibe ermittelt.Such automated clutch systems are known from motor vehicles with automatically operated friction clutch, inter alia, in connection with an automatically operated transmission. The DE 195 04 847 A1 discloses a control method for an automated friction clutch, in which operating data of the friction clutch are kept in a control unit and from these a displacement signal for an actuator is calculated. An important for the operation of the friction clutch size is transmitted via the friction clutch clutch torque. This is determined from the ascertained travel of the actuator, the determined engine torque and the friction coefficient of the friction engagement between the friction surfaces of the friction clutch and the friction linings of the clutch disc.

Davon ausgehend stellt sich die Aufgabe, ein automatisiertes Kupplungssystem dahingehend zu verbessern, dass Betriebsdaten zur Steuerung der Reibungskupplung in besserer Qualität, insbesondere ohne Verwendung des Stellwegs des Aktors verfügbar gemacht werden.From that starting from the task, an automated coupling system to improve that operating data for controlling the friction clutch in better quality, especially without using the Stellwegs of the actor are made available.

Die Aufgabe wird durch ein automatisiertes Kupplungssystem für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer von einer Antriebseinheit angetriebenen, von einem feststehenden und von einer Steuereinheit mittels einer Stellgröße gesteuerten Aktor betätigten Reibungskupplung mit einer feststehenden Gegendruckplatte und einer axial vom Aktor verlagerbaren, drehfest mit der Gegendruckplatte verbundenen Druckplatte sowie einer zwischen diesen mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbundenen Kupplungsscheibe gelöst, wobei das Steuergerät aus für eine Übertragung von Drehmoment von der Antriebseinheit auf die Getriebeeingangswelle relevanten Betriebsgrößen der zumindest einen Reibungskupplung die Stellgröße ermittelt und zumindest eine Betriebsgröße an der zumindest einen Reibungskupplung erfasst und mittels eines drahtlosen elektronischen Übertragungssystems zur Steuereinheit übertragen wird. Durch die direkte Erfassung von Betriebsdaten an der Reibungskupplung sind diese nicht durch entsprechend Toleranz- und Fehlereinflüsse einer mechanischen Übertragung abhängig, wie sie beispielsweise bei einer Ermittlung abhängig von mechanischen Größen wie dem fehler- beziehungsweise hysteresebehafteten Stellweg des Aktors auftreten können.The Task is solved by an automated coupling system for a motor vehicle with at least one of a drive unit powered, from a fixed and from a control unit actuated by a manipulated variable controlled actuator Friction clutch with a fixed counter pressure plate and a axially displaceable by the actuator, rotatably with the counter-pressure plate connected pressure plate and one between them with a transmission input shaft rotatably connected clutch disc solved, the Control unit off for a transmission of torque from the drive unit to the transmission input shaft relevant operating variables of the at least one Friction clutch determines the manipulated variable and at least one company size at least detected a friction clutch and by means of a wireless electronic transmission system is transmitted to the control unit. By direct detection of operating data on the friction clutch these are not through according to tolerance and error influences of a mechanical transmission depending on how they depend on a determination, for example mechanical variables such as the error or hysteresebeschafteten actuator travel may occur.

Vielmehr kann eine direkt vor Ort, nämlich in der drehenden Reibungskupplung erfasste Betriebsgröße ohne mechanische Übertragungsfehler von einer entsprechenden Erfassungseinheit erfasst und in einer mitdrehenden elektronischen Einheit zu einem übertragungsfesten Signal konvertiert und drahtlos auf eine stationäre Empfangseinheit, die in das Steuergerät integriert oder mit dieser verbunden ist, übertragen werden.Much more can be a spot, namely in the rotating friction clutch recorded operating size without mechanical transmission errors captured by a corresponding detection unit and in one co-rotating electronic unit to a transmission-proof Signal is converted and transmitted wirelessly to a stationary receiving unit, which integrated into the controller or connected to this is to be transferred.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Betriebsgröße in Form einer vom Aktor bewirkten Anpresskraft der Druckplatte gegenüber der Gegendruckplatte erfasst. Hierzu kann die Anpresskraft mittels einer Erfassung eines axialen Differenzwegs zwischen einem durch die Beaufschlagung der Druckplatte belasteten Bauteil und einem unbelasteten Bauteil ermittelt werden. Beispielsweise kann das belastete Bauteil ein Hebelkräfte eines Hebels zwischen Aktor und Druckplatte aufnehmendes Bauteil ist. Der Hebel kann dabei aus mehreren über den Umfang verteilten Hebelelementen oder einem zusammenhängenden Ring mit Hebelelementen gebildet sein, die von dem Aktor beaufschlagt werden und sich an dem belasteten Bauteil, beispielsweise dem Kupplungsgehäuse oder -deckel axial abstützen und je nach Ausgestaltung der Reibungskupplung als zwangsweise geöffnete oder zwangsweise geschlossene Reibungskupplung einen zweiarmigen oder einarmigen Hebel ausbilden. Das belastete Element kann gezielt eingestellte axial elastische Eigenschaften aufweisen, die einerseits eine zuverlässige Abstützung des Hebels zur Aufbringung der Anpresskraft auf die Druckplatte und andererseits einen vorgegebenen und von der Erfassungseinheit in hoher Auflösung erfassbaren Differenzweg gegenüber dem unbelasteten Bauteil einstellen. Das unbelastete Bauteil kann ein zusätzlich zu dem belasteten Bauteil angeordnetes Bauteil wie Blechteil sein, an dem sich der Hebel nicht abstützt.According to one advantageous embodiment is an operating size in the form of a pressing force of the pressure plate caused by the actuator the counter-pressure plate detected. For this purpose, the contact pressure by means a detection of an axial difference path between a through the loading of the pressure plate loaded component and a unloaded component are determined. For example, the charged Component a lever forces a lever between actuator and Pressure plate receiving component is. The lever can consist of several the circumference distributed lever elements or a contiguous Ring may be formed with lever elements, which acted upon by the actuator be and on the loaded component, such as the clutch housing or cover supported axially and depending on the design the friction clutch as forced open or forced closed friction clutch a two-armed or one-armed Train levers. The loaded element can be set specifically have axially elastic properties, on the one hand a reliable Support of the lever for applying the contact pressure on the printing plate and on the other hand, a predetermined and from the detection unit detectable in high resolution differential path Adjust against the unloaded component. The unloaded component can be arranged in addition to the loaded component Be a component such as sheet metal part, on which the lever is not supported.

Nach dem erfinderischen Gedanken kann in vorteilhafter Weise die Anpresskraft abhängig von einer bei axialer Belastung der Druckplatte von mit der Gegendruckplatte und der Druckplatte einen Reibeingriff bildenden Reibbelägen der Kupplungsscheibe auftretenden Belagfederkennlinie ermittelt werden. Die zu Beginn des Reibeingriffs axial mit zunehmender Belagfederkraft verspannten Reibbeläge wirken gegen die Anpresskraft. Eine Berücksichtigung der Belagfederkennlinie in Form der über den Axialweg der Druckplatte aufgetragenen Belagfederkraft kann insbesondere bei der Bestimmung weiterer Größen wie des über die Reibungskupplung übertragenen Kupplungsmoments von Vorteil sein. Entsprechende Belagfederkennlinien können im Steuergerät oder in der Vorortelektronik in der Reibungskupplung hinterlegt sein und bei einer Bestimmung des Kupplungsmoments aus der Anpresskraft berücksichtigt werden. Weiterhin kann von Vorteil sein, bei der Berechnung des Kupplungsmoments den aktuellen Reibwert der Reibungskupplung, der sich aus der Reibpaarung der Reibbeläge mit den Reibflächen der Gegendruckplatte und der Druckplatte ergibt, einzubeziehen. Entsprechende Reibwerttabellen oder Kennfelder, die unter anderem aus empirischen Werten aufgrund der Reibpartnermaterialien und der erfassten oder modellgestützt ermittelten Temperatur der Reibpartner gebildet werden, können ebenfalls im Steuergerät oder in der Vorortelektronik vorgehalten und zur Bestimmung des Kupplungsmoments herangezogen werden. Bei einer Bestimmung des Kupplungsmoments in der Vorortelektronik wird bereits diese Betriebsgröße drahtlos auf die Steuereinheit übertragen.According to the inventive idea, the contact pressure force can advantageously be determined as a function of a pad spring characteristic which occurs during axial loading of the pressure plate from friction linings of the clutch disc forming a frictional engagement with the counter-pressure plate and the pressure plate. The at the beginning of the friction engagement axially braced with increasing pad spring force friction linings act against the contact pressure. Taking into account the pad spring characteristic in the form of the pad spring force applied over the axial travel of the pressure plate can be of advantage in particular in the determination of further variables, such as the clutch torque transmitted via the friction clutch. Corresponding pad spring characteristics may be stored in the control unit or in the on-site electronics in the friction clutch and taken into account in a determination of the clutch torque from the contact pressure. Furthermore, it may be advantageous in the calculation of the clutch torque the ak tual friction coefficient of the friction clutch, which results from the friction pair of the friction linings with the friction surfaces of the reaction plate and the pressure plate to include. Corresponding friction coefficient tables or characteristic maps, which are formed, inter alia, from empirical values based on the friction partner materials and the detected or model-based temperature of the friction partners, can also be kept in the control unit or in the on-site electronics and used to determine the clutch torque. When determining the clutch torque in the on-site electronics, this operating variable is already transmitted wirelessly to the control unit.

Als Erfassungseinheit des Differenzweges können vorteilhafterweise Hall-Sensoren, induktiv oder optisch arbeitende Erfassungseinheiten dienen, die den Differenzweg in ein elektrisches, von der Vorortelektronik gegebenenfalls verarbeitetes und an die Empfangseinheit übermittelbares Signal wandeln. Die Erfassungseinheit kann an dem belasteten oder unbelasteten Bauteil angeordnet sein.When Detection unit of the difference path can advantageously Hall sensors, inductive or optical detection units serve the differential path in an electrical, from the on-site electronics optionally processed and transmitted to the receiving unit Convert signal. The detection unit may be on the loaded or unloaded Be arranged component.

In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, ein an der Reibungskupplung anliegendes Drehmoment direkt zu bestimmen. Dabei kann das Drehmoment mittels einer Erfassung eines Verdrehwinkels zwischen im Drehmomentpfad angeordneten und durch ein elastisches Element getrennten Bauteilen ermittelt werden. Beispielsweise kann ein an der Reibungskupplung anliegendes Motormoment erfasst werden, indem die beiden Bauteile zur Erfassung des Motormoments in einem Eingangsteil der zumindest einen Reibungskupplung angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise ein über die Reibungskupplung übertragenes Kupplungsmoment durch eine Anordnung der beiden Bauteile in der Kupplungsscheibe erfolgen.In an alternative embodiment may be provided to determine a torque applied to the friction clutch directly. In this case, the torque by means of a detection of a rotation angle between arranged in the torque path and by an elastic Element separate components are determined. For example, a be detected at the friction clutch applied engine torque, by the two components for detecting the engine torque in one Input part of the at least one friction clutch are arranged. Alternatively or additionally, for example, an over the friction clutch transmitted clutch torque an arrangement of the two components in the clutch disc done.

In entsprechender Weise zur Erfassung des Differenzweges zur Ermittlung der Anpresskraft kann der Verdrehwinkel mittels Hall-Sensoren induktiv oder optisch erfasst werden.In corresponding manner for detecting the difference path for determination the contact pressure, the angle of rotation by means of Hall sensors inductive or be captured optically.

Die Erfassung von Differenzwegen und Verdrehwinkeln zur Ermittlung von Betriebsgrößen direkt an der Reibungskupplung kann in vorteilhafter Weise auch auf sogenannte Doppelkupplungen, beispielsweise für Doppelkupplungsgetriebe angewandt werden, bei denen zwei Reibungskupplungen zu einem Kupplungsaggregat zusammengefasst werden. Dabei kann durch Ermittlung des über beide Reibungskupplungen übertragenen Kupplungsmoments das Gesamtmoment des über die Doppelkupplung übertragenen Kupplungsmoments erfasst werden. Wird das Kupplungsmoment in schlupffreiem Zustand einer einfachen Reibungskupplung oder der Doppelkupplung ermittelt, entspricht dieses dem an der Reibungskupplung bezie hungsweise Doppelkupplung anliegenden Motormoment, so dass ohne eine Schnittstelle zur Steuereinheit des Motors wie Brennkraftmaschine das Motormoment der Steuereinheit des automatisierten Kupplungssystems zur Verfügung steht beziehungsweise die den beiden Steuereinheiten zur Verfügung stehenden Motormomente zu Diagnose- und Plausibilisierungszwecken und dergleichen verglichen werden können.The Detection of difference paths and angles of rotation for the determination of Operating variables directly at the friction clutch can advantageously also on so-called double clutches, be applied for example for dual-clutch transmission, in which two friction clutches combined to form a clutch unit become. It can be determined by determining the transmitted over both friction clutches Clutch torque the total torque of transmitted via the double clutch Clutch torque can be detected. Is the clutch torque in slip-free Condition of a simple friction clutch or the dual clutch determined, this corresponds to the relation to the friction clutch relation Double clutch applied engine torque, so without an interface to the control unit of the engine as internal combustion engine, the engine torque the control unit of the automated coupling system available is or the two control units available stationary engine torques for diagnostic and plausibility purposes and the like can be compared.

Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is based on the in the 1 to 4 illustrated embodiments explained in more detail. Showing:

1 einen Teilschnitt durch eine Doppelkupplung, 1 a partial section through a double clutch,

2 einen Detailschnitt der in 1 gezeigten Doppelkupplung, 2 a detail section of in 1 shown double clutch,

3 ein Diagramm zur Erläuterung der Ermittlung der Anpresskraft und 3 a diagram for explaining the determination of the contact pressure and

4 eine Ansicht eines Bauteils zur Ermittlung eines Drehmoments. 4 a view of a component for determining a torque.

1 zeigt ein schematisch dargestelltes, automatisiertes Kupplungssystem 100 mit einem Teilschnitt der Doppelkupplung 1 oberhalb der Drehachse 2 mit den beiden Reibungskupplungen 3, 4, die abhängig von ihrer Betätigung einen Reibeingriff mit den Reibbelägen 7, 8 der Kupplungsscheiben 5, 6 bilden, wobei abhängig vom Reibeingriff ein in die Reibungskupplungen 3, 4 eingeleitetes Drehmoment auf die Getriebeeingangswellen 9, 10 übertragen wird. Über die nur angedeuteten Beaufschlagungsmittel 11, 12 werden die Druckplatten 13, 14 der Reibungskupplungen 3, 4 gegen die gemeinsame Gegendruckplatte 15 verspannt, wobei sich jeweils ein Reibeingriff mit den Reibbelägen 7, 8 ausbildet und Drehmoment von der mit der Kurbelwelle 16 eines Motors wie Brennkraftmaschine über den Drehschwingungsdämpfer 17 verbundenen Gegendruckplatte 15 auf die Getriebeeingangswellen 9, 10 übertragen wird. Die Beaufschlagungsmittel 11, 12 stützen sich dabei an dem Kupplungsgehäuse 18 ab und bilden einen Hebel mit Hebelelementen 20, 21, die von nur schematisch dargestellten, radial innerhalb eines Hebelpunktes der Hebel angeordneten Aktoren 22, 23 axial beaufschlagt werden. Die Aktoren 22, 23 legen dabei einen von einer Steuereinheit 19 über eine Stellgröße vorgegebenen Weg zurück, der über eine entsprechende Wegsensorik geregelt oder gesteuert werden kann. Die Bestimmung der Stellgröße erfolgt abhängig von Betriebsparametern der Reibungskupplungen 3, 4 und abhängig von einer gewünschten Betätigung der Reibungskupplungen, die sich aus einem Schaltwunsch des Fahrers oder infolge einer automatisierten Berechnung von Schaltpunkten oder anderen Betriebssituationen des Kraftfahrzeuges ergeben kann. 1 shows a schematically illustrated, automated coupling system 100 with a partial section of the double clutch 1 above the axis of rotation 2 with the two friction clutches 3 . 4 , Which, depending on their operation, a frictional engagement with the friction linings 7 . 8th the clutch discs 5 . 6 form, depending on the frictional engagement in the friction clutches 3 . 4 initiated torque on the transmission input shafts 9 . 10 is transmitted. About the only indicated imposition means 11 . 12 become the printing plates 13 . 14 the friction clutches 3 . 4 against the common counter pressure plate 15 braced, each with a frictional engagement with the friction linings 7 . 8th trains and torque of the crankshaft 16 of an engine such as internal combustion engine via the torsional vibration damper 17 connected counter-pressure plate 15 on the transmission input shafts 9 . 10 is transmitted. The agents 11 . 12 rely on the clutch housing 18 and form a lever with lever elements 20 . 21 that of only schematically illustrated, arranged radially within a fulcrum of the lever actuators 22 . 23 be acted upon axially. The actors 22 . 23 put one from a control unit 19 via a control variable predetermined path back, which can be controlled or controlled by a corresponding displacement sensor. The determination of the manipulated variable is dependent on operating parameters of the friction clutches 3 . 4 and depending on a desired actuation of the friction clutches, which may result from a shift request of the driver or due to an automated calculation of switching points or other operating situations of the motor vehicle.

Die Betriebsgrößen der Reibungskupplung 3, 4 sind in einer Speichereinheit der Steuereinheit abgelegt und können laufend aktualisiert oder an die sich kurzzeitig oder langfristig ändernden Eigenschaften der Reibungskupplungen 3, 4 angepasst werden. Weitere Betriebsparameter oder Größen zur Bestimmung dieser können aus weiteren elektronischen Einrichtungen 24 wie weiteren Steuereinheiten, Sensorelementen oder dergleichen eingelesen werden. Zumindest eine Betriebsgröße wird dabei direkt aus zumindest einer der beiden Reibungskupplungen 3, 4 abgeleitet. Hierzu ist in der Doppelkupplung 1 eine Vorortelektronik 25, die mittels einer entsprechenden – nicht dargestellten – Erfassungseinheit die Betriebsgröße erfasst und an eine mit der Doppelkupplung 1 drehenden Sendeeinheit 26, die auch in die Vorortelektronik integriert sein kann, übergeben, die die Betriebsgröße oder eine entsprechend gewandelte sendefähig protokollierte Größe auf die gehäusefest angeordnete Empfangseinheit 27 überträgt, die mit der Steuereinheit 10 in Signalverbindung steht oder in diese integriert ist. Die entsprechend aufbereitete Betriebsgröße wird zur Bestimmung der Stellgröße für einen oder beide Aktoren 22, 23 genutzt. Die Betriebsgröße kann dabei für die jeweiligen Reibungskupplungen 3, 4 die Anpresskraft der Druckplatten 13, 14 gegen die Gegendruckplatte sein oder ein Drehmoment sein.The operating variables of the friction clutch 3 . 4 are stored in a memory unit of the control unit and can be continuously updated or to the short or long term changing properties of the friction clutches 3 . 4 be adjusted. Other operating parameters or quantities for determining these may be from other electronic devices 24 as other control units, sensor elements or the like are read. At least one operating variable is thereby directly from at least one of the two friction clutches 3 . 4 derived. This is in the double clutch 1 an on-site electronics 25 , Which detects the operating variable by means of a corresponding - not shown - detection unit and to one with the double clutch 1 rotating transmitting unit 26 , which can also be integrated into the on-site electronics, passed, the operating size or a correspondingly converted transmissive recorded size on the housing-mounted receiving unit 27 transfers that with the control unit 10 is in signal connection or is integrated in this. The appropriately prepared operating variable is used to determine the manipulated variable for one or both actuators 22 . 23 used. The operating variable can be for the respective friction clutches 3 . 4 the contact pressure of the printing plates 13 . 14 be against the platen or be a torque.

2 zeigt hierzu eine vorteilhafte Ausführungsform zur Bestimmung der Anpresskraft F am Beispiel der Kupplung 3 der 1. Die Anpresskraft der Druckplatte 13 gegen die Gegendruckplatte 15 verursacht eine Reaktionskraft gegenüber dem Kupplungsgehäuse 18 durch die Abstützung des Beaufschlagungsmittels 11 (1), die eine von der Anpresskraft F abhängige, axiale Verbiegung des Kupplungsgehäuses 18, das damit die Funktion eines belasteten Bauteils einnimmt, zur Folge hat. Wird axial beabstandet hierzu ein unbelastetes Bauteil 29 angebracht, kann mittels der in die Vorortelektronik 25 integrierten Erfassungseinheit 30, beispielsweise einem Hall-Sensor, der von der Anpresskraft F abhängige Differenzweg s erfasst werden. Aus der Anpresskraft F kann bei Kenntnis des sich zwischen den Reibbelägen 7 und der Druckplatte 13 und der Gegendruckplatte 15 einstellenden Reibwerts das über die Reibungskupplung 3 übertragene Kupplungsmoment ermittelt oder zumindest abgeschätzt werden, ohne den Stellweg des Aktors 22 kalibrieren oder kennen zu müssen, so dass dieser nur noch mit einer relativen Stellgröße gesteuert werden muss, ohne kalibriert zu werden. Allerdings wird die Anpresskraft F durch die Belagfederkraft beeinflusst, die aus einer axialen Verpressung der Reibbeläge gegen die Belagfedersegmente 31 resultiert und im ersten Teil des Axialweges der Druckplatte 13 die Anpresskraft F teilweise kompensiert. In vorteilhafter Weise wird der Anteil der Belagfederkraft beispielsweise in Form einer Belagfederkennlinie in der Vorortelektronik 25 oder bei entsprechender Überarbeitung in der Steuereinheit 19 (1) dort hinterlegt und eine effektive, von dem Einfluss der Belagfederkraft befrei te Anpresskraft für die Bestimmung des Kupplungsmoments herangezogen. Die 2 zeigt den total verspannten Zustand der Reibungskupplung 3 mit maximal übertragbarem Kupplungsmoment mit entsprechend elastisch verformtem belastetem Bauteil 28. 2 shows an advantageous embodiment for determining the contact pressure F on the example of the coupling 3 of the 1 , The contact pressure of the pressure plate 13 against the counter pressure plate 15 causes a reaction force to the clutch housing 18 by the support of the loading means 11 ( 1 ), which is dependent on the contact force F, axial bending of the coupling housing 18 , which thus assumes the function of a loaded component, has the consequence. Is axially spaced this an unloaded component 29 attached, can by means of the on-site electronics 25 integrated detection unit 30 , For example, a Hall sensor, the dependent of the contact force F differential path s are detected. From the contact force F can with knowledge of itself between the friction linings 7 and the printing plate 13 and the counterpressure plate 15 adjusting friction that via the friction clutch 3 transmitted clutch torque can be determined or at least estimated without the travel of the actuator 22 to calibrate or know so that it only needs to be controlled with a relative manipulated variable without being calibrated. However, the contact pressure F is influenced by the pad spring force, which results from an axial compression of the friction linings against the pad spring segments 31 results and in the first part of the Axialweges the pressure plate 13 the contact force F partially compensated. Advantageously, the proportion of the pad spring force, for example in the form of a pad spring characteristic in the on-site electronics 25 or with appropriate revision in the control unit 19 ( 1 ) deposited there and used an effective, by the influence of the pad spring force te free contact force for the determination of the clutch torque. The 2 shows the totally strained state of the friction clutch 3 with a maximum transferable clutch torque with correspondingly elastically deformed loaded component 28 ,

3 zeigt bezogen auf 2 ein schematisches Diagramm der Anpresskraft F gegenüber dem Differenzweg s. Nach einem kraftfreien Aufbrauch des Kupplungsspiels werden bei einem Differenzweg s1 die Kupplungsbeläge 7 an die Druckplatte 13 und die Gegendruckplatte angelegt und nachfolgend gegen die Belagfedersegmente 31 verspannt, wodurch die effektive Anpressplatte mit geringer Steigung zunimmt. Nach dem Aufbrauch der elastischen Verformung der Belagfedersegmente 31 steht der gesamte Anteil der mit zunehmenden Differenzwegen steileren Kurve der Anpresskraft F der Ausbildung des Kupplungsmoments zur Verfügung. 3 shows based on 2 a schematic diagram of the contact force F against the differential path s. After a force-free exhaustion of the clutch play s1 the clutch linings are in a differential travel 7 to the pressure plate 13 and the counter-pressure plate applied and subsequently against the pad spring segments 31 clamped, whereby the effective pressure plate increases with low slope. After the exhaustion of the elastic deformation of the pad spring segments 31 is the entire proportion of steeper with increasing differential paths curve of the contact force F of the formation of the clutch torque available.

4 zeigt schematisch eine direkte Erfassung eines Drehmoments mittels einer radial innen mit dem Moment M angetriebenen Scheibe 32, an deren radial äußeren Bereich eine Tangentialkraft TF abgegriffen und damit ein Moment übertragen wird. In einem radial mittleren Bereich der Scheibe 32 ist diese durch Materialschwächung 33 wie Ausstanzungen versehen, so dass unter Last eine zumindest minimale Verdrehung des Innenteils 34 gegenüber dem Außenteil 35 der Scheibe stattfindet. Zur Erfassung des sich dadurch zwischen dem belasteten Bauteil 36 und dem unbelasteten Bauteil 37 abhängig von dem übertragenen Moment M einstellenden Verdrehwinkel α kann eine entsprechende Erfassungseinheit, beispielsweise ein Hall-Sensor oder ein induktiver oder optischer Sensor vorgesehen sein. 4 schematically shows a direct detection of torque by means of a radially inwardly driven with the moment M disc 32 , at the radially outer region of a tangential TF tapped and thus a moment is transmitted. In a radially middle region of the disc 32 this is due to material weakening 33 as punched outs provided so that under load an at least minimal rotation of the inner part 34 opposite the outer part 35 the disc takes place. For detecting the thereby between the loaded component 36 and the unloaded component 37 Depending on the transmitted torque M adjusting torsion angle α, a corresponding detection unit, for example, a Hall sensor or an inductive or optical sensor can be provided.

Wird die Scheibe oder eine vergleichbare Anordnung am Eingangsteil der Doppelkupplung 1 der 1 vorgesehen, kann das an der Doppelkupplung 1 anliegende Motormoment bestimmt werden. Soll das Kupplungsmoment der Reibungskupplungen 3, 4 (1) erfasst werden, kann eine der Scheibe 32 entsprechende Scheibenanordnung auf die Druckplatten 13, 14 überfragen werden. Eine der Scheibe 32 entsprechende Anordnung kann auch in den Kupplungsscheiben 5, 6 vorgesehen sein, wobei die Erfassungseinheit, die hier in vorteilhafter Weise ein optischer Sensor ist, an der Doppelkupplung 1 (1) vorgesehen sein kann. Eine Kompensation von Differenzdrehzahlen zwischen den Kupplungsscheiben 5, 6 und der Doppelkupplung 1, beispielsweise bei Schlupf, kann durch eine Synchronisation der Messsignale der Erfassungseinheit anhand der Drehzahlen der Kurbelwelle 16 und der Getriebeeingangswellen 9, 10 kompensiert werden, so dass der Verdrehwinkel α nur erfasst wird, wenn die Bauteile 36, 37 im Messbereich der Erfassungseinheit sind.If the disc or a similar arrangement on the input part of the double clutch 1 of the 1 provided, that can be done on the double clutch 1 applied engine torque can be determined. Should the clutch torque of the friction clutches 3 . 4 ( 1 ) can be detected, one of the disc 32 corresponding disc arrangement on the printing plates 13 . 14 to be asked. One of the disc 32 appropriate arrangement can also in the clutch discs 5 . 6 be provided, wherein the detection unit, which is here advantageously an optical sensor, at the dual clutch 1 ( 1 ) can be provided. A compensation of differential speeds between the clutch discs 5 . 6 and the double clutch 1 , For example, during slippage, by a synchronization of the measuring signals of the detection unit based on the rotational speeds of the crankshaft 16 and the transmission input shafts 9 . 10 be compensated, so that the angle of rotation α is detected only when the components 36 . 37 in the measuring range of the detection unit.

11
DoppelkupplungDouble coupling
22
Drehachseaxis of rotation
33
Reibungskupplungfriction clutch
44
Reibungskupplungfriction clutch
55
Kupplungsscheibeclutch disc
66
Kupplungsscheibeclutch disc
77
Reibbelagfriction lining
88th
Reibbelagfriction lining
99
GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
1010
GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
1111
Beaufschlagungsmittelbiasing
1212
Beaufschlagungsmittelbiasing
1313
Druckplatteprinting plate
1414
Druckplatteprinting plate
1515
GegendruckplattePlaten
1616
Kurbelwellecrankshaft
1717
Drehschwingungsdämpfertorsional vibration dampers
1818
Kupplungsgehäuseclutch housing
1919
Steuereinheitcontrol unit
2020
Hebelelementlever member
2121
Hebelelementlever member
2222
Aktoractuator
2323
Aktoractuator
2424
elektronische Einrichtungelectronic Facility
2525
Vorortelektroniksite electronics
2626
Sendeeinheittransmission unit
2727
Empfangseinheitreceiver unit
2828
belastetes Bauteilloaded component
2929
unbelastetes Bauteilunloaded component
3030
Erfassungseinheitacquisition unit
3131
BelagfedersegmentLining spring segment
3232
Scheibedisc
3333
Materialschwächungmaterial weakening
3434
Innenteilinner part
3535
Außenteilouter part
3636
belastetes Bauteilloaded component
3737
unbelastetes Bauteilunloaded component
100100
automatisiertes Kupplungssystemautomated coupling system
αα
Verdrehwinkelangle of twist
FF
Anpresskraftcontact force
MM
Momentmoment
ss
DifferenzwegDifferential travel
s1s1
DifferenzwegDifferential travel
s2s2
DifferenzwegDifferential travel
TFTF
Tangentialkrafttangential

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19504847 A1 [0002] - DE 19504847 A1 [0002]

Claims (13)

Automatisiertes Kupplungssystem (100) für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer von einer Antriebseinheit angetriebenen, von einem feststehenden und von einer Steuereinheit (19) mittels einer Stellgröße gesteuerten Aktor (22, 23) betätigten Reibungskupplung (3, 4) mit einer feststehenden Gegendruckplatte (15) und einer axial vom Aktor (22, 23) verlagerbaren, drehfest mit der Gegendruckplatte (15) verbundenen Druckplatte (13, 14) sowie einer zwischen diesen mit einer Getriebeeingangswelle (9, 10) drehfest verbundenen Kupplungsscheibe (5, 6), wobei das Steuergerät (19) aus für eine Übertragung von Drehmoment von der Antriebseinheit auf die Getriebeeingangswelle (9, 10) relevanten Betriebsgrößen der zumindest einen Reibungskupplung (3, 4) die Stellgröße ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Betriebsgröße an der zumindest einen Reibungskupplung (3, 4) erfasst und mittels eines drahtlosen elektronischen Übertragungssystems zur Steuereinheit (19) übertragen wird.Automated clutch system ( 100 ) for a motor vehicle with at least one driven by a drive unit, by a fixed and by a control unit ( 19 ) controlled by a manipulated variable actuator ( 22 . 23 ) actuated friction clutch ( 3 . 4 ) with a fixed counter-pressure plate ( 15 ) and one axially from the actuator ( 22 . 23 ), rotatably with the counter-pressure plate ( 15 ) connected printing plate ( 13 . 14 ) and one between them with a transmission input shaft ( 9 . 10 ) non-rotatably connected clutch disc ( 5 . 6 ), whereby the control unit ( 19 ) for a transmission of torque from the drive unit to the transmission input shaft ( 9 . 10 ) relevant operating variables of the at least one friction clutch ( 3 . 4 ) determines the manipulated variable, characterized in that at least one operating variable at the at least one friction clutch ( 3 . 4 ) and by means of a wireless electronic transmission system to the control unit ( 19 ) is transmitted. Automatisiertes Kupplungssystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Betriebsgröße in Form einer vom Aktor (22, 23) bewirkte Anpresskraft (F) der Druckplatte (13, 14) gegenüber der Gegendruckplatte (15) erfasst wird.Automated clutch system ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the at least one operating variable in the form of one of the actuator ( 22 . 23 ) caused contact pressure (F) of the pressure plate ( 13 . 14 ) opposite the counterpressure plate ( 15 ) is detected. Automatisiertes Kupplungssystem (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft (F) mittels einer Erfassung eines axialen Differenzwegs (s) zwischen einem durch die Beaufschlagung der Druckplatte (13, 14) belasteten Bauteil (18) und einem unbelasteten Bauteil (29) ermittelt wird.Automated clutch system ( 100 ) according to claim 2, characterized in that the contact force (F) by means of a detection of an axial difference path (s) between a by the application of the pressure plate ( 13 . 14 ) loaded component ( 18 ) and an unloaded component ( 29 ) is determined. Automatisiertes Kupplungssystem (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das belastete Bauteil (28) ein Hebelkräfte eines Hebels zwischen Aktor (22, 23) und Druckplatte (13, 14) aufnehmendes Bauteil (29) ist.Automated clutch system ( 100 ) according to claim 3, characterized in that the loaded component ( 28 ) a leverage of a lever between actuator ( 22 . 23 ) and pressure plate ( 13 . 14 ) receiving component ( 29 ). Automatisiertes Kupplungssystem (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft (F) abhängig von einer bei axialer Belastung der Druckplatte (13, 14) von mit der Gegendruckplatte (15) und der Druckplatte (13, 14) einen Reibeingriff bildenden Reibbelägen (7, 8) der Kupplungsscheibe (5, 6) auftretenden Belagfederkennlinie ermittelt wird.Automated clutch system ( 100 ) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the contact pressure (F) depends on an axial load of the pressure plate ( 13 . 14 ) from with the counterpressure plate ( 15 ) and the pressure plate ( 13 . 14 ) a frictional engagement forming friction linings ( 7 . 8th ) of the clutch disc ( 5 . 6 ) occurring Belagfederkennlinie is determined. Automatisiertes Kupplungssystem (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung eines während des Reibeingriffs abhängig von der Anpresskraft (F) auftretenden Reibwerts ein über die zumindest eine Reibungskupplung (3, 4) übertragenes Kupplungsmoment ermittelt wird.Automated clutch system ( 100 ) according to claim 5, characterized in that by using a during the friction engagement depending on the contact force (F) occurring friction coefficient via the at least one friction clutch ( 3 . 4 ) transmitted clutch torque is determined. Automatisiertes Kupplungssystem (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzweg (s) mittels eines Hall-Sensors erfasst wird.Automated clutch system ( 100 ) according to one of claims 3 to 6, characterized in that the differential path (s) is detected by means of a Hall sensor. Automatisiertes Kupplungssystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Betriebsgröße in Form eines an der zumindest einen Reibungskupplung anliegenden Drehmoments erfasst wird.Automated clutch system ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the at least one operating variable is detected in the form of a voltage applied to the at least one friction clutch torque. Automatisiertes Kupplungssystem (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment mittels einer Erfassung eines Verdrehwinkels (α) zwischen im Drehmomentpfad angeordneten und durch ein elastisches Element getrennten Bauteilen (36, 37) ermittelt wird.Automated clutch system ( 100 ) according to claim 8, characterized in that the torque by means of a detection of a rotation angle (α) between arranged in the torque path and separated by an elastic member components ( 36 . 37 ) is determined. Automatisiertes Kupplungssystem (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (36, 37) zur Erfassung eines Motormoments in einem Eingangsteil der zumindest einen Reibungskupplung (3, 4) angeordnet sind.Automated clutch system ( 100 ) according to claim 9, characterized in that the two components ( 36 . 37 ) for detecting an engine torque in an input part of the at least one friction clutch ( 3 . 4 ) are arranged. Automatisiertes Kupplungssystem (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (36, 37) zur Erfassung eines über die zumindest eine Reibungskupplung (3, 4) übertragenen Kupplungsmoments in der Druckplatte (13, 14) oder in der Kupplungsscheibe (5, 6) angeordnet sind.Automated clutch system ( 100 ) according to claim 9, characterized in that the two components ( 36 . 37 ) for detecting a via the at least one friction clutch ( 3 . 4 ) transmitted clutch torque in the pressure plate ( 13 . 14 ) or in the clutch disc ( 5 . 6 ) are arranged. Automatisiertes Kupplungssystem (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrehwinkel (α) mittels eines Hall-Sensors, induktiv oder optisch erfasst wird.Automated clutch system ( 100 ) according to one of claims 9 to 11, characterized in that the angle of rotation (α) by means of a Hall sensor, is detected inductively or optically. Automatisiertes Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Reibungskupplungen (3, 4) in einem Kupplungsaggregat zusammengefasst sind und für jede Reibungskupplung (3, 4) die Anpresskraft (F) nach den Ansprüchen 2 bis 7 und/oder das Drehmoment nach den Ansprüchen 8 bis 13 erfasst wird.Automated clutch system according to one of claims 1 to 12, characterized in that two friction clutches ( 3 . 4 ) are combined in a clutch unit and for each friction clutch ( 3 . 4 ) the contact force (F) according to claims 2 to 7 and / or the torque according to claims 8 to 13 is detected.
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