Automatisches Kupplungssystem
Automatisches Kupplungssystem (AKS) Englisch: Automatic Clutch System (ACS), ist ein selbständiges Kupplungssystem im Kfz Bereich bei dem das Öffnen der Kupplung (Auskuppeln) und Schließen der Kupplung (Einkuppeln) durch Sensorsignale ausgelöst wird.
Der Kuppelvorgang durch den Fahrer entfällt, ein Kupplungspedal ist nicht mehr notwendig.
Sensorsignale die den Steuerungsvorgang beeinflussen sind:
- Zündschalter
- Motordrehzahl
- Gangerkennung
- Schaltabsichtserkennung
- Ausrückweg
- Fahrpedalstellung
- Fahrgeschwindigkeit
- Signale des Antiblockiersystems (ABS)
- Signale der Antriebsschlupfregelung (ASR)
- Signale des Elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP)
- Ausrückgeschwindigkeit
Komponenten des Kupplungssystems
- Kupplung: Selbsteinstellende Membranfederkupplung mit hydraulischem Zentralausrücker.
- Sensoren für Schaltabsichtserkennung, Gabgerkennung, Ausrückweg und Ausrückgeschwindigkeit.
- Steuergerät des Kupplungsystems
- Aktoren: Elektromotor, Schneckengetriebe, Geberzylinder, Nehmerzylinder.
Schaltabsichtserkennung
Sie wird durch einen Sensor (Drehpotentiometer) am Schalthebel erfasst.
Gangerkennung
Sie wird durch zwei behrürungslose Drehwinkelsensoren am Schaltgestänge im Getriebe erfasst. Zusätzlich zu den Sensorsignalen für Schaltabsicht und Gangerkennung erhält das Steuergerät noch Signale über den CAN-BUS vor den Steuergeräten der Motorsteuerung und der ABS/ASR und ESP Steuerung.
Wirkungsweise
Zur Erfassung des jeweiligen Systemzustands erhält das Steuergerät von den Sensoren Eingangssignale, die es durch eine Kupplungs-Software verarbeitet und als Ausgangssignale an die Betätigungseinrichtungen (Stellglieder) übermittelt. Die Kupplung wird entsprechend den Signalen für Stellglieder geöffnet oder geschlossen.
Anfahren
Aus den Sensoren für den Anfahrzustand weitergegebenen Eingangssignale und den in der Software erhaltenen Kennfeldern errechnet das Steuergerät den optimalen Schlupf für den Anfahrvorgang.
Gangwechsel
Der Sensor am Schalthebel melde die Schaltabsicht des Fahrers. Das Steuergerät bewirkt über einen Elektromotor mit Schneckengetriebe Druckerzeugung im Geberzylinder. Dieser Druck öffnet über den hydraulischen Zentralausrücker (Nehmerzylinder) die Kupplung.
Nach dem Schalten melden die Gangerkennungssensoren welcher Gang geschaltet wurde. Nun gibt das Steuergerät ein Signal an den Elektromotor mit Schneckengetriebe, wodurch das Schließen der Kupplung mit einem definierten Schlupf bewirkt wird.
Das Fahrpedal muss beim Schalten nicht unbedingt zurückgenommen werden. Die Einspritzmenge wird über das Steuergerät automatisch reduziert und danach wieder erhöht.
Normaler Fahrbetrieb
Um Drehschwingungen zu dämpfen errechnet das Steuergerät aus den Signalen für die Motordrehzahl und Getriebeeingangsdrehzahl die Differenz, sodass bei Bedarf ein kontrollierter Schlupf eingestellt wird.
Lastwechsel
Beim ruckartigen Betätigen des Fahrpedals wird das Aufschaukeln des Fahrzeuges (Bonanza-Effekt) in Grenzen gehalten, da die Kupplung kurzzeitig öffnet. Es kann dadurch ruckfrei beschleunigt werden.
Zurückschalten auf glatter Fahrbahn
Das Signal der blockierenden Antriebsräder wird vom Steuergerät so verarbeitet, dass die Kupplung beim Blockierbeginn öffnet und die Räder frei gibt.
Merkmale
- Kein Kupplungspedal vorhanden
- günstiges Verschleißverfahren für Kupplungsbelag und Ausrücklager
- kein "Abwürgen" des Motors beim Anfahren und Bremsen
- Drehschwingungen des Motors werden durch Schlupf in der Kupplung gedämpft.
- weniger störende Lastwechselreaktionen.
Geschichte
Nach einem älteren Prinzip, ohne Elektronische Komponenten und Digitaler Technologie funktionierte der sogenannte Saxomat, entwickelt von der Firma Fichtel & Sachs. Er wurde ab Ende der 1950er-Jahre z. B. bei DKW-, Opel-Modellen, dem VW Käfer und Ford Taunus optional eingebaut (bei Opel wurde er „Olymat“ genannt).
Heute
Beispiele für Fahrzeuge mit hier beschriebenem modernen elektronischen halbautomatischen Getriebe sind der Golf Ecomatic, die Mercedes-Benz A-Klasse oder der Lexus SC. Beispiele für diese Art Kupplungssysteme sind z.B das EKS (Elektronisches-Kupplungs-System) oder das EKM (Elektronisches Kupplungs Managament).
In Fahrzeug-Automatikgetrieben wird manchmal auch die manuelle Gangwahl als Halbautomatik-Betriebsart bezeichnet. Hierbei wird der Schaltwunsch (herauf- oder herunterschalten) der Getriebeelektronik z. B. über Lenkradtasten mitgeteilt, das Kuppeln und Schalten übernimmt aber letztendlich das (Voll-)Automatikgetriebe (z. B. Tiptronic).
Quellen
- Vogel Medien Gruppe: Auto Fachmann 06/2004
- Lexus SC - Reparaturleitfaden
- Europa-Lehrmittel, Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik, Auflage 2001, Seite 392, ISBN 3-8085-2067-1
- Bosch, Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 22. Auflage, Seite 516