DE3517423A1

DE3517423A1 - Automatisches kupplungssteuersystem

Info

Publication number: DE3517423A1
Application number: DE19853517423
Authority: DE
Inventors: Katsunori Yokohama Oshiage
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-05-14
Filing date: 1985-05-14
Publication date: 1985-11-14
Also published as: GB8512200D0; GB2158912A

Description

S-

Automatisches Kupplüngssteuersystem

Beschreibung
5

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Kupplungssteuerungssystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. ,

Automatische Kupplungssysteme solcher Art sind allgemein bekannt. Wenn das Fahrzeug in Betrieb gesetzt werden soll, muß die Kupplung sanft in festen Eingriff gebracht werden. Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, den Betätigungsdruck, der der Kupplung zugeleitet wird, in Abhängigkeit von der Masehinendrehzahl. zu steigern. Obgleich damit ein sanftes Einkuppeln erzielbar ist, bleibt doch die Schwierigkeit, den Kupplungseingriff richtig zu beeinflussen, wenn die Maschine im Leerlauf arbeitet, wenn ein von Hand verstellbarer Fahrbereichswählhebel im Stillstandbetrieb des Fahrzeugs in den Fahrbereich gebracht wird. Dies bewirkt ein Hochdrehen der Maschine, begleitet von erheblichen Stößen beim Greifen der Kupplung, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand in Bewegung gesetzt werden soll, oder ein unbeabsichtigtes Losfahren oder ein Abwürgen der Maschine.

In der offengelegten europäischen Patentanmeldung

83 110 546.5 ist ein automatisches Kupplungssteuersystem zum Einstellen des Betätigungsdrucks auf einen vorbestimmten Pegel beschrieben, bei dem die Kupplung leicht im Eingriff bleibt, wenn die Maschine im Stillstandbetrieb des Fahrzeugs sich im Leerlaufzustand befindet. Ein solches Kupplüngssteuersystem ist jedoch nicht zufriedenstellend, weil es die Probleme nicht beseitigt, die sich stellen, wenn die Kupplung beim Anfahren des Fahrzeugs aus dem
Stillstand in Eingriff gebracht wird, weil der genannte

leichte Eingriff der Kupplung bei hydraulischen oder elektronischen Fehlern bei der Ermittlung der Maschinendrehzahl, bei Änderungen der Reibungscharakteristik der Kupplungselemente und bei Veränderungen aufgrund von Alterung nicht aufrechterhalten werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Kupplungssteuerungssystem anzugeben, mit dem der Kupplungseingriff so gesteuert wird, daß das übertragungsdrehmoment der Kupplung konstant gehalten wird, selbst wenn sich Veränderungen einstellen, die üblicherweise das System nachteilig beeinflussen würden, um das Fahrzeug zu einem "Kriechen" zu veranlassen, um sicherzustellen, daß die Kupplung sanft in festen Eingriff gebracht wird, der für das normale Fahren notwendig ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und ein Verfahren zum automatischen Steuern der Kupplung eines Fahrzeugs und Weiterbildungen desselben sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. T eine Blockdarstellung eines Kraftübertragungsweges in einem Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit für den Betrieb des automatischen Kupplungssteuersystems nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Getriebes mit stufenlos veränderbarem Übersetzungsverhältnis mit der automatischen Kupplung;

Fig. 3A und 3B zusammen einen hydraulischen Steuerkreis;

Fig. 4 ein detailliertes Blockschaltbild der elektronischen Steuereinheit;

Fig. 5 ein Flußdiagramm der Arbeitsweise eines Kupplungsstellgliedes (Kraftmotor);

Fig. 6 ein Diagramm der Abhängigkeit des Drehmoments von der Maschinendrehzahl zur Erläuterung des Maschinenbetriebs;
10

Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 eines Kraftübertragungszuges in einem Kraftfahrzeug mit einer Steuereinheit zur Ausführung der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 ein detailliertes Blockschaltbild der Steuereinheit;

Fig. 9 ein-Flußdiagramm der Arbeitsroutine eines Kupplungsstellglieds bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen Drehmoment und Maschinendrehzahl ähnlich dem Diagramm nach Fig. 6, und

Fig. 11 ein Flußdiagramm für die Steuerroutine eines Kupplungsstellgliedes nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 sind bezeichnet: ein Kraftübertragungszug 10 eines Fahrzeugs, bestehend aus einer Maschine 12, einer Vorwärts/Rückwärts-Kupplungseinrichtung mit einer Vorwärtskupplung 1004 und einer Rückwärtskupplung 1024 und einem Getriebe 14 mit stufenlos veränderbarem übersetzungsverhältnis. Die Abtriebswelle 1002 der Maschine treibt die Eingangswelle 1008 des Getriebes über die Kupplungsein-

-S -

richtung 1004 (1024), und die Getriebeausgangswelle 1052 ist mit einem Differentialgetriebe 1070 (siehe Fig. 2) und über dieses mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs (nicht dargestellt) verbunden, die mittels eines Bremspedals 16 in bekannter Art bremsbar sind. Ein Bremssensor 307 spricht auf die Betätigung des Bremspedals 16 an und ermittelt, ob Bremszustand herrscht oder nicht, und der Ausgang des Bremssensors 307 wird als ein Eingang einer elektronischen Steuereinheit 1300 zugeführt.

Mit 18 ist eine Maschinendrosselklappe bezeichnet, mit der die Leistungsabgabe der Maschine 12 beeinflußt werden kann. Ein Drossel-Öffnungsgradsensor 303 spricht auf die Stellung oder den Öffnungsgrad der Drosselklappe 18 an, und der Ausgang des Drosselklappensensors 303, der die Drosselstellung angibt, wird als ein Eingang der Steuereinheit 1300 zugeführt. Da der Ansaugunterdruck die Maschinenleistung ebenso angibt, wie die Stellung der Drosselklappe 18 würde auch ein Unterdrucksensor in der Ansaugleitung anstelle des Drosselklappensensors verwendbar sein.

Ein Maschinenkühlmitteltemperatursensor 306 spricht auf die Maschinenkühlmitteltemperatur an und gibt ein Ausgangssignal ab, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur niedriger als ein vorbestimmter Wert ist. Der Ausgang dieses Sensors 306 wird als ein Eingang der Steuereinheit 1300 zugeführt.

Mit dem Bezugszeichen 20 ist ein manuell verstellbarer Getriebebereichswählhebel im Fahrgastraum des Fahrzeugs bezeichnet, enthaltend einen Stellhebel 22, der in fünf verschiedene Positionen bewegbar ist. Die Positionen des Bereichswählers 20 entsprechen denen, die man in üblichen Motorfahrzeugen findet, nämlich die Parkstellung "P", die Rückwärtsfahrstellung "R", die Neutralstellung "N", die Fahrstellung "D" und die Langsamfahrstellung "L", weichletztere Stellung für das Fahren mit hohem Ausgangsdrehmo-

ment bestimmt ist. Die Positionen "R", "D" und "L" bilden insgesamt einen Fahrbereich, während die Positionen "P" und "N" einen Nicht-Fahrbereich darstellen. Der Stellhebel 22 bewegt in üblicher Weise einen Kolben 1136 eines Wählventils 1104 (siehe Figuren 3A und 3B) über eine geeignete Hebelverbindung (nicht dargestellt).

Ein Schaltpositionsschalter 304 gibt ein Ausgangssignal ab, das die Bereiehsposition angibt, in die der Stellhebel gestellt ist. Dieses Ausgangssignal ist als ein Eingang der Steuereinheit 1300 zugeführt.

Ein Maschinendrehzahlsensor 301 mißt die Anzahl der Zündimpulse pro Zeiteinheit, um ein Ausgangssignal abzugeben, das die Maschinendrehzahl repräsentiert. Ein Fahrgeschwindigkeitssensor 302 mißt die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 1052 und entwickelt ein Ausgangssignal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit angibt. Diese Ausgangssignale werden als Eingänge der Steuereinheit 1300 zugeführt.

Fig. 3B zeigt weiterhin einen Verstellungsbezugsschalter 1298, der auf die Bewegung einer Steuerstange 1182 einer Verstelleinrichtung 1112 anspricht und eingeschaltet wird, um ein Ausgangssignal abzugeben, wenn die Stange 1182 in eine Position gelangt ist, die die Einrichtung des höchsten Untersetzungsverhältnisses bewirkt. Ein solches Ausgangssignal wird als ein Eingang der Steuereinheit 1300 zugeführt. Nach dem Einschalten des Verstellbezugsschalters 1298 wird die Stange 1182 weiterbewegt, und während dieses Überhubes wird der Verstellbezugsschalter 1298 im Einschaltzustand gehalten, um das Ausgangssignal abzugeben.

Die Steuereinheit 1300 arbeitet in Abhängigkeit eines jeden der vorerwähnten Eingänge, um Ausgangssteuersignale für das Getriebe 14 und die Kupplung 1004 (1024) abzugeben.

In den Figuren 2, 3A-3B und 4 sind das Getriebe 14, die Kupplung 1004 (1024) und die Steuereinheit 1300 im einzelnen dargestellt.

Gemäß Fig. 2 ist die Maschinenausgangswelle 1002 mit einer Antriebsscheibe 1006 über eine hydraulisch betätigbare Vorwärtskupplung 1004 oder eine Rückwärtskupplung 1024 verbunden. Die Vorwärtskupplung 1004 ist dazu eingerichtet, zum Vorwärtsfahren eingerückt zu werden, während die Rückwärtskupplung 1024 eingerückt wird, wenn rückwärts gefahren werden soll. Die Vorwärtskupplung 1004 weist eine Zylinderkammer 1036 auf, d.h. eine Kupplungseingriffskammer, und die Rückwärtskupplung 1024 weist eine Zylinderkammer 1038» d.h. eine Kupplungseingriffskammer auf. Wie die Figuren 3A und 3B zeigen, ist die Vorwärtskupplungszylinderkammer IO36 mit dem Wählventil 1104 über eine Fluidleitung 1142 verbunden, während die Rückwärtskupplungszylinderkammer 1038 mit dem Wählventil 1104 über eine Fluidleitung 1144, ein Rückfahrsperrventil 1122 und eine Fluidleitung 1138 verbunden ist. Das Wählventil 1104 empfängt geregelten Arbeitsdruck, der in einer Fluidleitung 1140 entwickelt wird, und führt selektiv den geregelten Arbeitsdruck der Vorwärtszylinderkammer IO36 zu, wenn die Bereichsstellung "D" gewählt ist, oder führt den Leitungsdruck der Rückwärtszylinderkammer 1038 zu, wenn die Bereichsstellung "R" gewählt ist. Die Fluidleitung 1140 ist über eine Öffnung 1236 mit einem Drosselfluiddruckkreis 1162 verbunden und ist in einer Ablauföffnung 1222 angeordnet, die zu einem Ablaßkreis 1200 führt. Die Rate der Fluidabgabe aus der Leitung 1140 wird durch ein Starteinstellventil 1118 beeinflußt, was später noch beschrieben werden soll.

Eine detaillierte Besehreibung dieser Figur ist in der EP-OS 93 413 enthalten. Jener Teil der Beschreibung dieser Veröffentlichung, der sich auf Fig. 24 derselben bezieht, sei hiermit zur Erläuterung der Fig. 2 zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.

Die Drehung der Welle 1002 ,wird zu den Kraftausgangswellen 1076 und 1078 über die Antriebsscheibe 1006, einen Keilriemen 1050 und eine getriebene Scheibe 1051 übertragen, wenn die Vorwärtskupplung 1004 oder die Rückwärtskupplung 1024 sich im Eingriff befinden. Nachfolgend sollen nur die Bezugszeichen zu den einzelnen Teilen angegeben werden, nämlich Welle 1002, Vorwärtskupplung 10.04, Antriebsscheibe 1006, Antriebswelle 1008, Fluidpumpe 1010, Antriebsrad 1012, getriebenes Rad 1014, rotierendes Gerinne 1016, Reservoir 1018, Prandtlsches Staurohr 1020, Hilfswelle 1022, Rückwärtskupplung 1024, Zahnräder 1026, 1028, 1030, 1032 und 1034, Kupplungszylinderkammern 1036 und 1038, feste konische Scheibe 1040, Antriebsscheibenzylinderkammer 1042, bewegliche konische Scheibe 1044, rotierendes Gerinne 1046, Fluidreservoir 1047, Prandtlsches Staurohr 1048, Keilriemen 1050, getriebene Scheibe 1051, getriebene Welle 1052, feste konische Scheibe 1054, Zylinderkammer 1056 der getriebenen Scheibe, Feder 1057, bewegliche konische Scheibe 1058, Zahnrad IO6O, Ringzahnrad 1062, Differentialgehäuse 1064, Zahnräder 1066 und 1068, Differentialgetriebe 1070, Differentialzahnräder 1072 und 1074 und Radwellen IO76 und 1078.

Gemäß den Figuren 3A und 3B kann das hydro-elektronische Steuersystem mit der Steuereinheit 1300 in ein automatisches Kupplungssteuersystem und ein Schaltsteuersystem geteilt werden. Das Kupplungssteuersystem enthält die Fluidpumpe 1010, ein Arbeitsdruckregelventil 1102, ein Drosselventil 1114, das Wählventil 1104, das Rückfahrsperrventil 1122, das Starteinstellventil 1118 und die Steuereinheit 1300. Das Schaltsteuersystem enthält die Fluidpumpe 1010, das Arbeitsdruckregelventil. 1102, das Schaltsteuerventil 1106, den Schaltmotor (Schrittmotor) 1110, den Verstellantrieb 1112, ein Ventil 1120 zur Aufrechterhaltung des maximalen Untersetzungsverhältnisses, ein Schmierventil 1124, einen Tank 1130 und die Steuereinheit 1300. Die detaillierte Beschreibung der Elemente nach den Figuren 3A und 3B ist

in der vorgenannten- EP-OS 93 413 enthalten (siehe Figuren 25A und 25B derselben). Aus dem Vergleich der vorliegenden Figuren 3A und 3B mit jenen Figuren 25A und 25B erkennt man, daß das Kupplungssteuerungssystem nach der vorliegenden Erfindung nicht mit einem einem Startventil 1016 nach jener Fig. 25A vergleichbaren Ventil versehen ist. Zur weiteren Offenbarung des Schaltsteuersystems wird hier zusätzlich auf die veröffentlichte europäische Patentanmeldung 83 110 546.5 verwiesen. Die folgende Beschreibung bezieht sich daher hauptsächlich auf das Starteinstellventil 1018, die Steuereinheit 1300 und die Kupplungssteuerroutine 500 (siehe Fig. 5).

Das Starteinstellventil 1018 ist ein Betätigungsglied zum Beeinflussen des Kupplungseingriffs oder des Kupplungsübertragungsvermögens und ist in Form eines Kraftmotors 1224 ausgeführt, mit einem Tauchkolben 1224a, der dazu eingerichtet ist, die Menge des Fluidablasses aus der Fluidleitung 1140 in den Ablaßkanal 1222 zu steuern. Der mit dem Ansaugunterdruck der Maschine variierende Drosseldruck wird der Fluidleitung 1140 über die öffnung 1226 zugeführt. Die Rate der Fluidableitung aus der Fluidleitung 1140 ist umgekehrt proportional zur Stärke des elektrischen Stromes, der durch den Kraftmotor 1224 fließt, so daß der Fluiddruck (Startdruck) innerhalb der Fluidleitung 1140 geregelt wird, indem die Stärke des elektrischen Stromes, der durch den Kraftmotor 1224 fließt, gesteuert wird. Die Stärke dieses Stromes wird durch die Steuereinheit 1300 in später zu beschreibender Weise beeinflußt. Der geregelte, Fluiddruck innerhalb der Ölleitung 1140 wird als Startdruck selektiv der Vorwärtskupplung 1004 oder der Rückwärtskupplung 1024 in Übereinstimmung mit der Wählstellung des Wählventils 1104 zugeführt.

Gemäß Fig. 4 führt die Steuereinheit die später zu beschreibende Schaltsteuerroutine für die Beeinflussung der Erregung des Schrittmotors 1110 und die Kupplungssteuer-

routine 500 für die Steuerung des durch den Kraftmotor 1224 fließenden elektrischen Stromes aus.

Wie Fig. 4 zeigt, empfängt die Steuereinheit 1300 als Eingänge elektrische Signale vom Masehinendrehzahlsensor 301, vom Fahrgeschwindigkeitssensor 302, dem Maschinenbelastungsdetektor in Form des Drosselöffnungsgradsensors 303 (oder Ansaugunterdrucksensor), vom Schaltpositionsschalter 304, Verstellbezugsschalter 1298, Maschinenkühlmitteltemperatursensor 306 und Bremssensor 307. Der Fahrgeschwindigkeitssensor 302 dient als ein Fahrzeughaltdetektor bei dieser Ausführungsform. Die Ausgangssignale des Haschinendrehzahlsensors 301 und des Fahrgeschwindigkeitssensors 302 können in ein Eingabeinterface 311 einlaufen, nachdem sie durch Signalformkreise 308 bzw. 309 gelaufen sind, und das elektrische Spannungssignal vom Drosselklappenöffnungsgradsensor (oder Ansaugunterdrucksensor) 303 wird von einem A/D-Wandler 310 in digitale Signale umgewandelt, bevor es in das Eingabeinterface 311 gelangt. Die Steuereinheit 1300 enthält das Eingabeinterface 311, einen Bezugsimpulsgenerator 312, eine CPU 313, ein ROM 314, ein RAM 315 und ein Ausgabeinterface 316, die miteinander durch eine Adressenvielfachleitung 319 und eine Datenvielfachleitung 320 verbunden sind. Der Bezugsimpulsgenerator 312 erzeugt einen Bezugsimpuls, der die CPU 313 betätigt. ROM 314 speichert Programme, die notwendig sind, um den Schrittmotor 1110 und den Kraftmotor1224 zu beeinflussen, sowie Daten, die notwendig sind, um diese zu beeinflussen. RAM 315 speichert verschiedene Parameter, die notwendig sind, um Informationen jeder der Sensoren und Schalter zu verarbeiten und solche, um diese zu steuern. Andere Signale von der Steuereinheit 1300 werden dem Schrittmotor 1110 und dem Kraftmotor 1224 über einen Verstärker 317 bzw. einen Stromregler 318 zugeführt.

In Fig. 5 ist das Flußdiagramm der Kraftmotorsteuerroutine 500 dargestellt. Die Ausführung dieser Routine 500 wird

nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer wiederholt (d.h. die Ausführung der Routine wird für eine kurze Zeitperiode wiederholt). Zunächst wird der Drosselklappenoffnungsgrad TH vom Drosselklappenöffnungsgradsensor 303 (Schritt 501) gelesen, dann wird die Fahrgeschwindigkeit V vom Fahrgeschwindigkeitssensor 302 (Schritt 503) gelesen und eine Maschinendrehzahl N wird vom Maschinendrehzahlsensor 301 (Schritt 504) gelesen. Danach wird im Schritt 505 eine Entscheidung getroffen, ob die Fahrgeschwindigkeit V niedriger oder gleich einem vorbestimmten geringen Wert Vo ist, oder nicht. Wenn die Fahrgeschwindigkeit V niedriger oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit Vo ist, dann wird im Schritt 507 eine Entscheidung getroffen, ob der Drosselklappenoffnungsgrad TH geringer oder gleich einem vorbestimmten kleinen Wert THo ist, oder nicht. Wenn der Drosselklappenoffnungsgrad TH kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert THo ist, dann wird die Schaltposition vom Schaltpositionsschalter 304 gelesen (Schritt 1100). Die Tatsache, daß die obengenannten Schritte in der vorgenannten Reihenfolge ausgeführt worden sind, gibt an, daß die Maschine sich bei Stillstand des Fahrzeugs im Leerlauf befindet. Danach wird die Entscheidung getroffen, ob die Position "N" eingestellt ist (Schritt 1102). Ist dies nicht der Fall, wird eine Entscheidung getroffen, ob die Position ¹¹P" gewählt ist (Schritt 1104). Wenn die Position "N" oder "P" gewählt ist, dann geht die.Steuerung auf den Schritt 1106 über, wo das elektrische Kraftmotor-Stromsignal I auf 11 gesetzt wird (11 ist ein kleiner Wert, der verursacht, daß der Startdruck die Kupplung lösen kann).

Danach wird die Maschinendrehzahl N gespeichert (Schritt 1108) und der Maschinendrehzahldurchschnittswert Nm wird durch arithmetische Operation (Schritt 1110) gemäß der Gleichung Nm = Nm¹ - Nm¹/a + Nm/a bestimmt, wobei Nm¹ der Durchschnittswert der vorausgegangenen Routine und a die Zahl des Meßwerts ist. Gewünschtenfalls kann dieser Schritt 1110 fortgelassen werden, um es zu ermöglichen, daß der gespeicherte Drehzahlwert N für die nachfolgenden Routinen

verwendet wird. Danach geht die Steuerung auf Schritt 527 über, wo der elektrische Strom 11 des Kraftmotors ausgegeben wird, um dem Kraftmotor 1224 zugeleitet zu werden. Wenn in den Schritteni102 und 1104 entschieden ist, daß die gewählte Position nicht ¹¹N" oder "P" ist und wenn daher eine der Positionen "D", "L" oder "R" eingestellt ist, was der Wahl eines Fahrbereiches entspricht, dann wird durch arithmetische Operation im Schritt 508 eine Maschinensolldrehzahl Nt bestimmt.

Was in diesem Schritt 508 als Maschinensolldrehzahl Nt bestimmt wird, ist eine Maschinendrehzahl, bei der die Maschine arbeiten würde, wenn Kupplungseingriff vorliegt, so daß die Maschine ein vorbestimmtes Drehmoment (d.h. ein Kriechmoment) Tc erzeugt, das groß genug ist, eine Fahrt des Fahrzeugs mit sehr langsamer Geschwindigkeit (d.h. einer Kriechgeschwindigkeit) zu ermöglichen. Diese Maschinensolldrehzahl Nt befriedigt ein vorbestimmtes Verhältnis in bezug auf die Durchschnittsdrehzahl Nm, die im Schritt 1T10 bestimmt worden ist. Wie die graphische Darstellung in Fig. 6 zeigt ist bei gleicher Maschinenbelastung (keine Belastung in dieser Darstellung) die Drehmoment/Drehzahl-Charakteristik fest und durch die Leistung einer jeden Maschine bestimmt. Unterschiedliche Kennwertkurven sind jeweils entsprechend einem von unterschiedlichen Werten für die Durchschnittsdrehzahl Nm vorgesehen. Wenn beispielsweise die Durchschnittsdrehzahl Nm ein Wert ist, wie in Fig. 6 gezeigt, dann ergibt sich der vollausgezogene Kurvenverlauf. Unter Verwendung dieser Kurve kann ein einzelner Wert der Maschinendrehzahl, bei der die Maschine ein vorbestimmtes Kriechmoment Tc entwickelt, durch den Sollwert Nt angegeben werden. Wenn ein höherer Wert der Maschinendrehzahl als neue Durchschnittsdrehzahl Nm vorgegeben ist, dann wird eine gestrichelte Kurve, die diesem neu- en Wert entspricht, dazu verwendet, die Maschinensolldrehzahl Nt zu ermitteln. Auf diese Weise wird die Solldrehzahl Nt auf der Grundlage der Durchschnittsdrehzahl Nm bestimmt.

In der Praxis geschieht die Bestimmung der Solldrehzahl Nm durch arithmetische Operation der Gleichung, die das in Fig. 6 dargestellte Verhältnis repräsentiert. Alternativ kann das in Fig. 6 dargestellte Verhältnis als Datentabelle im ROM 31^ gespeichert werden und diese Tabelle wird dazu verwendet, den Sollwert Nt zu ermitteln.

Nach der Bestimmung der Maschinensolldrehzahl Nt im Schritt 508 geht die Steuerung auf den Schritt 511 über, wo eine Entscheidung getroffen wird, ob oder ob nicht die augenblickliche Drehzahl N größer als eine obere Solldrehzahl Nt + Δ^η ist (An ist ein sehr kleiner Wert). Wenn N größer als Nt + Δη ist, dann wird der in der vorangehenden Routine erhaltene Stromsignalwert I für den Kraftmotor um einen kleinen Wert ΔΙ gesteigert und als neuer Stromwert gesetzt (Schritt 513). Danach wird eine Entscheidung getroffen, ob oder ob nicht der elektrische Strom I kleiner oder gleich einem Maximalstrom Io ist (Schritt 515). Wenn I kleiner oder gleich Io ist, dann geht die Steuerung auf den Schritt 527 über, während wenn I größer als Io ist, dann wird I im Schritt 517 auf Io gesetzt, bevor der Schritt 527 ausgeführt wird, wo das Stromsignal I ausgegeben wird. Wenn im Schritt 511 N kleiner oder gleich Nt +Δη ist (kombiniert mit der Entscheidung im Schritt 511 führt dies dazu, daß Nt -An<N5TNt +Δη, d.h. die aktuelle Maschinendrehzahl liegt zwischen den oberen und unteren Grenzwerten der Solldrehzahl), dann geht die Steuerung zum Schritt 527 über, wo das elektrische Stromsignal I, das in der vorangehenden Routine erhalten wurde, ausgegeben wird. Wenn im Schritt 519 N kleiner Nt -&n ist, dann wird das Stromsignal I um den kleinen Wert ΔΙ vermindert und das Ergebnis wird als neuer Stromwert I gesetzt (Schritt 521). Um zu verhindern, daß das elektrische Stromsignal negativ wird, wird danach eine Entscheidung getroffen, ob I größer oder gleich O ist (Schritt 523). Wenn I größer oder gleich O ist, dann geht die Steuerung auf den Schritt 527 über. Ist I hingegen kleiner als O, dann wird I auf 0 gesetzt, bevor der Schritt 527 ausgeführt wird. Wenn entschieden worden ist, daß

MM. IHSPEGTED

V größer als Vo ist (Schritt 505) oder TH größer als THo ist (Schritt 507), dann geht die Steuerung zum Schritt über, wo ein Sollsignalwert für den Kraftmotorstrom, der für das Inbewegungsetzen des Fahrzeugs benötigt wird, ermittelt wird. In diesem Falle wird das Stromsignal I für den Kraftmotor auf der Grundlage der Maschinendrehzahl N und des Drosselklappenöffnungsgrades TH ermittelt und steigt entsprechend dem Maschinenausgangsdrehmoment. Danach wird der Stromsollwert im Schritt 527 ausgegeben.

Man erkennt nun, daß, wenn die herrschende Maschinendrehzahl N größer als der obere Grenzwert für die Solldrehzahl Nt ist, das Stromsignal I für den Kraftmotor gesteigert wird, um den Startdruck zu erhöhen, um das Übertragungsmoment der Kupplung zu steigern, um damit die Maschinendrehzahl zu vermindern, während wenn die Maschinendrehzahl niedriger als der untere Grenzwert für die Solldrehzahl Nt ist, das Stromsignal I für den Kraftmotor verringert wird, um den Startdruck zu vermindern, um das Kupplungsübertragungsmoment zu vermindern, damit die Maschinendrehzahl steigen kann. Als Ergebnis wird die herrschende Maschinendrehzahl N zwischen den oberen und unteren Grenzwerten für die Maschinensolldrehzahl Nt gehalten. Bei der Maschinensolldrehzahl Nt wird das Maschinenausgangsmoment dicht auf das vorbestimmte Drehmoment Tc eingestellt, das bewirkt, daß das Fahrzeug mit sehr langsamer Geschwindigkeit fährt oder kriecht. Wird in diesem Betriebszustand das Gaspedal niedergetreten, dann wird unmittelbar danach das Sollstromsignal für den Kraftmotor im Schritt 506 bestimmt, das entsprechend dem Maschinenausgang abweicht, und der Startdruck steigt entsprechend diesem Sollsignal an. Die Folge ist ein allmählicher und sanfter Kupplungseingriff, so daß ein gleichförmiger Start des Fahrzeugs erhältlich ist, der frei von Durchdrehen der Maschine, Rucks und Abwürgen ist. Da das gleiche Kriechmoment Tc aufrechterhalten wird, ist ein unbeabsichtigtes Losrollen des Fahrzeugs verhindert.

1 Obgleich diese Ausführungsform auf eine Kupplung angewendet ist, die mit einem Getriebe stufenlos änderbaren iibersetzungs- oder Untersetzungsverhältnisses verbunden ist, kann die vorliegende Erfindung doch auch ebenso auf eine automatische Kupplung angewendet werden, die mit einem automatischen oder einem manuellen Schaltgetriebe verbunden ist. Obgleich in der beschriebenen Ausführungsform die Kupplung mit hydraulischem Druck betrieben wird, ist die Erfindung doch ebenso auch anwendbar bei einer Kupplung, die elektromagnetisch betätigt wird, bei der die Übertragungseigenschaften sich durch Beeinflussung eines elektrischen Signals verändern lassen.

Es sei auch hervorgehoben, daß,wenn die Maschine im Leerlauf betrieben wird, während im Stillstand des Fahrzeugs ein Fahrbereich am Wählventil eingestellt ist, die Maschinendrehzahl auf der Grundlage einer Leerlaufdrehzahl gesteuert wird, die unter einer Bedingung erhalten wurde, wenn im Stillstand des Fahrzeugs ein Nicht-Fahrbereich eingestellt ist, so daß die Kupplung in leicht eingegriffenem Zustand gehalten wird, ohne Rücksicht auf Änderungen in den hydraulischen Druckeigenschaften oder den Reibungseigenschaften der Kupplung oder Alterungserscheinungen.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser ist die Erfindung in einem Kraftübertragungszug 10 eines Kraftfahrzeuges verwirklicht, mit einer Maschine 12, die mit einem konventionellen Leerlaufdrehzahlregelsystem ausgerüstet ist, wie beispielsweise in den US-Patentschriften 43 45 557, 39 64 457, 42 03 395, 41 81 104 und 41 91 051 beschrieben. Mit dem Bezugszeichen 321 ist ein Leerlaufregel-Stellgliedpositionsdetektor bezeichnet, der auf die Betriebsstellung des Stellglieds anspricht und ein Ausgangssignal G abgibt, das die Betriebs-Stellung des Stellglieds angibt. Dieses Ausgangssignal tritt in das Eingabeinterface 311 der Steuereinheit 1300 über einen A/D-Wandler 310 ein, wie in Fig. 8 gezeigt. Die

Figuren 7 und 8 entsprechen im übrigen weitestgehend den Figuren 1 und 4.

Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der zuerst erläuterten in folgender Hinsicht. Wie oben erwähnt, ist ein Leerlaufregel-Betätigungsgliedpositionsdetektor vorgesehen und der Kupplungseingriff wird so gesteuert, daß ein Fehler in dem Ausgangssignal G von einem Sollwert Gt abnimmt, anstelle die Maschinendrehzahl N zu verwenden, wie später noch unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig. erläutert wird.

In Fig. 9 ist das Flußdiagramm der Kraftmotorsteuerroutine mit dem Bezugszeichen 500' versehen und wird unter Bezugnähme auf die vorangehend erläuterte Steuerroutine 500 zur Vereinfachung des Verständnisses beschrieben. Die Steuerroutine 500' ist im wesentlichen identisch der Steuerroutine 500 von Fig. 5 mit Ausnahme der Schritte 504', 11-0.8', 1110·, 508', 511' und 519', die die Schritte 504, 1108, 1110, 508, 511 und 519 ersetzen.

Nach Ausführung der Schritte 500 und 503 wird das Signal G, das die Betriebsstellung des Betätigungsgliedes des Leerlaufreglers angibt, ausgelesen. Danach werden die Schritte 505, 507, 1100, 1102 und 1106 ausgeführt, bevor der Schritt 1108' ausgeführt wird, wo das Signal G gespeichert wird. Im nächsten Schritt 1110' wird der Drehzahldurchschnittswert durch arithmetische Operation aus der Gleichung Gm = Gm' - Gm'/a + Gm/a bestimmt, worin Gm' der Durchschnittswert ist, der von der vorangehenden Routine angegeben wird, und a die Zahl des Abtastwerts ist. Gewünschtenfalls kann dieser Schritt 1100 fortgelassen werden (ohne Berechnung der Durchschnittsdrehzahl), um es zu ermöglichen, daß der gespeicherte Wert G für den nachfolgenden Schritt verwendet wird. Danach geht die Steuerung auf den Schritt 527 über, wo das Stromsignal 11 für den Kraftmotor ausgegeben wird. Wenn in den Schritten 1102 und 1104 er-

mittelt worden ist, daß eine Fahrbereichsstellung ("D" oder "L" oder "R") eingestellt ist, dann wird ein Sollsignal Gt im Schritt 508' bestimmt.

Was als Sollsignal Gt bestimmt wird, ist die Betriebsstellung des Stellgliedes des Leerlaufreglers, die der Stellung entspricht, die herrscht, wenn der Kupplungseingriff so eingestellt ist, daß das Fahrzeug kriecht. Dieser Sollwert befriedigt ein vorbestimmtes Verhältnis in bezug zum Durchschnittswert Gm. Im Fall, daß die Maschinendrehzahl für unbelasteten Leerlaufbetrieb auf N1 gesetzt ist, wird das Verhältnis zwischen der Maschinendrehzahl und dem Ausgangsdrehmoment bei der gleichen Betriebsstellung des Betätigungsgliedes durch das Betriebsverhalten einer jeden Maschine bestimmt und drückt sich in der Charakteristik aus, die durchgezogen in Fig. 10 dargestellt ist. Bei der gleichen Maschinendrehzahl N1 wird die Betriebsstellung des Betätigungsgliedes (Sollwert Gt), die bewirkt, daß die Maschine ein vorbestimmtes Kriechmoment Tc erzeugt, durch die gestrichelte Linie bestimmt. Es folgt daraus, daß, wenn die Durchschnittsdrehzahl Gm sich auf einen neuen Wert ändert, die entsprechende Solldrehzahl zu diesem neuen Wert durch eine arithmetische Verarbeitung einer geeigneten Gleichung oder durch Nachschlagen in einer Tabelle ermittelt werden kann, die die Daten beinhaltet, die das in Fig. TO dargestellte Verhältnis widerspiegeln.

Nach dem Bestimmen des Sollsignales Gt im Schritt 508' geht die Steuerung auf den Schritt 511' über, wo beurteilt wird, ob oder ob nicht das Signal G größer als ein oberer Sollgrenzwert Gt +^g ist (Ag ist ein sehr kleiner Wert). Wenn das Signal G größer als Gt +^g ist, dann wird das Stromsignal I für den Kraftmotor, das in der vorangehenden Routine erhalten wurde, um einen kleinen Wert ΔΙ gesteigert, um einen neuen Stromwert einzustellen (Schritt 513). Danach wird beurteilt, ob das elektrische Stromsignal I kleiner oder gleich einem maximal zulässigen Strom-

AT

signal Io ist (Schritt 515). Wenn I kleiner oder gleich Io ist, dann geht die Steuerung auf den Schritt 527 über, während, wenn I größer als Io ist, I auf Io gesetzt wird (Schritt 517), bevor der Schritt 527 ausgeführt wird, wo das Stromsignal I für den Kraftmotor ausgegeben wird. Wenn im Schritt 511' das Signal G kleiner oder gleich Gt + Ag ist, dann wird beurteilt, ob oder ob nicht das Signal G kleiner als ein unterer Sollgrenzwert Gt - Ag ist (Schritt 519'). Wenn G größer oder gleich Gt -Ag ist, dann geht die Steuerung auf den Schritt 527 über. Wenn im Schritt 519' G kleiner als Gt -Ag ist, dann wird das Stromsignal I für den Kraftmotor um einen kleinen Wert £1 vermindert und das Ergebnis wird als neues Stromsignal eingestellt (Schritt 521). Um zu verhindern, daß das Stromsignal I negativ wird, wird danach beurteilt, ob oder ob nicht I größer oder gleich O ist (Schritt 523). Wenn I größer oder gleich O ist, dann geht die Steuerung auf den Schritt 527 über, während, wenn I kleiner als O ist, I auf O gesetzt wird, bevor der Schritt 527 ausgeführt wird. Wenn ermittelt wurde, daß V größer als Vo ist (Schritt 505) .oder TH größer als THo ist (Schritt 507), dann geht die Steuerung auf den Schritt 506 und dann auf den Schritt 527 über.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß, wenn das Signal G größer als der obere Grenzwert für das Sollsignal Gt ist, das Stromsignal I gesteigert wird, um den Startdruck anzuheben, um das Übertragungsdrehmoment zu steigern, um das Signal G zu vermindern, während, wenn das Signal G kleiner als der untere Grenzwert für das Sollsignal Gt ist, das Stromsignal I vermindert wird, um den Startdruck herabzusetzen, wodurch das Kupplungsübertragungsmoment verringert wird und das Signal G ansteigt. Das Maschinenausgangsdrehmoment, das dem Sollsignal Gt entspricht, wird auf einen solchen Wert Te (Kriechmoment) eingestellt, daß das Fahrzeug mit sehr langsamer Geschwindigkeit fahren kann.

Es sei schließlich die in Fig. 11 dargestellte dritte Aus-

- JLL

führungsform der Erfindung betrachtet.

Diese dritte Ausführungsform ist im wesentlichen identisch der obenbeschriebenen zweiten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß neue Schritte 502, 1112, 1114 hinzukommen und ein Schritt 508" den Schritt 508» ersetzt.

Speziell sei erläutert, daß der Schritt 502 hinzukommt, wo die Masch.inendrehzahl N abgelesen wird, ein weiterer Schritt 1112, wo die abgelesene Maschinendrehzahl N gespeichert wird, und ein dritter Schritt 1114, wo die Durchschnittsdrehzahl Nm durch arithmetische Verarbeitung derselben Gleichung ermittelt wird, wie im Schritt 1110 nach Fig. 5 verwendet. Im Schritt 508" wird ein Sollpositionssignal Gt für das Stellglied des Leerlaufreglers ermittelt auf der Grundlage des Durchschnittswerts Gm, ermittelt im Schritt 1110, und der Durchschnittsdrehzahl Nm, ermittelt im Schritt 1114.

Bei dieser Ausführungsform wird das Sollsignal Gt auf der Grundlage der Durchschnittswerte Gm und Nm ermittelt. Hierdurch wird mit Sicherheit die Kupplung in leichtem Eingriff gehalten, selbst wenn die Einstellung der Leerlaufdrehzahl auf einen relativ hohen Wert verändert wird, wie sie beispielsweise bei Verwendung einer Klimaanlage oder einer Standheizung herrscht.

Claims

Patentansprüche

1. Automatisches Kupplungssteuersystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Maschine, einem Getriebe, einer Kupplung zur übertragung eines Drehmoments zwischen der Maschine 2g und dem Getriebe, wobei das Getriebe einen Fahrbereich und einen Nicht-Fahrbereich aufweist, gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung zur Betätigung der Kupplung;

eine erste Servoschleife zum Steuern des Betriebs der Betätigungseinrichtung, wobei die erste Servoschleife wirksam ist, wenn die Maschine im Leerlauf in einem Zustand betrieben wird, wo das Getriebe in einen Nicht-Fahrbereich geschaltet ist und das Fahrzeug sich im Stillstand befindet;

eine zweite Servoschleife zum Steuern des Betriebs der Betätigungseinrichtung derart, daß der Kupplungseingriff so gesteuert wird, daß die Drehmomentübertragung durch die Kupplung auf eine vorbestimmte Größe eingestellt wird, wobei die zweite Schleife wirksam ist, wenn die Maschine im Leerlauf betrieben wird, und das Getriebe in einen Fahrbereich geschaltet ist, während das Fahrzeug sich im Stillstand befindet;

wobei die erste Servoschleife eine Einrichtung zum Speichern vorbestimmter Betriebsinformation, die sich auf den Leerlauf betriebszustand der Maschine bezieht, enthält;

die zweite Servoschleife Einrichtungen zum Bestimmen eines Sollwertes in Abhängigkeit von der vorbestimmten, von dem Speicher gespeicherten Betriebszustandsinformation enthält sowie Einrichtungen enthält, um den Betrieb der Betätigungseinrichtung so zu steuern, daß der Kupplungseingriff in einer solchen Richtung gesteuert wird, daß die Abweichung von dem Sollwert verringert wird.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die vorbestimmte Betriebszustandsinformation die Maschinendrehzahl enthält und daß der SoIlwert eine Beziehung zu der vorbestimmten Betriebszustandsinformation befriedigt, wobei dieses für die Maschine vorbestimmt ist.

3· Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die vorbestimmte Betriebszustandsinformation die Betriebsstellung eines Leerlaufdrehzahlsteuersystems für die Maschine umfaßt und der Sollwert eine Beziehung in bezug auf die vorbestimmte Betriebszustandsinformation befriedigt, wobei dieses für die Maschine vorbestimmt ist.

1. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Betriebszustandsinformation die Maschinendrehzahl und die Betriebsstellung eines Leerlaufdrehzahlsteuersystems für die Maschine umfaßt und ein Sollwert einen Zusammenhang mit der genannten vorbestimmten Betriebszustandsinformation befriedigt, wobei dieser Zusammenhang für die Maschine vorbestimmt ist.

5. Verfahren zum automatischen Steuern der_t Kupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe, einer Kupplung zur Übertragung eines Drehmoments von der Maschine auf das Getriebe und einer Einrichtung zum Betätigen der Kupplung, wobei das Getriebe einen Fahrbereich und einen Nicht-Fahrbereich aufweist, g e k e η η ζ e i c h η e t durch

Steuern des Betriebs der Betätigungseinrichtung, wenn die Maschine im Leerlauf in einem Zustand betrieben wird, wo das Getriebe sich in einem Nicht-Fahrbereich im Stillstand des Fahrzeugs befindet;

Steuern des Betriebs der Betätigungseinrichtung in der Weise, daß der Kupplungseingriff so beeinflußt wird, daß eine Drehmomentübertragung von der Kupplung in einem vorbestimmten Ausmaß eingestellt wird, wenn die Maschine im Leerlauf in einem Zustand betrieben wird, in welchem das Getriebe sich in einem Fahrbereich befindet und das Fahrzeug stillsteht;

wobei der erstgenannte Steuerschritt das Speichern einer vorbestimmten Betriebszustandsinformation umfaßt, die auf den Leerlaufbetriebszustand der Maschine bezogen ist;

und der zweite Steuerschritt die Bestimmung eines Sollwertes in Abhängigkeit von der gespeicherten vorbestimmten Betriebszustandsinformation und die Steuerung des Betriebs der Betätigungseinrichtung umfaßt, um den Kupplungseingriff

in einer Richtung zu steuern, daß eine Abweichung von dem Sollwert vermindert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η Bzeichnet , daß die vorbestimmte Betriebszustands-

information die Maschinendrehzahl umfaßt und daß der Sollwert einen Zusammenhang mit der vorbestimmten Betriebszustandsinformation befriedigt, welcher Zusammenhang für die Maschine vorbestimmt ist.
10

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die vorbestimmte Betriebszustandsinformation die Betriebsstellung eines Leerlaufdrehzahlsteuersystems für die Maschine umfaßt und der Sollwert

^r 15 einen Zusammenhang mit der vorbestimmten Betriebszustandsinformation befriedigt, wobei dieser Zusammenhang für die Maschine vorbestimmt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η -

zeich net , daß die vorbestimmte Betriebszustandsinformation die Maschinendrehzahl und die Betriebsstellung eines Leerlaufdrehzahlsteuersystems für die Maschine umfaßt und der Sollwert einen Zusammenhang mit der vorbestimmten Betriebszustandsinformation befriedigt, wobei dieser Zusammenhang für die Maschine vorgegeben ist.