DE69524687T2

DE69524687T2 - Kupplungssteuerungssystem

Info

Publication number: DE69524687T2
Application number: DE69524687T
Authority: DE
Inventors: John Jones; Vincent Shepherd
Original assignee: LuK Leamington Ltd
Current assignee: LuK Leamington Ltd
Priority date: 1994-02-12
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2015-02-11
Also published as: EP0696341B1; GB2292591A; US5679098A; ES2170138T3; DE69524687D1; KR100367482B1; EP0696341A1; WO1995022013A2; GB9519907D0; CN1071869C; CN1123051A; GB9402730D0; KR960702070A; BR9505776A; GB2292591B; WO1995022013A3; JPH08509283A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Kupplungssteuersystem für die automatische Steuerung einer Kraftfahrzeugkupplung, die einen Motor mit einem Getriebe unter der Steuerung eines vom Lenker betätigten Gangübersetzungsverhältnis- Schalthebels verbindet, wobei das Steuersystem eine elektronische Steuereinheit enthält, die das anfängliche Einrücken der Kupplung beim Starten des Fahrzeuges, das Wiedereinrücken der Kupplung nach jedem Wechsel des Übersetzungsverhältnisses, das Ausrücken bei der Bewegung des Gangschalthebels zum Ändern des Betriebsübersetzungsverhältnisses des Getriebes; und das Ausrücken der Kupplung beim Anhalten des Fahrzeuges steuert, wobei die Stufe des Einrückens der Kupplung als Reaktion auf ein Motordrehzahl-Fehlersignal gesteuert wird, das aus einem Vergleich der gegenwärtigen Motordrehzahl mit einem Referenzdrehzahlsignal, das von der Steuereinheit erzeugt wird, gesteuert wird, wobei das Fehlersignal mit einem gegenwärtigen Kupplungspositionssignal verglichen wird, um ein Kupplungsbetätigungssignal zu erzeugen. Ein derartiges Kupplungssteuersystem wird in der Folge als Kupplungssteuersystem der definierten Art bezeichnet.
Beispiele für solche Systeme sind in den früheren europäischen Patenten der Antragsteller, Nr. 0038113, 0043660, 0059035 und 0101220 und der Europäischen Anmeldung Nr. 0566595 beschrieben.
DE-A-37 28 851 offenbart ein Kupplungssteuersystem, das die Kupplung während des Startmodus, des Langsamlaufmodus und des Schaltmodus steuert, wobei in allen drei Moden derselbe Algorithmus verwendet wird. Das System erzeugt drei Referenzwerte auf der Basis der Drosselklappenposition, Motordrehzahl und Antriebswellendrehzahl, wobei diese Werte addiert werden, um einen Wert zu erhalten, der einer Kupplungszielposition entspricht. Die tatsächliche Kupplungsposition wird dann durch einen Vergleich der Motordrehzahl und der Antriebswellendrehzahl berechnet und eine entsprechende Korrektur durchgeführt.
Die Erfindung gemäß der vorliegenden Anmeldung betrifft nur die Kupplungsteuerung für das anfängliche Einrücken der Kupplung beim Starten eines Fahrzeuges. Während dieses Betriebsmodus können Probleme bei Steuersystemen der definierten Art auftreten, wenn der Lenker die Motordrehzahl über den Leerlauf erhöht und dann den Schalthebel aus der neutralen Position in einen Anfahrgang bewegt. Dies kann zu einem unbeabsichtigten Antrieb führen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem der definierten Art bereitzustellen, welches die obengenannten Probleme löst.
Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kupplungssteuersystem für die automatische Steuerung einer Kraftfahrzeugkupplung bereitgestellt, die einen Motor mit einem Getriebe unter der Steuerung eines vom Lenker betätigten Gangübersetzungsverhältnis- Schalthebels verbindet, wobei das Steuersystem eine elektronische Steuereinheit enthält, die das anfängliche Einrücken der Kupplung beim Starten des Fahrzeuges, das Wiedereinrücken der Kupplung nach jedem Wechsel des Übersetzungsverhältnisses, das Ausrücken bei der Bewegung des Gangschalthebels zum Ändern des Betriebsübersetzungsverhältnisses des Getriebes, und das Ausrücken der Kupplung beim Anhalten des Fahrzeuges steuert, wobei die Stufe des Einrückens der Kupplung als Reaktion auf ein Motordrehzahl-Fehlersignal gesteuert wird, das aus einem Vergleich der gegenwärtigen Motordrehzahl mit einem Referenzdrehzahlsignal, das von der Steuereinheit erzeugt wird, gesteuert wird, und wobei das Fehlersignal mit einem gegenwärtigen Kupplungspositionssignal verglichen wird, um ein Kupplungsbetätigungssignal zu erzeugen, wobei das Steuersystem dadurch gekennzeichnet ist, daß das Referenzsignal (Vtu) für das anfängliche Einrücken der Kupplung beim Starten eines Fahrzeuges von einem der drei folgenden Referenzwerte abgeleitet wird:
einem Referenzsignal, das zu der gegenwärtigen Drosselklappenposition proportional ist;
einem Referenzsignal, das zu der gegenwärtigen Motorleerlaufdrehzahl proportional ist; oder
einem gleitenden Referenzsignal, das gleich einer aufgezeichneten Motordrehzahl, wenn ein Anfahrgang eingerückt wird, plus einer Verschiebung ist;
abhängig davon, welcher der drei der höchste ist.
Wenn daher zum Beispiel der Lenker die Motordrehzahl deutlich über den Leerlauf erhöht und dann den Ganghebel bewegt, um einen Gang zu wählen, verzeichnet das System eine Momentaufnahme der erhöhten Motordrehzahl und der gleitenden Referenzwert ist somit der höchste der drei Referenzwerte und wird der Referenzwert, der das Einrücken der Kupplung steuert. Daher kommt es zu keinem Einrücken der Kupplung, bis der Lenker die Motordrehzahl über den gegenwärtigen gleitenden Referenzwert erhöht, und somit wird ein unbeabsichtigtes Anfahren vermieden.
Wenn der Lenker die Motordrehzahl über den gegenwärtigen gleitenden Referenzwert erhöht, beginnt die Kupplung, das Drehmoment zu übertragen, und daher fällt die Motordrehzahl. Die Motordrehzahl ist dann unter der lastfreien Motordrehzahl für die gegenwärtige Drosselklappeneinstellung (d. h., die Beharrungsdrehzahl, bei welcher der Motor bei einer bestimmten Drosselklappenposition läuft, wenn er lastfrei ist).
Das System ist so aufgebaut, daß es den gleitenden Referenzwert linear senkt, solange die Motordrehzahl unter der lastfreien Motordrehzahl für die gegenwärtige Drosselklappeneinstellung ist. Dies unterstützt das Einrücken der Kupplung.
Das System verringert auf den gleitenden Referenzwert, um jede Verringerung in der Motordrehzahl zu verfolgen, die eintritt, wenn die Kupplung kein Drehmoment überträgt, so daß der gleitende Referenzwert gleich der gegenwärtigen Motordrehzahl plus der gleitenden Referenzwertverschiebung ist.
Sobald der gleitende Referenzwert unter dem Drosselklappenreferenzwert ist, wird der Drosselklappenreferenzwert zu dem steuernden Referenzwert, da sich der höchste Wert durchsetzt. Der Leerlaufreferenzwert wird durch regelmäßige Überwachung der Leerlaufdrehzahl nach Einschalten des Systems bestimmt. Die Strategie, um die niedrigste Leerlaufdrehzahl zu ermitteln, ist die regelmäßige Prüfung der Motordrehzahl, wenn die Drosselklappe geschlossen ist, und die niedrigste Drehzahl zu suchen, die einem unteren Grenzwert unterliegt.
Die niedrigste ermittelte Leerlaufdrehzahl wird modifiziert (erhöht), wenn sich herausstellt, daß die Leerlaufdrehzahl steigt, obwohl das Gaspedal nicht betätigt wird, während die Kupplungsmitnehmerscheibe tief ist, was darauf hinweist, daß das Fahrzeug angehalten wurde. Eine solche Erhöhung der Leerlaufdrehzahl wird durch ein zugehöriges Motorbetriebssystem bewirkt, welches die Leerlaufdrehzahl erhöht, um auf eine erhöhte Motorlast zu reagieren, die durch das Einschalten von Zusatzgeräten, wie einer Klimaanlage, auferlegt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Kupplungssteuersystem der definierten Art bereit, in welchen das Einrücken der Kupplung als vollendet angesehen wird, wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft:
die Motordrehzahl liegt innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (z. B. 200 U/min) der Mitnehmerscheibendrehzahl, die Motordrehzahl liegt über einem ersten vorbestimmten Wert von zum Beispiel 1500 U/min. und diese beiden Bedingungen gelten für eine vorbestimmte Zeitperiode von zum Beispiel 0,5 Sekunden, oder
das Fahrzeug ist in Gang, während der Motor läuft und die Kupplung vollständig eingerückt ist, oder
die Kupplung ist über einen vorbestimmten Einrückungsschwellenwert eingerückt (z. B. über eine bestimmte Position des Zylinders 22) und die Mitnehmerscheibendrehzahl liegt über einem ersten vorbestimmten Schwellenwert.
Das Steuersystem stellt einen Kupplungsausrückreferenzwert bei Beendigung des Einrückens der Kupplung ein. Dieser Ausrückreferenzwert bestimmt die Motordrehzahlstufe und die Ausrückrate, bei welcher das Ausrücken der Kupplung stattfindet, wenn die Motordrehzahl des Fahrzeuges sinkt.
Die Erfindung stellt auch ein Kupplungssteuersystem der definierten Art bereit, in dem ein Ausrücken der Kupplung (d. h., Entkuppeln) als vollendet angesehen wird, wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft:
die Mitnehmerscheibendrehzahl ist unter einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 700 U/min) gefallen,
oder
die Motordrehzahl ist unter einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 700 U/min) gefallen, wenn kein Gangwechsel auftritt, oder
die Kupplung ist nicht festgeklemmt (d. h., nicht vollständig eingerückt), während die Mitnehmerscheibendrehzahl unter einem dritten vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 1900 U/min) liegt, und der erste Gang gewählt ist, während der Motor langsamer wird.
Ebenso wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Kupplungssteuersystem der definierten Art bereitgestellt, in dem, wenn der Fahrzeugmotor über einer vorbestimmten Rate langsamer wird, der Ausrückreferenzwert erhöht wird, so daß die Kupplung bei einer höheren Motordrehzahl mit dem Ausrücken beginnt, wodurch ein Blockieren des Motors usw. verhindert wird.
Die vorliegende Erfindung wird nun nur als Beispiel mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von welchen:
Fig. 1 in Form eines Diagramms die allgemeine Anordnung eines Kupplungssteuersystems der definierten Art zeigt, welches die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 2 in Form eines logischen Diagramms die Hauptschritte in der Erzeugung des Referenzsignals in einem Steuersystem zeigt, welches die vorliegende Erfindung verkörpert; und
Fig. 3 in Form eines Fließdiagramms die Kriterien zeigt, die von dem Steuersystem dazu verwendet werden, das vollständige Einrücken und Ausrücken der Kupplung zu bestimmen.
Mit Bezugnahme auf Fig. 1 zeigt diese einen Motor 10 mit einem Starter und einem zugehörigen Starterschaltkreis 10a, der durch eine Reibungskupplung 14 mit einem Getriebe 12 über eine Getriebe-Antriebswelle 15 gekoppelt ist. In dem beschriebenen Beispiel wird dem Motor Kraftstoff durch eine Drosselklappe 16 zugeführt, die ein Drosselventil 18 enthält, welches vom Gaspedal 19 betätigt wird. Die Erfindung ist gleichermaßen bei einem Benzin- oder Dieselmotor mit elektronischer oder mechanischer Kraftstoffeinspritzung anwendbar.
Die Kupplung 14 wird durch eine Ausrückgabel 20 betätigt, die von einem Nehmerzylinder 22 betätigt wird. Das Getriebe wird von einem Gangübersetzungsverhältnis-Schalthebel 24 gesteuert, der über eine Schaltverbindung 25 mit dem Getriebe verbunden ist und der ein Lasterfassungsschaltermittel 33 enthält, welches Kräfte erfaßt, die vom Lenker auf den Hebel 24 ausgeübt werden, und der ein Signal Vs erzeugt, welches die Absicht, den Gang zu wechseln, anzeigt. Eine elektronische Steuereinheit 36 steuert die Betätigung der Kupplung 14 über eine hydraulische Steuerung 38, die den Betrieb des Nehmerzylinders 22 steuert. Die Steuereinheit 36 empfängt Signale Vs vom Schalthebel 24 und Signale Ve, die zur Motordrehzahl proportional sind, vom Motordrehzahlsensor 26. Signale Vt vom Drosselklappenpositionssensor 30, die zu der gegenwärtigen Drosselklappenöffnung proportional sind, und Gaspedalpositionssignale Va von einem Gaspedalpositionssensor 19a werden ebenfalls der Steuereinheit 36 zugeleitet. Die Steuereinheit 36 empfängt auch ein Gangsignal Vg vom Gangpositionssensor 32, das dem gegenwärtig eingerückten Gangübersetzungsverhältnis entspricht, Signale Vc vom Nehmerzylinderpositionssensor 34, die sich mit der Position des Nehmerzylinders ändern, und Signale Vdp, die zu der Kupplungsmitnehmerscheibendrehzahl proportional sind vom Drehzahlsensor 42, der tatsächlich die Drehzahl der Getriebeantriebswelle 15 erfaßt (die gleich jener einer Mitnehmerscheibe 40 der Kupplung 14 ist). Da die Geschwindigkeit des Fahrzeuges von der Mitnehmerscheibendrehzahl und dem eingerückten Gang entspricht, dient der Mitnehmerscheibendrehzahlsensor 42 eigentlich als Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor und umgekehrt. Somit ist in einigen Anwendungen kein Mitnehmerscheibendrehzahlsensor 42 vorgesehen und diese Drehzahl wird aus dem Gangübersetzungsverhältnis und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht dargestellt) von zum Beispiel der variablen Reluktanzart angegeben wird.
Eine Drosselklappensteuerung 37 wird von der Steuereinheit 36 so gesteuert, daß die Drosselklappe unabhängig vom Gaspedal 19 geöffnet und geschlossen werden kann.
Ein Summer 50 ist an die Steuereinheit 36 angeschlossen, um den Fahrzeuglenker zu warnen/aufmerksam zu machen, wenn bestimmte Fahrzeugbetriebsbedingungen eintreten. Zusätzlich zu oder anstelle des Summers 50 kann ein aufleuchtendes Warnlicht (nicht dargestellt) verwendet werden.
Die Steuereinheit 36 enthält einen Referenzsignalgenerator 60 (siehe Fig. 2), der ein Referenzsignal Vr erzeugt, das eine gewünschte Motordrehzahl anzeigt. Dieses Referenzsignal wird im Komparator A mit dem gegenwärtigen Motordrehzahlsignal Ve vom Motordrehzahlsensor 26 verglichen, um ein Fehlersignal E zu erzeugen, das im Komparator mit dem Kupplungsstellgliedpositionssignal Vc vom Sensor 34 verglichen wird, um ein Kupplungseingriffsteuersignal Vce bereitzustellen, welches die Steuereinheit 36 an die hydraulische Steuerung 38 ausgibt. Der Betrieb einer Steuereinheit 36 in dieser allgemeinen Weise ist ausführlicher zum Beispiel in den früheren Europäischen Patenten 0038113 und 0043660 der Antragsteller beschrieben.
Zusätzlich zur Steuerung des Einrückens und Ausrückens der Kupplung 14 steuert die Steuereinheit 36 auch die Drosselklappeneinstellung über die Steuerung 37, wenn ihre Steuerlogik anzeigt, daß eine Umgehung der Drosselklappenöffnung, die durch die Betätigung des Gaspedals 19 durch den Lenker eingestellt ist, wünschenswert ist. In einigen Anwendungen kann die Drosselklappensteuerung 37 fehlen.
Fig. 2 zeigt den Aufbau des Referenzsignalgenerators 60 genauer, der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
Das Signal Va vom Gaspedalpositionssensor 19a wird von einem Funktionsgenerator 61 verarbeitet, um ein Drehzahlsignal Va' auf Leitung 62 zu erzeugen, das zu dem Gaspedalpositionssignal proportional ist. Der Funktionsgenerator 61 kann eine einfache lineare Proportionalität mit einer Verschiebung zwischen Va und Va' oder eine Proportionalität in linearen Segmenten erzeugen. Dieses Signal wird zu einem Höchstwert- Diskriminator 63 gesendet.
Das Motordrehzahlsignal Ve vom Sensor 26 wird von einem gleitenden Referenzwertblock 64 verarbeitet, der über eine Leitung 86 mit dem Gangsensor 32 verbunden ist. Der Block 64 erzeugt ein sogenanntes gleitendes Referenzsignal Vfr, das gleich der Motordrehzahl Ve zum Zeitpunkt der Gangwahl (angezeigt durch das Signal von Sensor 32) plus einer Verschiebung (für gewöhnlich 400 U/min) ist. Daher: Vfr = Ve + 400 U/min. Der gleitende Referenzwert Vfr wird auch dem Höchstwert- Diskriminator 63 über die Leitung 65 zugeführt.
Das Motordrehzahlsignal Ve wird auch kontinuierlich ab dem Einschalten des Systems überwacht, um die niedrigste erreichte Motorleerlaufdrehzahl zu ermitteln (die einer unteren Grenze unterliegt) und diese wird im Leerlaufdrehzahlaktualisierungsblock 66 gespeichert, der auch Signale vom Gaspedalsensor 19a über die Leitung 85 empfängt, die anzeigen, wenn das Pedal nicht niedergedrückt ist und der Motor sich daher im Leerlauf befindet.
Die niedrigste ermittelte Leerlaufdrehzahl wird modifiziert (erhöht), wenn sich herausstellt, daß die Leerlaufdrehzahl steigt, obwohl das Gaspedal nicht niedergedrückt ist, während die Drehzahl der Kupplungsmitnehmerscheibe niedrig ist, was darauf hinweist, daß das Fahrzeug angehalten wurde. Eine solche Erhöhung der Leerlaufdrehzahl wird durch ein zugehöriges Motorbetriebssystem bewirkt, welches die Leerlaufdrehzahl erhöht, um auf eine erhöhte Motorlast zu reagieren, die durch das Einschalten von Zusatzgeräten, wie einer Klimaanlage, auferlegt wird.
Das Leerlaufdrehzahlsignal Vi, das vom Block 66 ausgegeben wird, wird über die Leitung 67 zu einem Leerlaufreferenzwert-Einstellblock 68 geleitet, der ein Leerlaufsignal Vir einstellt, das gleich dem Leerlaufreferenzdrehzahlsignal Vi plus einer Verschiebung ist (für gewöhnlich ist die Verschiebung 400 U/min). Das Leerlaufreferenzsignal Vir wird dem Höchstwertdiskriminator 63 über die Leitung 69 zugeleitet.
Wie in der Folge ausführlicher beschrieben wird, wird der Ausgang des Höchstwert-Diskriminators 63 (der entweder Signal Va', Vfr oder Vir ist, abhängig davon, welches das Höchste zu einem bestimmten Zeitpunkt ist) der Einrückreferenzwert Vtu, der einem Referenzsignalwählblock 71 über die Leitung 72 zugeführt wird.
Das aktualisierte Leerlaufdrehzahlsignal Vi wird auch einem Ausrückreferenzwert-Einstellblock 73 zugeführt, der ein Ausrückreferenzsignal Vdo einstellt (das während des Ausrückens der Kupplung verwendet wird), das gleich dem Leerlaufreferenzwert Vi plus einer kleineren Verschiebung ist (für gewöhnlich ist die Verschiebung 200 U/min). Dieser Ausrückreferenzwert Vdo wird dem Referenzsignal-Wählblock 71 über die Leitung 74 zugeführt.
Das Motordrehzahlsignal Ve, das Mitnehmerscheibendrehzahlsignal Vdp vom Sensor 42 und der Ausrückreferenzwert Vdo werden zu einem Einrück-Signalspeicherblock 75 geleitet, der diese Signale nach vorbestimmten Kriterien verarbeitet (die in der Folge mit Bezugnahme auf Fig. 3 näher besprochen werden), um ein Signal Vtu1 eines ersten Wertes zu dem Referenzsignalwählblock 71 über die Leitung 76 zu senden, wenn angenommen wird, daß sich das System in einem Kupplungseinrückmodus (Einkupplungsmodus) befindet, und ein Signal Vtu1 eines zweiten Wertes, wenn es sich im Ausrückmodus (Entkupplungsmodus) befindet. Somit bestimmt der Wert des Signals Vtu1, ob der gewählte Referenzwert Vr gleich Vtu oder Vdo ist.
Ein Ausrückreferenzwert-Regler 80 ist vorgesehen, der Motordrehzahlsignale Ve und ein Gangeinrücksignal vom Sensor 32 empfängt. Unter Verwendung eines Differenzierungsverfahrens erstellt der Ausrückreferenzwert-Regler 80 die Verlangsamungsrate des Motors. Wenn die Motordrehzahl unter einem vorbestimmten Grenzwert liegt (z. B. 3000 U/min) und die Verlangsamungsrate über einem eingestellten Wert (z. B. 2000 U/min/sec), erzeugt der Regler 80 eine Verschiebung Vos, die dem Einstellblock 32 zugeführt wird, um den Ausrückreferenzwert proportional zu der Verlangsamungsrate zu erhöhen.
Der zuvor beschriebenen Referenzsignalgenerator 60 arbeitet wie folgt.
Während des Einrückens der Kupplung wird der Einrück- Signalspeicher 75 so eingestellt, daß das Signal Vtu1 auf Leitung 76 den Ausgang Vr des Wählblocks 71 so umschaltet, daß er gleich dem Einrückreferenzwert Vtu auf Leitung 72 ist.
Der Einrückreferenzwert Vtu ist entweder gleich dem Drosselklappenreferenzwert Va', dem gleitenden Referenzwert Vfr oder dem Leerlaufreferenzwert Vir, abhängig davon, welcher sich als höchster Wert im Diskriminator 63 durchsetzt.
Wenn daher zum Beispiel der Lenker die Motordrehzahl deutlich über den Leerlauf erhöht und dann den Schalthebel 24 in eine Anfahrgangposition bewegt, nimmt das System eine Momentaufnahme der erhöhten Motordrehzahl in Block 64 auf und stellt ein gleitendes Referenzsignal Vfr gleich der Drehzahl der Momentaufnahme plus einer Verschiebung (für gewöhnlich 400 U/min) ein. Da in dieser Anfahrsituation der gleitende Referenzwert eindeutig der höchste der drei Referenzwerte ist, wird er zum Referenzwert Vtu, der das Einrücken der Kupplung steuert.
Somit kommt es zu keinem tatsächlichen Einrücken der Kupplung, bis der Lenker die Motordrehzahl über den gegenwärtigen gleitenden Referenzwert Vfr erhöht, und somit wird ein unbeabsichtigtes Anfahren vermieden. Wenn der Lenker die Motordrehzahl über den gegenwärtigen gleitenden Referenzwert Vfr erhöht, beginnt die Kupplung, das Drehmoment zu übertragen und folglich fällt die Motordrehzahl aufgrund der Belastung des Motors. An diesem Punkt ist dann die Motordrehzahl unter der sogenannten "lastfreien Motordrehzahl" für die gegenwärtige Drosselklappeneinstellung.
Der Block 64 ist so angeordnet, daß er den gleitenden Referenzwert aktualisiert, indem er ihn linear senkt, bis die Motordrehzahl unter der lastfreien Motordrehzahl für die gegenwärtige Drosselklappeneinstellung bleibt. Dies unterstützt das Einrücken der Kupplung.
Auch wenn der Lenker die Motordrehzahl senkt, folgt der gleitende Referenzwert der Motordrehzahl nach unten, indem er sich selbst wiederholt auf die gegenwärtige Motordrehzahl plus die zuvor eingestellte gleitende Referenzverschiebung einstellt.
Sobald der gleitende Referenzwert unter dem Drosselklappenreferenzwert Va' ist, wird der Drosselklappenreferenzwert der steuernde Referenzwert, der von dem Diskriminator 63 als Höchstwert ausgegeben wird. Somit wird dieser gewählte Referenzwert Vtu dann gleich dem Drosselklappenreferenzwert Va'.
Die Steuereinheit 36 sieht ein bestimmtes Einrücken der Kupplung als vollendet an, wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft:
3a) die Motordrehzahl liegt innerhalb von 200 U/min der Mitnehmerscheibendrehzahl, die Motordrehzahl ist über einem vorbestimmten Wert von z. B. 1500 U/min. und diese beiden Bedingungen gelten über eine vorbestimmte Zeitperiode von zum Beispiel 0,5 Sekunden, oder
3b) das Fahrzeug ist in Gang, während der Motor läuft und die Kupplung vollständig eingerückt ist, oder
3c) die Kupplung ist über einen vorbestimmten Einrückungsschwellenwert eingerückt (z. B. über eine bestimmte Position des Zylinders 22) und die Mitnehmerscheibendrehzahl liegt über einem vorbestimmten Schwellenwert (z. B. Leerlaufdrehzahl + 1200 U/min für den ersten Gang und Leerlaufdrehzahl + 800 U/min für die anderen Vorwärtsgänge).
Diese Kriterien 3a, 3b und 3c für die Vollendung des Einrückens der Kupplung sind in Fig. 3 dargestellt. Die Kriterien 3a hängen mit einem Einrücken der Kupplung bei normaler erhöhter Motordrehzahl zusammen, während die Kriterien 3b und 3c mit dem Einrücken aufgrund einer erhöhten Fahrgeschwindigkeit, einem sogenannten rollenden Eingriff der Kupplung, zusammenhängen.
Wenn die Steuereinheit bestimmt, daß das Einrücken der Kupplung vollendet ist, stellt sie einen Ausrückreferenzwert vom Block 73 ein und gibt den Einrück- Signalspeicher 75 frei, so daß das gewählte Referenzsignal Vr das Ausrück-Referenzsignal Vdo wird.
Das System wird somit für das Ausrücken der Kupplung bei jedem folgenden Verlangsamen des Fahrzeuges bereit gemacht.
Wenn das Fahrzeug zum Beispiel mit einer Motordrehzahl von 3000 U/min fährt und der Lenker anhalten möchte, wird die Motordrehzahl des Fahrzeuges fortlaufend gesenkt, und wenn sie den Ausrück-Referenzwert erreicht (der für gewöhnlich die Leerlaufdrehzahl plus 200 U/min ist), löst das Steuersystem rasch die Kupplung, da die grundlegende Betriebsphilosophie des Systems ist, daß die Kupplung erst bei der Referenzsignalgeschwindigkeit mit dem Übertragen des Drehmoments beginnen soll.
Wenn das Fahrzeug rasch verlangsamt wird, zum Beispiel infolge einer Notbremsung, beginnt der Ausrück-Regler 80 so arbeiten und der Betriebsreferenzwert Vr wird gleich dem Ausrückreferenzwert Vdo plus der Verschiebung Vos. Der Ausrück-Regler 80 ist für gewöhnlich so angeordnet, daß die Verschiebung Vos linear mit einer Rate (höher als normal) proportional zu dem Verlangsamungswert des Motors steigt.
Wie offensichtlich ist, wird durch Erhöhen des Referenzsignals Vr, das während der Verlangsamung angelegt wird, durch die Verschiebung Vos des Ausrück- Reglers der Motordrehzahlwert, bei dem die Kupplung mit dem Ausrücken beginnt, deutlich erhöht und die Ausrückrate ist auch höher. Dies führt zu einem früheren Ausrücken der Kupplung als sonst der Fall wäre. Auf diese Weise kann bei Bedarf ein rasches Verlangsamen des Fahrzeuges (und folglich des Motors) erreicht werden, und ein Blockieren des Motors ist weniger wahrscheinlich.
Die Kriterien zur Bestimmung, wann ein Ausrücken vollendet ist, sind auch in Fig. 3 bei 3d, 3e und 3f dargestellt. Diese Kriterien sind:
3d) die Mitnehmerscheibendrehzahl ist unter einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert gefallen (z. B. 700 U/min), oder
3e) die Motordrehzahl ist unter einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert gefallen (z. B. 700 U/min), wenn es zu keinem Gangwechsel kommt,
oder
3f) die Kupplung ist nicht festgeklemmt (d. h., vollständig eingerückt), während die Mitnehmerscheibendrehzahl unter einem dritten vorbestimmten Schwellenwert liegt (z. B. 1500 U/min) und der erste Gang ist gewählt, während der Motor verlangsamt wird.
Wenn eines der obengenannten Kriterien 3d, 3e oder 3f erfüllt ist, wird das Ausrücken der Kupplung als vollendet angesehen und das System stellt den Einrück- Signalspeicher 75 wieder ein, so daß das System von der Verwendung des Ausrück-Referenzwertes Vdo zu der Verwendung des Einrück-Referenzwertes Vtu bei Wahlblock 71 umschaltet.
Wenn der Rückwärtsgang gewählt wird, wird der Einrückreferenzwert Vtu als Betriebsreferenzsignal sowohl für das Einrücken als auch Ausrücken der Kupplung gewählt.

Claims

1. Kupplungssteuersystem für die automatische Steuerung einer Kraftfahrzeugkupplung (14), die einen Motor (10) mit einem Getriebe (12) unter der Steuerung eines vom Lenker betätigten Gangübersetzungsverhältnis- Schalthebels (24) verbindet, wobei das Steuersystem eine elektronische Steuereinheit (36) enthält, die das anfängliche Einrücken der Kupplung beim Starten des Fahrzeuges, das Wiedereinrücken der Kupplung nach jedem Wechsel des Übersetzungsverhältnisses, das Ausrücken bei der Bewegung des Gangschalthebels (24) zum Ändern des Betriebsübersetzungsverhältnisses des Getriebes (12), und das Ausrücken der Kupplung beim Anhalten des Fahrzeuges steuert, wobei die Stufe des Einrückens der Kupplung als Reaktion auf ein Motordrehzahl-Fehlersignal (E) gesteuert wird, das aus einem Vergleich der gegenwärtigen Motordrehzahl mit einem Referenzdrehzahlsignal (Ve, Vr), das von der Steuereinheit (36) erzeugt wird, gesteuert wird, wobei das Fehlersignal (E) mit einem gegenwärtigen Kupplungspositionssignal (Vc) verglichen wird, um ein Kupplungsbetätigungssignal (Vce) zu erzeugen, wobei das Steuersystem dadurch gekennzeichnet ist, daß das Referenzsignal (Vtu) für das anfängliche Einrücken der Kupplung beim Starten eines Fahrzeuges von einem der drei folgenden Referenzwerte abgeleitet wird:

einem Referenzsignal, das zu der gegenwärtigen Drosselklappenposition proportional ist (Va');

einem Referenzsignal, das zu der gegenwärtigen Motorleerlaufdrehzahl proportional ist (Vir); oder

einem gleitenden Referenzsignal (Vfr), das gleich einer aufgezeichneten Motordrehzahl, wenn ein Anfahrgang eingerückt wird, plus einer Verschiebung ist;

abhängig davon, welcher der drei der höchste ist.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gleitende Referenzwert (Vfr) so lange gesenkt wird wie die Motordrehzahl (Ve) unter der lastfreien Motordrehzahl für die gegenwärtige Drosselklappeneinstellung ist.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gleitende Referenzwert (Vfr) gesenkt wird, um jede Verringerung der Motordrehzahl (Ve) zu verfolgen, die eintritt, wenn die Kupplung (14) kein Drehmoment überträgt, so daß der gleitende Referenzwert gleich der gegenwärtigen Motordrehzahl plus der gleitenden Referenzwertverschiebung ist.

4. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leerlaufreferenzwert (Vi) durch regelmäßiges Prüfen (66) der Leerlaufdrehzahl bestimmt wird, wenn die Drosselklappe (16) geschlossen ist, um die niedrigste Leerlaufdrehzahl zu ermitteln, die einer unteren Grenze unterliegt.

5. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigste Leerlaufdrehzahl (Vi) erhöht wird, wenn festgestellt wird, daß die Leerlaufdrehzahl steigt, obwohl das Gaspedal (19) nicht gedrückt ist, während das Fahrzeug stillsteht.

6. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal, welches die Kupplungsmitnehmerscheibendrehzahl (Vdp) angibt, zur Anzeige verwendet wird, wann das Fahrzeug stillsteht.

7. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrücken der Kupplung als vollständig angesehen wird, wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft:

die Motordrehzahl (Ve) liegt innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der Mitnehmerscheibendrehzahl (Vdp), die Motordrehzahl liegt über einem ersten vorbestimmten Wert, und diese beiden Bedingungen gelten für eine vorbestimmte Zeitperiode, oder

das Fahrzeug ist in Gang, während der Motor (20) läuft und die Kupplung (14) vollständig eingerückt ist, oder

die Kupplung (14) ist über einen vorbestimmten Einrückungsschwellenwert eingerückt und die Mitnehmerscheibendrehzahl (Vdp) liegt über einem ersten vorbestimmten Schwellenwert.

8. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das System einen Ausrück-Referenzwert (Vdo) bei Vollendung des Einrückens der Kupplung einstellt (73), wobei der Ausrück-Referenzwert die Motordrehzahlhöhe (Ve) und Ausrückrate festlegt, bei welcher es zu einem Ausrücken der Kupplung kommt, wenn die Motordrehzahl des Fahrzeuges sinkt.

9. Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Fahrzeugmotor (10) bei einer höheren als der vorbestimmten Rate langsamer wird, der Ausrück- Referenzwert (Vdo) erhöht wird, so daß die Kupplung (14) bei einer höheren Motordrehzahl (Ve) mit dem Ausrücken beginnt, wodurch ein Blockieren des Motors (10) verhindert wird.

10. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausrücken der Kupplung als vollendet angesehen wird, wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft:

die Mitnehmerscheibendrehzahl (Vdp) ist unter einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert gefallen, oder

die Motordrehzahl (Ve) ist unter einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert gefallen, wenn kein Gangwechsel auftritt, oder

die Kupplung (14) ist nicht nicht vollständig eingerückt, während die Mitnehmerscheibendrehzahl unter einem dritten vorbestimmten Schwellenwert liegt und der erste Gang gewählt ist, während der Motor (10) langsamer wird.