DE10138859B4

DE10138859B4 - Verfahren zur Betätigung einer Kupplung in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10138859B4
Application number: DE10138859.4A
Authority: DE
Inventors: Gilles Lebas; Christian Hoffmann; Jean-Louis Delevallee
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2015-03-12
Anticipated expiration: 2021-08-09
Also published as: DE10138859A1; FR2812919A1; FR2812919B1

Abstract

Verfahren zur Betätigung einer zwischen der Ausgangswelle eines Motors und einer Kraftübertragung in einem Kraftfahrzeug eingebauten Kupplung (10) mittels eines Pedals (28), das mit einem Betätigungsgerät (26) verbunden ist, das auf Ausrückmittel (16) einwirkt, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: – die Position des Pedals (28) zwischen seiner freigegebenen Endposition und seiner maximal durchgetretenen Endposition wird erfasst, – ein die erfasste Position des Pedals (28) repräsentierendes Pedalsignal wird erzeugt, – ausgehend von diesem Pedalsignal wird ein Steuersignal für das Betätigungsgerät (26) erstellt, das zur Betätigung auf das Betätigungsgerät (26) angewendet wird, – die Position des Betätigungsgeräts (26) wird erfasst, – ein diese Position des Betätigungsgeräts (26) repräsentierendes Betätigungsgerätsignal wird erzeugt, – das Betätigungsgerätsignal wird bei der Erstellung des Steuersignals derart berücksichtigt, dass das Kuppeln der Kupplung (10) im Verhältnis zur Verstellung des Pedals (28) auf den Leerwegen, die keine Auswirkung auf das übertragbare Drehmoment haben, beschleunigt wird, und/oder dass das Kuppeln der Kupplung (10) im Verhältnis zur Verstellung des Pedals (28) auf dem Arbeitsweg, in dessen Verlauf das durch die Kupplung (10) übertragbare Drehmoment veränderbar ist, verlangsamt wird, wobei, wenn das Fahrzeug angehalten wird und wenn der Fahrer den Motor weiterlaufen lässt, sowie der erste Gang eingelegt und die Kraftübertragung ausgekuppelt ist oder der Schalthebel sich in Leerlaufstellung befindet (46), eine Funktion (48) ausgeführt wird, die das Abstellen des Motors bewirkt (52), bis der Fahrer einen Befehl erteilt, der im Hinblick auf das Wiederanfahren des Fahrzeugs interpretiert wird (54), woraufhin der Motor dann mittels des Anlassergenerators automatisch wieder angelassen wird (56), und zu Beginn dieser Funktion vor dem Abstellen des Motors (52) das Auskuppeln bewirkt wird oder die Kupplung (10) durch das Betätigungsgerät (26) ausgekuppelt gehalten wird (50), und wobei wenn der Fahrer einen Befehl zum Starten des Fahrzeugs erteilt (54), diese Funktion das automatische Anlassen des Motors bewirkt (56), wobei die Kupplung (10) durch das Betätigungsgerät (26) im ausgekuppelten Zustand gehalten wird, ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigung einer zwischen der Ausgangswelle eines Motors und einer Kraftübertragung in einem Kraftfahrzeug eingebauten Kupplung mittels eines Pedals, das mit einem Betätigungsgerät verbunden ist, das auf Ausrückmittel einwirkt.
Wie hinreichend bekannt ist, überträgt eine Kupplung in einem Kraftfahrzeug ein Drehmoment zwischen einer Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors und eine Eingangswelle einer Kraftübertragung, insbesondere eines Getriebes, wobei sie durch ein Pedal betätigt wird, das durch hydraulische oder Seilzugmittel mit Ausrückmitteln verbunden ist, die wirken, um die Kupplung zu öffnen oder auszukuppeln, wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Kupplungspedal tritt, um es von einer Ruheposition oder freigegebenen Position zu einer Wirkposition oder durchgetretenen Position zu verstellen.
Mit dem Kupplungspedal verbundene Rückstellmittel, wie etwa eine Feder, bringen das Kupplungspedal von seiner durchgetretenen Position zu seiner Ruheposition zurück, wenn es vom Fahrer freigegeben wird, wobei die Kupplung dann vom geöffneten oder ausgekuppelten Zustand zum geschlossenen oder eingekuppelten Zustand übergeht.
Der Gesamtpedalweg des Kupplungspedals zwischen seinen freigegebenen und durchgetretenen Endpositionen, umfaßt einen ersten Leerweg, in dessen Verlauf die Verstellung des Kupplungspedals keine Auswirkung auf das durch die Kupplung übertragbare Drehmoment hat, einen Arbeitsweg, in dessen Verlauf die Kupplung durch die Ausrückmittel geöffnet oder ausgekuppelt wird, und einen zweiten Leerweg, in dessen Verlauf die Verstellung des Kupplungspedals bis zur durchgetretenen Position fortgesetzt wird, während die Kupplung bereits geöffnet ist und kein Drehmoment mehr überträgt.
In einer Reibungskupplung herkömmlicher Bauart entsprechen der Beginn und das Ende des Arbeitswegs des Kupplungspedals dem Beginn der Verstellung der Ausrückmittel (beispielsweise Angreifen der Membranfeder) bzw. dem Schleifpunkt oder der Schlupfgrenze (Kontakt ohne Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungsscheibe und den Platten der Reibungskupplung).
In den bekannten Kupplungsmechanismen wird die Funktionsweise der Kupplung vollständig durch die Betätigung des Kupplungspedals bestimmt, die ihrerseits von den Fähigkeiten des Fahrers, von seiner Erfahrung, von der Aufmerksamkeit, mit der er den Kupplungsvorgang ausführt, usw. abhängt. Unter diesen Bedingungen kann ein Notauskuppeln zu spät oder zu langsam erfolgen, oder ein Einkuppeln kann zu schnell stattfinden, wobei zum Beispiel das Risiko eines Blockierens des Motors oder ein Durchdrehens der Antriebsräder besteht. Darüber hinaus können die Leerwege in Abhängigkeit von den jeweiligen Kupplungsmechanismen und den Einstellungen sowie vom Verschleiß der Kupplung mehr oder weniger lang ausfallen, so daß sich der Arbeitsweg verschieben oder verkürzen kann, wodurch sich die Betätigung der Kupplung schwieriger gestaltet. Die mit den Kupplungspedalen verbundenen Rückstellfedern tragen außerdem in erheblichem Maße zum Auftreten der Wahrnehmungen bei, die sich für die Fahrer bei der Betätigung der Kupplungspedale einstellen. Ihre Eigenschaften lassen sich ferner nicht an alle Fahrertypen anpassen und verändern sich im Laufe der Zeit.
Aus der DE 34 38 594 A1 ist eine Kupplungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei der das Verfahren zur Betätigung der Kupplung die folgenden Schritte umfaßt:

– die Position des Pedals zwischen seiner freigegebenen Endposition und seiner maximal durchgetretenen Endposition wird erfaßt,
– ein die erfaßte Position des Pedals repräsentierendes Pedalsignal wird erzeugt,
– ausgehend von diesem Pedalsignal wird ein Steuersignal für das Betätigungsgerät erstellt, das zur Betätigung auf das Betätigungsgerät angewendet wird,
– die Position des Betätigungsgeräts wird erfaßt,
– ein diese Position des Betätigungsgeräts repräsentierendes Betätigungsgerätsignal wird erzeugt,
– das Betätigungsgerätsignal wird bei der Erstellung des Steuersignals derart berücksichtigt, daß das Kuppeln der Kupplung im Verhältnis zur Verstellung des Pedals auf den Leerwegen, die keine Auswirkung auf das übertragbare Drehmoment haben, beschleunigt wird, und/oder daß das Kuppeln der Kupplung im Verhältnis zur Verstellung des Pedals auf dem Arbeitsweg, in dessen Verlauf das durch die Kupplung übertragbare Drehmoment veränderbar ist, verlangsamt wird.

Ein derartiges Verfahren ermöglicht daher eine Vergrößerung des Arbeitswegs des Kupplungspedals im Verhältnis zu den Leerwegen und/oder eine Verkürzung der Leerwege des Kupplungspedals im Verhältnis zum Arbeitsweg. Der Hauptvorteil besteht dabei darin, daß ein Fahrer über einen längeren Arbeitsweg für die Betätigung und Kontrolle der Kupplung verfügen kann. Dadurch ergibt sich eine Verbesserung des Komforts, der Präzision und der Schnelligkeit der Kupplungsbetätigung.
Aus der US 5 301 781 A ist ferner eine Kupplung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der in der hydraulischen Leitung zwischen dem am Pedal angeordneten Geberzylinder und dem an der Kupplung angeordneten Nehmerzylinder eine Sicherheitsvorrichtung vorgesehen ist, durch die der Rückfluss des Hydraulikfluids reduziert oder sogar unterbrochen werden kann, wenn die geöffnete Kupplung mit einer zu hohen Geschwindigkeit eingekuppelt wird. Auf diese Weise soll ein plötzliches Schließen der Kupplung und hierdurch möglicherweise verursachte Schäden beispielsweise am Antriebsstrang oder an den Reifen vermieden werden.
Außerdem ist aus der JP H07 266932 A eine Kupplung in Verbindung mit einer Start-Stop-Automatik für einen Motor bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine einfache, effiziente und kostengünstige Lösung für die oben genannten Probleme bereitstellt, wobei auch das automatische Wiederanlassen des Motors bei einer ”STOP AND GO”-Funktion vereinfacht werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Vorteilhafterweise werden der Beginn und das Ende des Arbeitswegs durch die Erfassung des Angreifens der Ausrückmittel und des Schleifpunkts bestimmt.
Besonders vorteilhaft ist es, die Schlupfgrenze der Kupplung zu erfassen und das Auskuppeln im Verhältnis zur Verstellung des Kupplungspedals zwischen dem Beginn des Arbeitswegs und der Schlupfgrenze der Kupplung zu beschleunigen.
In Abhängigkeit vom Wert des durch die Kupplung übertragenen Drehmoments kann die Schlupfgrenze der Kupplung mehr oder weniger nahe am Beginn des Arbeitswegs beim Auskuppeln liegen. Der Teil dieses Arbeitswegs, der sich zwischen dem Beginn des Auskuppelns und der Schlupfgrenze befindet, hat keine Auswirkung auf die Übertragung des Drehmoments durch die Kupplung und kann daher schneller durchlaufen werden, wodurch der Teil des Arbeitswegs entsprechend verlängert werden kann, in dessen Verlauf die Übertragung des Drehmoments durch die Kupplung veränderbar ist, so daß mehr Komfort, Präzision und Schnelligkeit für die Kupplungsbetätigung zur Verfügung stehen.
Demzufolge besteht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, das Einkuppeln im Verhältnis zur Verstellung des Kupplungspedals zwischen der der Schlupfgrenze der Kupplung entsprechenden Position und dem Ende des Arbeitswegs zu verlangsamen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das Verfahren auch die Verfahrensschritte, die Verstellgeschwindigkeit des Kupplungspedals zu messen oder zu berechnen und die Verstellung des Betätigungsgeräts auf dem Arbeitsweg der Kupplung zu verlangsamen, wenn die Verstellung des Kupplungspedals größer als ein vorbestimmter Grenzwert ist.
Dadurch werden ein zu abrupten Einkuppeln und die damit verbundenen Nachteile vermieden (Beschädigung der Bestandteile der Kraftübertragung, mögliches Blockieren des Motors oder Durchdrehen der Räder, Komfortbeeinträchtigung für die Fahrzeuginsassen usw.).
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, daß zusätzliche Informationen, wie etwa die Position eines Gaspedals oder eines durch das Gaspedal betätigten Organs, die Drehzahl des Motors oder der Eingangswelle der Kraftübertragung, das eingelegte Übersetzungsverhältnis und/oder das durch den Motor gelieferte Drehmoment, erfaßt werden, und daß diese Informationen und vorgespeicherte Betätigungsverläufe miteinander verglichen werden, um zu überprüfen, ob ein zu einer erfaßten Position des Pedals erstelltes Steuersignal auf das Betätigungsgerät angewendet werden kann oder nicht angewendet werden kann, wobei dann in Abhängigkeit von diesem Vergleich auf das Betätigungsgerät das erstellte Steuersignal oder ein anderes Steuersignal, das ausgehend von den erfaßten Informationen und den vorgespeicherten Betätigungsverläufen erstellt wird, angewendet wird.
Dadurch können Unannehmlichkeiten und Nachteile ausgeschlossen werden, die durch eine ungeschickte Betätigung der Kupplung bewirkt würden, indem ständig überprüft wird, ob diese Betätigung in einem akzeptablen Rahmen liegt oder nicht, und indem sie, falls erforderlich, durch eine andere, geeignetere Betätigung ersetzt wird, die entsprechend vorgespeicherten Betätigungsverläufen automatisch erstellt wird.
Dadurch werden insbesondere die Risiken im Zusammenhang mit einem Betätigungsfehler durch den Fahrer und ihre unangenehmen oder schädlichen Folgen für das Fahrzeug und seine Insassen ausgeschlossen.
Die Informationen, die zu diesem Zweck erfaßt werden, können vorteilhafterweise auch die Position eines Bremsbetätigungsorgans und/oder die Position eines Gangschalthebels beinhalten.
Dies ermöglicht es insbesondere, ein Blockieren des Motors im Anschluß an eine abrupte Bremsung des Fahrzeugs zu vermeiden und die Nachteile im Zusammenhang mit einer falschen Gangwahl durch den Fahrer zumindest einzuschränken, wenn nicht zu beseitigen.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung, der sich auf den Fall bezieht, in dem das Fahrzeug mit einem automatischen Kupplungssystem und mit einem Wahlmittel zur automatischen oder manuellen Betätigung dieses Systems ausgerüstet ist, sieht das Verfahren außerdem vor, die Verstellung des vorgenannten Kupplungspedals zu benutzen, um im Handbetätigungsmodus dem automatischen Kupplungssystem einen Aus- oder Einkuppelbefehl zu erteilen.
Ein mit einer Automatikkupplung ausgerüstetes Fahrzeug kann daher auch mit einem Kupplungspedal ausgerüstet sein, das der Fahrer benutzen kann, um selbst die Ein- und Auskuppelvorgänge zu betätigen, wenn er dies wünscht.
Der Gangschalthebel kann außerdem mit einem Kontaktmittel (beispielsweise mit einem Schalter oder Umschalter) zur Auskuppelbetätigung ausgerüstet sein. In diesem Fall wird das Auskuppeln durch das erste betätigte Mittel bewirkt, das heißt entweder durch den Gangschalthebel oder durch das Kupplungspedal. Außerdem ist es möglich, eine dieser beiden Betätigungen auszuwählen und die andere zu sperren.

Claims

Verfahren zur Betätigung einer zwischen der Ausgangswelle eines Motors und einer Kraftübertragung in einem Kraftfahrzeug eingebauten Kupplung (10) mittels eines Pedals (28), das mit einem Betätigungsgerät (26) verbunden ist, das auf Ausrückmittel (16) einwirkt, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: – die Position des Pedals (28) zwischen seiner freigegebenen Endposition und seiner maximal durchgetretenen Endposition wird erfasst, – ein die erfasste Position des Pedals (28) repräsentierendes Pedalsignal wird erzeugt, – ausgehend von diesem Pedalsignal wird ein Steuersignal für das Betätigungsgerät (26) erstellt, das zur Betätigung auf das Betätigungsgerät (26) angewendet wird, – die Position des Betätigungsgeräts (26) wird erfasst, – ein diese Position des Betätigungsgeräts (26) repräsentierendes Betätigungsgerätsignal wird erzeugt, – das Betätigungsgerätsignal wird bei der Erstellung des Steuersignals derart berücksichtigt, dass das Kuppeln der Kupplung (10) im Verhältnis zur Verstellung des Pedals (28) auf den Leerwegen, die keine Auswirkung auf das übertragbare Drehmoment haben, beschleunigt wird, und/oder dass das Kuppeln der Kupplung (10) im Verhältnis zur Verstellung des Pedals (28) auf dem Arbeitsweg, in dessen Verlauf das durch die Kupplung (10) übertragbare Drehmoment veränderbar ist, verlangsamt wird, wobei, wenn das Fahrzeug angehalten wird und wenn der Fahrer den Motor weiterlaufen lässt, sowie der erste Gang eingelegt und die Kraftübertragung ausgekuppelt ist oder der Schalthebel sich in Leerlaufstellung befindet (46), eine Funktion (48) ausgeführt wird, die das Abstellen des Motors bewirkt (52), bis der Fahrer einen Befehl erteilt, der im Hinblick auf das Wiederanfahren des Fahrzeugs interpretiert wird (54), woraufhin der Motor dann mittels des Anlassergenerators automatisch wieder angelassen wird (56), und zu Beginn dieser Funktion vor dem Abstellen des Motors (52) das Auskuppeln bewirkt wird oder die Kupplung (10) durch das Betätigungsgerät (26) ausgekuppelt gehalten wird (50), und wobei wenn der Fahrer einen Befehl zum Starten des Fahrzeugs erteilt (54), diese Funktion das automatische Anlassen des Motors bewirkt (56), wobei die Kupplung (10) durch das Betätigungsgerät (26) im ausgekuppelten Zustand gehalten wird, wobei, wenn sich dann das Kupplungspedal (28) in der durchgetretenen Position befindet (58), die durch den Fahrer erteilten Befehle befolgt werden und eingekuppelt wird, wenn der Fahrer den Fuß wieder vom Kupplungspedal (28) nimmt, und wenn sich hingegen beim automatischen Wiederanlassen des Motors das Kupplungspedal (28) im freigegebenen Zustand befindet und wenn der erste Gang ausgewählt und eingelegt ist (60), die Kupplung (10) mittels des Betätigungsgeräts (26) geschlossen wird, um ein langsames Vorfahren des Fahrzeugs bei Leerlaufdrehzahl des Motors zu bewirken, und anschließend die Befehle befolgt werden, die durch den Fahrer mittels des Kupplungspedals (28) erteilt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsweg des Pedals (28) im Verhältnis zum Arbeitsweg der Kupplung (10) vergrößert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn und das Ende des Arbeitswegs durch die Erfassung des Angreifens der Ausrückmittel (16) bzw. durch die Erfassung des Schleifpunkts der Kupplung (10) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kuppeln im Verhältnis zur Verstellung des Pedals (28) zwischen dem Beginn des Arbeitswegs und der Schlupfgrenze der Kupplung (10) beschleunigt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kuppeln im Verhältnis zur Verstellung des Pedals (28) zwischen der Schlupfgrenze der Kupplung (10) und dem Ende des Arbeitswegs verlangsamt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellgeschwindigkeit des Pedals (28) ermittelt oder berechnet wird, und die Verstellung des Betätigungsgeräts (26) auf dem Arbeitsweg der Kupplung (10) verlangsamt wird, wenn die Verstellgeschwindigkeit des Pedals (28) größer als ein vorbestimmter Grenzwert ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug mit einem automatischen Kupplungssystem und mit einem Wahlmittel zur automatischen oder manuellen Betätigung dieses Kupplungssystems ausgerüstet ist, und dass die Verstellung des Pedals (28) benutzt wird, um im Handbetätigungsmodus dem automatischen Kupplungssystem einen Aus- oder Einkuppelbefehl zu erteilen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug mit einem automatischen Kupplungssystem und mit einem Wahlmittel zur automatischen oder manuellen Betätigung des Kupplungssystems ausgerüstet ist, und dass die Verstellung eines Gangschalthebels benutzt wird, um im Handbetätigungsmodus dem automatischen Kupplungssystem einen Aus- oder Einkuppelbefehl zu erteilen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pedal (28) andauernd durch eine veränderliche Rückstellkraft zu seiner Einkuppel-Position hin beaufschlagt wird, wobei diese Rückstellkraft in Abhängig von dem Fahrzustand des Fahrzeugs verändert wird.
Vorrichtung die das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche ausführt, wobei sie ein mit einem Pedal (28) verbundenes Betätigungsgerät (26) zur Betätigung einer Kupplung (10) umfasst, und wobei sie Mittel zur Erfassung der Position des Pedals (28), Mittel zur Erfassung der Position des Betätigungsgeräts (26), und Steuerungsmittel zur Erstellung eines Steuersignals für das Betätigungsgerät (26) in Abhängigkeit von den erfassten Positionen des Pedals (28) und des Betätigungsgeräts (26) aufweist.