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Abstract

Steuerung für eine automatisch betätigte Kupplung, die zwischen dem Motor und dem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und die mittels eines mit einem elektronischen Steuergerät verbundenen Stellgliedes entsprechend einem vorgegebenen Soll-Kupplungsmomentenverlauf (Mdk(t)soll) einstellbar ist, wobei mittels einer Vorsteuerkennlinie (Mk(s)vor) einem jeweils einzustellenden Soll-Kupplungsmoment (Mk(t)soll) entsprechend dem vorgegebenen Soll-Kupplungsmomentenverlaufes (Mdk(t)soll) ein entsprechender Verstellweg (svor) des Stellgliedes zugeordnet ist und wobei eine Kupplungsmomentberechnungseinheit im Steuergerät vorgesehen ist, durch die zumindest einmal während einer Schlupfphase das Ist-Kupplungsmoment (Mk(t)ist) bei einem vorgegebenen Verstellweg (svor) abhängig von der Änderung (Δn) der Motordrehzahl (n) innerhalb einer vorgegebenen Zeit (Δt) und abhängig vom mittleren Motordrehmoment ((Mm1 + Mm2)/2) innerhalb dieser vorgegebenen Zeit (Δt) berechnet wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für eine automatisch betätigte Kupplung. Eine Steuerung für eine automatisch betätigte Kupplung ist beispielsweise aus der DE 195 40 921 A1 oder der WO 96/09184 A1 bekannt.
  • Die DE 195 40 921 A1 offenbart eine verhältnismäßig komplizierte Steuerung. Bei der bekannten Steuerung nach der WO 96/09184 A1 wird eine automatisch betätigte Kupplung durch ein hydraulisches Stellglied, das den Ausrücker der Kupplung verschiebt, zwischen einer voll ausgerückten Lage über Lagen, in denen Schlupf in der Kupplung auftritt, in eine voll eingerückte Lage bewegt. Ein Berührungspunkt der Kupplung, bei dem das Motordrehmoment beginnt übertragen zu werden, wird ermittelt und die dabei von dem Stellglied eingenommene Lage gespeichert. In dem Bereich oberhalb des Berührungspunktes, in dem kein Drehmoment übertragen wird, wird die Lage des Stellgliedes mit einem Lageregelkreis geregelt und in dem Bereich unterhalb des Berührungspunkts, in dem Drehmoment übertragen wird, wird dem Lageregelkreis für das Stellglied ein Drehzahlregelkreis für den Motor überlagert. Die Motordrehzahl in dem Berührungspunkt wird auf eine Drehzahl geregelt, die etwas über der Drehzahl der Kupplungsausgangswelle liegt. Das Stellglied wird durch den dem Drehzahlregelkreis unterlagerten Lageregelkreis in die dem Berührungspunkt entsprechende Lage geregelt. Bei dieser bekannten Regelung ist bei einer Abweichung der Ist-Werte von Soll-Werten (insbesondere im Hinblick auf das Kupplungsmoment) lediglich im Schleifpunkt (Berührungspunkt), d. h. wenn noch kein Kupplungsmoment übertragen wird, eine Korrektur möglich. Somit kann zumindest während des weiteren Ablaufs der Schlupfphase keine weitere Komfortoptimierung stattfinden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, unabhängig von Drehzahl- oder Momentenwerten der Kupplung sowie des Motors während der gesamten Schlupfphase eine Überwachung der Ist-Kupplungsmomente im Vergleich mit den Soll-Kupplungsmomenten vorzunehmen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Gegenstand des Unteranspruchs ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß ist mittels einer Vorsteuerkennlinie einem jeweils einzustellenden Soll-Kupplungsmoment entsprechend eines vorgegebenen Soll-Kupplungsmomentenverlaufes ein entsprechender Verstellweg des Stellgliedes zugeordnet. Weiterhin ist in einem elektronischen Steuergerät eine Kupplungsmomentberechnungseinheit vorgesehen, durch die zumindest einmal während einer Schlupfphase, vorzugsweise jedoch kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich, das Ist-Kupplungsmoment bei einem vorgegebenen Verstellweg auf folgende Weise berechnet wird: Zunächst wird die Änderung der Motordrehzahl innerhalb einer vorgegebenen Zeit erfaßt. Weiterhin wird das innerhalb dieser vorgegebenen Zeit vorliegende mittlere Motordrehmoment bestimmt. Das Ist-Kupplungsmoment wird danach abhängig von der Änderung der Motordrehzahl sowie vom mittleren Motordrehmoment innerhalb dieser vorgegebenen Zeit im Zusammenhang mit dem Massenträgheitsmoment berechnet.
  • Weicht das berechnete Ist-Kupplungsmoment vom vorgegebenen Soll-Kupplungsmoment ab, wird dementsprechend in der nächsten Schlupfphase eine korrigierte Vorsteuerkennlinie zum Einstellen des Verstellweges entsprechend der vorgegebenen Soll-Kupplungsmomente verwendet.
  • Hierdurch ist eine Adaption der üblicherweise empirisch ermittelten und abgespeicherten Vorsteuerkennlinie an unterschiedliche Fahrsituationen oder verschleißverursachten Bauteiländerungen möglich.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
  • 1 das erfindungsgemäße Berechnungsverfahren des Ist-Kupplungsmoments und
  • 2 Beispiele für eine Vorsteuerkennlinie und eine Korrekturkennlinie, die entsprechend der Abweichung eines Ist-Kupplungsmoments von einem Soll-Kupplungsmoment gebildet wird.
  • Die erfindungsgemäße Steuerung findet ausschließlich während Schlupfphasen statt, d. h. immer dann, wenn die Kupplungsdrehzahl und die Motordrehzahl unterschiedlich sind. Derartige Schlupfphasen treten beispielsweise beim Einkuppeln während eines Anfahrvorgangs oder beim Ein- oder Auskuppeln nach Schaltvorgängen auf.
  • Im oberen Diagramm der 1 sind Drehmomentwerte M und im unteren Diagramm der 1 sind Motordrehzahlwerte n jeweils über der Zeit t dargestellt. Im oberen Diagramm ist gestrichelt der vorgegebene Soll-Kupplungsmomentenverlauf Mdk(t)soll, der Ist-Kupplungsmomentenverlauf Mdk sowie der Ist-Motordrehmomentenverlauf Mm dargestellt. Das untere Diagramm zeigt den Motordrehzahlverlauf n, insbesondere während einer vorgegebenen Zeit Δt.
  • Erfindungsgemäß wird die Motordrehzahländerung Δn während der vorgegebenen Zeit Δt bestimmt. Darüber hinaus wird zu Beginn der vorgegebe nen Zeit Δt das Motordrehmoment Mm1 sowie am Ende der vorgegebenen Zeit Δt das Motordrehmoment Mm2 bestimmt. Aus den beiden Motordrehmomentwerten Mm1 und Mm2 wird daraufhin der Mittelwert gebildet:
    Figure 00040001
  • Das Ist-Kupplungsmoment Mk(t)ist berechnet sich nach folgender Formel:
    Figure 00040002
  • Wird die vorgegebene Zeit Δt sehr klein gewählt, ist eine kontinuierliche Gradientenauswertung dn/dt möglich. Hierbei würde sich ein kontinuierlicher Ist-Kupplungsmomentenverlauf Mdk nach folgender Formel ergeben: Mdk = Mm – 2πΘ·dn/dt (2)
  • Das Berechnungsverfahren kann auch durch folgenden Zusammenhang dargestellt werden:
    Figure 00040003
    wobei ΔM die Differenz zwischen dem Ist-Motormoment und dem Ist-Kupplungsmoment ist. Das in dieser Formel aufgeführte Integral entspricht der im oberen Diagramm der 1 schraffierten Fläche. Da jedoch eine Gradientenauswertung dn/dt einer aufwendigen Filterung bedarf, wird die einfachere Form der Auswertung nach Formel (1) berechnet, wobei Δt vorzugsweise die systembedingte Rechnerzykluszeit oder ein Vielfaches davon sein kann.
  • Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß das Motordrehmoment Mm aus den dem Steuergerät vorliegenden Kenngrößen, wie z. B. dem Luftdurchsatz, dem Zündwinkel und der Reibleistung hinreichend genau bestimmt werden kann.
  • Wie in 1 dargestellt, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Soll-Kupplungsmoment Mk(t)soll kleiner als das Ist-Kupplungsmoment Mk(t)ist. In 2 ist die Vorsteuerkennlinie Mk(s)vor nach empirischen Ermittlungen abgespeichert. Über diese Vorsteuerkennlinie wird jedem Soll-Kupplungsmoment nach dem Soll-Kupplungsmomentenverlauf Mdk(t)soll ein entsprechender Verstellweg s des Stellgliedes zugeordnet. Zum Erreichen des Soll-Kupplungsmoments Mk(t)soll wurde der Verstellweg svor vorgegeben. Dieser Verstellweg svor führte tatsächlich jedoch nicht zum Erreichen des Soll-Kupplungsmoments, sondern des Ist-Kupplungsmoments Mk(t)ist. Wie in 2 dargestellt, wird entsprechend dieser Soll-Ist-Abweichung die Korrekturkennlinie Mk(s)korr durch den Ist-Kupplungsmomentenwert Mk(t)ist gelegt. Entsprechend dieser Korrekturkennlinie müßte zum Erreichen des vorgegebenen Soll-Kupplungsmoments Mk(t)soll der korrigierte Verstellweg skorr eingestellt werden. Daher wird in der nächsten Schlupfphase dieser neue Verstellweg skorr zum Erreichen des vorgegebenen Soll-Kupplungsmoments Mk(t)soll eingestellt.
  • Zur Vereinfachung wird im Ausführungsbeispiel lediglich ein Ist-Kupplungsmoment dargestellt und bestimmt, es ist jedoch eine Vielzahl derartiger Soll-Kupplungsmomente über der gesamten Schlupfphase möglich. Dadurch ist eine genaue Überwachung des Kupplungsmomentenverlaufs möglich und bei Abweichungen von Sollwerten eine optimale Adaption an veränderte Bedingungen durchführbar.

Claims (2)

  1. Steuerung für eine automatisch betätigte Kupplung, die zwischen dem Motor und dem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und die mittels eines mit einem elektronischen Steuergerät verbundenen Stellgliedes entsprechend einem vorgegebenen Soll-Kupplungsmomentenverlauf (Mdk(t)soll) einstellbar ist, wobei mittels einer Vorsteuerkennlinie (Mk(s)vor) einem jeweils einzustellenden Soll-Kupplungsmoment (Mk(t)soll) entsprechend dem vorgegebenen Soll-Kupplungsmomentenverlaufes (Mdk(t)soll) ein entsprechender Verstellweg (svor) des Stellgliedes zugeordnet ist und wobei eine Kupplungsmomentberechnungseinheit im Steuergerät vorgesehen ist, durch die zumindest einmal während einer Schlupfphase das Ist-Kupplungsmoment (Mk(t)ist) bei einem vorgegebenen Verstellweg (svor) abhängig von der Änderung (Δn) der Motordrehzahl (n) innerhalb einer vorgegebenen Zeit (Δt) und abhängig vom mittleren Motordrehmoment ((Mm1 + Mm2)/2) innerhalb dieser vorgegebenen Zeit (Δt) berechnet wird.
  2. Steuerung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuerkennlinie (Mk(s)vor) durch eine Korrekturkennlinie (Mk(s)korr) für die nächste Schlupfphase ersetzt wird, wodurch die Zuordnung des Verstellweges (Skorr) zum jeweils vorgegebenen Soll-Kupplungsmoment (Mk(t)soll) entsprechend der Abweichung des Soll-Kupplungsmoments (Mk(t)soll) vom Ist-Kupplungsmoment (Mk(t)ist) geändert wird.
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