DE19824480A1

DE19824480A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Betriebs einer zwischen einem Antriebsmotor und einem Gangschaltgetriebe angeordneten Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE19824480A1
Application number: DE19824480A
Authority: DE
Inventors: Oliver Dr Amendt; Thomas Dr Jaeger; Claudio Castro
Original assignee: LuK Getriebe Systeme GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 1998-12-17
Also published as: FR2764657B1; FR2764657A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Be triebs einer zwischen einem Antriebsmotor und einem Gangschaltgetriebe ange ordneten Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.

Automatisierten Kupplungen kommt in jüngerer Zeit steigende Bedeutung zu. Mit automatisierten Kupplungen läßt sich einerseits bei Fahrzeugen mit konventio nellem Handschaltgetriebe eine erhebliche Komfortsteigerung herbeiführen. An dererseits sich Verbrauchsminderungen möglich, da wegen des geringeren mit dem Schalten verbundenen Aufwands häufiger im verbrauchsgünstigen Gang gefahren wird. In Verbindung mit automatisierten Gangschaltgetrieben - das sind konventionelle Handschaltgetriebe, die von Aktoren betätigt werden - läßt sich der Komfort konventioneller Automatikgetriebe erreichen, ohne den Nachteil von deren meist höherem Verbrauch zu haben.

Aus vielerlei Gründen werden automatisierte Kupplungen, unabhängig davon, ob sie in Verbindung mit Handschaltgetrieben oder mit automatisierten Gangschalt getrieben eingesetzt werden, meist derart betrieben, daß sie nicht bis zu ihrem maximal möglichen Übertragungsmoment geschlossen werden, sondern in Ab hängigkeit von Betriebsparametern, wie Drehmoment des Motors, geschalteter Gang, Drehzahl usw. nur ein vorbestimmtes Drehmoment übertragen können. Dieses normalerweise nicht vollständige Schließen der Kupplung trägt zur Ver besserung des Fahrkomforts bei, senkt die zum Ein- und Auskuppeln erforderli che Zeitdauer und entlastet den gesamten Betätigungsmechanismus für die Kupplung.

Bei Fehlern in der Sensorik zur Steuerung der Kupplung, bei Fehlern in Parame tern des Steuerungsalgorithmus, bei Fehlern im Übertragungsweg zwischen dem Aktor und der Kupplung oder bei ungewöhnlich hohen Lasten kann es vorkom men, daß die Kupplung nach einem Gangwechsel nur unzureichend greift und mit hohem Schlupf arbeitet. Dies kann den Fahrkomfort beeinträchtigen (nur ein unzureichendes Motorbremsmoment im Schubbetrieb), gefährliche Situationen herbeiführen (unzureichende Beschleunigung wegen Rutschen der Kupplung) oder kann zu hohem Verschleiß oder gar zur Zerstörung der Kupplung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit automatisierter Kupplungen nach dem Gangwechsel und/oder beim Anfahren und/oder im Fahr betrieb des Fahrzeuges zu erhöhen.

Der Anspruch 1 ist auf ein Verfahren zum Steuern des Betriebs einer im An triebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsmotor und einem Gang schaltgetriebe angeordneten Kupplung, bei welchem Verfahren das Schließen der Kupplung nach einem Gangwechsel, beim Anfahren oder beim Fahren derart gesteuert wird, daß die Schließstellung der Kupplung von Betriebsparametern des Antriebsstrangs abhängt, gerichtet, mit dem diese Aufgabe gelöst wird. Erfin dungsgemäß wird der Schlupf der Kupplung nach einem Gangwechsel bestimmt und die Kupplung dann zumindest weiter geschlossen oder vollständig geschlos sen, wenn nach dem Gangwechsel, Anfahren oder Fahren ein bestimmter Schlupfwert über eine vorbestimmte Zeitdauer überschritten wird. Die Betriebspa rameter des Antriebsstrangs zur Steuerung der Schließstellung oder des Ein rückzustandes der Kupplung sind beispielsweise die Motordrehzahl, die Getrie bedrehzahl, die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die im Getriebe eingelegte Übersetzung (Gang). Anhand dieser Parameter kann die Schließstellung in je dem Betriebspunkt bestimmt und eingestellt werden. Die Steuereinheit der au tomatisierten Kupplung detektiert den aktuellen Betriebspunkt anhand der Be triebsparameter und bestimmt den Schließzustand oder den Einrückzustand der Kupplung. Wird bei einem Anfahr- oder Gangwechselvorgang ein dem aktuellen Betriebspunkt unangemessen hoher Schlupf über eine unangemessen lange Zeitdauer detektiert, so wird die Kupplung unabhängig von den Betriebsparame tern weiter eingerückt, damit die Kupplung vor zu hoher thermischer Belastung geschützt wird.

Der Anspruch 2 ist auf ein Verfahren gerichtet, bei dem der Schlupf nach einer vorbestimmten Zeitdauer zeitgesteuert oder weggesteuert verringert oder abge baut wird. Die Kupplung, die automatisiert betätigbar ist, wird beispielsweise über eine Funktion der Zeit weggesteuert weiter eingerückt um den vorherrschenden Schlupf zumindest zu reduzieren. Von der Steuereinheit kann als Funktion der Zeit ein Kupplungsbetätigungsweg vorgegeben werden, nach dem die Kupplung zumindest weiter geschlossen wird.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn nach dem vollständigen Schließen der Kupplung auf einen Betrieb übergegangen wird, bei dem die Schließstellung der Kupplung abhängig von Betriebsparametern des Antriebsstrangs gesteuert wird.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn nach dem vollständigen Schließen der Kupplung auf einen Betrieb übergegangen wird, bei dem die Schließstellung der Kupplung während einer vorbestimmten Zeitdauer unabhängig von Betriebspa rametern des Antriebsstrangs geregelt wird.

Der Anspruch 5 ist auf ein weiteres Verfahren zur Lösung der Erfindungsaufgabe gerichtet. Dieses Verfahren bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern des Be triebs einer im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsmotor und einem Gangschaltgetriebe angeordneten Kupplung, bei welchem Verfahren das Schließen der Kupplung nach einem Gangwechsel, Anfahrvorgang oder beim Fahren unter Steuerung durch ein einen Mikroprozessor mit zugehörigen Spei chereinrichtungen enthaltendes Steuergerät derart erfolgt, daß die Schließstel lung der Kupplung von Betriebsparametern des Antriebsstrangs abhängt. Bei diesem Verfahren wird der Schlupf der Kupplung nach einem Gangwechsel, bei einem Anfahrvorgang oder während des Fahrens und gesteuertem Schließen der Kupplung bestimmt und es werden Parameter im Programm zur Kupplungs betätigung derart geändert, daß sie ein weiteres Schließen der Kupplung bewir ken, wenn nach einem Gangwechsel oder einem Kupplungseinrücken oder ei nem Anfahren oder Fahren ein vorbestimmter Schlupfwert über eine vorbe stimmte Zeitdauer überschritten wird.

Der Anspruch 6 ist auf ein weiteres Verfahren zur Lösung der Erfindungsaufgabe gerichtet. Bei diesem Verfahren wird ebenfalls der Schlupf der Kupplung nach einem Gangwechsel bestimmt. Die Kupplung wird, wenn beispielsweise nach einem Gangwechsel ein vorbestimmter Schlupfwert über eine vorbestimmte Zeit dauer unterschritten wird durch Änderung wenigstens eines Programm- bzw. Algorithmusparameters in Richtung verstärktes Öffnen der Kupplung betätigt, so daß sie ein geringeres Drehmoment überträgt und der Schlupf zunimmt. Dieses Verfahren zum Steuern des Betriebs einer zwischen einem Antriebsmotor und einem Gangschaltgetriebe angeordneten Kupplung im Antriebsstrang eines Kraft fahrzeugs, bei welchem Verfahren das Schließen oder die Einstellung der Kupp lung nach einem Gangwechsel, Anfahrvorgang oder beim Fahren unter Steue rung durch ein einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichereinrichtungen enthaltendes Steuergerät derart erfolgt, daß die Schließstellung oder die Einrück stellung der Kupplung von Betriebsparametern des Antriebsstrangs abhängt, sieht vor, daß der Schlupf der Kupplung nach beispielsweise einem Gangwech sel und gesteuertem Schließen der Kupplung bestimmt wird und daß Parameter im Programm zur Kupplungsbetätigung derart geändert werden, daß sie ein wei teres Öffnen der Kupplung bewirken, wenn nach einem Gangwechsel oder einem Kupplungseinrücken oder einem Anfahren ein vorbestimmter Schlupfwert über eine vorbestimmte Zeitdauer unterschritten wird.

Vorteilhafterweise wird die Parameteränderung für nachfolgende Schaltvorgän ge oder Anfahrvorgänge oder andere Betriebszustände beibehalten, so daß ein unzulässig großer Schlupf reduziert wird oder nicht wieder auftritt. Ebenso kann der Schlupf erhöht werden, um einen zu harten und unkomfortablen Schaltvor gang etwas komfortabler zu gestalten.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die im Kupplungsbetätigungsprogramm ent haltenen Parameter entsprechend ihrer Änderung adaptiert werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine erfindungsgemäße Vorrichtung, enthaltend einen Antriebsmotor, ein Schaltgetriebe, eine im Antriebsstrang angeordnete Kupplung, einen Aktor, der einen Geberzylinder betätigt, welcher die Kupplung über einen Nehmerzylinder betätigt, wobei mit dem Kolben des Geberzylinders eine Schnüffelbohrung überfahrbar ist, so daß der Arbeitsraum des Geberzylin ders mit einem drucklosen Vorrat von Hydraulikfluid verbindbar ist, Sensoren zum Erfassen von Betriebsparametern des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs sowie ein Steuergerät mit einem Mikroprozessor und zugehörigen Speichereinrichtun gen, welches den Aktor der Kupplung entsprechend die Betriebsparameter be rücksichtigenden Programmen steuert, wobei der Schlupf der Kupplung nach einem Gangwechsel des Getriebes, beim Anfahren oder beim Fahren des Fahr zeuges bestimmt wird und der Kolben des Geberzylinders über die Schnüffelboh rung hinaus bewegt wird, wenn der Schlupf während einer vorbestimmten Zeit dauer über einem vorbestimmten Wert liegt.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Kupplung geschlossen ist, wenn der Kolben über die Schnüffelbohrung hinaus bewegt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispiels weise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 ein Schema eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs mit automatisierter Kupplung,

Fig. 2 Einzelheiten der in Fig. 1 eingesetzten Kupplungsbetätigung und

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Darstellung des Verfahrens.

Gemäß Fig. 1 weist ein Kraftfahrzeug einen Antriebsmotor 2 auf, der über eine Kupplung 4 mit einem Getriebe 6 verbunden ist, das über eine Kardanwelle 8 und ein Differential 10 die Hinterräder 12 antreibt.

Zum Gangwechsel des Getriebes 6 dient ein Schalthebel 14, dessen Stellung von einem Sensor 16 erfaßt wird.

Zur Steuerung der Last der Brennkraftmaschine 2 dient ein Fahrpedal 18, dessen Stellung von einem Sensor 20 erfaßt wird.

Die Drehzahl der Kurbelwelle des Antriebsmotors 2 wird von einem Sensor 22 erfaßt, die der Kardanwelle von einem Sensor 24.

Die Kupplung 4 wird von einem beispielsweise als Elektromotor ausgebildeten Aktor 25 über einen Geberzylinder 27 und einen Nehmerzylinder 29 betätigt, wobei der Nehmerzylinder 29 unmittelbar mit einem Betätigungshebel 30 der Kupplung verbunden ist. Die Stellung des Kolbens 32 des Geberzylinders 27 wird von einem Sensor 34 erfaßt, die Stellung des Kolbens 36 von einem Sensor 38. Die genannten und gegebenenfalls weitere Sensoren sind mit einem Steuergerät 40 verbunden, das einen Mikroprozessor mit zugehörigem Arbeitsspeicher und Programmspeicher enthält, in welchem die Ausgangssignale der Sensoren ent sprechend darin abgelegten Programmen bzw. Algorithmen in Steuersignale umgerechnet werden, mit denen der Aktor 25 für die Kupplung 4 und ein Aktor 42 für eine Drosselklappe 44 des Antriebsmotors 2 oder ein sonstiges Leistungs stellorgan betätigt wird. Der Aufbau der einzelnen Bauteile ist an sich bekannt und wird daher nicht im einzelnen erläutert.

Fig. 2 zeigt einige Details der Kupplungsbetätigung gemäß Fig. 1. Der Aktor 25 betätigt über einen Kurbeltrieb 50 die Kolbenstange 52 des Kolbens 32. In den Kolben 32 ist ein Rückschlagventil 54 integriert, das öffnet, wenn der Druck im rechts von dem Kolben 32 liegenden Arbeitsraum 56 geringer ist als der Druck des links von dem Kolben 32 liegenden Ausgleichsraum 58. Die Wand des Ge berzylinders 27 weist eine Schnüffelbohrung 60 auf, die je nach Stellung des Kolbens 32 den Arbeitsraum 56 oder den Ausgleichsraum 58 über eine Leitung 62 mit einem Vorratsbehälter 64 für Hydraulikfluid verbindet.

Vom Arbeitsraum 56 führt eine Leitung 66 in den Arbeitsraum 68 des Nehmerzy linders 29, dessen Kolben 36 über die Kolbenstange 70 den Betätigungshebel 30 betätigt.

Die geometrischen Verhältnisse der beschriebenen Anordnung sind normaler weise so, daß der linke Anschlag des Kolbens 36 der voll geschlossenen Kupp lung entspricht, d. h. dem Zustand, in dem die Kupplung ihr maximales Moment übertragen kann. Der Kolben 32 des Geberzylinders befindet sich an oder un mittelbar rechts von der Schnüffelbohrung 60. Die beiden Arbeitsräume 56 und 68 bilden zusammen mit der Leitung 66 ein Systemvolumen, das, solange es konstant ist, eine eindeutige Zuordnung zwischen Stellung des Geberkolbens 32 bzw. des Aktors 25 und Stellung der Kupplung darstellt. Eine Verschiebung nach rechts des Geberkolbens 32 verschiebt den Nehmerkolben 36 nach rechts und verschiebt somit den Betätigungshebel 30 in eine Richtung, in der das von der Kupplung 4 übertragbare Moment abnimmt, bis die Kupplung 4 schließlich voll ständig geöffnet ist. Da, wie eingangs erläutert, es günstig ist, die Kupplung nicht ständig vollständig zu schließen, ist es normalerweise erforderlich, auch in Schließstellung der Kupplung einen Druck in den Arbeitsräumen 56 und 68 auf rechtzuerhalten, der gegen die Schließfeder der Kupplung wirkt. Undichtigkeiten, Temperaturunterschiede usw. können dann dazu führen, daß sich das System volumen verändert, was wiederum die Zuordnung zwischen den beiden Kolben 32 und 36 verändert. Um diese Einflüsse auszuschalten, wird der Kolben 32 beim Schließen oder geschlossener Kupplung hin und wieder nach links über die Schnüffelbohrung 60 hinaus bewegt, wodurch sich die dann drucklosen Arbeits volumina 56 und 68 mit Hydraulikfluid aus dem Vorratsbehälter 64 füllen und der wohldefinierte Ausgangszustand des Systems hergestellt ist. In diesem wohldefi nierten Ausgangszustand, der erreicht ist, wenn der Kolben 32 nach rechts in Überdeckung mit der Schnüffelbohrung 60 bewegt wird, ist die Kupplung 4 voll ständig geschlossen, d. h. kann ihr maximales Moment übertragen.

Wenn nun festgestellt wird, daß nach einem Gangwechsel und darauf erfolgtem Schließen der Kupplung die Kupplung unzulässig stark schlupft, wobei dieser Schlupf über einem vorbestimmten Wert liegt, der länger als eine vorbestimmte Zeitdauer anhält, ist es vorteilhaft, den Aktor 25 vom Steuergerät 40 aus derart anzusteuern, daß die Schnüffelbohrung 60 überfahren wird. Auf diese Weise wird zum einen sichergestellt, daß die Kupplung vollständig geschlossen wird, d. h. der Schlupf endet, und daß beim anschließenden Wiederaufsetzen des Steuerpro gramms der Kupplung, d. h. beim Überfahren der Schnüffelbohrung 60 nach rechts, die wohldefinierten Ausgangsbedingungen wieder hergestellt sind, von denen die Steuerprogramme ausgehen bzw. auf denen die Steuerprogramme aufsetzen. Diese Ausgangsbedingungen sorgen dafür, daß etwaige Systemun dichtigkeiten oder andere Einflüsse, die dazu geführt haben, daß sich das Sy stemvolumen (Arbeitsräume 56 und 68 sowie Leitung 66) verändert hat, ausge glichen werden.

Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm. Es sei angenommen, daß im Schritt 100 die Kupplung nach einem Gangwechsel geschlossen wird. Nach Schließen der Kupplung wird im Schritt 102 festgestellt, ob der Kupplungsschlupf über einem Wert S1 liegt. Dies kann durch Auswertung der Signale der Sensoren 22, 24 und 16 geschehen. Wenn der Schlupf unterhalb des Wertes S1 liegt, fährt das Pro gramm zum Schritt 104 und das normale Steuer- bzw. Regelprogramm der Kupp lung, in dem deren Schließstellung beispielsweise von der Last des Motors 2 ab hängt, wird aktiviert. Liegt der Schlupf über S1, so wird im Schritt 106 festgestellt, ob dieser Zustand während einer Zeitdauer Dt₁ anhält. Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt 104 das normale Programm aktiviert. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 108 ein Schnüffelzyklus in der oben beschriebenen Weise aktiviert. Nach Abschluß des Schnüffelzyklus 108 beginnt im Schritt 110 das normale Pro gramm, wobei dieses Programm auf infolge des Schnüffelzyklus wohl definierten geometrischen Werten aufsetzt.

Es versteht sich, daß dem Schritt 108 unmittelbar ein Schritt folgen kann, in dem der Schlupf nochmals überprüft wird. Hält der Schlupf an, so führt dies zu einer Fehlermeldung.

Das normale Kupplungssteuer- bzw. -regelprogramm steuert den Schließpunkt der Kupplung derart, daß er vom an der Kupplung wirksamen Motormoment (das ist das absolute Motormoment abzüglich dem von Zusatzaggregaten aufgenom menen Moment) und der Motordrehzahl sowie gegebenenfalls dem Kupplungs schlupf abhängt. Der motormomentenabhängige Anteil enthält dabei eine Pro portionalitätsfaktor oder -konstante, die zwischen Leerlaufdrehzahl und einer geringfügig höheren Drehzahl stark zunimmt. Bei fehlerhaft ermittelten oder ein gestellten weiteren Konstanten, beispielsweise der Position des Greifpunktes oder dem Reibwert, kann es insbesondere im Schubbetrieb, in dem das Motor bremsmoment ausgenützt werden kann, vorkommen, daß nach einem Schalten der mit Leerlaufdrehzahl laufende Motor infolge einer zu gering geschlossenen Kupplung nicht mitgenommen wird. Mit dem Einschub eines Schnüffelzyklus wird ein solcher Fehler sicher behoben. Ebenso wird mit dem Schnüffelzyklus eine extrem gegenteilige Situation entschärft, in der mit hohem Fahrwiderstand ange fahren wird, beispielsweise mit einem schweren Anhänger oder steil bergauf. Hier kann es in Extremsituationen dazu kommen, daß das Kupplungsmoment bzw. der Schließpunkt der Kupplung nur unzureichend nachgeführt wird, wodurch die Kupplung zu stark rutscht. Mit einem Schnüffelzyklus wird dieses Rutschen be endet, da beim Schnüffeln die Kupplung vollständig geschlossen oder eingerückt wird.

Der Schwellwert für den Schlupf kann beispielsweise zwischen 10 min^-1 und 100 min^-1 liegen und vorteilhaft zwischen 30 min^-1 und 70 min^-1 liegen. Eine typische kritische Zeitdauer beträgt beispielsweise 5 s, wobei die Dauer von der jeweiligen Betriebssituation des Fahrzeuges gewählt werden kann. Beim Anfahren kann die Zeitdauer beispielsweise 5 s betragen, bei Gangwechseln beispielsweise nur 3 s.

Anstelle des Einschiebens eines Schnüffelzyklus und ggf. Fahren mit voll ge schlossener Kupplung bis zum nächsten Schaltvorgang kann langen Schlupf phasen nach einem Gangwechsel auch dadurch entgegengewirkt werden, daß ein oder mehrere im Steuerprogramm der Kupplung enthaltene Parameter derart geändert werden, daß die Kupplung zunehmend geschlossen wird, d. h. daß sich ihr übertragbares Drehmoment erhöht, so daß ein kritischer Schlupf unterschrit ten wird. Die Parameteränderung kann dabei adaptiv sein, d. h. der geänderte Parameter kann für die nachfolgenden Kupplungssteuerungen beibehalten wer den.

Für eine rasche Änderung der Parameter gibt es verschiedene Möglichkeiten:

a) Schnelle Adaption des multiplikativen Faktors:
Anhand eines Schwingungsmodells wird mit gegebenem Motormoment (Stellung der Drosselklappe) und Kupplungsmoment (Stellung der Kupplung) die Sollmo tordrehzahl berechnet. Werden große Abweichungen der Sollmotordrehzahl zur tatsächlichen Motordrehzahl festgestellt, so kann durch eine Reduktion des mul tiplikativen Faktors eine Erhöhung des eingestellten Kupplungsmoments erreicht werden, wodurch der Schlupf abgebaut wird. Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn durch eine Erhöhung des multiplikativen Faktors eine Erhöhung des Schlupfes erreicht wird. Dies kann bei sehr harten und schnellen Einkuppelvor gängen vorteilhaft sein. Bei solchen Einkuppelvorgängen wird die Kupplung so schnell geschlossen, daß dies für den Fahrer mit einem zu starken Stoß oder Ruck verbunden ist.
b) Anpassung der Überanpressung, bezogen auf das Motormoment:
Übliche Steuerungen berechnen das Sollkupplungsmoment als Funktion der Eingangsgrößen Motormoment und/oder Schlupf. Dabei wird der vom Motormo ment abhängige Anteil mit einem Faktor gewichtet. Bei der Erkennung von lang anhaltendem Schlupf bei hohem Motormoment wird der Proportionalitätsfaktor KME erhöht und somit eine Vergrößerung des Kupplungsmoments erreicht.
c) Adaption des multiplikativen Faktors während Schaltungen:
Durch eine Auswertung des dynamischen Gleichgewichts am Motor (Motormo ment, dynamisches Moment, Kupplungsmoment) kann entschieden werden, ob das übertragene Moment der Kupplung dem Soll-Moment entspricht. Vorausge setzt ist dabei, daß das Motormoment und der dynamische Momentenanteil aus der Drehbeschleunigung des Motors genau ermittelt sind. Damit kann bei Abwei chungen des berechneten Ist-Kupplungsmoments vom Soll-Moment der multipli kative Faktor korrigiert werden. Der multiplikative Faktor stellt dabei eine Größe dar, die dem Reibwert der Kupplung entspricht und/oder diesen repräsentiert. Durch die Korrelation zwischen Sollmoment, das von der Kupplung übertragbar ist, und dem Kupplungseinrückweg über die Kupplungskennlinie, kann bei gege bener Kupplungskennlinie und Steifigkeit der Verbindung zwischen Kupplungs ausrücklager und Betätigungselement des Aktors anhand des Einrückweges das übertragbare Sollmoment bestimmt werden. Ändert sich beispielsweise die Stei figkeit der Verbindung, die beispielsweise als Druckmittelstrecke ausgebildet ist, so kann eine Verschiebung der vorhergehenden Korrelation vorliegen. Dies kann beispielsweise durch eine Adaption eines multiplikativen Faktors kompensiert werden.

Die Verbindung kann beispielsweise einen Aktor mit Geberzylinder, Hydrau likstrecke, und einer vorgebbaren Elastizität und Nehmerzylinder vorsehen.

Bei der Korrektur sind folgende Punkte besonders zu berücksichtigen:

- Um eine Abgrenzung von Greifpunktfehlern zu erhalten, wird ein ausrei chend großes Soll-Kupplungsmoment gefordert.
- Um Fehler im Motor-Moment (Schleppmomentenbereich) zu reduzieren, wird ein ausreichend großes Motor-Moment gefordert.
- Um Fehler aufgrund des dynamischen Motor-Momentenaufbaus (Schwin gungen im Ansaugtrakt) zu reduzieren, wird die Adaption verzögert ge startet.
- Um Fehler bei der Berechnung des dynamischen Motor-Momentenanteils (Drehbeschleunigung des Motors) zu reduzieren, wird über einen längeren Beobachtungszeitraum ermittelt.
- Um große Verstärkungen im Sinne einer Regelung zur Rückkopplung zu vermeiden, erfolgt die Korrektur des multiplikativen Faktors inkrementell. Weiterhin darf die Änderung des multiplikativen Faktors nach einem Gangwechsel einen Grenzwert nicht überschreiten.

Es versteht sich, daß die Schließstellung der Kupplung gesteuert oder geregelt werden kann. Unter Steuerung wird dabei verstanden, daß aufgrund von Be triebsparametern beispielsweise lediglich eine Stellung des Aktors 25 (Fig. 1) vorgegeben wird und vorausgesetzt wird, daß in der Übertragungsstrecke vom Aktor zur Kupplung und in der Kupplung selbst so definierte Bedingungen herr schen, daß diese vorgegebene Stellung das von der Kupplung übertragbare Moment eindeutig bestimmt. Bei geregeltem Betrieb der Kupplung wird das von der Kupplung übertragbare Soll-Moment mit dem übertragenen Ist-Moment durch Messung von Drehmoment und/oder Schlupf verglichen und ausgeregelt. Es kann auch die Ist-Stellung der Kupplung geometrisch erfaßt, mit einer vorgege benen Soll-Stellung verglichen und im Sinne einer Verkleinerung der Differenz verändert werden.

Adaption des multiplikativen Faktors (Reibwert) beim Schalten oder bei einem anderen Schließen der Kupplung, wie beispielsweise beim Anfahren des Fahr zeuges oder beim Ankriechen des Fahrzeuges oder beim Fahren des Fahrzeu ges bei vorliegendem Schlupf. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn bei einem zu geringen Schlupf die Adaption derart erfolgt, daß auch ein Öffnen der Kupplung erfolgen kann, wie beim Anhalten des Fahrzeuges:
Während des Anfahrvorganges, Schaltvorganges oder eines anderen oben beschriebenen Vorganges wird das dynamische Gleichgewicht am Motor aus gewertet, um den in dem Steuerverfahren verwendeten multiplikativen Faktor an das aktuelle physikalische Verhalten des Kupplungssystems anzupassen.

Während des Schaltens (schlupfende Kupplung) wird aus dem Drallsatz für den Motor

J_M._M = M_M - M_{K_IST} (Indizes: M für Motor, K für Kupplung)

das physikalisch wirksame Kupplungsmoment M_{K_IST} berechnet. Dabei ist J_M das Trägheitsmoment des Motors, ω_M die Motordrehzahl und M_M das Motor moment und M_{K_ist} das übertragbare Kupplungsmoment oder das von der Kupplung übertragbare Istdrehmoment. Der Vergleich des tatsächlich wirksa men Kupplungsmomentes mit dem Sollkupplungsmoment M_{K_SOLL} gestattet eine Korrektur des softwareseitig verwendeten multiplikativen Faktors, welcher den Reibwert µ im wesentlichen zumindest repräsentiert.

Δµ = f(M_{K_IST} - M_{K_SOLL})

Um Verfälschungen der Adaption durch Einschwingvorgänge der Motorrege lung beim Schalten zu minimieren beginnt die Auswertung des dynamischen Gleichgewichtes erst nach einer vorgegebenen Haltezeit T_H nach Beginn der Schaltung. Es erfolgt somit eine Verzögerung um diese Haltezeit.

Die Adaption des multiplikativen Faktors reagiert erst auf Abweichungen zwi schen Soll- und Istmoment an der Kupplung oberhalb eines Schwellwertes

|M_{K_IST} - M_{K_SOLL}|<ΔM_{K_SCHWELLE}

Bei Abweichungen oberhalb dieses Schwellwertes wird der multiplikative Faktor (Standardwert 1000) im Abstand von einigen 10 ms um ±inc inkrementiert. Bei einem Motormoment unterhalb eines Grenzwertes M_{M_SCHWELLE} findet keine Adaption des multiplikativen Faktors statt. Der Wert inc kann abhängig vom im Getriebe eingelegten Gang gewählt werden.

Die Adaption kann den multiplikativen Faktor in beiden Richtungen beeinflus sen. Dies bedeutet, daß dabei Steuerungsparameter verändert werden, die die Kupplung sowohl Richtung weiter Öffnen als auch Richtung weiter Schließen unterstützen.

Schnelle Adaption des multiplikativen Faktors (Reibwert):
Während der Schlupfphase einer Schaltung wird mittels eines Integrationsver fahrens aus den an der Kupplung anliegenden Momenten eine Motorsolldreh zahl bestimmt. Durch einen Vergleich der Motorsolldrehzahl mit der tatsächlich vorhandenen Motordrehzahl kann entschieden werden, ob der multiplikative Faktor verändert werden muß (Modelldrehzahl kleiner als Istdrehzahl → tat sächlich übertragenes Moment zu klein, multiplikativer Faktor soll kleiner wer den und damit Kupplung weiter Schließen; Modelldrehzahl größer als Istdreh zahl → tatsächlich übertragenes Moment zu groß, multiplikativer Faktor soll größer werden und damit Kupplung weiter Öffnen).

Die derzeitige Ausführung beinhaltet die folgenden Schritte:

- Initialisierung der Modelldrehzahl bei Beginn der Schlupfphase der Schaltung Integration der Modelldrehzahl aus den an der Kupplung anliegenden Mo menten
Mit ω_Modell wird eine Variable einer Drehzahl nach einem Drehzahlmodell ver wendet. ω_n und ω_n-1 sind Drehzahlen, die zu den Zeitpunkten t_n und t_n-1 bestimmt werden, wobei zwischen t_n und t_n-1 die Zeitdauer Δt liegt. n_M ist die Motordrehzahl.
- Ist das Schaltungsende nach Drehzahlmodell erreicht (Synchron von Getrie bedrehzahl und Motorsolldrehzahl) erfolgt eine Auswertung des differentiel len Gleichgewichts der Momente an der Kupplung und damit eine Bestim mung des Momentenfehlers ΔM
ΔM = M_M-J_M._M-M_{K_IST}
- Ist der Momentenfehler kleiner als eine vorgegebene negative Schwelle, so wird der multiplikative Faktor dekrementiert.

Bei diesem Verfahren zeigen sowohl die Abweichung von Modelldrehzahl und Motordrehzahl als auch die bestimmte Momentendifferenz, daß große Abwei chungen zwischen dem Sollmoment und dem tatsächlich wirkenden Kupp lungsmoment vorliegen.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Betriebs einer im Antriebs strang eines Fahrzeuges angeordneten automatisiert betätigbaren Kupplung, bei welchem Verfahren das Schließen der Kupplung nach einem Gangwechsel, beim anfahren oder bei einem anderen Vorgang derart gesteuert bzw. geregelt wird, daß die Schließstellung der Kupplung von Betriebsparametern des An triebsstrangs abhängt, zeichnet sich dadurch aus, daß der Schlupf der Kupplung nach einem Gangwechsel und Schließen der Kupplung bestimmt wird und daß die Kupplung weiter oder vollständig geschlossen wird, wenn nach einem Gang wechsel, beim anfahren oder in einer anderen Betriebssitusation ein vorbe stimmter Schlupfwert über eine vorbestimmte Zeitdauer überschritten wird. Bei einer anderen Durchführungsform des Verfahrens wird ein Parameter im Pro gramm zur Kupplungsbetätigung in Richtung eines weiteren Schließens der Kupplung geändert, wenn ein vorbestimmter Schlupfwert über eine vorbestimmte Zeitdauer überschritten wird.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rück bezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiel (e) der Beschrei bung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abände rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrens schritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Verfahren zum Steuern des Betriebs einer im Antriebsstrang eines Kraft fahrzeugs mit einem Antriebsmotor und einem Gangschaltgetriebe ange ordneten Kupplung, bei welchem Verfahren das Schließen der Kupplung nach einem Gangwechsel, beim Anfahren oder beim Fahren derart gesteu ert wird, daß die Schließstellung der Kupplung von Betriebsparametern des Antriebsstrangs abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf der Kupplung nach einem Gangwechsel und gesteuertem Schließen der Kupp lung bestimmt wird und daß die Kupplung weiter geschlossen wird oder vollständig geschlossen wird, wenn nach einem Gangwechsel ein vorbe stimmter Schlupfwert über eine vorbestimmte Zeitdauer überschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das weitere oder vollständige Schließen der Kupplung weggesteuert und/oder zeitgesteuert erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem voll ständigen Schließen der Kupplung auf einen Betrieb übergegangen wird, bei dem die Schließstellung der Kupplung abhängig von Betriebsparame tern des Antriebsstrangs gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem voll ständigen Schließen der Kupplung auf einen Betrieb übergegangen wird, bei dem die Schließstellung der Kupplung während einer vorbestimmten Zeitdauer unabhängig von Betriebsparametern des Antriebsstrangs geregelt wird.

5. Verfahren zum Steuern des Betriebs einer im Antriebsstrang eines Kraft fahrzeugs mit einem Antriebsmotor und einem Gangschaltgetriebe ange ordneten Kupplung, bei welchem Verfahren das Schließen der Kupplung nach einem Gangwechsel, Anfahrvorgang oder beim Fahren unter Steue rung durch ein einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichereinrichtun gen enthaltendes Steuergerät derart erfolgt, daß die Schließstellung der Kupplung von Betriebsparametern des Antriebsstrangs abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf der Kupplung nach einem Gangwechsel, bei einem Anfahrvorgang oder während des Fahrens und gesteuertem Schließen der Kupplung bestimmt wird und daß Parameter im Programm zur Kupplungsbetätigung derart geändert werden, daß sie ein weiteres Schließen der Kupplung bewirken, wenn nach einem Gangwechsel oder ei nem Kupplungseinrücken oder einem Anfahren oder Fahren ein vorbe stimmter Schlupfwert über eine vorbestimmte Zeitdauer überschritten wird.

6. Verfahren zum Steuern des Betriebs einer zwischen einem Antriebsmotor und einem Gangschaltgetriebe angeordneten Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bei welchem Verfahren das Schließen oder die Ein stellung der Kupplung nach einem Gangwechsel, Anfahrvorgang oder beim Fahren unter Steuerung durch ein einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichereinrichtungen enthaltendes Steuergerät derart erfolgt, daß die Schließstellung oder die Einrückstellung der Kupplung von Betriebs parametern des Antriebsstrangs abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf der Kupplung nach beispielsweise einem Gangwechsel und ge steuertem Schließen der Kupplung bestimmt wird und daß Parameter im Programm zur Kupplungsbetätigung derart geändert werden, daß sie ein weiteres Öffnen der Kupplung bewirken, wenn nach einem Gangwechsel oder einem Kupplungseinrücken oder einem Anfahren ein vorbestimmter Schlupfwert über eine vorbestimmte Zeitdauer unterschritten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kupplungsbetätigungsprogramm enthaltenen Parameter entsprechend ihrer Änderung adaptiert werden.

8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorherge henden Ansprüche, enthaltend einen Antriebsmotor, ein Schaltgetriebe, ei ne im Antriebsstrang angeordnete Kupplung, einen Aktor, der einen Geber zylinder betätigt, welcher die Kupplung über einen Nehmerzylinder betätigt, wobei mit dem Kolben des Geberzylinders eine Schnüffelbohrung überfahr bar ist, so daß der Arbeitsraum des Geberzylinders mit einem drucklosen Vorrat von Hydraulikfluid verbindbar ist, Sensoren zum Erfassen von Be triebsparametern des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs sowie ein Steuer gerät mit einem Mikroprozessor und zugehörigen Speichereinrichtungen, welches den Aktor der Kupplung entsprechend die Betriebsparameter be rücksichtigenden Programmen steuert, wobei der Schlupf der Kupplung nach einem Gangwechsel des Getriebes, beim Anfahren oder beim Fahren des Fahrzeuges bestimmt wird und der Kolben des Geberzylinders über die Schnüffelbohrung hinaus bewegt wird, wenn der Schlupf während einer vorbestimmten Zeitdauer über einem vorbestimmten Wert liegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung geschlossen ist, wenn der Kolben über die Schnüffelbohrung hinaus bewegt wird.