DE19827003A1 - Verfahren zur automatischen Betätigung einer Reibungskupplung - Google Patents
Verfahren zur automatischen Betätigung einer ReibungskupplungInfo
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Abstract
Verfahren zur automatisierten Betätigung einer zwischen Motor und Getriebe angeordneten Reibungskupplung, die durch ein derselben zugeordnetes Stellglied, das durch eine Steuereinrichtung ansteuerbar ist, betätigt wird und wobei durch eine Einrichtung ein Schlupfen der angetriebenen Fahrzeugräder gegenüber dem Fahrzeuguntergrund erkannt wird, und bei erkanntem Schlupf die Reibungskupplung durch das Stellglied zeitweise ausgerückt wird, um das vom Motor abgegebene Bremsmoment vor Übertragung auf die angetriebenen Fahrzeugräder zu vermindern, wobei die Einrichtung zur Erkennung eines Schlupfes der Antriebsräder den, den Gradienten der Antriebsräder charakterisierende Signale einer zugeordneten Sensorik zugeleitet werden, und daß mit Überschreiten eines vorbestimmten Gradientengrenzwertes die Reibungskupplung zumindest einmal soweit gelöst wird, daß sie mit einem vorbestimmbaren Reibschluß wirksam ist, um anschließend den Reibschluß bis zum erneuten Eintritt eines Schlupfes wieder aufzubauen, und bei Schlupffreiheit endgültig eingerückt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Betätigung einer zwi
schen Motor und Getriebe angeordneten Reibungskupplung, gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 36 30 750 A1 ist bereits eine durch ein Betätigungsorgan betätigba
re Reibungskupplung bekannt. Das Betätigungsorgan wird ausschließlich von ei
ner Steuereinheit gesteuert, die zumindestens Signale eines Kupplungspedalstel
lungssensors und Signale einer Regeleinheit von einem ABS-System oder
ARS-System erhält. Registriert der ABS-Sensor bzw. ARS-Sensor einen Schlupf zwi
schen Fahrzeugrädern und Fahruntergrund, so gibt die ABS-Regeleinheit ein Si
gnal an die Steuereinheit ab. Dieses Signal wird von der Steuereinheit als Soll
wert für eine Kupplungsbetätigung erkannt, der Vorrang vor dem von dem Kupp
lungspedalstellungssensor an der Steuereinheit zugeleiteten Signal hat. Durch das
von der Regeleinheit abgegebene Signal wird die Kupplung ausgerückt und der
Motor und das Getriebe sind zuverlässig getrennt. Diese ausgerückte Position der
Kupplung wird solange durch die Steuereinheit aufrechterhalten, wie das ent
sprechende ABS-Signal der Regeleinheit anliegt. Bei Betätigung des Gaspedals
bleibt ein von der Regeleinheit an die Steuereinheit geleitetes ABS-Signal unbe
rücksichtigt, und die gemäß der Fahrpedalauslenkung gewünschte Kupplungsstel
lung wird als Kupplungs-Sollstellung eingeregelt.
Nachteilig ist jedoch, daß dieses System nur bei einem mit einem ABS- oder
ARS-System versehenen Fahrzeugs vorgesehen werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für die Betätigung einer automat
tisierten Reibungskupplung zu schaffen, durch die bei detektiertem Schlupf der
Fahrzeugräder zum Fahruntergrund durch Betätigung der Reibungskupplung die
ser Schlupf vermindert wird, und durch die durch ein vom Motor bereitgestelltes
Bremsmoment die Bremswirkung durch den Motor gesteuert wird.
Weiterhin lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, die zur
Durchführung des beanspruchten Verfahrens geeignet ist, mit einer vereinfachten
Sensorik bereitzustellen.
Durch die Maßnahme, daß eine Sensorik den Gradienten der Antriebsräder cha
rakterisierende Signale zugeleitet werden, ist eine Einrichtung zur Erkennung ei
nes Schlupfes bereitgestellt. Überschreitet der sensierte Gradient der Antriebsrä
der einen vorbestimmten Gradientgrenzwert, so wird ein Schlupfen der Antriebs
räder durch die Steuereinrichtung erkannt. Ist ein Schlupfen der Antriebsräder
detektiert, so wird die Reibungskupplung durch das Stellglied zumindestens ein
mal soweit gelöst, daß sie mit einem vorbestimmbaren Reibschluß wirksam ist,
um anschließend den Reibschluß bis zum erneuten Eintritt eines Schlupfes wieder
aufzubauen und bei Schlupffreiheit endgültig einzurücken.
Durch dieses Verfahren wird das auf die Antriebsräder übertragene Bremsmo
ment zur Wiederherstellung des Reibschlusses reduziert, wobei für die Erkennung
eines Schlupfes der Antriebsräder lediglich ein den Gradienten der Antriebsräder
charakterisierendes Signal erforderlich ist.
Ein den Gradienten charakterisierendes Signal kann beispielsweise der Gradient
der Drehzahl der Getriebeeingangswelle sein, die unter Berücksichtigung des
Übersetzungsverhältnisses der Drehzahl der Getriebeausgangswelle entspricht.
Bei einer Vielzahl von Ausführungen an elektronischen Kupplungssystemen ist
eine Erfassung der Getriebeeingangswellendrehzahl zur Steuerung des elektroni
schen Kupplungssystems erforderlich, so daß in diesen Fällen die bereits vorhan
dene Sensorik genutzt werden kann.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den ermittelten Gradienten in Abhängig
keit von der Fahrgeschwindigkeit einem Gradientenwert zuzuordnen, durch den
der Gradient in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit normiert bzw. gewich
tet ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, den Gradienten unter Be
rücksichtigung des vom Motor abgegebenen Momentes einem Gradientennorm
wert zuzuordnen und damit zu normieren. Durch das eingeleitete Bremsmoment
ist eine zu erwartende Verzögerung vorbestimmt, die noch durch weitere Einflüs
se, wie die Steigung der Fahrbahn, Windverhältnisse, Oberflächenbeschaffenheit
der Fahrbahn, um hier nur einige zu nennen, um ein begrenztes Maß abweichen
kann. In Abhängigkeit von dem eingeleiteten Moment ist ein Gradientenbereich
vorgegeben, wobei bei Verlassen dieses Bereiches ein Schlupfen der Antriebsrä
der erkannt wird. Der Gradientenbereich umfaßt die Werte von Gradienten, die
aufgrund der weiteren Einflüsse auftreten können.
Überschreitet der detektierte Gradient eine vorgegebene Gradienten, so wird die
Reibungskupplung gelöst. Sie ist mit einem vorbestimmbaren, verminderten
Reibschluß wirksam. Durch diesen verminderten Reibschluß wird ein geringeres,
vom Motor eingeleitetes Bremsmoment übertragen und der Gradient ändert sein
Vorzeichen. Anschließend wird der Reibschluß bis zum erneuten Eintritt eines
Schlupfes wieder erhöht. Der Reibschluß der Reibungskupplung wird solange im
Wechsel vermindert und aufgebaut, bis das Fahrzeug soweit abgebremst ist, so
daß die Reibungskupplung bei Schlupffreiheit eingerückt werden kann.
Durch Betätigung des Fahrpedals, das mit einem Sensor versehen ist, dessen Si
gnale einer Steuereinrichtung zugeleitet werden, wird diese Steuerung abgebro
chen, und die Reibungskupplung wird ohne Berücksichtigung eines Schlupfes
eingerückt. Damit wird sichergestellt, daß der Fahrer, wenn er die Notwendigkeit
sieht beschleunigen zu müssen, z. B. in einem Ausweichmanöver, dies durch Ein
rücken der Reibungskupplung ermöglicht wird. Damit ist die Steuerung des Reib
schlusses abgebrochen. Ist das Fahrpedal nicht mehr ausgelenkt, so wird bei de
tektiertem Schlupf die Steuerung des Reibschlusses, wie zuvor beschrieben, wie
der aktiviert.
Als weitere vorteilhafte Ausführungsform hat sich herausgestellt, der Steuerein
richtung einen Sensors zur Erfassung des eingelegten Fahrganges zuzuordnen. Ist
bereits ein elektronisches Kupplungssystem zur automatisierten Kupplungsbetäti
gung vorgesehen, so ist solch eine Sensor bereits meistens schon vorhanden. Die
Reibungskupplung kann zur Erhöhung des Reibschlusses in Abhängigkeit vom
eingelegten Gang eingerückt werden, womit eine Komfortsteigerung verbunden
ist.
Weiterhin ist vorteilhaft, einen detektierten Schlupf in Abhängigkeit vom einge
legten Gang zu wichten, da ein vom Motor eingeleitetes Bremsmoment in kleinen
Fahrgängen eine stärkere Wirkung hat. Somit ist das Einfließen dieser Information
insbesondere für die Steuerung des Reibschlusses der Reibungskupplung vorteil
haft.
Wird durch die Steuereinrichtung eine, einen vorgegebenen Verzögerungsgrenz
wert überschreitende Längsverzögerung detektiert, so wird ein durch Detektion
eines hohen Gradienten begründetes Ausrücken der Reibungskupplung verhindert.
Solch eine hoher Gradient kann aus den Bremsvorgang unterstützenden weiteren
Einflüsse resultieren.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 schematische Darstellung eines Antriebsstranges mit einer für das erfin
dungsgemäße Verfahren geeigneten Vorrichtung;
Fig. 2 Steuereinrichtung mit integrierter Einrichtung zur Erkennung eines
Schlupfes;
Fig. 3 grafische Darstellung der Schlupfwerte;
Fig. 4 Darstellung der Kupplungssteuerung in Abhängigkeit vom detektierten
Schlupf und von den Drehzahlen von Motor und Getriebeeingangswelle,
sowie der Querbeschleunigung.
Anhand von Fig. 1 wird zunächst der prinzipielle Aufbau eines Ausführungsbei
spieles beschrieben. Es ist vorgesehen, das Fahrzeug mittels eines Verbren
nungsmotors 1 anzutreiben. Über eine Kurbelwelle 7 ist das vom Motor 1 bereit
gestellt Drehmoment, das mittels einer zugeordneten Sensorik 33 erfaßt wird,
über eine zwischengeschaltete Reibungskupplung 3, die mittels eines Stellglie
des 19 betätigt wird, und über ein sich an die Reibungskupplung 3 anschließen
des Getriebe 5 auf die Antriebsräder 13 des Fahrzeugs übertragbar. Dieser Steu
ereinrichtung 17 werden Sensorsignale zumindestens eines Fahrpedals 23, eines
Kurbelwellendrehzahlsensors 25, eines einer Getriebeeingangswelle 9 zugeordne
ten Getriebeeingangs- 27 bzw. eines einer Getriebeeingangswelle 11 zugeordne
ten Getriebe-Ausgangswellendrehzahlsensors 29, aus der Signale ein den Gra
dienten der Antriebsräder 13 charakterisierende Signale 40 ableitbar sind, zuge
leitet. Das der Reibungskupplung zugeordnete Stellglied 19 wird durch die Steu
ereinrichtung 17 gesteuert. In dem dargestellten Beispiel ist vorgesehen, daß die
Steuereinrichtung 17 in Abhängigkeit von den erhaltenen Sensorsignalen die Rei
bungskupplung 3 steuert. Jede Kupplungsbetätigung wird, durch das durch die
Steuereinrichtung 17 angesteuerte Stellglied 19, durchgeführt. Das mit dem Sen
sor 23 versehene Fahrpedal ist vorgesehen, um den Fahrerwunsch, die Reibungs
kupplung einzurücken, der Steuereinrichtung 17 signalisieren zu können.
Zumindestens für einen Fahrgangwechsel wird die Reibungskupplung 3 geöffnet,
wobei ein Fahrgangwechsel durch eine Betätigung eines mit einem Sensor verse
henen Kupplungspedals, in unserem Ausführungsbeispiels nicht vorgesehen, oder
durch eine Betätigung eines Schalthebels 22 eingeleitet werden kann. In dem
dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein elektronisches Kupplungssystem 39
vorgesehen, durch das bei erkanntem Schaltwunsch die Reibungskupplung 3 ge
öffnet wird. Durch ein Getriebestellglied 20 wird der vom Fahrer mittels des
Schalthebels 22 gewählte Fahrgang eingelegt.
Möchte nun der Fahrer mit dem zuvor beschriebenen Fahrzeug mittels des Mo
tors bremsen, so kann es zu einem Schlupfen der Antriebsräder 13 kommen,
wenn das durch den Motor 1 eingeleitete Motorbremsmoment größer ist, als die
Reifenhaftung der Räder 13 auf der Fahrbahn. Dies kann insbesondere bei einem
Wechsel zu einer Fahrbahnbeschaffenheit mit einem geringen Reibwert auftreten.
Es kann zum seitlichen Ausbrechen des Fahrzeugs kommen. Um die Seitenfüh
rung des Fahrzeugs wieder herzustellen ist es erforderlich, die Reibungskupp
lung 3 zumindestens teilweise zu öffnen. Andererseits möchte man jedoch auch
mittels des vom Motor 1 eingeleiteten Momentes bremsen.
Anhand von Fig. 2 wird im folgenden eine Vorrichtung 30 beschrieben, bei dem
sowohl das Bremsmoment des Motors 1 genutzt wird, als auch ein seitliches
Ausbrechen des Fahrzeugs verhindert wird.
Es ist vorgesehen, daß diese Vorrichtung 30 bei einem nahezu unausgelenkten
Fahrpedal 21 und bei detektiertem Schlupf aktiviert wird. Die. Einrichtung zur Er
kennung eines Schlupfes 18 bestimmt den Schlupf in Abhängigkeit von dem
Gradienten der Antriebsräder 13.
Es ist eine Normierungseinheit 45 vorgesehen, durch die der sensierte Gradient
unter Berücksichtigung von der Fahrgeschwindigkeit, die von der mittels eines
Sensors 24 aufgenommenen Drehzahl nicht angetriebener Fahrzeugräder 15 ab
leitbar ist und dem eingeleiteten Motormoment in einem Gradientennormwert 44
überführt wird.
Mit der Umschaltung des Aktivierungsschalters 35 werden die Signale an ein
Hauptmodul weitergeleitet. Durch das Hauptmodul 60 wird das Stellglied 19 der
Reibungskupplung 3 zur Verminderung des eingeleiteten Bremsmomentes ange
steuert.
Der Gradientenwert 44 kann noch mit Wichtungsfaktoren 53,55, durch die der
eingelegte Gang 55 und die durch einen vorgesehenen Querbeschleunigungssen
sor 31 detektierte Querbeschleunigung 53 eingehen, multipliziert werden.
In Abhängigkeit von dem Gradientennormwert 44 wird das Stellglied der Rei
bungskupplung 19 angesteuert. Liegt der Gradientennormwert 44 außerhalb ei
nes in Abhängigkeit von dem momentanen Motormoment vorgegebenen, zulässi
gen Gradientenbereiches und ist der Gradientnormwert 44 negativ, so wird in
Abhängigkeit von dem Gradientnormwert 44 die Kupplung geöffnet. Überschrei
tet der Gradientnormwert 44 einen vorbestimmten unteren Grenzwert, so wird
die Reibungskupplung 3 sofort geöffnet, wobei die Reibungskupplung 3 auf die
Position beginnender Momentenübertragung plus einen fest vorgegebenen Offset-Wert
in Einkuppelrichtung gestellt wird. Damit ist ein schnelles Ausrücken der
Reibungskupplung 3 bei plötzlichem erkanntem aufgetretenem Schlupf sicherge
stellt, wobei durch den Offset immer noch ein Moment über die Reibungskupp
lung 3 übertragen wird. Dadurch wird ein beim vollständigen Ausrücken der Rei
bungskupplung 3 durch ein Entspannen des Antriebsstranges auftretender Ruck
vermieden.
Durch die Betätigung der Reibungskupplung 3 in Ausrückrichtung steigt der
Schlupf der Antriebsräder 13 nicht mehr an. Der Gradient ist zumindestens kurz
zeitig Null, bei dem die momentane Position der Reibungskupplung 3 unverändert
bleibt. Durch das an den Antriebsrädern 13 angreifende Motorbremsmoment wird
im folgenden bei unveränderter Fahrbahnbeschaffenheit oder einer Fahrbahn mit
höherem Reibwert ein negativer, eine Verzögerung des Fahrzeuges anzeigender
Gradient auftreten. Bei einem negativen Gradienten, der über einem vorgegebe
nen Wert liegt, wird die Reibungskupplung in Abhängigkeit vom eingelegten Gang
wieder mit einer bestimmten Einrückgeschwindigkeit, vorzugsweise exponentiell
eingerückt. Bei höheren Reibwerten der Fahrbahn, insbesondere bei einem Reib
wertsprung, womit ein großer, negativer Gradient bei hoher Längsverzögerung
einhergeht, wird die Reibungskupplung zügig eingerückt. Durch das Motor
bremsmoment wird das Fahrzeug optimal verzögert. Wird eine Gierbewegung des
Fahrzeuges detektiert, so wird ein Einrücken der Reibungskupplung solange ver
zögert, bis keine Gierbewegung mehr detektiert wird.
Ist die Motordrehzahl gleich der Getriebeeingangsdrehzahl ist und die Reibungs
kupplung 3 geschlossen, so wird die Ansteuerung der Reibungskupplung 3 been
det.
Wird jedoch durch den Fahrer vorzeitig, bevor die Reibungskupplung 3 bei
Schlupffreiheit der Antriebsräder 13 eingerückt ist, das Fahrpedal 21 betätigt, so
wird die Reibungskupplung 3 vollständig eingerückt, und eine Ansteuerung des
elektrischen Kupplungssystems 39 aufgrund eines detektierten Gradientnormwer
tes ist beendet.
1
Motor
3
Reibungskupplung
5
Getriebe
7
Kurbelwelle
9
Getriebeeingangswelle
11
Getriebeausgangswelle
13
angetriebene Fahrzeugräder
15
nicht angetriebene Fahrzeugräder
17
Steuereinrichtung
18
Einrichtung zur Erkennung eines
Schlupfes
19
Stellglied der Kupplung
20
Getriebestellglied
21
Fahrpedal
22
Schalthebel
23
Fahrpedalsensor
24
Fahrgeschwindigkeitssensor
25
Kurbelwellendrehzahlsensor
27
Getriebeeingangswellendrehzahl
sensor
29
Getriebeausgangswellendrehzahl
sensor
30
Vorrichtung
31
Querbeschleunigungssensor
33
Sensorik
35
Aktivierungsschalter
39
elektr. Kupplungssystem
40
Signale
41
Gradient
43
Gradientwert
44
Gradientnormwert
45
Normierungseinheit
53
Wichtung Querbeschleunigung
55
Wichtung Fahrgang
60
Hauptmodul
Claims (7)
1. Verfahren zur automatisierten Betätigung einer zwischen Motor und Getriebe
angeordneten Reibungskupplung, die durch ein derselben zugeordnetes
Stellglied, das durch eine Steuereinrichtung ansteuerbar ist, betätigt wird und
wobei durch eine Einrichtung ein Schlupfen der angetriebenen Fahrzeugräder
gegenüber dem Fahrzeuguntergrund erkannt wird, und bei erkanntem Schlupf
die Reibungskupplung durch das Stellglied zumindestens zeitweise ausge
rückt wird, um das vom Motor abgegebene Bremsmoment vor Übertragung
auf die angetriebenen Fahrzeugräder zu vermindern,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einrichtung zur Erkennung eines Schlupfes (18) der Antriebsrä
der (13) den, den Gradienten (41) der Antriebsräder (13) charakterisierende
Signale (40) einer zugeordneten Sensorik (23) zugeleitet werden, und daß mit
Überschreiten eines vorbestimmten Gradientgrenzwertes die Reibungskupp
lung (3) zumindestens einmal soweit gelöst wird, daß sie mit einem vorbe
stimmbaren Reibschluß wirksam ist, um anschließend den Reibschluß bis
zum erneuten Eintritt eines Schlupfes wieder aufzubauen, und bei Schlupf
freiheit endgültig eingerückt wird.
2. Verfahren zur automatisierten Betätigung einer Reibungskupplung nach An
spruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der detektierte Gradient (41) in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindig
keit durch Projektion in einen Gradientwert (43) übergeht, durch den der de
tektierte Gradient (41) in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit normiert ist.
3. Verfahren zur automatisierten Betätigung einer Reibungskupplung nach An
spruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuereinrichtung (17) das vom Motor (1) eingeleitete Moment cha
rakterisierende Signale, einer dem Motor (1) zugeordneter Sensorik (23) zu
geleitet werden und der Gradient der Antriebsräder in Abhängigkeit von dem
eingeleiteten Motormoment, einem Gradientnormwert zugeordnet wird.
4. Verfahren zur automatisierten Betätigung einer Reibungskupplung nach An
spruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Erkennung eines Schlupfes (18) in die Steuereinrich
tung (17) integriert ist.
5. Verfahren zur automatisierten Betätigung einer Reibungskupplung nach zu
mindest einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verminderung des Reibschlusses der Reibkupplung (3) in Abhängig
keit von dem detektierten Fahrgang durchgeführt wird.
6. Verfahren zur automatisierten Betätigung einer Reibungskupplung nach An
spruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuereinrichtung (17) ein mit einem Sensor (23) versehenes Fahrpe
dal (21) zugeordnet ist, bei dessen Betätigung durch die Steuereinrich
tung (17) unabhängig vom Schlupf der Fahrzeugräder (13) die Reibungskupp
lung (3) eingerückt wird.
7. Verfahren zur automatischen Betätigung einer Reibungskupplung nach An
spruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (17) die Längsverzögerung des Fahrzeugs detek
tiert und bei Detektion einer einen vorbestimmten Verzögerungsgrenzwert
überschreitenden Längsverzögerung ein durch Detektion eines hohen Gradien
ten (41) begründetes Lösen der Reibungskupplung (3) verhindert ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19827003A DE19827003A1 (de) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | Verfahren zur automatischen Betätigung einer Reibungskupplung |
FR9907525A FR2780125B1 (fr) | 1998-06-19 | 1999-06-15 | Procede de commande automatisee d'un embrayage a friction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19827003A DE19827003A1 (de) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | Verfahren zur automatischen Betätigung einer Reibungskupplung |
Publications (1)
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