DE19918400A1 - Füllendedetektor für eine strömungsmittelbetätigte Kupplung - Google Patents

Abstract

Gemäß eines Aspektes dieser Erfindung wird eine strömungsmittelbetätigte Kupplung offenbart. Die strömungsmittelbetätigte Kupplung ist betriebsmäßig mit einem Steuerventil verbunden, welches durch eine elektronische Steuervorrichtung aktiviert wird, die ein Signal von einem Eingabemechanismus empfängt. Das System und das Verfahren sehen das Detektieren eines augenblicklichen Kupplungsschlupfes vor, und das Detektieren, wann der augenblickliche Kupplungsschlupf geringer ist als der Durchschnitt einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen eines augenblicklichen Kupplungsschlupfes, der durch einen vorbestimmten Faktor geteilt wird. Dieser Zustand stellt den Füllendpunkt für die strömungsmittelbetätigte Kupplung dar.

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren der Kupplungssteuerung und insbesondere auf ein Verfahren zur Bestimmung des Füllendpunktes für eine strömungsmit­ telbetätigte Kupplung.

Technischer Hintergrund

Im allgemeinen ist die Ausgangswelle eines Motors typi­ scherweise mit einer Eingangswelle eines Drehmomentwand­ lers verbunden, und eine Ausgangswelle eines Drehmoment­ wandlers ist typischerweise mit einer Eingangswelle eines Getriebes verbunden. Die Verriegelungskupplung ist zwi­ schen der Eingangswelle und der Ausgangswelle eines Drehmomentwandlers angeordnet, um eine drehbare Verbin­ dung vorzusehen. Ein elektronisches Steuersystem wird ty­ pischerweise verwendet, um sanft eine strömungsmittelbe­ tätigte Kupplung einzurücken und auszurücken bzw. in Ein­ griff zu bringen und außer Eingriff zu bringen. Die Kupp­ lung ist schnittstellenartig an ein assoziiertes Elektro­ magnetventil durch das elektronische Steuersystem ange­ schlossen. Das Elektromagnetventil wird moduliert, um den Kupplungsdruck ansprechend auf Befehlssignale von dem elektronischen Steuersystem zu steuern.

Um präzise das Einrücken bzw. den Eingriff der Kupplung zeitzusteuern, ist die Füllzeit ein wichtiger Parameter.

Die Füllzeit ist definiert als die Zeit, die erforderlich ist, um einen Hohlraum einer anlaufenden Kupplung mit Strömungsmittel zu füllen. Während dieser Füllperiode wird der Kupplungskolben einen Hub ausführen und Kupp­ lungsplatten werden sich zum Punkt der "Berührung" bzw. zum "Schleifen" bewegen. Bis jedoch die Kupplungsscheiben zusammengedrückt werden, kann die Kupplung kein nennens­ wertes Drehmoment übertragen. Daher ist die Füllendzeit wichtig, um sicherzustellen, wann dieser kritische Moment erreicht wird. Ein abrupter Eingriff kann eine Drehmo­ mentspitze zur Folge haben, die durch den Antriebsstrang der Maschine übertragen wird und einen Sprung erzeugt. Dieser Sprung bzw. Ruck ist für den Bediener unangenehm und vermindert die Lebenserwartung der assoziierten An­ triebsstrangkomponenten der Maschine.

Eine bekannte Anordnung verwendet ein getrenntes Flußab­ fühlventil mit einem daran angebrachten elektrischen Schalter. Der Fluß in das Flußabfühlventil wird durch ei­ ne feste Zumeßöffnung zu der assoziierten hydraulischen Kupplung geleitet. Sobald der Fluß durch das Ventil auf­ hört, gestattet die Abwesenheit des Druckabfalls an der festen Zumeßöffnung, daß das Flußabfühlventil in eine fe­ dervorgespannte Flußblockierungsposition zurückkehrt. So­ bald das Flußabfühlventil in der federvorgespannten Posi­ tion ist, löst dies einen elektrischen Schalter aus, der anzeigt, daß die Kupplung gefüllt ist. Ein Hauptnachteil bei dieser Anordnung ist, daß sie erfordert, daß das gan­ ze Strömungsmittel durch eine feste Zumeßöffnung und auch durch einen getrennten Flußabfühlschalter für jede Kupp­ lung in dem System fließt.

Noch ein weiterer bekannter Mechanismus zur Bestimmung des Füllendes ist es, die Zeitdauer zu steuern, für die das Strömungsmittel zur Kupplung fließen kann. Diese An­ ordnungen tragen Veränderungen der Steuerventile oder der Kupplungsbetätigungskammern keine Rechnung. Um diese Ver­ änderungen zu überwinden, ist eine Anzahl von Steuersche­ mata in Betracht gezogen worden, um in anpassender Weise die Füllzeit basierend auf vorherigen Kupplungsfüllungen zu verändern. Jedoch hängen diese Steuerschemata von teu­ ren und zeitaufwendigen Kalibrierungstechniken ab.

Noch eine weitere Technik zur Bestimmung des Füllendpunk­ tes sieht die Überwachung der elektronischen Betätigung des Steuerventils vor, welches das Strömungsmittel zur Kupplung leitet. Wenn die Betätigungskammer der Kupplung voll ist, wirkt die Drucksteigerung auf das Steuerventil, um es in eine Flußblockierungsposition zurückzubewegen. Die Kraft, die wirkt, um das Steuerventil zurück in die Flußblockierungsposition zu bewegen, wirkt gegen die elektrische Kraft, die das Steuerventil in die Flußdurch­ laßposition bewegt hat. Dies erzeugt eine elektrische Spannungsspitze, die durch eine elektronische Steuervor­ richtung detektiert wird. Diese Spannungsspitze stellt den Füllendpunkt dar. Ein Nachteil bei dieser Technik ist, daß ein getrenntes Steuerschema für jedes Kupplungs­ steuerventil erforderlich ist.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.

Gemäß eines Aspektes dieser Erfindung wird eine strö­ mungsmittelbetätigte Kupplung offenbart. Die strömungs­ mittelbetätigte Kupplung ist betriebsmäßig mit einem Steuerventil verbunden, welches durch eine elektronische Steuervorrichtung aktiviert wird, die ein Signal von ei­ nem Eingabemechanismus empfangt. Das System und das Ver­ fahren sehen das Detektieren eines augenblicklichen Kupp­ lungsschlupfes vor, und das Detektieren, wann der augen­ blickliche Kupplungsschlupf geringer ist als der Durch­ schnitt einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen eines au­ genblicklichen Kupplungsschlupfes, der durch einen vorbe­ stimmten Faktor geteilt wird. Dieser Zustand stellt den Füllendpunkt für die strömungsmittelbetätigte Kupplung dar.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, in denen die Figuren folgendes darstellen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines elektronischen Steuer­ systems einer Maschine, die einen Motor, einen Antriebsstrang, ein Getriebe, einen Drehmoment­ wandler und eine strömungsmittelbetätigte Kupp­ lung aufweist;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches ein Ausführungsbei­ spiel für ein Hydrauliksystem für eine strö­ mungsmittelbetätigte Kupplung veranschaulicht;

Fig. 3 eine Zeitsteuerdarstellung, die den Strompegel während der Impulszeit, der Rampenzeit, der Haltezeit, der Modulationszeit und am Füllend­ punkt in Korrelation mit dem augenblicklichen Kupplungsschlupf veranschaulicht; und

Fig. 4 ein Flußdiagramm, welches die Software zur Be­ stimmung des Füllendpunktes für eine Strömungs­ mittelbetätigte Kupplung veranschaulicht.

Mit Bezug auf die Zeichnungen und anfänglich auf Fig. 1, wird ein elektronisches Steuersystem 8 eines Antriebs­ stranges 10 abgebildet, der einen Verbrennungsmotor 12, einen Strömungsmitteldrehmomentwandler 14, ein strömungs­ mittelbetätigtes Mehr-Gang-Leistungsgetriebe 16 und einen Maschinenantriebsstrang 18 aufweist. Der Motor 12 ist mit dem Drehmomentwandler 14 durch eine erste Welle 20 ver­ bunden, der Drehmomentwandler 14 ist mit dem Getriebe 16 über eine zweite Welle 22 verbunden, und das Getriebe 16 ist mit dem Maschinenantriebsstrang 18 durch eine dritte Welle 24 verbunden. Die Wellen 20, 22 und 24 können bei dem Verbrennungsmotor 12, dem Strömungsmitteldrehmoment­ wandler 14 und dem strömungsmittelbetätigten Mehr-Gang- Leistungsgetriebe 16 eliminiert werden, wenn sie direkt miteinander verbunden sind. Diese Art von Verbindung wür­ de von der Bauart der Maschine abhängen. Der Drehmoment­ wandler 14 weist ein Laufrad 45 auf, welches mit der er­ sten Welle 20 gekoppelt ist, ein Turbinenglied 46, wel­ ches mit der zweiten Welle 22 gekoppelt ist, und ein Sta­ torglied 48, welches an einem Gehäuse 49 für den Drehmo­ mentwandler 14 verankert werden kann.

Der Steuerteil des Antriebsstrangs wird nun besprochen. Ein Bediener erzeugt ein erwünschtes Einrücken bzw. einen Eingriff der strömungsmittelbetätigten Kupplung 83 durch Aktivierung eines Kupplungseinschaltschalters 81. Der Kupplungseinschaltschalter 81 ist optional und ist nicht immer zur Aktivierung der strömungsmittelbetätigten Kupp­ lung 83 nötig. Ein elektronisches Steuermodul 40 empfängt das Kupplungseinschaltsignal und steuert dann den Betrieb eines Elektromagnetsteuerventils 77. Das elektronisches Steuersystem empfängt auch verschiedene andere Eingangs­ größen, die Maschinensystemparameter darstellen. Diese anderen Eingangsgrößen weisen ein Motordrehzahlsignal von einem Motordrehzahlsensor 42 und ein Drehmomentwandler­ ausgangssignal von einem Drehmomentwandlerausgangssensor 44 auf. Der Kupplungsschlupf wird definiert als die Dif­ ferenz zwischen der Eingangsdrehzahl und der Ausgangs­ drehzahl der Kupplung. Für eine Verriegelungskupplung wird er definiert als die Differenz zwischen der Motor­ drehzahl und der Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl.

Der Motordrehzahlsensor 42 und der Drehmomentwandleraus­ gangssensor 44 sind vorzugsweise herkömmliche elektrische Transducer bzw. Wandlervorrichtungen. Ein typisches je­ doch nicht als einschränkend gedachtes Beispiel einer herkömmlichen elektrischen Wandlervorrichtung wäre eine magnetischer Drehzahlaufnehmer. Jedoch können zahlreiche andere Bauarten und Verfahren der Drehzahlabfühlung ver­ wendet werden.

Das elektronisches Steuermodul 40 liefert ein Kupplungs­ befehlssignal, welches proportional zu dem erwünschten Strom ist, der benötigt wird, um das Elektromagnetsteuer­ ventil 77 zu betätigen. In dem bevorzugten Ausführungs­ beispiel verwendet der Stromtreiber eine pulsbreitenmodu­ lierte Spannung, um den erwünschten Strom zu erzeugen. Das Elektromagnetsteuerventil 77 ist konfiguriert, um die Verbindung des Öls zu einem Proportionalsteuerventil 28 aufrecht zu erhalten, welches ausreicht, um einen Kupp­ lungsdruck aufrecht zu erhalten, der proportional zu dem Elektromagnetstrom ist, sobald die Kupplung 83 gefüllt ist. Daher steuert das elektronische Steuermodul 40 den Kupplungsdruck mittels eines Proportionalbefehlssignals, welches an das Elektromagnetsteuerventil 77 geliefert wird, welches die Kupplung 83 betätigt.

Mit Bezug auf Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines hydrau­ lischen Systems für die Kupplung 83 gezeigt. Nur als ein veranschaulichendes Beispiel stellt Fig. 2 eine Verrie­ gelungskupplung dar, auf die manchmal als eine Rutsch­ kupplung bzw. Schlupfkupplung Bezug genommen wird. Der Zweck der Verriegelungskupplung ist es, eine bessere Ma­ schinenleistung während eines Lade- oder Trage- bzw. Transportvorgangs vorzusehen. Die Verriegelungskupplung wird in Eingriff kommen bzw. einrücken, wenn die Drehmo­ mentwandlerausgangsdrehzahl über einer vorbestimmten Drehzahl ist, und wird ausrücken bzw. außer Eingriff kom­ men, wenn die Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl unter dieser vorbestimmten Drehmomentwandlerausgangsdrehzahl ist. Wenn die Verriegelungskupplung eingerückt ist, wird der Drehmomentwandler überbrückt. Dies wird eine direkte Verbindung zwischen dem Motor und dem Getriebe vorsehen. Die Kupplung 83 wird durch Hydraulikdruck betätigt, und erfordert auf ein Einrücken hin eine erforderliche Füll­ zeit, bevor ein Drehmoment zwischen einem Reibelement, welches eine Antriebskraft liefert, und einem Reibele­ ment, welches von dem Reibelement mit der Antriebskraft angetrieben wird, eingeleitet bzw. aufgebaut wird. Anders gesagt ist die Füllzeit die vergangene Zeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn sich der Kupplungskolben von der gelösten zur anfänglichen Eingriffsposition bewegt. Die Kupplung 83 wird selektiv eingerückt und ausgerückt, und zwar mit­ tels des Proportionaldrucksteuerventils 28.

Die Hydraulikschaltung des Getriebes sieht eine Pumpe 30 mit positiver Verdrängung vor, die unter Druck gesetztes Hydraulikströmungsmittel von dem Sumpf oder Reservoir 32 durch eine Filtereinheit 34 zur Kupplung 83 durch das Steuerventil 28 liefert. Optional kann ein Druckentla­ stungsventil 36 zugefügt werden, um den Ventilversor­ gungsdruck zu regeln. Wenn die Kupplung 83 ausrückt, kehrt übermäßiges Hydraulikströmungsmittel zum Sumpf oder Reservoir 32 zurück. Obwohl eine Verriegelungskupplung erwähnt worden ist, könnte die vorliegenden Erfindung auch auf Drehmomentübertragungsbauarten von Kupplungen gerichtet sein, die nicht als eine Verriegelungskupp­ lungsbauart definiert sind.

Die Befehlsimpulse, die verwendet werden, um eine strö­ mungsmittelbetätigte Kupplungsverschiebung bzw. -schal­ tung auszuführen, sind in Fig. 3 abgebildet. Sofort zum Start der Kupplungsverschiebung bzw. -schaltung gibt es eine kleine Impulsverzögerungszeitperiode. Der Befehlsim­ puls wird auf einem relativ hohen Niveau für eine vorbe­ stimmte Zeitperiode gepulst. Dieser Befehlsimpuls an das Elektromagnetventil 77 öffnet schnell das Steuerventil 28, um zu beginnen, die strömungsmittelbetätigte Kupplung 83 zu füllen, und dadurch den jeweiligen strömungsmittel­ betätigten Kupplungskolben einen Hub ausführen zu lassen. Der Befehl für die strömungsmittelbetätigte Kupplung wird dann von einem Rampenniveau während der Rampenzeit auf ein Halteniveau gesenkt, und zwar mit ausreichender Dauer um vollständig die strömungsmittelbetätigte Kupplung 83 zu füllen. Der Wert des Halteniveaus ist hoch genug, um die Vollendung der Kupplungsfüllung sicherzustellen und ist jedoch niedrig genug, um eine Drehmomentspitze zu vermeiden, wenn die Kupplungsplatten "sich berühren" bzw. "schleifen". Nachdem die strömungsmittelbetätigte Kupp­ lung 83 gefüllt ist, tritt der Kupplungsdruck in eine Mo­ dulationszeitperiode ein. Diese Modulationsphase kann entweder eine Steuerung (open loop) oder eine Regelung (closed loop) verwenden, um allmählich den Kupplungsdruck zu steigern, um eine erwünschte Verringerung des Kupp­ lungsschlupfes zu bewirken. Der Druck innerhalb der Kupp­ lung 83 wird auf ein Niveau gesteigert und dort gehalten, welches ausreicht, um die Kupplung 83 in ihrer vollstän­ dig eingerückten Position zu halten.

Wiederum ist der Kernpunkt, das Füllende zu bestimmen. Wenn dieser Punkt mit einer vernünftigen Sicherheit si­ chergestellt werden kann, dann kann ein sanfter Übergang in die Modulationszeitperiode daraus resultieren, so daß der Kupplungsdruck langsam und allmählich mit einer ent­ sprechenden Verringerung des Kupplungsschlupfes gestei­ gert wird. Dies wird die Drehmomentspitze verhindern, die einen Ruck bzw. einen Sprung bewirkt und für den Bediener unbequem ist, und genauso die Lebenserwartung der An­ triebsstrangkomponente verringert. Entweder ein frühes oder ein spätes Einrücken bzw. Eingreifen wird eine Drehmomentspitze bewirken. Der Füllendpunkt tritt während der Haltezeit auf, wenn der Druck auf die Kupplung 83 am geringsten ist.

Wie auch in Fig. 3 gezeigt wird der Kupplungsschlupf in Korrelation zum gegenwärtigen Niveau der Füllparameter abgebildet. Wenn der Durchschnitt einer vorbestimmten An­ zahl von Schleifen oder Zyklen des gegenwärtigen Kupp­ lungsschlupfes, der durch einen vorbestimmten Faktor ge­ teilt wird, größer ist als der gegenwärtige Wert des Kupplungsschlupfes, wird dieser Zeitpunkt das Füllende sein. Der bevorzugte vorbestimmte Faktor stellt einen fe­ sten Prozentsatz des durchschnittlichen Kupplungsschlup­ fes dar. Dieser Prozentsatz reicht typischerweise von dreißig Prozent (30%) bis fünfzig Prozent (50%) wobei der optimale Wert dreißig Prozent (30%) ist. Es wird auch be­ vorzugt, einen Tiefpaß-Digitalfilter-Softwarealgorithmus zu verwenden, um einen durchschnittlichen Kupplungs­ schlupfwert vorzusehen. Wie veranschaulicht stellt ein erstes augenblickliches Kupplungsschlupfniveau 50 einen bemerkenswerten Kontrast zu einem zweiten Kupplungs­ schlupfniveau 52 dar. Das augenblickliche Kupplungs­ schlupfniveau 52 wird geringer sein als der Durch­ schnittswert des Kupplungsschlupfes für eine vorbestimmte Anzahl von Schleifen oder Zyklen, der durch einen vorbe­ stimmten Faktor geteilt wird, so daß an diesem Punkt der Kupplungsschlupf das Füllende für diese Kupplung anzeigt. Auch könnte ein einziger Zyklus ausreichen. Der durch­ schnittliche Kupplungsschlupf wird vorzugsweise vor der Einleitung des Befehlsimpulses berechnet. Jedoch kann die Berechnung des durchschnittlichen Kupplungsschlupfes zu irgendeinem Zeitpunkt auftreten, während der Kupplungs­ schlupf auf dem ersten augenblicklichen Kupplungsschlupf­ niveau 50 ist.

Wie gezeigt wird sobald die Kupplung 83 den "Berührungs­ punkt" ("touch-up") erreicht, der augenblickliche Kupp­ lungsschlupf auf diesem unteren Niveau bleiben, jedoch sind diese späteren Kupplungsschlupfwerte nicht relevant, da der Füllendpunkt schon bestimmt worden ist. Dieser vorbestimmte Faktor variiert abhängig von der Konstrukti­ on und der Struktur der jeweiligen Kupplung 83, von der Art und Natur der Maschine, vom Maschinenhersteller, von der Anzahl der Zyklen und von irgendwelchen Softwareska­ lierungsfaktoren. Ein veranschaulichendes jedoch nicht einschränkendes Beispiel wäre ein vorbestimmter Faktor, der dreißig Prozent (30%) des durchschnittlichen Kupp­ lungsschlupfes darstellt, oder in der Alternative ein vorbestimmter Faktor von drei (3) und eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen oder Schleifen von zehn (10) die für gewisse Motorgrader bzw. Straßenhobel, Radlader und Ge­ ländelastwagen verwendet werden könnten.

Die Füllende-Detektionssoftware wird nun mit Bezug auf Fig. 4 besprochen, die ein Flußdiagramm darstellt, wel­ ches die Computerprogrammanweisungen darstellt, die von dem in Fig. 1 gezeigten elektronischen Steuermodul 40 ausgeführt werden. Ein in der Technik ausgebildeter Pro­ grammierer könnte dieses Flußdiagramm verwenden, um ir­ gendeine einer großen Vielzahl von elektronischen Steuer­ vorrichtungen bzw. Computern in einer großen Vielzahl von Programmiersprachen zu programmieren. Wie in Fig. 4 ge­ zeigt bestimmt das Programm zuerst, ob ein Kupplungsbe­ fehl vorhanden ist, Schritt 60. Wenn die Antwort nein ist, wird der Zähler auf Null gesetzt, Schritt 74, und der Prozeß wird stoppen. Wenn die Antwort ja ist, wird ein Zähler um eins (1) inkrementiert bzw. weitergeschal­ tet, Schritt 62. Vorzugsweise wird der Wert des Zählers mit einem Wert in Echtzeit durch eine Zeitsteuerfunktion korreliert, die mit dem elektronischen Steuermodul 40 as­ soziiert ist.

Es gibt vier Schritte, obwohl dies für den Prozeß im Prinzip unwichtig ist, die versuchen, die Möglichkeit der Detektion eines falschen Füllendpunktes zu detektieren, und die als Wachvorrichtung wirken. Diese vier Schritte werden vorzugsweise während des Prozesses überwacht oder können einmal vor dem Start des primären Programmschrit­ tes überwacht werden.

Der erste dieser Schritte sieht die Bestimmung vor, ob der gewählte Gang vorhanden bzw. eingelegt ist, Schritt 64. Dieser ausgewählte Gang ist vollständig abhängig von der bei einer speziellen Maschine verwendeten Motorbau­ art. Ein veranschaulichendes jedoch nicht einschränkendes Beispiel ist gleich oder größer als der zweite Gang und weniger oder gleich dem dritten Gang für Motorgrader bzw. Straßenhobel, Radlader und Geländelastwagen. Wenn die Antwort auf diese Abfrage nein ist, wird der Zähler auf Null gesetzt, Schritt 74, und das Programm stoppt. Ande­ renfalls wird das Programm zum nächsten Schritt voran­ schreiten.

Der zweite Sicherheitsschritt ist eine Bestimmung, ob die Motordrehzahl einen minimalen Schwellenwert überschrei­ tet, Schritt 66. Wiederum sind diese Grenzen abhängig von den Parametern der Kupplung, und wenn die Drehzahl nicht über dieser minimalen Schwelle ist, wird dies zur Folge haben, daß der Zähler auf Null gesetzt wird, Schritt 74. Ein veranschaulichendes jedoch nicht einschränkendes Bei­ spiel ist eine Motordrehzahl von 1500 Umdrehungen pro Mi­ nute für Motorgrader bzw. Straßenhobel, Radlader und Ge­ ländelastwagen.

Der dritte Sicherheitsschritt ist eine Bestimmung, ob der Drehmomentwandlerschlupf monoton um einen vorbestimmten Wert über eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen sinkt, Schritt 67. Wiederum sind diese Grenzen abhängig von den Parametern der Kupplung, und wenn er nicht über eine vor­ bestimmte Anzahl von Zyklen sinkt, wird dies zur Folge haben, daß der Zähler auf Null gesetzt wird, Schritt 74. Ein veranschaulichendes jedoch nicht einschränkendes Bei­ spiel ist eine Senkung über zwei oder mehr Zyklen oder Schleifen für Motorgrader bzw. Straßenhobel, Radlader und Geländelastwagen.

Der vierte Sicherheitsschritt vergleicht nur den Wert des Zählers mit einem vorbestimmten Zeitintervall. Ein nicht einschränkendes Beispiel dieses Zeitintervalls wäre eine Summierung der Impuls-, Rampen-, Halte- und Modulations­ zeiten, Schritt 68. Wenn der Wert des Zählers die Summe dieser Zeitperioden überschreitet, wird der Zähler auf Null gesetzt werden, Schritt 74, und das Programm wird stoppen. Dies kommt daher, daß der Zeitpunkt, der die Füllendperiode darstellt, vorbei ist.

Der primäre bzw. erste Programmschritt nimmt die Bestim­ mung vor, ob oder ob nicht der gegenwärtige Kupplungs­ schlupf geringer ist als ein Durchschnitt einer vorbe­ stimmten Anzahl von Schleifen oder Zyklen des Kupplungs­ schlupfes, der geteilt wird durch einen vorbestimmten Faktor, Schritt 68. Wie zuvor oben beschrieben kann die­ ser vorbestimmte Faktor und die Anzahl der Schleifen oder Zyklen von der Konstruktion und der Struktur der Kupplung abhängig variieren. Die Konstruktion und Struktur der Kupplung hängt von der Bauart und der Natur der Maschine genauso wie vom Maschinenhersteller ab. Zusätzlich können die Parameter aufgrund von unterschiedlichen Skalierungs­ faktoren in der Software verändert werden. Ein veran­ schaulichendes jedoch nicht einschränkendes Beispiel wäre ein vorbestimmter Faktor von drei (3) und eine Anzahl von Schleifen oder Zyklen von zehn (10) für Motorgrader bzw. Straßenhobel, Radlader und Geländelastwagen.

Die Software wird sich weiter schleifenartig durch diesen primären Programmschritt 70, den Schritt der Inkrementie­ rung bzw. Weiterschaltung des Zählers um eins (1) 62, den ersten Sicherheitsschritt 64, den zweiten Sicherheits­ schritt 66, den dritten Sicherheitsschritt 67 und den vierten Sicherheitsschritt 68 bewegen, bis dieser Zustand erreicht wird, und wird dann den Zählerwert an diesen Punkt als den Füllendpunkt speichern, Schritt 72.

Die vorliegende Erfindung ist vorteilhafterweise anwend­ bar auf die Steuerung des Schaltens bzw. der Verschiebung einer Kupplung, die in Verbindung mit einem Drehmoment­ wandler verwendet wird, typischerweise bei Baumaschinen wie beispielsweise Motorgradern bzw. Straßenhobeln, Ge­ ländelastwagen, Radladern, Bulldozern und ähnlichem, wo­ bei sie jedoch nicht darauf eingeschränkt ist. Die fol­ gende Beschreibung ist nur zu Zwecken der Veranschauli­ chung gedacht und soll nicht die vorliegende Erfindung als solche einschränken. Es wird dem Fachmann klar sein, daß die vorliegende Erfindung für eine Vielzahl von ande­ ren Anwendungen geeignet ist.

Die vorliegende Erfindung detektiert eine markierte bzw. bemerkenswerte Absenkung des gegenwärtigen Wertes des Kupplungsschlupfes als einen Füllendpunkt oder eine Füll­ endzeit. Diese Bestimmung tritt auf, wenn der augen­ blickliche Kupplungsschlupf geringer ist als der Durch­ schnitt einer vorbestimmten Anzahl von Schleifen oder Zy­ klen eines Kupplungsschlupfes, und zwar geteilt durch ei­ nen vorbestimmten Faktor. Die Füllzeit wird definiert als die Zeit, die erforderlich ist, um den Hohlraum einer an­ laufenden Kupplung mit Strömungsmittel zu füllen. Während dieser Füllperiode wird der Kupplungskolben einen Hub ausführen und die Kupplungsplatten berühren sich. Bis je­ doch die Kupplungsplatten anfänglich zusammengepreßt wer­ den, kann die Kupplung 83 kein Drehmoment übertragen. Da­ her ist die Füllendzeit wichtig, um sicherzustellen, wann dieser kritische Moment erreicht wird. Die vorliegende Erfindung kann sowohl ein frühes Einrücken bzw. Eingrei­ fen als auch ein spätes Einrücken bzw. Eingreifen elimi­ nieren. Sowohl frühes als auch spätes Einrücken kann eine Drehmomentspitze zur Folge haben, die durch den Antriebs­ strang 10 der Maschine übertragen wird und einen "Sprung" bzw. "Ruck" erzeugt. Das Eliminieren des Rucks wird es dem Bediener angenehmer machen und die Lebenserwartung der assoziierten Komponenten steigern, die innerhalb des Antriebsstranges der Maschine gelegen sind. Das Eliminie­ ren des späten Eingriffs- bzw. Einrückdruckes wird größe­ re Ruckausmaße verhindern als ein frühes Einrücken.

Im Hinblick auf das Vorangegangene ist es leicht offen­ sichtlich, daß das vorliegende Füllendedeteketionsverfah­ ren die Bestimmung eines Füllendes in sehr einfacher und wirkungsvoller Weise vorsieht, was ein Einrücken bzw. ei­ nen Eingriffsvorgang einer strömungsmittelbetätigten Kupplung von hoher Qualität zur Folge hat.

Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Er­ findung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Of­ fenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Claims (20)

1. System zum Detektieren eines Füllendzustandes für eine strömungsmittelbetätigte Kupplung, welches fol­ gendes aufweist:
eine strömungsmittelbetätigte Kupplung;
einen Eingabemechanismus, der ein Signal erzeugt, welches einen Wert für eine Eingangsdrehzahl der strömungsmittelbetätigten Kupplung und einen Wert der Ausgangsdrehzahl für die strömungsmittelbetätig­ te Kupplung vorsieht;
eine elektronische Steuervorrichtung, um einen au­ genblicklichen Kupplungsschlupf zu detektieren, der eine Differenz zwischen der Eingangsdrehzahl der strömungsmittelbetätigten Kupplung und der Ausgangs­ drehzahl der strömungsmittelbetätigten Kupplung ist, und um zu Detektieren, wann der augenblickliche Kupplungsschlupf geringer ist als ein Durchschnitt einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen des augen­ blicklichen Kupplungsschlupfes, der geteilt wird durch einen vorbestimmten Faktor, wobei dieser Zu­ stand den Füllendpunkt für die strömungsmittelbetä­ tigte Kupplung darstellt; und
ein Steuerventil, welches von der elektronischen Steuervorrichtung aktiviert wird, und wobei das Steuerventil betriebsmäßig mit der strömungsmittel­ betätigten Kupplung verbunden ist.

2. System nach Anspruch 1, wobei der Durchschnitt einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen des gegenwärtigen Kupplungsschlupfes durch einen digitalen Tiefpaßfil­ ter bestimmt wird.

3. System nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Fak­ tor ein fester Prozentsatz des Durchschnittes einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen des augenblicklichen Kupplungsschlupfes ist.

4. System nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuervorrichtung bestimmt, ob ein vorgewählter Gang eingelegt ist.

5. System nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuervorrichtung bestimmt, ob die Drehzahl des Mo­ torantriebes einen vorbestimmten minimalen Wert überschreitet.

6. System nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuervorrichtung bestimmt, ob der Füllendpunkt kei­ ne vorbestimmte Zeitperiode überschreitet.

7. System nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuervorrichtung bestimmt, ob der Füllendpunkt kei­ ne Aufsummierung der Impulszeit, der Rampenzeit, der Haltezeit und der Modulationszeiten überschreitet.

8. System nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuervorrichtung bestimmt, ob der augenblickliche Kupplungsschlupf über eine Vielzahl von Zyklen ab­ nimmt.

9. System nach Anspruch 1, wobei die strömungsmittelbe­ tätigte Kupplung eine Verriegelungskupplung ist, und wobei der Eingabemechanismus ein Signal erzeugt, welches einen Wert für die Drehzahl des Motorantrie­ bes und einen Wert für die Ausgangsdrehzahl eines Drehmomentwandlers aufweist, und wobei der augen­ blickliche Kupplungsschlupf eine Differenz zwischen der Drehzahl des Motorantriebes und der Ausgangs­ drehzahl des Drehmomentwandlers ist.

10. System nach Anspruch 9, wobei die elektronische Steuervorrichtung bestimmt, ob der Füllendpunkt kei­ ne vorbestimmte Zeitperiode überschreitet.

11. Verfahren zum Detektieren eines Füllendzustandes für eine strömungsmittelbetätigte Kupplung, die be­ triebsmäßig mit einem Steuerventil verbunden ist, welches von einer elektronischen Steuervorrichtung aktiviert wird, die auch ein Signal von einem Einga­ bemechanismus empfängt, welches einen Wert für eine Eingangsdrehzahl der strömungsmittelbetätigten Kupp­ lung und einen Wert für die Ausgangsdrehzahl der strömungsmittelbetätigten Kupplung aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Detektieren eines augenblicklichen Kupplungsschlup­ fes, der eine Differenz zwischen der Eingangsdreh­ zahl der strömungsmittelbetätigten Kupplung und der Ausgangsdrehzahl der strömungsmittelbetätigten Kupp­ lung ist; und
Detektieren wann der augenblickliche Kupplungs­ schlupf geringer ist als ein Durchschnitt einer vor­ bestimmten Anzahl von Zyklen eines augenblicklichen Kupplungsschlupfes, der durch einen vorbestimmten Faktor geteilt wird, wobei dieser Zustand den Füll­ endpunkt für die strömungsmittelbetätigte Kupplung darstellt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des De­ tektierens, wann der augenblickliche Kupplungs­ schlupf geringer ist als ein Durchschnitt einer vor­ bestimmten Anzahl von Zyklen des augenblicklichen Kupplungsschlupfes, der durch einen vorbestimmten Faktor geteilt wird, die Bestimmung des Durchschnit­ tes einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen eines au­ genblicklichen Kupplungsschlupfes mit einem digita­ len Tiefpaßfilter aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Detektierens, wann der augenblickliche Kupplungs­ schlupf geringer ist als ein Durchschnitt einer vor­ bestimmten Anzahl von Zyklen eines augenblicklichen Kupplungsschlupfes, der durch einen vorbestimmten Faktor geteilt wird, die Bestimmung des vorbestimm­ ten Faktors, als einen festen Prozentsatz des augen­ blicklichen Kupplungsschlupfes aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Detektierens, eines augenblicklichen Kupplungs­ schlupfes den Schritt der Bestimmung aufweist, ob ein vorgewählter Gang eingelegt ist.

15. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Detektierens, eines augenblicklichen Kupplungs­ schlupfes den Schritt der Bestimmung aufweist, ob die Drehzahl des Motorantriebes einen vorbestimmten minimalen Wert überschreitet.

16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Detektierens, wann der augenblickliche Kupplungs­ schlupf geringer ist als ein Durchschnitt, den Schritt der Bestimmung aufweist, ob der Füllendpunkt keine vorbestimmte Zeitperiode überschreitet.

17. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Detektierens, wann der augenblickliche Kupplungs­ schlupf geringer ist als ein Durchschnitt, den Schritt der Bestimmung aufweist, ob der Füllendpunkt keine Aufsummierung einer Impulszeit, einer Rampen­ zeit, einer Haltezeit und von Modulationszeiten überschreitet.

18. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Detektierens, wann der augenblickliche Kupplungs­ schlupf geringer ist als ein Durchschnitt, den Schritt aufweist, zu bestimmen, ob ein augenblickli­ cher Kupplungsschlupf über eine Vielzahl von Zyklen abnimmt.

19. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die strömungsmit­ telbetätigte Kupplung eine Verriegelungskupplung ist, und wobei der Eingabemechanismus ein Signal er­ zeugt, welches einen Wert für die Drehzahl eines Mo­ torantriebes und einen Wert für die Ausgangsdrehzahl eines Drehmomentwandlers aufweist, und wobei der au­ genblickliche Kupplungsschlupf eine Differenz zwi­ schen der Drehzahl des Motorantriebes und der Aus­ gangsdrehzahl des Drehmomentwandlers ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Detektierens eines augenblicklichen Kupplungsschlup­ fes den Schritt der Bestimmung aufweist, ob die Drehzahl des Motorantriebes einen vorbestimmten mi­ nimalen Wert überschreitet.