DE19952352A1

DE19952352A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem automatisierten Stufengetriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19952352A1
Application number: DE19952352A
Authority: DE
Inventors: Martin Vohmann; Ralf Dreibholz; Joachim Foth
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-10-30
Filing date: 1999-10-30
Publication date: 2001-05-03
Also published as: EP1242758B1; DE50002228D1; JP2003513218A; US6625536B1; EP1242758A1; WO2001033111A1

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern und Regeln eines Kupplung in einem automatisierten Stufengetriebe für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein elektronsiches Steuergerät mittels eines ersten bzw. eines zweiten Regelkreises das Verhalten der Kupplung während drei Fahrzuständen bestimmt und daß eine zugkraftunterbrochene Schaltung von einer ersten in eine zweite Übersetzungsstufe erfolgt. Erfindungsgemäß wird zur Steuerung und Regelung der Kupplung während des ersten Fahrzustands der erste Regelkreis verwendet, dessen Regelgröße dem Istwert der Motordrehzahl (n_MOT_IST) äquivalent ist. Während des zweiten Fahrzustands wird ein zweiter Regelkreis verwendet, dessen Regelgröße dem Istwert einer Differenzdrehzahl (dnK_IST) der Kupplung äquivalent ist und während des dritten Fahrzustands wird die Kupplung mit einem gesteuerten, von verschiedenen Einflußgrößen abhängigen Druckwert beaufschlagt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem automatisierten Stufenge triebe für ein Kraftfahrzeug mit einer Zugkraftunterbre chung während des Schaltvorgangs, bei dem ein elektroni sches Steuergerät mit zwei Regelkreisen das Verhalten der Kupplung bestimmt. Die Erfindung betrifft ferner eine Ein richtung zur Durchführung des Verfahrens zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem Kraftfahrzeugantrieb.

Unter einer Kupplung im Sinne der Erfindung ist eine Anfahrkupplung zu verstehen. Hierunter fallen Kupplungen, die zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Automatge triebe angeordnet sind, Wandlerüberbrückungskupplungen als auch im Automatgetriebe angeordnete Kupplungen und Bremsen, die sowohl zum Anfahren als auch als Schaltkupplung verwen det werden können.

Insbesondere betrifft die Erfindung nasslaufende An fahrkupplungen, die im Automatgetriebe integriert sein kön nen. Meistens sind solche Anfahrkupplungen jedoch als Bau gruppe am Getriebeeingang angeordnet, beispielsweise auch als Anfahrelement in einem Automatgetriebe speziell in stu fenlosen Getrieben (Continuously Variable Transmission) wird die nasse Anfahrkupplung auch als Baugruppe am Getrie beabtrieb angeordnet.

Üblicherweise werden Kupplungen und Bremsen im Auto matgetriebe oder im automatisierten Stufengetriebe elek trohydraulisch betätigt, unabhängig vom Einsatz des Schalt elements als Gangwechselkupplung, Anfahrkupplung oder Wand lerüberbrückungskupplung. Hierzu werden üblicherweise fahr zeugspezifische, getriebespezifische und fahrzustandsabhän gige Größen, wie beispielsweise Achs- und Gangübersetzun gen, Motordrehmoment, Motordrehzahl, Fahrpedalstellung, oder ähnliche, in einem elektronischen Getriebesteuergerät verarbeitet und entsprechende kupplungsrelevante Ausgangs signale, beispielsweise zur Drucksteuerung bzw. Druckrege lung oder während eines Gangwechsels oder zur Drehzahlrege lung während eines Schlupfbetriebs, an ein hydraulisches Steuergerät übermittelt und dort mittels Aktuatoren und Hydraulikventil in hydraulische Steuerdrücke für die ent sprechende Kupplung umgesetzt.

Ein Verfahren zum Steuern einer Anfahrkupplung ist unter anderem aus der DE 44 09 122 A1 bekannt. Die Anfahr steuerung besteht hierbei aus zwei Phasen; in einer ersten Phase wird die Eingangsdrehzahl der Kupplung auf eine Solldrehzahl hingeführt, wobei die Solldrehzahl aus der Leistungsvorgabe des Fahrers und einer Fahraktivität fest gelegt wird. In der zweiten Phase wird die Differenz der Eingangs- zur Ausgangsdrehzahl der Kupplung nach einem Sollwertverlauf auf Null reduziert.

Aus der DE 39 37 976 A1 ist ein Verfahren zur Regelung einer Kupplung bekannt, die zur Schwingungsentkopplung dient. Der Schlupf in der Kupplung wird hierbei in Abhän gigkeit einer am Getriebeausgang ermittelten Drehungleich förmigkeit verändert.

Aus der EP 0 214 989 B2 wiederum ist bekannt, eine im Automatgetriebe integrierte Kupplung als Anfahrelement zu verwenden.

Die bislang unveröffentlichte DE 198 40 573 der Anmel derin beschreibt ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem stufenlosen Automatgetriebe für ein Kraftfahrzeug, wonach die Kupplung während zwei Fahrzustän den mittels eines ersten Regelkreises gesteuert und gere gelt wird; die Regelgröße entspricht hierbei dem Istwert einer Differenzdrehzahl der Kupplung. Der erste Zustand entspricht einem Anfahrvorgang und der zweite Zustand ent spricht dem Fahren mit variabler Übersetzung.

Aus der ebenfalls noch unveröffentlichten DE 198 40 572 der Anmelderin ist ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem automatisierten Stufengetriebe mit Zug kraftunterbrechung, bzw. in einem automatisierten last schaltbaren Stufengetriebe bekannt. Dabei wird während drei Fahrzuständen mittels eines ersten Regelkreise gesteuert, bzw. geregelt; die Regelgröße entspricht dem Istwert einer Differenzdrehzahl der Kupplung. Der erste Zustand ent spricht einem Anfahrvorgang, der zweite Zustand entspricht dem Fahren mit konstanter Übersetzung und der dritte Zu stand liegt dann vor, wenn eine Lastschaltung, bzw. eine Verstellung der Übersetzung von einer ersten in eine zweite Übersetzungsstufe des Automatgetriebes initiiert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik, ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem automatisierten Stufengetriebe für ein Kraftfahrzeug sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Steu ern und Regeln der Kupplung anzugeben und diese im Hinblick auf die Mehrfachnutzung einer einzigen Kupplung, insbeson dere bezüglich verbesserter Regelqualität und Regeldynamik, in Verbindung mit einem automatisierten Stufengetriebe wei terzuentwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegen stände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen beschrieben.

Die Erfindung besteht vorteilhafterweise darin, daß zur Steuerung und Regelung der Kupplung während eines er sten Fahrzustands der erste Regelkreis verwendet wird; die Regelgröße entspricht dem Istwert der Motordrehzahl n_MOT_IST, welche der Eingangsdrehzahl der Kupplung ent spricht. Während des zweiten Fahrzustands wird ein zweiter Regelkreis verwendet, dessen Regelgröße dem Istwert der Differenzdrehzahl der Kupplung dnK_IST äquivalent ist, und schließlich wird während des dritten Fahrzustands die Kupp lung mit einem gesteuerten, von verschiedenen Einflußgrößen abhängigen Druckwert beaufschlagt. Die drei Fahrzustände entsprechen hierbei einem Anfahrvorgang unterhalb einer Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit im Zugbetrieb als erstem Zu stand, dem Fahren jenseits des Anfahrvorgangs oberhalb ei ner Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit mit einem positiven oder negativen Moment im Zug- bzw. Schubbetrieb als zweitem Zu stand sowie dem Fahren unterhalb einer Fahrzeuggrenzge schwindigkeit mit negativem Moment am Abtrieb im Schubbe trieb während des dritten Zustands, wobei sich der Anfahr vorgang von den anderen Fahrzuständen dadurch unterschei det, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner einem Grenz wert ist und der Fahrzeugmotor unterhalb dieser Grenzge schwindigkeit abgewürgt werden kann.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaf terweise eine bessere Reaktion der Getriebesteuerung auf Lastwechsel erreicht, insbesondere beim Gaswegnehmen in dem dritten Zustand, da hier der Druckwert der Kupplung nur gesteuert und nicht geregelt ist.

Ferner wird die Kupplungsdifferenzdrehzahl nicht bis zu einem Wert Null nachgeführt, so daß hierdurch vorteil hafterweise eine Schwingungsentkopplung zwischen dem Motor und dem Getriebe erreicht wird.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschla gen, das Druckniveau pAK der Kupplung im ersten und im zweiten Zustand aus der Summe aus einem Offsetwert pAK_OFF und einem Summenwert pSUM zu berechnen. Der Summenwert pSUM wird maßgeblich aus der Bilanz von dem gesteuerten Mo ment MK(ST) der Kupplung, dem geregelten Summenmo ment MK(RE)' der Kupplung und entkoppeltem Lastschaltmo ment MLS_ENT bestimmt.

Das gesteuerte Moment MK(ST) wird maßgeblich aus dem dynamischen Moment der Kupplung MDYN_K und dem Motormo ment MMOT bestimmt.

Das geregelte Summenmoment MK(RE)' der Kupplung wird aus dem dynamischen Motormoment MDYN_MOT und einem geregel ten Moment MK(RE) bestimmt.

Das geregelte Moment MK(RE) im ersten Fahrzustand wird maßgeblich aus dem Soll-/Ist-Vergleich einer der Motordreh zahl n_MOT äquivalenten Größe und einer Leistungsvorga be DKI eines Fahrers mittels eines Reglers bestimmt.

Die gangabhängige Solldifferenzdrehzahl dn_SW(i) für einen Anfahrgang des automatisierten Stufengetriebes wird im zweiten Fahrzustand über ein Kennfeld KF(i) bestimmt. Dieses Kennfeld stellt dabei eine Zuordnung von Leistungs vorgabe des Fahrers DKI und Abtriebsdrehzahl nAB der Kupp lung dar.

Während einer zugkraftunterbrochenen Schaltung des automatisierten Stufengetriebes erfolgt vorteilhafterweise eine Umschaltung von einem gangabhängigen Kennfeld KF(i1) auf ein Kennfeld KF(i2).

Das geregelte Moment im zweiten Fahrzustand MK(RE) wird maßgeblich aus dem Soll-/Ist-Vergleich der Drehzahl differenz dnK_SW, dnK_IST der Kupplung und einer Leistungs vorgabe DKI eines Fahrers mittels eines Reglers bestimmt.

Vorteilhafterweise beinhaltet der Regler einen be grenzten Integrator, wobei dem Integrator als Eingangsgrö ßen die Regelabweichung aus dem Soll-/Ist-Vergleich der Drehzahldifferenz dnK_SW, dnK_IST der Kupplung, die Ver stellgeschwindigkeit der Leistungsvorgabe DKI und dem Ver hältnis Ist- zu Sollwert der Differenzdreh zahl dnK_IST/dnK_SW der Kupplung zugeführt wird.

Vorteilhafterweise wird bei einem Übergang von dem er sten oder dritten Fahrzustand in den zweiten Fahrzustand der Sollwert der Differenzdrehzahl dnK_SW über ein Filter, insbesondere ein dynamisches Verzögerungsglied geleitet, wobei als Anfangswert des Verzögerungsglieds der aktuelle Istwert der Differenzdrehzahl dnK_IST gesetzt wird.

Auch hier erfolgt die Umschaltung zwischen den gangab hängigen Kennfeldern während der zugkraftunterbrochenen Schaltung.

Die Kennfelder sind hierbei derart gestaltet, daß sich bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit v kleiner einem Grenzwert GW eine erhöhte Differenzdrehzahl dn_SW(i) der Kupplung ergibt. Hierdurch wird ein aktiver Abwürgeschutz für Nicht anfahrgänge, also z. B. dem vierten oder fünften Gang des automatisierten Stufengetriebes, erzielt.

Vorteilhafterweise wird auch im zweiten Fahrzustand bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit v kleiner einem Grenzwert GW eine erhöhte Differenzdrehzahl dn_SW(i) der Kupplung als Abwürgeschutz berechnet. Dabei ist die erhöhte Differenz drehzahl dn_SW(i) größer eingestellt als die Differenz aus der minimalsten Drehzahl der Brennkraftmaschine n_MOT_MIN und der Abtriebsdrehzahl der Kupplung nAB.

Im dritten Fahrzustand ergibt sich das Druckniveau pAK der Kupplung aus einem Druckwert, welcher von einer oder mehreren der folgenden Größen abhängig ist: Drosselklappen stellung, Bremsbetätigung, Bremsdruck, Motormoment, Last schaltung oder ähnliches und wobei der Druckwert eine ge steuerte Größe ist.

Vorteilhafterweise wird auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem automatisierten Stufengetriebe für ein Kraftfahrzeug angegeben. Hierzu sind ein elektronisches Steuergerät mit einem ersten und einem zweiten Regelkreis vorgesehen, wobei die Regelgröße des ersten Regelkreises dem Istwert der Motordrehzahl und die Regelgröße des zwei ten Regelkreises dem Istwert einer Differenzdrehzahl der Kupplung äquivalent ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand des in den Zeich nungen dargestellten Ausführungsbeispiels für eine zugkraf tunterbrochene Schaltung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Übersicht des ersten Regelkreises;

Fig. 2 Funktionsblock Sollwert-Vorgabe;

Fig. 3 Funktionsblock Regler;

Fig. 4 Kennfeld für Nicht-Anfahrgänge.

Fig. 1 zeigt den ersten Regelkreis 3 zur Steuerung und Regelung der Kupplung 2. Unter Kupplung 2 im Sinne der Er findung ist eine Anfahrkupplung zu verstehen. Diese kann dem automatisierten Stufengetriebe 1 vorgeschaltet sein oder der Wandlerüberbrückungskupplung oder einer im Getrie be integrierten Kupplung entsprechen. Dem ersten Regelkreis 3, 4 werden Eingangsgrößen 17 zugeführt. Eingangsgrößen 17 sind: das Signal der Leistungsvorgabe durch einen Fahrer, z. B. Drosselklappeninformation DKI bzw. deren Gradient, das Moment einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, welches das automatisierte Stufengetriebe 1 antreibt und die Ein-/Ausgangsdrehzahl der Kupplung 2. Der Regelkreis 3 besteht aus den Blöcken: Sollwert-Vorgabe 5, Regler 6, Ab solutwert 9 und Konstante 10. Die Sollwert-Vorgabe 5 lie fert als Ausgangsgrößen den Regler-Sollwert und das gesteu erte Moment MK(ST) der Kupplung 2 sowie das dynamische Mo tormoment MDYN_MOT. Die innere Struktur der Sollwert- Vorgabe 5 wird in Verbindung mit der Fig. 2 erklärt. Am Regler 6 liegen die Eingangsgrößen 17, der Reglersollwert sowie der Istwert an. Im ersten Zustand entspricht der Reg ler-Sollwert der Motor-Solldrehzahl n_MOT_SW und der Ist wert entspricht der Motor-Istdrehzahl n_MOT_IST. Im zweiten Zustand entspricht der Regler-Sollwert der Soll- Differenzdrehzahl an der Kupplung 2 dnK_SW und der Istwert entspricht der Ist-Differenzdrehzahl an der Kupplung 2 dnK_IST. Die innere Struktur des Reglers 6 wird in Verbin dung mit der Fig. 3 erklärt. Ausgangsgröße des Reglers 6 ist das geregelte Moment MK(RE) der Kupplung 2. Aus dem geregelten Moment MK(RE) der Kupplung 2 und dem dynamischen Motormoment MDYN_MOT ergibt sich das geregelte Summenmoment MK(RE)', Summationspunkt A. Diese wird am Punkt B mit dem aus der Sollwert-Vorgabe 5 stammenden gesteuerten Moment MK(ST) der Kupplung 2 summiert. Von dieser Summe wird mit tels des Funktionsblocks 9 der Absolutwert gebildet und das Ergebnis mit einer Konstanten gewichtet, Funktionsblock 10. Ausgangsgröße ist ein summierter Druck pSUM. Diesem sum mierten Druck pSUM wird am Summationspunkt C ein Druck- Offset pAK_OFF überlagert. Das sich hieraus ergebende Druckniveau pAK ist das auf die Kupplung 2 wirkende Druck niveau.

In Fig. 2 ist die innere Struktur der Sollwert-Vor gabe 5 dargestellt. Dieser werden die Eingangsgrößen 17 zugeführt. Im Funktionsblock 18, Sollwert-Management, wird aus den Eingangsgrößen Drehzahl der Brennkraftmaschine, Drosselklappeninformation DKI und Moment der Brennkraftma schine ein Roh-Sollwert der Differenzdrehzahl der Kupp lung 2 bestimmt. Dieser Wert wird sodann im Filter 19, üb licherweise als PT1-Glied mit Gradienten-Begrenzung ausge führt, gefiltert. Eine Ausgangsgröße des Filters 19 ist der Sollwert dnk_SW der Differenzdrehzahl der Kupplung 2. Die ser Sollwert wird am Ausgang der Sollwert-Vorgabe 5 bereit gestellt. Eine weitere Ausgangsgröße des Filters 19 wird im Funktionsblock 20 mit dem Motorträgheitsmoment Theta-MOT und einem Faktor, Bezugszeichen 23A, verknüpft. Ausgangs größe ist sodann das dynamische Moment der Brennkraftma schine MDYN_MOT. Aus der Eingangsgröße Abtriebsdrehzahl der Kupplung nAB wird mittels des Funktionsblocks 21 der Win kelgeschwindigkeitsgradient dOmega/dt ermittelt. Das Ergeb nis wird im Funktionsblock 22 mit dem Motorträgheitsmo ment Theta-MOT und der aktuellen Übersetzung des automati sierten Stufengetriebes i multipliziert. Ausgangsgröße ist das dynamische Moment MDYN_K an der Kupplung 2. Hierbei gilt folgende Beziehung

in der Gradient-Einstellphase:
MDYN_K = Theta-MOT.i1.dOmega/dt.

Am Summationspunkt E wird sodann dieses dynami sche Moment der Kupplung 2 mit dem von der Brennkraftma schine abgegebenen Moment MMOT verknüpft. Das Ergebnis wird am Summationspunkt F zu dem zuvor berechneten dynamischen Moment der Brennkraftmaschine MDYN_MOT addiert. Das Ergeb nis wird im Funktionsblock 23 mit einem abstimmbaren Faktor gewichtet, dessen Ausgangsgröße das gesteuerte Mo ment MK(ST) der Kupplung 2 ist.

In Fig. 3 ist die innere Struktur des Reglers 6 darge stellt. Diesem werden die Eingangsgrößen 17 sowie der Soll wert dnK_SW und der Istwert dnK_IST der Differenzdrehzahl der Kupplung 2 zugeführt. Aus dem Istwert dnK_IST wird im Funktionsblock 24 der Absolutwert gebildet. Dieser Absolut wert ist sodann die Eingangsgröße für den Teiler 27 bzw. den Summationspunkt G. Auf den Teiler 27 ist als zweite Eingangsgröße der Sollwert dnK_SW der Differenzdrehzahl der Kupplung 2 geführt. Der Quotient ist auf den Funktions block 28, Kennlinie dynamisches Absenken, geführt. Über diese Kennlinie wird bei sehr kleinen Schlupfwerten, z. B. kleiner 10 Umdrehungen, der Eingangswert des Intergrierers, Bezugszeichen 31, künstlich vergrößert. Hierdurch wird eine zusätzliche rampenförmige Druckreduzierung erzielt. Der Einsatzpunkt ergibt sich aus dem Verhältnis von Ist- zu Sollwert der Drehzahldifferenz der Kupplung 2.

Die Eingangsgröße Drosselklappeninformation DKI ist das Eingangssignal für ein dT1-Glied, Bezugszeichen 29. Das Ausgangssignal dieses Filters ist sodann das Eingangssignal für die Kennlinie "schnell Öffnen", Bezugszeichen 30. Über diese Kennlinie wird in Abhängigkeit der Leistungswunsch des Fahrers bzw. dessen Gradient bei schneller Gasrücknahme der Eingangswert des Integrierers 31 künstlich vergrößert. Hieraus ergibt sich eine zusätzliche rampenförmige Druckre duzierung. Die Druckreduzierung ist über die Kennlinie ver änderbar.

Am Summationspunkt G wird der Sollwert dnK_SW mit dem im Funktionsblock 24 gebildeten Absolutwert des Istwertes der Differenzdrehzahl Kupplung 2 summiert. Das Ergebnis wird sodann parallel zum einen über einen Funktionsblock P- Anteil, Bezugszeichen 25, und zum zweiten über einen I- Anteil, Bezugszeichen 26, geführt. Die Ausgangsgröße des P- Anteils, Bezugszeichen 25, wirkt auf den Summationspunkt H. Die Ausgangsgröße des Funktionsblockes 26 wirkt auf den begrenzten Integrierer, Bezugszeichen 31. Der Ausgangswert des begrenzten Integrierers 31 wird am Summationspunkt H mit dem Proportional-Anteil aus dem Funktionsblock 25 ver knüpft und auf den Funktionsblock 32, Wirkfaktor, geführt. Über den Wirkfaktor wird bestimmt, in welche Richtung das aktuelle Regelmoment wirken soll. Dies ist zur Bestimmung des entkoppelnden Moments MK_ENT notwendig.

In Fig. 4 ist ein gangabhängiges Kennfeld KF(i) darge stellt. Über dieses Kennfeld KF(i) wird die Differenzdreh zahl dn_SW(i), also z. B. der fünfte Gang, des automati sierten Stufengetriebes bestimmt. Das Kennfeld enthält ei nen durch die beiden Begrenzungskennlinien F1 und F2 defi nierten Bereich. Die Begrenzungslinie F2 entspricht 0% und die Begrenzungslinie F1 entspricht 100% Drosselklappenin formation DKI. Auf der Begrenzungslinie F1 ist ein Punkt C eingezeichnet. Diese Drehzahlüberhöhung, Wert n(c), be wirkt, daß die Kupplung im schlupfenden Zustand gehalten wird, so daß eine aktive Schwingungsentkopplung erzielt wird. Innerhalb des Kennfelds ist ein schraffiert gezeich neter Bereich dargestellt. Dieser Bereich dient dem Abwür geschutz, d. h., bei kleinen Abtriebsdrehzahlen nAB der Kupplung 2 wird diese mit einem definierten Sollwert der Differenzdrehzahl beaufschlagt.

Der Abwürgeschutz kann auch gemäß folgender Beziehung be rechnet werden:

dnK_SW(i) < NMOT_MIN-nAB,

mit
NMOT_MIN: minimalste Drehzahl der Brennkraft maschine
nAB: Abtriebsdrehzahl der Kupplung 2.

Bezugszeichen

1

automatisiertes Stufengetriebe

2

Kupplung

3

erster Regelkreis

4

zweiter Regelkreis

5

Sollwert-Vorgabe

6

Regler

9

Absolutwert

10

Konstante

17

Eingangsgrößen

18

Sollwert-Management

19

Filter

20

Trägheitsmoment

21

Berechnungsblock dOmega/dt

22

Berechnungsblock

23

,

23

A Faktor

24

Absolutwert

25

P-Anteil

26

I-Anteil

27

Teiler

28

Kennlinie dynamisches Absenken

29

dT1-Glied

30

Kennlinie "schnell Öffnen"

31

begrenzter Intergrierer

32

Wirkfaktor
n_EIN Eingangsdrehzahl Kupplung
n_AB Abtriebsdrehzahl Kupplung
n_MOT Motordrehzahl
n_MOT_IST Istwert Motordrehzahl
n_MOT_SW gangabhängige Solldrehzahl
n_MOT_MIN Minimaldrehzahl Brennkraftmaschine
dn_SW(i) gangabhängige Differenzdrehzahl Kupplung
dnK_SW Sollwert Differenzdrehzahl Kupplung
dnk_IST Istwert Differenzdrehzahl Kupplung
MK(ST) gesteuertes Moment Kupplung
MK(RE)' geregeltes Summenmoment
MK_ENT entkoppelndes Moment Kupplung
pAK_OFF Druckoffset Anfahrkupplung
pSUM summierter Druck
pAK Druckniveau Kupplung
MDYN_K dynamisches Moment Kupplung
MMOT Motormoment
MDYN_MOT dynamisches Motormoment
DKI Drosselklappeninformation = Laststellung
dnLS_SW Sollwert-Offset
i1 erste Übersetzungsstufe
i2 zweite Übersetzungsstufe
KF(i) Kennfeld
v Fahrzeuggeschwindigkeit
GW Grenzwert Fahrzeuggeschwindigkeit
CVT Continuously Variable Transmission

Claims

1. Verfahren zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem automatisierten Stufengetriebe für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein elektronisches Steuergerät mittels eines ersten bzw. eines zweiten Regelkreises das Verhalten der Kupplung bestimmt, wobei drei Fahrzustände vorgesehen sind und der erste Zustand einem Anfahrvorgang unterhalb einer Fahrzeug grenzgeschwindigkeit im Zugbetrieb, der zweite Zustand dem Fahren oberhalb einer Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit und der dritte Zustand dem Fahren unterhalb einer Fahrzeuggrenzge schwindigkeit im Schubbetrieb entspricht und daß während der vorgenannten Fahrzustände eine zugkraftunterbrochene Schaltung von einer ersten (11) in eine zweite Überset zungsstufe (12) durchführbar ist, dadurch ge kennzeichnet, daß

- zur Steuerung und Regelung der Kupplung während des er sten Fahrzustands der erste Regelkreis verwendet wird und dessen Regelgröße dem Istwert der Motordrehzahl (n_MOT_IST) äquivalent ist,
- daß während des zweiten Fahrzustands ein zweiter Regel kreis verwendet wird, dessen Regelgröße dem Istwert einer Differenzdrehzahl (dnK_IST) der Kupplung äquivalent ist und
- daß während des dritten Fahrzustands die Kupplung mit einem gesteuerten von verschiedenen Einflußgrößen abhän gigen Druckwert beaufschlagt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Druckniveau (pAK) der Kupplung sich im ersten und zweiten Zustand aus einem Offset wert (pAK_OFF) und einem Summenwert (pSUM) ergibt (pAK = pAK_OFF + pSUM), wobei der Summenwert (pSUM) maßgeblich aus der Bilanz von gesteuertem Moment (MK(ST)) der Kupplung, geregeltem Summenmoment (MK(RE)') der Kupplung und entkop pelndem Lastschaltmoment (MLS_ENT) bestimmt wird (pSUM = f(MK(ST), MK(RE)', MLS_ENT)).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das gesteuerte Moment (MK(ST)) maßgeblich aus dem dynamischen Moment der Kupplung (MDYN_K) und dem Motormoment (MMOT) bestimmt wird (MK(ST) = f(MDYN_K, MMOT)).

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das geregelte Summenmo ment (MK(RE)') der Kupplung aus dem dynamischen Motormo ment (MDYN_MOT) und einem geregelten Moment (MK(RE)) der Kupplung bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das geregelte Moment (MK(RE)) im ersten Fahrzustand maßgeblich aus dem Soll-/Ist-Vergleich einer der Motordrehzahl äquivalenten Größe und einer Lei stungsvorgabe (DKI) eines Fahrers mittels eines Reglers bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gangab hängige Solldrehzahl (n_MOT_SW(i)) für einen Gang des auto matisierten Stufengetriebes über ein Kennfeld KF(i) be stimmt wird, wobei dieses eine Zuordnung von Leistungsvor gabe des Fahrers (DKI) und Abtriebsdrehzahl (nAB) der Kupp lung darstellt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Umschaltung von dem Kennfeld (KF(i1)) auf ein Kennfeld (KF(i2)) während der zugkraftun terbrochenen Schaltung erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das geregelte Moment im zweiten Fahrzustand (MK(RE)) maßgeblich aus dem Soll-/Ist-Vergleich der Drehzahldifferenz (dnK_SW, dnK_IST) der Kupplung und einer Leistungsvorgabe (DKI) eines Fahrers mittels eines Reglers bestimmt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Regler einen begrenzten Inte grator beinhaltet, wobei dem Integrator als Eingangsgrößen die Regelabweichung aus dem Soll-/Ist-Vergleich der Dreh zahldifferenz (dnK_SW, dnK_IST) der Kupplung, die Ver stellgeschwindigkeit der Leistungsvorgabe (DKI) und dem Verhältnis Ist- zu Sollwert der Differenzdreh zahl (dnK_IST/dnK_SW) der Kupplung zugeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Übergang von dem ersten oder dritten Fahrzustand in den zweiten Fahrzustand der Sollwert der Differenzdrehzahl (dnK_SW) über ein dynamisches Verzögerungsglied geleitet wird, wobei als dessen Anfangswert der aktuelle Istwert der Differenzdrehzahl (dnK_IST) gesetzt wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit (v) kleiner einem Grenzwert (GW) eine erhöhte Differenzdrehzahl (dn_SW(i)) der Kupplung als Abwürgeschutz über das jeweilige zweite Kennfeld (KF(i)) eingestellt wird.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Zustand bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit (v) kleiner einem Grenzwert (GW) eine erhöhte Differenzdrehzahl (dn_SW(i)) der Kupplung als Abwürgeschutz berechnet wird, wobei die Differenzdrehzahl (dn_SW(i)) größer eingestellt wird als die Differenz aus der minimalsten Drehzahl der Brennkraft maschine (n_MOT_MIN) und der Abtriebsdrehzahl der Kupplung (nAB).

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Druckniveau (pAK) der Kupplung sich im dritten Zustand aus einem von einer oder mehreren der folgenden Größen abhängigen Druckwert ergibt: Drossel klappe, Bremsbetätigung, Bremsdruck, Motormoment, Last schaltung.

14. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem automatisierten Stufengetriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eines Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche, mit einem elektronischen Steuergerät mit einem ersten und einem zwei ten Regelkreis, wobei die Regelgröße des ersten Regelkrei ses dem Istwert der Motordrehzahl und die Regelgröße des zweiten Regelkreises dem Istwert einer Differenzdrehzahl der Kupplung äquivalent ist.