DE2906587A1 - Einrichtung zur automatischen betaetigung einer kraftfahrzeugkupplung - Google Patents

Einrichtung zur automatischen betaetigung einer kraftfahrzeugkupplung

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DE2906587A1 DE19792906587 DE2906587A DE2906587A1 DE 2906587 A1 DE2906587 A1 DE 2906587A1 DE 19792906587 DE19792906587 DE 19792906587 DE 2906587 A DE2906587 A DE 2906587A DE 2906587 A1 DE2906587 A1 DE 2906587A1
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    • F16D2500/1028—Pneumatic

Description

VOLKSW AG ENW E RK
AKTIENGESELLSCHAFT
3180 Wolfsbuxg
Unsere Zeichens K
1702pt»we-jä
Einrichtung zur automatischen Betätigung einer Kraftfahrzeugkupplung
Es sind bereits automatische Kraftfahrzeugkupplungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannts bei denen die Kupplung durch einen zum Beispiel pneumatischen Stellmotor betätigt wird» Während dabei an den durch Unterdruckbeaufschlagung des Stellmotors bewirkten AusrückVorgang der Kupplung keine besonders hohen Anforderungen gestellt werden, sollte das Einrücken der Kupplung durch Belüften des Stellmotors so feinfülig und sanft erfolgen, daß keine unzumutbaren Stöße und Rucke des Fahrzeugs auftreten. Bei einer bekannten Ausführung einer automatischen Kraftfahrzeugkupplung wird der TJnterdruckstellmotor jedoch nur zur Betätigung der Kupplung während der Fahrt, also beim Schalten des Handschaltgetriebes von einem in einen anderen Getriebegang herangezogen, xtfobei der Belüftungsvorgang des Stellmotors je nach Stellung des Fahrpedals schneller oder langsamer erfolgen kann. Zum Anfahren des Fahrzeugs wird dagegen eine besondere Fliehkraftkupplung herangezogen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine Einrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs T genannten
030035/0337
Vorsitzender Vorstand: Tom Saimücker, Vorsitzender · Pro!. Dr. tacr.n. Ernsl Fiaia · Dr. s„r. Pe'ur Frerk · Gur.icr K:-:.vii
des AufsicMsrals H^rsi Mjnznjr ■ Dr. r=r.pj!. Werner P 3-j-..?; J' - -G-:« -:b M. Sircci · Fr:·. Lr. rrr. cd. Fn^iric. : --:·?
Han; Birr.be:· Sit? dor Gesellschaft: Wolfsburg . Amlsm'^rt ,VeMsb\,r·; ~;-r :*-
Art zu schaffen, mit deren Hilfe die Kupplungsbetätigung sowohl während der Fahrt, zum Beispiel beim Wechseln der Getriebefahrgänge, als auch beim Anfahren automatisch und mit genügend hohem Komfort durchgeführt v/erden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung erreicht. Dadurch, daß gemäß der Erfindung der Einrückvorgang der Kupplung nicht nur von der Drehzahl vor und hinter der Kupplung,sondern auch von deren zweiter Ableitung abhängig gemacht wird, wird der während des Kupplungsvorganges auftretende Ruck oder Stoß in vorteilhafter Weise unmittelbar zur Regelung des automatischen Kupplungseingriffs herangezogen.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein .-usführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Dabei zeigen
Figur 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Kupplungsregelvorrichtung und
Figur 2 den Verlauf des von der Kupplung übertragenen Drehmoments in Abhängigkeit von der getriebeseitigen Drehzahl für einen Einkuppelvorgang während der Fahrt des Fahrzeugs.
In der Figur 1 der Zeichnung ist mit 1 ein herkömmlicher Fahrzeugmotor bezeichnet, der über ein Schwungrad 5 und eine Kupplung 4 mit einem Handschaltgetriebe 2 zur manuellen Einschaltung der einzelnen Getriebegänge verbunden ist. Die Kupplung 4 ist hier jedoch
allein nicht, wie dies bei konventionellen Fahrzeugen üblich ist,Vmittels eines Fußpedals betätigbar, sondern soll zumindest alternativ auch mittels eines hilfskraftbetätigten Stellmotors, beispielsweise eines pneumatischen Unterdruckstellmotors 5, ein- und ausgerückt werden. Dazu sind dem Stellmotor 5 zwei Schaltventile 13 und 15 zugeordnet, die in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Regelvorrich-
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tung 6 den Arbeitsraum des Stellmotors 5 entweder mit einer Atmospliärendruck führenden Leitung 14 oder aber mit einer zu einem Unterdruckspeicher 17 führenden Leitung 16 verbinden« Der Unterdruckspeicher 17 kann dabei üoer eine Unterdruckleitung 1d an das Saugrohr 10 des als Otto-Motor ausgebildeten Antriebsmotors 1, und zx^ar an einem Ort hinter der durch ein Fußpedal 12 willkürlich verstellbaren Drosselklappe 11, zur Versorgung mit Unterdruck über ein Rückschlagventil 19 angeschlossen sein.
Die Regelvorrichtung 6 gibt ihre Regelsignale zur Steuerung der Schaltventile 13' und 15 in Abhängigkeit von den vor und hinter dar Kupplung 4 gemessenen Drehzahlen der Motorkurbelwelle 20a bzw« der Getriebeeigangswelle 20b ab. Dazu sind Drehzahlgeber 7 und 8 an den beiden Wellen vorgesehen, während mit 9 ein das Drehmoment der Getriebeeingangswelle 20b erfassender Geber bezeichnet ist. Die Regelvorrichtung β soll im übrigen noch Differenzierglieder zum Bilden der ersten und zweiten Ableitungen der Drehzahlen und der Drehmomente aufweisen.
Uachfolgend soll nun kurz auf die Funktion und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen automatischen Kupplungsbetätigungseinrijhtung eingegangen werden. Dabei müssen zwei unterschiedliche Betriebszustände voneinander unterschieden werden, nämlich das Betätigen der Kupplung bei stehendem Fahrzeug zum Anfahren desselben und die Betätigung bei in Fahrt befindlichem Fahrzeug, beispielsweise um das zugkraftfreie Schalten des Handschaltgetriebes 2 durchführen zu können. Bei beiden Vorgängen ist zudem nur das Einrücken der Kupplung kritisch, während an das Ausrücken keine größeren Anforderungen gestellt werden, so daß dieser Vorgang unter Zugrundelegung einer zeitlich konstant ablaufenden Unterdruckbeaufschlagung des Stellmotors 5 erfolgen kann.
Seim Anfahren des Fahrzeugs, was durch die durch den Drehzahlgeber a gemessene Drehzahl 0 oderftO der GetriebeeingangswelJle 20b festge-
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stellt wird, wird der Kupplungseinrückvorgang so gesteuert, daß zunächst dis vor dar Kupplung gemessene, motorseitige Drehzahl innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereiches bleibt. Dieser Drehzahlbereich könnte dabei in Abhängigkeit beispielsweise von der Belastung des Fahrzeugmotors, also beispielsweise in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrpedals 12 auch veränderlich sein. Dieser Torschrift dar Einhaltung einer vorgegebenen Motordrehzahl übergeordnet ist jedoch die Vorschrift, daß die Regeleinrichtung den Stellmotor 5 so ansteuern soll, daß die zweite Ableitung der Getriebeeingangsdrehzahl nach der Zeit und damit der während des Kupplungsvorganges sich ergebende Huck oder Stoß unterhalb einer vorgegebenen Grenze bleiben soll. Dadurch wird sichergestellt, daß kein allzu starker, den Fahrkomfort eines Fahrzeugs beeinträchtigender Schaltruck beim automatischen Kuppeln auftritt. Je nach Fahrzeugausführung kann diese Grenze des zumutbaren Schaltrucks natürlich unterschiedlich gewählt werden.
Schließlich kann der Regelvorrichtung noch eine dritte Vorschrift aufgeprägt sein, die den beiden anderen Vorschriften noch vorgeht. Danach kann vorgesehen sein, daß die motorseitige Drehzahl in jedem Fall oberhalb äner die Gefahr des Abwürgens des Motors liefernden Drehzahl bleibt.
Danach wird also die Kupplung zum Anfahren des mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeugs so durch Ünterdruckbeaufschlagung bzw. durch Belüftung des Stellmotors 5 über die Schaltventile 13 und 15 angesteuert, daß beim Anfahren zunächst ein vorgegebener Drehzahlbereich eingehalten wird. Wird dabei ein vorgegebener, durch die zveite Ableitung der Getriebeeingangsdrehzahl nach der Zeit bestimmter Ruck überschritten, wird durch tJnterdruokbeaufschlagung des Stellmotors 5 über das Schaltventil 15 die Kupplung mehr zum Ausrücken gebracht. Auch beim Unterschreiten einer die Gefahr des Abwürgens des Antriebsmotors bringenden Drehzahl wird die Kupplung wieder kurzfristig zum Ausrücken gebracht.
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Das entgültige Einrücken der Kupplung wird von der Regelvorrichtung dann bewirkt, wenn die Differenz de'r Drehzahlen vor und hinter der Kupplung kleiner ist als ein vorgegebener Wert. Dieser vorgegebene Drehzahldifferenzwert kann dabei in Abhängigkeit von einer Drehzahl und/oder dem Motordrehmoment veränderlich sein.
TJm schließlich den Komfort des Kupplungseinrückvorganges weiter zu verbessern,können auch Mittel zur Dämpfung des aufzubringenden Drehmoments vorgesehen sein, z.B. durch vorzusehende Federsysteme im Triebstrang.
Im Gegensatz zum Anfahren des Fahrzeugs soll die Kupplungsbetätigung während der Fahrt des Fahrzeugs, beispielsweise beim Schalten der Getriebegänge, so gesteuert werden, daß ein bestimmtes, in Abhängigkeit von der motorseitigen Drehzahl stehendes Drehmoment von der Kupplung übertragen wird. Dabei soll das von der Kupplung übertragene Drehmoment sich in Abhängigkeit von der motorseitigen Drehzahl so verhalten, wie dies beispielsweise in dem in der Figur 2 gezeigten Diagramm angedeutet ist. Danach soll das Drehmoment bis zu einer vorgegebenen Drehzahl von beispielsweise 1750 U/min 0 sein und von dort aus linear bis etwa zum maximalen Motordrehmoment Md max ansteigen, um von da an dem maximalen Drehmoment auf der Vollastdrehmoment ent linie 23 des Motors zu folgen. Dieser Verlauf wird in der Figur 2 durch den Kurvenzug 21a und 21b dargestellt, während mit 22 die Linien konstanter Drosselklappenwinkel angedeutet sind.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß in der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung davon ausgegangen wurde, daß der Stellmotor 5 bei Unterdruckbeaufschlagung die Kupplung zum Ausrücken und bei Belüftung mit Atmosphärendruck zum Einrücken verstellt. Es wäre prinzipiell aber auch denkbar, das Betätigen der Kupplung gerade umgekehrt durchzuführen, also bei Belüftung des Stellmotors auszurücken und bei Uhterdruckbeaufschlagung einzurücken. Auch ist darauf hinzuweisen, daß das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel keineswegs die Erfindung einschränken soll. So ist es beispielsweise durchaus auch denkbar, anstelle der beiden Schalt-
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ventile 13 und 15 ein einziges, sogenanntes 3/2-Steuerventil vorzusehen, das durch entsprechende Ansteuerung von der Regelvorrichtung sowohl die Belüftung des Stelmotors durch Verbindung mit einer Atmosphärendruckleitung als auch die Unterdruckbeaufschlagung durch Verbindung mit einer Unterdruckleitung ausführen kann. Natürlich wäre auch eine hydraulische Lösung denkbar.
Die Signale zum Beginn des Ein- bzw. AuskuppelVorganges können im übrigen von der Stellung des Fahrpedals und/oder des Getriebeschalthebels geliefert werden. So könnte beispielsweise bei völlig freigegebenem Fahrpedal oder bei Versteilen des Getriebeschalthebels in die Leerlaufstellung ein Signal zum Ausrücken und bei erneuter Betätigung des Fahrpedals aus der Leerlaufstellung heraus bzw. beim Verstellen des Getriebeschalthebels in eine Gangschaltstellung ein Signal zum Einrücken der Kupplung abgegeben werden, wobei insbesondere der Einrückvorgang der Kupplung auf die vorstehend beschriebene Art durchgeführt wird.
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Claims (8)

VOLKSWAG ENWERK AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg Unsere Zeicheng K 2685 -We-ja AU 5PEÜCEE
1. Einrichtung zur automatischen Betätigung einer zwischen dem Mo- ^--'tor und dem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordneten Kupplung mittels eines hilfskraftbetätigten Stellmotors, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung (6) die die Hilfskraftbeaufschlagung des Stellmotors (5) in Abhängigkeit von den vor und hinter der Kupplung (4) gemessenen Drehzahlen und deren zweiten Ableitungen nach der Zeit regelt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (6) während des Anfahrens des Fahrzeugs (anfängliche, hinter der Kupplung gemessene getriebeseitige Drehzahl c& 0) die Hilfskraftbeaufschlagung des Stellmotors (5) zunächst in der Weise regelt, daß die vor der Kupplung (4) gemessene, motorseitige Drehzahl innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereiches bleibt, daß aber vorrangig die zweite Ableitung der Getriebeeingangsdrehzahl nach der Zeit unterhalb einer vorgegebenen, einem erträglichen Ruck entsprechenden Grenze bleibt.
030035/033 .
Vorsitzender Vorstand- Tjr. Soimarirur. νοι^.ν.τ Jur · Prof-Dr. ludin. Ernst Fiaia ■ Dr. jur. Pcti-r Frerk - Gunter Hü,-:.·.· -
cies AubichtSfTs -i^.-ct Munzn. r Ur. rar. pol. W-riar ν Schtnioi · Gotiiit.0 M.Strosl ■ Prjf. Dr. rnr. pol. Friedrich Tr,. e?
:Mr, Ji^baum -;.w der Gasellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRB
3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (6) die Hilfskraftbeaufschlagung des Stellmotors (5) in der Weise regelt, daß die vor der Kupplung (4) gemessene, motorseitige Drehzahl in jedem Fall oberhalb einer die Gefahr des Abwürgens des Motors (1) bringenden Drehzahl bleibt.
4· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (6) zum Einkuppeln während der Fahrt des Fahrzeugs (anfängliche getriebeseitige Drehzahl P* O) die Hilfskraftbeaufschlagung des Stellmotors (5) in der Weise regelt, daß
das von der Kupplung (4) übertragene Drehmoment in Abhängigkeit von der motorseitigen Drehzahl veränderlich ist.
5· Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Kupplung (4) übertragene Drehmoment bis zu einer vorgegebenen motorseitigen Drehzahl O ist und bei darüberhinausgehenden Drehsahlen linear bis zu einem Wert ansteigt, der in der Nähe des maximalen, auf der Vollastlinie des Motors erreichten Motordrehmoment liegt.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (6) zu. einer das endgültige Einrücken der Kupplung (4) bewirkenden Hilfskraftbeaufschlagung des Stellmotors (5) ausgebildet ist, wenn die Differenz der Drehzahlen vor und hinter der Kupplung kleiner ist als ein vorgegebener Wert.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Drehzahldifferenzwert in Abhängigkeit von der Drehzahl vor oder hinter der Kupplung (4) und/oder dem Motordrehmoment veränderlich ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» gekennzeichnet durch Mittel zur Dämpfung des zu übertragenden Drehmoments.
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