DE29624259U1 - Automatisch gesteuerte Kupplung - Google Patents

Automatisch gesteuerte Kupplung

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Description

26217/0&Egr;/3
DaimlerChrysler AG
Stuttaart 07.03.2001
Automatisch gesteuerte Kupplung
Die Erfindung betrifft eine automatisch gesteuerte Kupplung im Antriebstrang eines Kraftfahrzeuges mit fahrerseitig zwischen unterschiedlichen Fahrstufen bzw. Gängen schaltbarem Getriebe, mit einem die Kupplung automatisch betätigenden Stellaggregat und einer zu dessen Steuerung dienenden Sensorik, welche (unter anderem) eine fahrerseitige Betätigung einer Fahrzeugbremse, eine fahrerseitige Betätigung eines Steuerorgans des Motors sowie einen Einschaltzustand einer Fahrstufe erfaßt und die Kupplung auf ein Kriechmoment einstellt, wenn bei laufendem Motor und eingelegter Fahrstufe die Fahrzeugbremse sowie das Steuerorgan des Motors unbetätigt sind.
Bei Kraftfahrzeugen mit üblichen Verbrennungsmotoren muß im Antriebstrang ein Getriebe angeordnet sein, um das Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl des Fahrzeugmotors und der Drehzahl der Antriebsräder entsprechend der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit und. Belastung des Fahrzeuges ändern zu können. Bei üblichen Getrieben muß während des Wechsels einer Fahrstufe der Kraftfluß zwischen Motor und Antriebsrädern durch Öffnen einer Kupplung unterbrochen werden.
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Es ist grundsätzlich bekannt, hierzu automatisch gesteuerte Kupplungen einzusetzen, d.h. die Kupplung wird beim Wechsel einer Getriebestufe automatisch geöffnet und nachfolgend wieder geschlossen.
Um Rangiermanöver zu erleichtern, ist es grundsätzlich bekannt, die automatische Kupplung auf ein schwaches übertragbares Drehmoment, d.h. ein Kriechmoment, einzustellen, wenn eine Getriebestufe eingelegt ist, der Motor läuft und weder die Betriebsbremse des Fahrzeuges noch ein zur Leistungssteuerung des Motors dienendes Fahrpedal od.dgl. betätigt sind. Hierbei wird ausgenutzt, daß die Motoren von Kraftfahrzeugen heute üblicherweise eine wirkungsvolle automatische Motorsteuerung besitzen, die den Motor bei unbetätigtem Fahrpedal auf einer Mindestdrehzahl, in der Regel auf der sogenannten Leerlaufdrehzahl, zu halten vermag, und zwar auch dann, wenn der Motor mehr oder weniger stark belastet wird. Aufgrund der in diesem Falle vorgesehenen Übertragung eines Kriechmomentes durch die Kupplung kann sich das Fahrzeug kriechend in Bewegung setzen bzw. eine Kriechbewegung ausführen, wie es für Rangiermanöver wünschenswert ist.
Bei bisherigen automatischen Kupplungen wurde der Kraftfluß zwischen Eingang und Ausgang der Kupplung bei Betätigung der Betriebsbremse praktisch vollständig unterbrochen, so daß die Kupplung bei Beendigung der Bremsbetätigung erneut auf das Kriechmoment eingesteuert werden muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Kupplungssteuerung bei Rangiermanövern noch weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß. die auf ein Kriechmoment eingestellte Kupplung bei bleibender Betätigung der Fahrzeugbremse nach vorgegebener Verzögerungszeit geöffnet wird und/oder daß das Kriechmoment' bei bleibender Bremsbetätigung langsam abgebaut und/oder daß bei Betätigung der Bremse ein gegenüber dem Kriechmoment vermindertes Kupplungsmoment eingestellt wird.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei Fahrmanövern mit nicht betätigtem Fahrpedal od.dgl. im Falle einer Bremsbetätigung über die Kupplung noch ein gewisses Drehmoment zu übertragen, welches im Vergleich zu den erreichbaren Bremskräften klein ist und auch gegenüber dem bei nicht betätigter Bremse und unbetätigtem Fahrpedal übertragenen Kriechmoment früher oder später vermindert bzw. auf verschwindende Werte gebracht wird. Damit wird gewährleistet, daß der Fahrer zunächst die Fahrgeschwindigkeit durch mehr oder weniger starke Bremsbetätigung gegen die Kriechneigung des Fahrzeuges steuern kann,. Gleichzeitig ist gewährleistet, daß unerwünschte Überlastungen der Kupplung vermieden werden.
Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß bei nur kurzzeitiger Betätigung der Bremse während eines Kriechmanövers ständig ein Drehmoment durch die Kupplung übertragen
im
• ·
• ·
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wird und bei Beendigung der Bremsbetätigung verzögerungsfrei in reproduzierbarer Stärke zur Verfügung steht, ohne daß dazu aufwendige Steuerungsmaßnahmen notwendig wären.
Im übrigen wird hinsichtlich vorteilhafter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen beschrieben werden.
Dabei zeigt die einzige Figur eine schematisierte Darstellung eines Antriebstranges eines Kraftfahrzeuges sowie der für die Kupplungssteuerung wesentlichen Komponenten.
Ein Verbrennungsmotor 1 ist über eine automatisch betätigte Kupplung 2 und ein Getriebe 3, dessen Fahrstufen bzw. Gänge durch manuelle Betätigung eines Schalthebels 4 gewechselt werden, und eine Antriebswelle 5, z.B. eine Kardanwelle, mit Antriebsrädern 6 eines im übrigen nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges antriebsmäßig verbunden.
Die Betätigung der Kupplung 2 erfolgt automatisch mittels eines motorischen Stellaggregates 7, zu dessen Steuerung eine Sensorik zur Überwachung verschiedener Parameter des Fahrbetriebes vorgesehen ist.
Diese Sensorik umfaßt'eine Sensoranordnung 8, welche dem Getriebe 3 bzw. dem Schalthebel 4 zugeordnet ist ■ und dessen Stellungen und/oder Bewegungen erfaßt und damit die jeweils
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eingelegte Fahrstufe bzw. den jeweils eingelegten Gang „kennt". Des weiteren ist ein Sensor 9 vorgesehen, welcher die Stellung eines zur Leistungssteuerung des Motors 1 dienenden Organs, beispielsweise einer Drosselklappe 10 des Luftansaugsystems des Motors 1 , oder eines die Drosselklappe betätigenden FahrpedaJ^es (nicht dargestellt) erfaßt.
Außerdem umfaßt die Sensorik einen Signalgeber 1 1 , der die Betätigung einer nicht dargestellten Fahrzeugbremse überwacht. Dieser Signalgeber 11 kann durch einen Bremslichtschalter gebildet werden, welcher bei Betätigung der Fahrzeugbremse zur Einschaltung der Bremslichter zwangsläufig betätigt wird.
Schließlich umfaßt die Sensorik einen Weggeber 12, welcher dem Stellaggregat 7 zugeordnet ist und dessen Stellung und damit einen Parameter erfaßt, welcher zur Größe des von der automatischen Kupplung 2 übertragbaren Drehmomentes analog ist.
Die Signale der Sensoranordnung 8, des Sensors 9, des Signalgebers 1 1 und des Weggebers 12 werden von einer Steuerschaltung 13 verarbeitet, welche das Stellaggregat 7 steuert. Die Steuerschaltung 13 kommuniziert des weiteren vorzugsweise·mit einer Motorsteuerung 14, welche unter anderem die Aufgabe hat, die Motordrehzahl weitestgehend unabhängig von der Belastung des Motors auf einer Mindestdrehzahl, etwa der Leerlaufdrehzahl, zu halten. Außerdem „kennt" die Motorsteuerung
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14 das jeweils vom Motor erzeugte. Drehmoment. Im übrigen kommuniziert die Steuerschaltung 13 mit Drehzahlgebern 15, welche den Fahrzeugrädern zugeordnet sind. Damit kann die Steuerschaltung 13 auch den Bewegungszustand des Fahrzeuges „erkennen".
Aufgrund des Informationsaustausches mit der Motorsteuerung 14 kann die Steuerschaltung 13 auch das jeweils von der Kupplung 2 übertragene Moment in Abhängigkeit von der Stellung des Stellaggregates 7 ermitteln. Für das von der Kupplung 2 übertragbare Moment MK gilt bei konstanter Fahrgeschwindigkeit:
MK = MMot - JMotdü)Mot/dt.
Hierbei ist MMot das vom Motor 1 erzeugte Drehmoment, welches von der Motorsteuerung 14 erkannt wird, JMot das durch die Konstruktion des Motors 1 vorgegebene Trägheitsmoment des Motors 1 und coMot die Drehzahl des Motors. Mit t wird die Zeit bezeichnet.
Da alle motorbezogenen Größen von der Motorsteuerung 14 erfaßbar sind und aus den Signalen der Drehzahlgeber 15 erkennbar ist, ob das Fahrzeug mit etwa konstanter Geschwindigkeit fährt, kennt die Steuerschaltung 13 aufgrund ihres Zusammenwirkens mit der Motorsteuerung 14 und den Drehzahlgebern 15 das jeweilige Kupplungsmoment MK. Darüber hinaus kennt die Steuerschaltung 13 aus den Signalen des Weggebers 12 die Po-
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sition des Stellaggregates 7, so daß für die Steuerschaltung 13 auch die Proportionalität zwischen dem Kupplungsmoment MK und dem Stellweg des Stellaggregates 7 ermittelbar ist. Im Ergebnis kennt also die Steuerschaltung 13 das jeweils an der Kupplung 2 eingestellte übertragbare Moment.
Wenn die Drosselklappe 10 oder ein die Drosselklappe 10 steuerndes Fahrpedal ihre Ruhelage einnehmen, d.h. das Fahrpedal ist nicht betätigt, und wenn außerdem der Signalgeber 11 kein Bremssignal erzeugt, d.h. die Fahrzeugbremse ist nicht betätigt, so steuert die Steuerschaltung 13 das Stellaggregat 7 derart, daß die Kupplung 2 ein vorgegebenes Kriechmoment von beispielsweise 30 Nm zu übertragen vermag. Damit hat das Fahrzeug eine für Rangiermanöver vorteilhafte Kriechneigung.
Wird nun die Fahrzeugbremse betätigt, so bleibt gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung die Einstellung der Kupplung 2 für eine vorgegebene Verzögerungszeit unverändert. Danach wird bei weiter betätigt bleibender Bremse das Kupplungsmoment abgebaut, d.h. die Kupplung wird geöffnet.
Gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Kupplungsmoment bei Betätigung der Fahrzeugbremse gegenüber dem Kriechmoment zunächst vermindert werden, beispielsweise auf einen Wert, der etwa einem Drittel des Kriechmomentes entspricht. Dieses verminderte übertragbare Moment wird bei weiterhin betätigt bleibender Fahrzeugbremse
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für eine vorgegebene Zeitspanne unverändert belassen. Danach kann das Kupplungsmoment zunehmend abgebaut werden.
Statt dessen ist es auch möglich, bei Betätigung der Fahrzeugbremse das Kupplungsmoment kontinuierlich gemäß einer vorgegebenen Rampe abzubauen, so daß das Kupplungsmoment bei betätigt bleibender Bremse langsam vermindert wird, bis ein vollständig geöffneter Zustand der Kupplung 2 erreicht wird.

Claims (4)

1. Automatisch gesteuerte Kupplung (2) im Antriebstrang (1, 2, 3, 5, 6) eines Kraftfahrzeuges mit fahrerseitig zwischen unterschiedlichen Fahr- bzw. Getriebestufen geschaltetem Getriebe (3), mit einem die Kupplung (2) automatisch betätigenden Stellaggregat (7) und einer zu dessen Steuerung dienenden Sensorik (8, 9, 11, 12, 13, 15), welche mit einer Motorsteuerung (14), die das Motormoment (MMot) erfaßt, Information über das Motormoment (MMot) austauscht und mit dieser Information das von der Kupplung übertragene Moment in Abhängigkeit vom Stellweg des Stellaggregates (7) der Kupplung (2) ermittelt, wobei die Motorsteuerung (14) den Motor (1) bei fahrerseitig nicht betätigtem Motorsteuerorgan (10) weitestgehend unabhängig von der Belastung des Motors auf einer Mindestdrehzahl zu halten sucht, und wobei die Sensorik (8, 9, 11, 12, 13, 15) des weiteren fahrerseitige Betätigungen einer Fahrzeugbremse und des Motorsteuerorgans sowie einen Einschaltzustand einer Fahr- und Getriebestufe erfaßt und die Kupplung auf ein vorgegebenes Kriechmoment (z. B. 30 Nm) einstellt, wenn bei laufendem Motor (1) die Fahrzeugbremse sowie das Motorsteuerorgan unbetätigt sind, und wobei das Kriechmoment langsam vermindert wird, wenn eine Bremsbetätigung bei fahrerseitig nicht betätigtem Motorsteuerorgan erfolgt.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung der Fahrzeugbremse ein gegenüber dem Kriechmoment vermindertes Kupplungsmoment eingestellt wird.
3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kriechmoment oder das gegenüber dem Kriechmoment verminderte Kupplungsmoment erst nach vorgegebener Haltezeit bei betätigt bleibender Bremse kontinuierlich abgebaut wird.
4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung einer Bremsbetätigung ein von einem Bremslichtschalter erzeugtes Signal ausgewertet wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2826615A1 (fr) * 2001-06-27 2003-01-03 Luk Lamellen & Kupplungsbau Procede de variation du couple d'embrayage d'un embrayage dans la chaine cinematique d'un vehicule mecanique automatisee

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