DE3306519C3 - Einrichtung zur Steuerung der Kupplung eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der Kupplung eines Verbrennungsmotors.

Eine derartige Einrichtung zur Steuerung der Kupplung eines Verbrennungsmotors ist aus der DE-OS 26 20 960 bekannt. Die­ se bekannte Einrichtung umfaßt ein von Hand schaltbares Ge­ triebe, wobei die Kupplung zwischen einem voll eingekuppel­ ten Zustand und einem voll ausgekuppelten Zustand betätig­ bar ist und während der Kupplungsbewegung einen zulässigen Aus- bzw. Einrückzustand und einen Teilmomente-Übertragungs­ zustand aufweisen kann. Diese bekannte Einrichtung weist ferner ein Betätigungselement für das Ein-/Auskuppeln der Kupplung auf, ferner ist ein Fühler für die Erzeugung eines der Drehzahl des Verbrennungsmotors entsprechenden Drehzahl­ signals vorhanden und schließlich auch eine Anordnung, die das Drehzahlsignal und ein weiteres von einem Fühler gelie­ fertes die Drehzahl der Getriebeeingangswelle wiedergeben­ des Drehzahlsignal empfängt und ein Betätigungselement ab­ hängig von vorgegebenen Drehzahlwerten ansteuert. Diese be­ kannte Einrichtung ist aber beispielsweise nicht dafür aus­ gebildet, um festzustellen, ob die Motordrehzahl einen vor­ bestimmten, für einen Kupplungsvorgang besonders geeigneten Drehzahlwert erreicht hat und ferner kann der Kupplungsvor­ gang auch nicht in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors durchgeführt werden.

In der nicht vorveröffentlichten DE 30 28 250 A1 ist eine Vorrichtung zur automatischen Betätigung einer Kraftfahrzeugreibungskupplung beschrieben, deren Betätigungsorgan von einer steuerbaren Antriebsvorrich­ tung zwischen einer Auskuppelposition, bei der die Kupplung drehzahlunabhängig ausgekuppelt ist und einer Einkuppelposition, bei der die Kupplung vollständig eingekuppelt ist, be­ wegbar ist. Um das Einrückverhalten einer Kraftfahrzeugrei­ bungskupplung bei automatischer Betätigung derselben besser den unterschiedlichsten Fahrsituationen des Fahrzeugs anpassen zu können, wird gemäß dieser bereits vorgeschlagenen Vor­ richtung einer Position des Betätigungsorgans im Bereich zwischen einer Position beginnender Drehmomentübertragung und der Einkuppelposition von einer auf die Motordrehzahl ansprechenden, den Einkuppelbetrieb der Antriebsvorrichtung steuernden Programmsteuerung nach einer mittels eines Funk­ tionsgebers vorgegebenen Charakteristik als Funktion der Mo­ tordrehzahl eingestellt. Der Einkuppelbetriebsablauf der Pro­ grammsteuerung ist über eine auf die Motordrehzahl ansprechenden Schwellwertstufe bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehzahl-Schwellwerts auslösbar und es ist ferner eine Verzö­ gerungsstufe vorgesehen, die den Beginn des Einkuppelbe­ triebsablaufs um eine vorgegebene Zeitspanne gegen den Auslösezeitpunkt der Schwellwertstufe verzögert. Bei Ver­ wendung eines Mehrganggetriebes kann ferner die Programm­ steuerung auf die Gangeinstellung des Mehrganggetriebes ansprechen und es ist die motordrehzahlabhängige Charakte­ ristik der Position des Betätigungsorgans abhängig von der Gangeinstellung vorgebbar.

Die Kupplungsbetätigung, die zum Antreiben eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmo­ tor, erforderlich ist, ermüdet den Fahrer sehr. Insbeson­ dere wenn im Stadtbereich gefahren wird, muß die Kupplung häufig betätigt werden, und die Ermüdung des Fahrers ist folglich noch größer. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist in größerem Umfang ein automatisches Übertragungssystem verwendet worden, bei welchem ein Fluid oder ein elektro­ magnetisches Pulver verwendet wird und bei welchem dann die Notwendigkeit einer herkömmlichen Kupplungseinrichtung ent­ fällt. Bei dem automatischen Übertragungssystem ist jedoch nachteilig, daß der Aufbau kompliziert ist, die Wartung schwierig ist und die Verluste bei der Übertragung groß sind. Dies ist darauf zurückzuführen, daß ein Schlupf zwi­ schen der Antriebswelle und der Ausgangs- oder Hauptwelle entsteht, wenn eine große Belastung an den Antriebsrädern aufzubringen ist, da dessen Aufbau so ist, daß der Motor­ ausgang an ein Teil übertragen wird, das über das Fluid oder das elektromagnetische Pulver anzutreiben ist. Ferner wird dadurch bei einem solchen Fahrzeug der Kraftstoff-Wir­ kungsgrad und damit die Fahrzeugleistung geringer. Aus die­ sen Gründen ist es sehr schwierig, ein großes Fahrzeug, wie beispielsweise einen Lastwagen, mit einem automatischen Übertragungssystem auszustatten.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zur Steuerung der Kupplung eines Verbren­ nungsmotors der angegebenen Gattung zu schaffen, die bei allen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors und des zugeordneten Fahrzeugs einen den jeweils herrschenden Be­ dingungen angepaßten Kupplungsvorgang durchzuführen ver­ mag, um dadurch eine bequeme angenehme Fahrweise des be­ treffenden Fahrzeugs zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeich­ nungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung wird insbesondere er­ reicht, daß der Einkupplungsvorgang der Kupplung mit einer Geschwindigkeit durchgeführt wird, die zu der jeweils vor­ handenen Drehzahl des Motors in Beziehung steht bzw. von dieser Drehzahl abhängig ist, wobei der ganze Einkuppel­ vorgang erst dann aktiviert bzw. durchgeführt wird, wenn ein vorbestimmter Drehzahlwert des Motors erreicht ist.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungs­ form, in welcher eine Einrichtung zur Steuerung der Kupplung mit Merkmalen nach der Erfindung bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor angewendet ist;

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Steuereinheit der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung;

Fig. 3 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms, das in einer Zentraleinheit (CPU) der Steuereinheit der Fig. 1 gespeichert ist;

Fig. 4 eine Kurvendarstellung eines Beispiels des Einkuppelns der Kupplung mit der Einrichtung der Fig. 1; und

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Ansteuer­ systems zum Erregen von Wicklungen von Magnet­ ventilen der Fig. 1.

In Fig. 1 ist schematisch eine Ausführungsform dargestellt, in welcher eine Einrichtung zur Steuerung der Kupplung ge­ mäß der Erfindung in einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor angewendet ist. Die Einrichtung 1 ist zum automatischen Ein-/Auskuppeln einer Kupplung 2 vorgesehen, welche zwischen einer Aus­ gangs- oder Hauptwelle 3 eines Verbrennungsmotors 4 zum Antreiben des (nicht dargestellten Fahrzeugs) und einer Radantriebseinrichtung 5 des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Einrichtung 1 weist einen Hydraulikkreis 6 mit einem hydraulischen Zylinder 7 zum Betätigen der Kupp­ lung 2 auf. Der hydraulische Zylinder 7 weist eine Betäti­ gungsstange 8 auf, und ein am Ende der Betätigungsstange 8 angebrachter Bolzen ist in einer Öffnung 10 eines Betäti­ gungshebels 11 gehaltert, welcher schwenkbar an dem (nicht dargestellten) Fahrzeugrahmen gehaltert ist. Der Betätigungs­ hebel 11 ist normalerweise durch eine in der Kupplung 2 vorgesehene Feder in der durch einen Pfeil A angezeigten Richtung (in der Richtung Einkuppeln der Kupplung 2) vorge­ spannt, und somit wird die Betätigungsstange 8 auch in der durch den Pfeil A angezeigten Richtung gedrängt. Eine hy­ draulische Druckleitung 13 mit einem normalerweise geschlossenen ersten Ventil bzw. Magnetventil 14 ist zwischen einer Kammer 15 des hydraulischen Zylinders 7 und einer hydraulischen Druck­ quelle 19 vorgesehen. Wenn die Erregungswicklung 14a des normalerweise geschlossenen Magnetventils 14 erregt wird, wird das Magnetventil 14 geöffnet, und hydraulischer Druck von der hydraulischen Druckquelle 16 wird auf die Kammer 19 ausgeübt, so daß ein Hydrokolben 17 bewegt wird, um den Betätigungsstab entgegen der Wirkung der Feder 12 in der Richtung eines Pfeils B zu verschieben. Um den hydraulischen Ladedruck in der Kammer 15 auf einen gewünschten Wert zu verringern, ist ein Durchlaß 18 mit einem normalerweise ge­ schlossenen zweiten Ventil bzw. Magnetventil 19 zwischen der Hydraulikzylinder­ seite des Magnetventils 14 und einem Ölbehälter 20 vorge­ sehen. Ein Verbindungsweg 21 mit einer Öff­ nung 22 und einem normalerweise offenen Magnetventil 23 ist zwischen der Kammer 15 und dem Ölbehälter 20 vorgesehen. Ferner ist ein Kanal 24 vorgesehen, um den Druck in einer Kammer 25 des hydraulischen Zylinders 7 normalerweise auf atmosphä­ rischem Druck zu halten, und um einen Gegendruck an dem Kolben 17 zu entlasten.

Wenn in der vorstehend beschriebenen Anordnung sich jede der Erregungswicklungen 14a, 19a und 23a der Magnetventile 14, 19 und 23 nicht erregt ist, ist der Druck in der Kammer 19 annähernd gleich dem atmosphärischen Druck, und die Betätigungsstange 8 befindet sich in ihrer äußersten linken Stellung, um dadurch die Kupplung 2 in einen vollstän­ dig eingekuppelten Zustand zu bringen. Wenn in diesem Zu­ stand alle Erregungswicklungen 14a, 19a und 23a erregt wer­ den, wird, da das Magnetventil 14 geöffnet wird und die Magnetventile 19 und 23 geschlossen werden, die hydrauli­ sche Druckquelle 16 über die Hydraulikleitung 13 mit der Kammer 15 in Verbindung gebracht, und der Druck in der Kam­ mer 15 wird erhöht. Somit wird die Betätigungsstange 8 in der durch einen Pfeil B angezeigten Richtung bewegt, wodurch die Kupplung 2 in eine ausgekuppelte Stellung kommt.

Wenn in diesem Zustand das Magnetventil 14 geschlossen und das Magnetventil 19 geöffnet wird, wird der Druck in der Kammer 19 über den Kanal 18 entspannt und verhältnismäßig schnell niedriger. Die Betätigungsstange 8 wird mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit, die der Verringerung des Drucks in der Kammer 15 entspricht, in der Richtung des Pfeils A bewegt, so daß die Kupplung 2 mit einer hohen Geschwindigkeit eingekuppelt werden kann. Wenn dagegen statt des Magnetventils 19 das Magnetventil 23 geöffnet wird, wird die Druckreduziergeschwindigkeit in der Kammer 15 niedriger, so daß das Einkuppeln der Kupplung 2 mit einer geringeren Geschwindigkeit durchgeführt werden kann. Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, daß, wenn die Magnetventile 19 und 23 gleichzeitig geöffnet werden, die Kupplung 2 sehr schnell eingekuppelt wird. Ferner kön­ nen nicht nur die drei Kupplungsbetätigungsgeschwindigkeiten, wie oben beschrieben, sondern auch irgendeine gewünschte Betätigungsgeschwindigkeit erhalten werden, indem ein impuls­ förmiges Signal zum periodischen Öffnen und Schließen der Magnetventile verwendet wird und ein geeignetes Tastver­ hältnis bei dem impulsförmigen Signal gewählt wird.

Eine erste Einrichtung 26 zum Steuern der Ansteuerströme in den Erregungswicklungen 14a, 19a und 23a der jeweiligen Ventile 14, 19 und 23 erhält ein Bremssignal S₁, das durch einen ersten Signalgenerator 27 erzeugt wird und den Betriebszustand einer (nicht dargestellten) Bremse an­ zeigt, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal S₁, das durch einen ersten Fühler 28 erzeugt wird und die Geschwindig­ keit des Fahrzeugs anzeigt, ein Drehzahlsignal S₃, das durch einen Fühler 29 erzeugt wird und die Dreh­ zahl des Verbrennungsmotors 4 anzeigt, sowie ein Startsignal S₄, welches von einem zweiten Signalgenerator 30 erzeugt wird und einen hohen Pegel einnimmt, wenn das Fahrzeug ge­ startet wird. Die erste Einrichtung erhält auch ein Stellungs­ signal S₅ von einem Stellungsfühler 31, das die Stellung der Betätigungsstange 8 anzeigt. Entsprechend diesen Ein­ gangssignalen gibt die erste Einrichtung 26 Erregungsströme I₁, I₂ und I₃ zum Steuern des Öffnens/Schließens der Mag­ netventile 14, 19 und 23 ab. Die Geschwindigkeit des Ein­ kuppelns der Kupplung 2 kann entsprechend der Kombina­ tion der Werte der Erregungsströme I₂ und I₃ bestimmt wer­ den.

In der dargestellten Ausführungsform weist die erste Einrichtung 26 einen Mikrocomputer auf, und das Einkuppeln der Kupplung 2 mittels des hydraulischen Zylinders 7 wird durch den Mikrocomputer auf der Basis der Eingangs­ daten gesteuert, wie oben beschrieben ist.

In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der ersten Einrichtung 26 dar­ gestellt. Die Signale S₁, S₃ und S₅ werden an entsprechende Analog-Digital-(A/D-)Umsetzer 32, 33 und 34 angelegt, um entsprechende binäre Digitaldaten D₂, D₃ und D₅ zu erhalten. Das Bremsensignal S₁, dessen Pegel hoch wird, wenn ein (nicht dargestelltes) Bremspedal gedrückt wird, das Start­ signal S₄ und die Digitaldaten D₂, D₃ und D₅ werden über eine Kopplungsschaltung 35 an die Zentraleinheit (CPU) 36 eines Mikrocomputers 37 angelegt. Die Zentraleinheit (CPU) 36 ist mit einem internen Speicher 38, in welchem ein Steu­ erprogramm zum Durchführen des Einkuppelvorgangs der Kupp­ lung 2 gespeichert ist, und mit einem Festwertspeicher (ROM) 39 verbunden. Ausgangsleitungen 40 bis 42 der Zentralein­ heit (CPU) 36 sind mit Ansteuer- oder Treiberschaltungen 43 bis 45 verbunden, um Erregungsströme I₁ bis I₃ den ent­ sprechenden Wicklungen 14a, 19a und 23a zuzuführen. Diese Treiberschaltungen 43 bis 45 werden durch die entsprechenden Signale gesteuert, die über die Ausgangsleitungen 40 bis 42 angelegt werden. In dieser Ausführungsform erzeugt jede der Treiberschaltungen 43 bis 45 einen vorbestimmten Erregungs­ strompegel an der entsprechenden Wicklung, wenn der Pegel der entsprechenden Ausgangsleitung ein Pegel "H" ist.

In Fig. 3 ist ein Flußdiagramm dargestellt, welches das in dem Mikrocomputer 37 gespeicherte Steuerprogramm wieder­ gibt, durch welches das Einkuppeln der Kupplung 2 gesteuert wird. In der nachstehenden Beschreibung ist festgelegt, daß der Wert der Stellung L gleich null ist, wenn die Betätigungs­ stange 8 in ihre äußerste linke Stellung bewegt wird, und gleich L_max ist, wenn die Betätigungsstange 8 in ihre äußerste rechte Stellung bewegt wird. Wie aus der vorste­ henden Beschreibung zu ersehen ist, befindet sich die Kupplung 2 in dem vollständig ein­ gekuppelten Zustand, wenn L=0 ist, und befindet sich in einem vollständig ausgekuppelten Zustand, wenn L=L_max ist. Die Zone, die durch einen unteren Grenzwert L_a der Stellung L und einen oberen Grenzwert L_b der Stellung festgelegt ist, ist die sogenannte halb-eingekuppelte Zone, in welcher die Kupplung 2 aufgrund einer Schlupfbedingung nicht vollständig eingekuppelt ist.

Wenn der (nicht dargestellte) Energieversorgungsschalter der Einrichtung ausgeschaltet ist, ist, da alle Wicklungen der Magnetventile 14, 19 und 23 entregt sind, die Verschiebung L der Betätigungsstange 8 gleich null, so daß die Kupp­ lung 2 vollständig eingekuppelt ist.

Die Durchführung des in Fig. 3 dargestellten Programms be­ ginnt, wenn die elektrische Energie der Einrichtung 1 durch Anschalten des (nicht dargestellten) Energieversorgungs­ schalters zugeführt wird. Entsprechend dem Zuführen der elektrischen Energie werden die Wicklungen der Magnetven­ tile 14, 19 und 23 erregt, um den hydraulischen Druck in der Kammer 15 (Schritt 41) zu erhöhen, so daß die Betäti­ gungsstange 8 in die äußerste rechte Stellung gebracht wird. Beim Schritt 42 wird unterschieden, ob die Stellung L gleich L_max geworden ist oder nicht, und der Schritt 41 wird wiederholt durchgeführt, wenn das Ergebnis der Unter­ scheidung beim Schritt 42 Nein ist. Das Ergebnis der Unter­ scheidung beim Schritt 42 wird Ja, wenn der Wert der Stel­ lung L L_max erreicht (Schritt 43). Das Verfahren geht dann auf den Schritt 44 über, bei welchem entschieden wird, ob der Pegel des Startsignals S₄ hoch ist oder nicht. Folglich wird die Kupplung, welche zu Beginn in dem vollständig eingekuppelten Zustand ist, vollständig gelöst, so daß dann das Fahrzeug bereit zum Starten ist, worauf dann der Schritt 44 wiederholt wird, bis der Pegel des Startsignals, S₄ "H" wird.

Wenn der Pegel des Startsignals S₄ hoch wird, und das Er­ gebnis der Unterscheidung beim Schritt 44 Ja wird, werden beide Magnetventile 19 und 23 durch Entregen der Wicklungen 19a und 23a gleichzeitig geöffnet (Schritt 45). Folglich nimmt dann der Druck in der Kammer mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit ab. Dadurch wird dann die Betätigungs­ stange 8 sehr schnell in der Richtung bewegt, in welcher die Kupplung 2 einkuppelt (in der Richtung, welcher der Wert von L abnimmt). Der Wert der Stellung L wird durch die auf dem Stellungssignal S₅ basierenden Daten D₅ angezeigt, und ob der Wert der Stellung L L_c erreicht oder nicht, wel­ ches der Wert unmittelbar vor der vorstehend erwähnten halb-eingekuppelten Zone ist, oder nicht, wird dann fest­ gelegt (Schritt 45). Wenn L ≦ L_c ist, dann wird beim Schritt 46 festgelegt, ob die Drehzahl N einen vorbestimmten Wert N_a erreicht hat oder nicht, der ausreicht, um den Einkuppel­ vorgang der Kupplung 2 zu starten. Der Wert N_a kann hinsicht­ lich der Leistung des Motors usw. entsprechend festgesetzt werden. Wenn N < N_a ist (d. h. wenn die Maschine leerläuft), werden die Magnetventile 19 und 23 durch Erregen der Wick­ lungen 19a und 23a (Schritt 48) geschlossen, und die Stellung der Betätigungsstange 8 wird in der durch den Wert L_c ange­ zeigten Stellung gehalten.

Wenn die Drehzahl N gleich oder größer als N_a wird, da der Fahrer das Gaspedal gedrückt hat, wird von der ersten Einrichtung 26 (Schritt 49) der Erregungsstrom zum Ansteuern des hydraulischen Zylinders 7 in der Weise erzeugt, daß das Einkuppeln der Kupplung 2 mit einer Geschwindigkeit durchgeführt wird, die zu der Dreh­ zahl N in Beziehung steht. In dieser Ausführungsform werden dann die Erregungsströme von den Treiberschaltungen 44 und 45 erzeugt. Es gibt drei mögliche Kombinationen der Pegel der zwei Erregungsströme von den Treiberschaltungen 44 und 45, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit des hydraulischen Zy­ linders 7 in drei Stufen geändert werden kann. Das heißt, die höchste Arbeitsgeschwindigkeit wird erhalten, wenn die beiden Ansteuer- oder Treiberschaltungen 44 und 45 ent­ sprechend den hohen Pegeln auf den Ausgangsleitungen 41 und 42 Erregungsströme (I₂ und I₃) erzeugen, die mittlere Betriebsgeschwindigkeit wird erhalten, wenn nur die Trei­ berschaltung 44 entsprechend dem hohen Pegel der Ausgangs­ leitung 41 einen Erregungsstrom (I₂) erzeugt, und die nie­ drigste bzw. langsamste Betriebsgeschwindigkeit wird er­ halten, wenn nur die Treiberschaltung 45 entsprechend dem hohen Pegel auf der Ausgangsleitung 42 einen Erregungsstrom (I₃) erzeugt.

Eine Datentabelle, welche erkennen läßt, welche Arbeits­ geschwindigkeit des hydraulischen Zylinders 7 bezüglich der Drehzahl zu wählen ist, ist in dem Festwertspeicher (ROM) 39 gespeichert; Daten D₀, welche die zu diesem Zeitpunkt anzuwendende Betriebsgeschwindigkeit anzeigen, werden aus dem Festwertspeicher (ROM 39) entsprechend dem Anliegen der Daten D₃ an dem Festwertspeicher (ROM) 39 ausgelesen. Die Daten D₀ werden in der Zentraleinheit (CPU) 36 verarbeitet, und die Ansteuer- oder Treiberschaltungen 44 und 45 werden in der Weise angesteuert, daß das Einkuppeln der Kupplung 2 bei der durch die Daten D₀ angezeigten Betriebsgeschwindig­ keit durchgeführt werden. Folglich wird der hydraulische Zylinder 7 so gesteuert, daß das Einkuppeln der Kupplung 2 mit einer Geschwindigkeit durchgeführt wird, die zu der Motordrehzahl in Beziehung steht. Wenn daher die Stellung L der Betätigungsstange 8 sich in der halb-eingekuppelten Zone befindet, steigt, wenn das Gaspedal langsam gedrückt wird, die Drehzahl des Motors allmählich an, so daß die Geschwindigkeit beim Einkuppeln der Kupplung 2 niedrig ist. Wenn dagegen das Gaspedal schnell gedrückt wird, steigt die Motordrehzahl schnell an, so daß die Geschwindigkeit beim Einkupppeln der Kupplung hoch wird. Da sich die Ge­ schwindigkeit beim Einkuppeln der Kupplung 2 in Abhängig­ keit davon ändert, wie schnell bzw. langsam das Gaspedal ge­ drückt wird, kann das Fahrzeug entsprechend dem Drücken des Gaspedals aus dem Stand beschleunigen.

Um zu verhindern, daß der Motor durch fortwährendes Ein­ kuppeln der Kupplung 2 zum Stillstand gebracht wird, wenn die Motordrehzahl wegen des Loslassens des Gaspedals oder wegen einer plötzlichen Belastungszunahme bei dem halb-ein­ gekuppelten Zustand der Kupplung 2 auf eine Motor-Leerlauf­ drehzahl abgesenkt wird, wird festgestellt, ob die Motordrehzahl N niedriger als der vorbestimmte Wert N_b ist, welcher die Motor-Leerlaufdrehzahl anzeigt (Schritt 50). Wenn N < N_b ist, werden die Wicklungen 14a, 19a und 23a der Magnetventile 14, 19 und 23 erregt, und die Stellung L des Betätigungsstabs 8 kehrt einmal auf L_c zurück (Schritt 51) und dann wird der Steuervorgang von dem Schritt 47 an wiederholt. Folglich ist der Wert der Mo­ tordrehzahl N während der Dauer, während welcher die Kupp­ lung eingekuppelt ist, immer überwacht, und die Stellung der Betätigungsstange 8 kehrt bei dem Zustand N < N_b auf L_c zurück, so daß verhindert wird, daß der Motor zum Still­ stand gebracht wird, solange die Kupplung halb-eingekuppelt ist.

Wenn N ≧ N_b ist, wird unterschieden (Schritt 52), ob die Änderungsgröße R in der Fahrzeuggeschwindigkeit, d. h. die Beschleunigung, größer als der vorbestimmte Wert R₀ ist oder nicht. Wenn der Wert R nicht größer als der vorbestimmte Wert R₀ ist, wird ein Schlupfwert S auf der Basis der Fahr­ zeuggeschwindigkeit, der Motordrehzahl N und dem Übersetzungs­ verhältnis des Geschwindigkeitswechselgetriebes berechnet (Schritt 53). Wenn dagegen der Wert R größer als der vorbe­ stimmte Wert R₀ ist, wird das Magnetventil 14 durch Erregen der Wicklung 14a für kurze Zeitdauer geöffnet, um die Be­ tätigungsstange 8 etwas in Richtung des Pfeils B umzukehren (Schritt 54), und dann geht das Steuerverfahren beim Schritt 53 weiter. Durch diese Anordnung kann eine plötzliche Än­ derung in der Fahrzeuggeschwindigkeit und folglich ein unruhi­ ges Fahren beim Start verhindert werden, wodurch dann ein angenehmes Fahren gewährleistet ist.

Ob der beim Schritt 53 berechnete Wert von S null oder nicht ist, wird dann entschieden (Schritt 55). Wenn der Wert von S nicht null ist, d. h. wenn die Kupplung 2 nicht vollständig eingekuppelt ist, kehrt das Steuerverfahren auf den Schritt 49 zurück, um das Einkuppeln der Kupplung 2 zu wiederholen, wie oben beschrieben ist. Wenn der Wert von S null ist, werden die beiden Magnetventile 19 und 23 durch Erregen der Wicklungen 19a und 23a erregt, und die Betäti­ gungsstange 8 wird mit der höchsten Geschwindigkeit in der Richtung des Pfeils A bewegt (Schritt 56). In diesem Fall wird der Betrieb so überwacht, daß die Stellung L der Be­ tätigungsstange 8 null erreicht (Schritt 56). Wenn L=0 ist, ist das Einkuppeln der Kupplung 2 beendet.

In Fig. 4 ist ein Beispiel eines Einkuppelvorgangs der Kupp­ lung 2 mittels der Einrichtung 1 dargestellt. Wenn der Energieversorgungsschalter zum Zeitpunkt t = t₁ angeschal­ tet wird, werden die Wicklungen 14a, 19a und 23a der Mag­ netventile 14, 19 und 23 erregt, und die Betätigungsstange 8 wird in der Richtung des Pfeils B bewegt. Wenn dann die Betätigungsstange 8 die äußerste rechte Stellung erreicht (t = t₂), wird das Magnetventil 14 geschlossen. Wie oben beschrieben, ist die Kupplung 2, welche zum Zeitpunkt t = t₁ in eingekuppeltem Zustand war, zum Zeitpunkt t = t₂ voll­ ständig gelöst, so daß das Fahrzeug zum Starten bereit ist, der Steuervorgang wartet dann darauf, bis der Pegel des Startsignals S₄ "H" wird. Wenn der Pegel des Startsignals S₄ zum Zeitpunkt t = t₃ "H" wird, wird die Betätigungsstange 8 in der Richtung des Pfeils A bewegt.

Nachdem die Kupplung 2 zum Zeitpunkt t = t₄ halb-eingekuppelt wird, bewegt sich die Betätigungsstange 8 mit einer Ge­ schwindigkeit, die zu der Motordrehzahl in Beziehung steht, in der Richtung des Pfeils A. Wenn jedoch N aus irgend­ einem Grund zum Zeitpunkt t₅ kleiner als N_b wird, wird die Betätigungsstange 8 in der Richtung des Pfeils B vorge­ schoben, und die Stellung L wird auf L_c zurückgebracht, so­ bald die halb-eingekuppelte Zone verlassen wird. Wenn die Stellung L zum Zeitpunkt t₆ L_c wird, wird wieder entschie­ den, ob N gleich oder größer als N_a geworden ist. Wenn N ≧ N_a ist, wird der Einkuppelvorgang der Kupplung 2 wieder aufgenommen, und der Zustand der Kupplung 2 geht wieder in den halb-eingekuppelten Zustand.

Wenn zum Zeitpunkt t = t₇ unterschieden wird, daß die Ge­ schwindigkeit des Einkuppelvorgangs der Kupplung 2 zu schnell ist und die Beschleunigung der Fahrzeuggeschwindig­ keit größer als der vorbestimmte Wert wird, wird die Be­ tätigungsstange 8 durch Öffnen des Magnetventils 14 für einen kurzen Zeitabschnitt um einen vorbestimmten Wert in der Richtung des Pfeils B umgekehrt und wird dann in der Richtung des Pfeils A bewegt. Wenn folglich zum Zeitpunkt t₈ die Kupplung 2 aus dem halb-eingekuppelten Zustand herausgeht und der Schlupf null wird, werden die Magnetventile 19 und 23 geöffnet, um die Betätigungsstange 18 mit der höchsten Geschwindigkeit in der Richtung des Pfeils A zu bewegen. Wenn der Zustand, wenn L = 0 ist auf der Basis des Signals S₅ von dem Stellungsdetektor 31 festgestellt wird, ist das Einkuppeln der Kupplung (zum Zeit­ punkt t = t₉) beendet.

Die Entscheidungspunkte, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, sollten einer Entscheidung in einem kurzen sich wiederholen­ den Zyklus unterzogen werden, und vorzugsweise sollte die Entscheidung im Hinblick auf die Ansprechgeschwindigkeit der Magnetventile jeweils alle 50 ms getroffen werden. Das Bremsensignal S₁, das durch die Betätigung des Bremspedals erhalten worden ist, wird als ein Unterbrechungssignal an der Zentraleinheit (CPU) 36 in der ersten Einrichtung 26 ver­ wendet. Entsprechend dem Eingang des Bremssignals S₁ wird das Einkuppeln der Kupplung 2 gestoppt, und deren Lösen wird durchgeführt. Wie oben beschrieben, besteht in der erfindungsgemäßen Einrichtung, da der Einkuppelvorgang nicht durchgeführt wird, wenn nicht das Startsignal S₄ eingegeben ist, nicht die Gefahr eines plötzlichen Starts, selbst wenn der Motor nach dem Einschalten des Zündschal­ ters versehentlich im Leerlauf belassen wird.

Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Ansteuersystem des hydraulischen Zylinders 7 in der Weise eingerichtet werden kann, daß die Geschwindigkeit des Ein­ kuppelns der Kupplung 2 so gesteuert werden kann, daß die in drei Stufen geändert wird, kann das Ansteuersystem in der Weise eingerichtet oder ausgelegt werden, daß die Ge­ schwindigkeit des Einkuppelvorgangs der Kupplung 2 ent­ sprechend der Motordrehzahl stufenlos gesteuert wird.

In Fig. 5 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Ansteuer­ systems für die Wicklungen 19a und 23a dargestellt, in welchem die Geschwindigkeit des Einkuppelvorgangs der Kupp­ lung 2 stufenlos proportional zu der Motordrehzahl gesteuert wird. Das in Fig. 5 dargestellte Ansteuersystem hat einen Impulsgenerator 61 zum Erzeugen eines Impulsfolge-Signals PT, dessen Tastverhältnis entsprechend dem Pegel des Sig­ nals S₂ gesteuert wird. Das Tastverhältnis wird proportio­ nal zu der Motordrehzahl geändert, und das Impulsfolge- Signal PT wird an einen Eingangsanschluß jeder der UND- Schaltungen 62 und 63 angelegt. Die anderen Eingangsan­ schlüsse der UND-Schaltungen 62 und 63 sind mit Aus­ gangsleitungen 41 bzw. 42 verbunden, und die Ausgangsan­ schlüsse der UND-Schaltungen 62 und 63 sind mit entsprechen­ den Leistungsverstärkern 64 und 65 verbunden, um die im­ pulsförmigen Erregungsströme an den Wicklungen 19a bzw. 23a zu erzeugen.

Wenn bei dieser Anordnung die Pegel der Ausgangsleitungen 41 und/oder 42 hoch werden, werden die Wicklungen 19a und/ oder 23a durch die Impulsströme erregt, deren Tastverhält­ nisse proportional zu der Motordrehzahl groß werden. Folg­ lich kann die Geschwindigkeit des Einkuppelvorgangs der Kupplung 2 stufenlos proportional zu der Drehzahl gesteuert werden.

Obwohl die vorstehende Beschreibung sich auf eine Aus­ führungsform bezieht, in welcher die Erfindung bei der Starteinrichtung eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor an­ gewendet ist, ist die Erfindung selbstverständlich auf diese Ausführungsform nicht beschränkt und kann auch bei dem auto­ matischen Einkuppeln einer Kupplung für irgendeinen anderen Zweck angewendet werden.

Da, wie oben beschrieben, gemäß der Erfindung die Ge­ schwindigkeit des Einkuppelvorgangs der Kupplung bezüglich der Drehzahl gesteuert wird, kann der Einkuppelvorgang entsprechend dem Grad des Durchdrückens des Gaspedals glatt und zügig bewirkt werden. Ferner ist der Motor davor ge­ schützt, daß er während des Einkuppelns der Kupplung zum Stillstand gebracht wird und das Einkuppeln der Kupplung kann glatter und ruhiger als bei herkömmlichen Einrichtungen durchgeführt werden.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Steuerung der Kupplung eines Verbren­ nungsmotors mit

• a) einem Betätigungselement (7, 8, 11) für das Ein- und Ausrücken der Kupplung (2),
• b) einem Fühler (29) zur Erzeugung eines der Drehzahl des Verbrennungsmotors (4) entsprechenden ersten Drehzahl­ signals (S3),
• c) einem Fühler (28) zur Erzeugung eines der Drehzahl der Getriebeeingangswelle entsprechenden zweiten Drehzahl­ signals (S2),
• d) einer diese Drehzahlsignale verarbeitenden Steuerein­ richtung (26), deren Ausgangssignale über ansteuernde Anordnungen (14, 19, 23) die Bewegungen des Betäti­ gungselements steuern,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (26)

• e) eine Bewegung des Betätigungselements in Einkuppel­ richtung der Kupplung nur zuläßt, wenn die Motordreh­ zahl einen vorbestimmten, für den Einkuppelvorgang ausreichenden Wert überschreitet,
• f) die Einkuppelgeschwindigkeit in Beziehung zur Motor­ drehzahl setzt und das Betätigungselement derart steuert, daß oberhalb der vorbestimmten Motordrehzahl die Einkuppelgeschwindigkeit mit steigender Motordreh­ zahl ansteigt, und
• g) aus dem ersten und zweiten Drehzahlsignal die Schlupf­ rate der Kupplung berechnet und bewirkt, daß bei Er­ reichen eines Schlupfwertes "Null" der Einkuppelvor­ gang mit einer erhöhten Einkuppelgeschwindigkeit fort­ gesetzt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Betätigungselement einen mit der Kupplung (2) verbundenen, hydraulischen Zylinder (7), eine hydraulische Druckquelle (16) und eine Regulierein­ richtung aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reguliereinrichtung ein erstes Ventil (14) zum Verringern des Druckes, der auf den hy­ draulischen Zylinder (7) bei einer verhältnismäßig hohen Einkuppelgeschwindigkeit ausgeübt wird, und ein zweites Ventil (19) zum Verringern des Druckes aufweist, der auf den hydraulischen Zylinder (7) bei einer verhältnismäßig niedrigen Einkuppelgeschwindigkeit ausgeübt wird, und daß die beiden Ventile (14, 19) selektiv durch Ausgangssigna­ le der ersten Einrichtung betätigt werden, um dadurch den Einkupplungsvorgang bei einer auf die Motordrehzahl bezo­ genen Einkuppelgeschwindigkeit einzuleiten.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Einrichtung (26) impuls­ förmige Signale erzeugt, deren Tastverhältnis entsprechend der Einkuppelgeschwindigkeit gesteuert wird, und daß die impulsförmigen Signale an die Ventile (14; 19) angelegt werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Einrichtung (26) so aus­ gebildet ist, um festzustellen, ob die Drehzahländerung des Verbrennungsmotors einen vorbestimmten Wert erreicht hat, und die das Betätigungselement (7, 16) für eine kur­ ze Zeitspanne in der Weise ansteuert, daß die Kupplung (2) in ihrer Auskuppelrichtung betätigt wird, wenn die Drehzahländerung den vorbestimmten Wert erreicht.