DE3334717A1

DE3334717A1 - Einrichtung zur steuerung eines motors und einer kupplung eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE3334717A1
Application number: DE19833334717
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1983-09-26
Filing date: 1983-09-26
Publication date: 1985-04-04
Anticipated expiration: 2003-09-27
Also published as: DE3334717C2

Description

Einrichtung zur Steuerung eines Motors und einer
Kupplung eines Kraftfahrzeuges Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen oder teilautomatischen Steuerung eines Motors und einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Einkuppelvorgang und das Anfahren eines Kraftfahrzeuges wird bei konventioneller Fahrzeugausstattung mit Kupplung und Gas- oder Fahrpedal vom Fahrer relativ gut beherrscht. Das Kupplungspedal wird dabei so betätigt, daß die Kupplung über einen kurzen Zeitraum Schlupf hat.
Bei automatischen Kupplungen entfällt das Kupplungspedal, und der Fahrer hat nur noch das Gas- oder Fahrpedal. Die Möglichkeiten des Fahrers zur feinsten Dosierung des Kupplungseingriffs sind damit erheblich eingeschränkt.
Weiterhin strebt bei drehzahlgeregelten Motoren, z.B bei in Nutzfahrzeugen allgemein üblichen, mit einer Einspritzpumpe versehenen Dieselmotoren, die Drehzahlregelung, abhängig von der Gaspedalstellung, eine bestimmte Drehzahl an. Dieses geschieht unabhängig davon, welche Last der Motor zu ziehen hat, also wie stark der Kupplungseingriff ist. Da der Kupplungseingriff aber in der Regel drehzahlabhängig erfolgt, ist besonders im unteren Fahr- bzw. Gaspedalstellbereich eine genaue Dosierung-des Fahr- bzw. Gaspedals sehr schwierig.
Eine genau dosierte Regelung des Kupplungseingriffs in Abhängigkeit von der Motordrehzahl oder von der Fahrzeugbeschleunigung ist also kaum möglich, da der Motor mittels des-Drehzahlregler die ihm fest vorgegebene Drehzahl anstrebt, egal wie hoch die Motorlast durch einen kleinen oder großen Kupplungseingriff ist.
Wenn der Fahrer also mit einer solchen Einrichtung anfährt, wird er im Normalfall, also wenn er nicht versucht,. mit sehr kleinem Fahrpedalweg anzufahren, soviel Gas geben, daß der Motor eine Drehzahl anstrebt, die oberhalb des Einkuppeldrehzahlbereiches, beispielsweise 1000 U/min., liegt.
Die Kuppungssteuerung wird aber versuchen, das Kuppelmoment so groß zu machen, daß der Motor die oberste Einkuppeldrehzahl nicht überschreitet. Wenn der Fahrer also nicht ausgesprochen vorsichtig das Fahrpedal beim Anfahren betätigt, wird mit maximalem Motorantriebsmoment bzw. Motordrehmoment und maximalem Kupplungsmoment eingekuppelt. Hierdurch ergibt sich eine sehr schlechte Dosierbarkeit. des Anfahrdrehmomentes. Ins besondere beim Rangieren ist die Dosierbarkeit des Anfahrdrehmoments völlig unzureichend.
Die PS 23 07 702 hat die Steuerung einer automatisierten Kupplung für das Anfahren und beim Gangwechsel zum Inhalt. Die oben geschilderten Probleme beim Rangieren mit sehr kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten und das vornehmlich bei drehzahlgeregelten Motoren auftretende Problem, daß sich die-beiden Regler, Drehzahlregler und Kupplungsregler, kaum in Deckung bringen lassen, bleiben darin ungelöst.
Der Fahrer wird in der Regel die Schnelligkeit des Anfahrvorganges in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrsituation gestalten, also z.B. an einer großen Steigung mit einem großen Kupplungsmoment anfahren.
Im Normalfall, in der Ebene, wird er den Anfahrvorgang jedoch nach Komfortgesichtspunkten gestalten.
Diese Möglichkeiten sind ihm durch die bekannten.
automatischen Kupplungssteuerungen genommen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein fein dosierbares Anfahren eines Kraftfahrzeuges möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft bei Nutzfahrzeugen mit automatisch arbeitenden Kupplungen einsetzbar, bei denen der Motor mit Hilfe eines Drehzahl reglers geregelt wird. Die Erfindung ist aber gleichermaßen vorteilhaft anwendbar bei nicht drehzahlgeregelten Motoren.
Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht ein fein dosierbares Anfahren, was insbesondere auch beim Rangierbetrieb von Vorteil ist.
Die Ermittlung des Fahrzeuggewichtes kann, wie in der deutschen Patentanmeldung P 32 46 201 beschrieben, durchgeführt werden.-Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden.
Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Motor 2, der über eine Welle 4 mit einer Kupplung 6 verbunden ist, die wiederum über eine Welle 8 mit einem Getriebe 10 verbunden ist, das von einer Getriebesteuereinrichtung 9 über Leitungen 13 gesteuert wird und über eine Welle 12 Räder 14 eines Kraftfahrzeuges antreibt, von denen nur ein Rad schematisch dargestellt ist.
Die Motordrehzahl wird von einem Drehgeber 16 abgetastet und erfaßt. Mit Hilfe eines Gebers 18, der üblicherweise das Gas- oder Fahrpedal ist, und dem eine Kick-down-Einrichtung 20 zugeordnet ist, wird die Kraftstoffzufuhr zum Motor 2 gesteuert, und zwar über einenDrehzahlregler 22, dem das Drehzahl-Signal des Drehgebers 16 zugeführt wird.
Außer der üblichen Kupplungssteuereinrichtung (nicht dargestellt) ist eine Einkuppelsteuereinrichtung 24 vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, die vom Drehgeber 16 ermittelt und bereitgestellt wird, in einem festgelegten Einkupplungs-Drehzahlbereich das Kupplungsmoment steuert, und zwar von 0 bei niedrigen Motordrehzahlen bis zum Maximalwert bei hohen Motordrehzahlen.
Eine Fahrzustands-Erfassungseinrichtung 26 dient der Ermittlung von Fahrparametern, wie Fahrbahnsteigung p, Fahrbahngefälle, Fahrzeuggewicht G usw. oder der Erfassung eines Kick-down-Betriebs oder der Anwahl eines Fahrprogrammwählers 28, mit dem beispielsweise ein Programm 'Rangieren" anwählbar ist.
Die Fahrparameter-Signale und die Signale, die einen Kick-down-Betrieb anzeigen oder die aus dem angewählten Programm abgeleitet sind, werden einer Motordrehzahl-Regeleinrichtung 30 zugeführt und dort verschiedenen zeitabhängigen vorgegebenen Motordrehzahlverläufen zugeordnet.
Die Motordrehzahl wird entsprechend in Abhängigkeit von diesen Signalen der Fahrzustands-Erfassungseinrichtung 26 und dem zugeordneten Drehzahlverlauf so geregelt, daß die Einkuppelsteuereinrichtung 24 in Abhängigkeit von diesen geregelten Motordrehzahlen, die vom Drehgeber 16 an die Einkupplungssteuereinrichtung 24 weitergeleitet werden, ein Einkuppeln der Kupplung 6 mit schnellerem Anstieg des Kupplungsmomentes oder langsamerem Anstieg des Kupplungsmomentes bewirkt.
So wird beispielsweise einem eine Fahrbahnsteigung und hohes Fahrzeuggewicht anzeigenden Signal ein Drehzahlverlauf mit größerer Steigung 29 zugeordnet, wodurch ein Einkuppelvorgang mit schnellem Anstieg des Kupplungsmomentes ausgelöst wird. Einem Rangierbetrieb wird ein Drehzahlverlauf mit geringerer Steigung 33 zugeordnet, wodurch ein Einkuppeln mit einem langsamen Anstieg des Kupplungsmomentes ausgelöst wird.
Die Fahr'zustandsgrößen bzw. Fahrparameter werden durch an sich bekannte Einrichtungen ermittelt und können wenigstens teilweise über die Getriebesteuereinrichtung 9 erfaßt werden. Zur Durchführung der Operationen und Ermittlung der Steuer- und Regelsignale werden vorzugsweise an sich bekannte Mikrocomputer eingesetzt.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zur automatischen oder teilautomatischen Steuerung eines Motors und einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges mit einer Kupplungs- und Motorsteuereinrichtung und mit einer Einrichtung (Geber) zur Betätigung der Motorsteuereinrichtung und einer Einrichtung zur Betätigung der Kupplungssteuereinrichtung, gekennzeichnet durch einen die Drehzahl des Motors unmittelbar oder miLLelbar abtastenden und ermittelnden Drehgeber (16), eine Einkuppeln steuereinrichtung (24), die in Abhängigkeit von der jeweiligen Motordrehzahl über einen festgelegten Einkuppel-Drehzahlbereich das Kupplungsmoment ausgehend vom Kupplungsmoment 0 bei niedriger Motordrehzahl bis zum maximalen Kupplungsmoment bei hoher Einkuppeldrehzahl des Motors erhöht, eine Fahrzustands-Erfassungseinrichtung (26) zur Erfassung bzw. Ermittlung wenigstens eines Fahrparameters, wie Fahrbahnsteigung, Fahrbahngefälle, Fahrzeuggewicht usw. oder eines Kick-down-Betriebs oder zur Anwahl eines Fahrprogrammes (28) und eine Motordrehzahl-Regeleinrichtung (30), die die Übertragung der vom Geber (18) bzw. Gas- oder Fahrpedal vorgegebenen Soll-Motorsteuergröße während eines Einkuppelvorganges sperrt und die den von der Fahrzustands-Erfassungseinrichtung (26) zugeführten Fahrparameter-Signalen oder Fahrprogremmsignalen verschiedene zeitabhängige Motordrehzahlverläufe innerhalb des Einkuppeldrehzahlbereiches zugeordnet und die die Motordrehzahl in Abhängigkeit von diesen Fahrparameter-Signalen oder Fahrprogrammsignalen und den zugeordneten zeitabhängigen Motordrehzahl-Verläufen und den vom Geber (18) vorgegebenen Motordrehzahlen für den Einkuppelvorgang regelt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrige Motordrehzahl geringfügig größer ist als die Motorleerlaufdrehzahl.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohe Einkuppeldrehzahi geringer ist als die Motordrehzahl beim maximalen Motordrehmoment.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkuppel-Steuereinrichtung (24) das Einkuppelmoment über den festgelegten Einkuppel-Drehzahlbereich von der kleinsten bis zur größten Drehzahl dieses Bereiches linear oder in kleinen Stufen erhöht.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem der ermittelten Fahrparameter, wie große Fahrbahnsteigung, großes Fahrbahngefälle, großes Fahrzeuggewicht usw. oder dem Kick-down-Betrieb oder dem gewählten Fahrprogramm der schnellstmögliche zeitabhängige Motordrehzahlverlauf (29) und damit die schnellstmögliche Erhöhung des Kupplungsmomentes K zugeordnet wird.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Fahrzuständen, die keinen besonders schnellen Aufbau des Kupplungsmomentes erfordern, also beispielsweise Fahren in der Ebene, eine nach Komfort-Kriterien festgelegter zeitabhängiger Motordrehzahlverlauf (31) und damit eine nach Komfort-Kriterien festgelegte Erhöhung des Kupplungsmomentes zugeordnet wird.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fahrprogramm "Rangieren" vorgesehen ist, dem eine sehr langsame Erhöhung der Motordrehzahl nach dem zeitabhängigen Motordrehzahlverlauf (33) und damit eine sehr langsame Erhöhung des Kupplungsmomentes zugeordnet ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Motordrehzahl und damit entsprechend des Kupplungsmomentes durch gleiche Beträge in gleichen Zeitabschnitten erfolgt.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzustandsgrößen bzw. die Fahrparameter wenigstens teilweise in einer Getriebesteuereinrichtung (9) ermittelt werden.
10. .Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Regelungs- und Steuersignale mindestens ein Mikrocomputer verwendet wird.