DE3334724C2 - Einrichtung zur Regelung eines Motors und einer automatischen Kupplung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
Einrichtung zur Regelung eines Motors und einer automatischen Kupplung eines KraftfahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur
Regelung eines Motors
und einer automatischen Kupplung eines Kraftfahrzeuges mit einem
vom Fahrer zu betätigenden Geber zur Steuerung des
Motors.
Es müssen beispielsweise beim Rangieren eines Fahrzeu
ges Geschwindigkeiten gefahren werden können, die noch
unterhalb der Geschwindigkeit liegen, die im ersten
Gang oder Rückwärtsgang bei Motorleerlaufdrehzahl ein
kuppelt fahrbar sind. Dieses ist bisher nur möglich,
wenn mit schleifender Kupplung gefahren wird. Bei kon
ventionellen Fahrzeugen ist dieser Fahrzustand vom
Fahrer mit Hilfe des Kupplungspedals und des Gaspedals
einigermaßen leicht zu beherrschen. Bei automatischen
Kupplungen entfällt das Kupplungspedal und der Fahrer
hat nur noch das Gas- oder Fahrpedal (nachfolgend auch
Geber genannt). Die Möglichkeit des Fahrers zur fein
stufigen Dosierung des Kupplungseingriffs sind damit
erheblich eingeschränkt. Weiterhin strebt bei drehzahl
geregelten Motoren, z. B. bei in Nutzfahrzeugen allge
mein üblichen, mit einer Einspritzpumpe versehenen Die
selmotoren, die Drehzahlregelung - abhängig von der Gas
pedalstellung - eine bestimmte Drehzahl an. Dieses ge
schieht unabhängig davon, welche Last der Motor zu zie
hen hat, also wie stark der Kupplungseingriff ist. Da
der Kupplungseingriff aber in der Regel drehzahlabhän
gig erfolgt, ist besonders im unteren Gaspedalstellbe
reich eine genaue Dosierung des Fahrpedals (Gaspedal)
sehr schwierig. Eine genau dosierte Regelung des Kupp
lungseingriffs, abhängig von der Motordrehzahl oder
von der Fahrzeugbeschleunigung, ist also kaum möglich,
da der Motor mittels des Drehzahlgebers die ihm fest
vorgegebene Drehzahl anstrebt, egal wie hoch die Motor
last durch einen kleinen oder großen Kupplungseingriff
ist. Es besteht also einmal das Problem, daß die Motor
drehzahl im Einkuppelbereich nicht ausreichend fein
dosiert ist, und weiterhin, daß die Drehzahlregelung
des Motors eine Abstufung unmöglich mache. Der Fahrer
hätte dann nur noch die Möglichkeit, über ein ständiges
Vor- und Zurückbewegen des Fahrpedals sehr kleine Fahr
geschwindigkeiten einzustellen.
Die DE-PS 23 07 702 hat die Steuerung einer automatischen
Kupplung für das Anfahren und beim Gangwechsel zum In
halt. Die oben geschilderten Probleme beim Rangieren
mit sehr kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten und das vor
nehmlich bei drehzahlgeregelten Motoren auftretende
Problem, daß sich die beiden Regler, Drehzahlregler und
Kupplungsregler kaum in Deckung bringen lassen, bleiben
darin ungelöst.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine feine
Abstufbarkeit der Fahrgeschwindigkeit über den gesamten
Fahrgeschwindigkeitsbereich, insbesondere bei sehr klei
nen Fahrzeuggeschwindigkeiten, erreicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Kennzeichen des
Anspruchs 1 angegebene Ausbildung.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin
dung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung ist vor allem für den automatischen Ein
kuppelvorgang und die automatische Motorsteuerung im
untersten Drehzahlbereich anwendbar. Grundsätzlich ist
sie aber auch im gesamten Einkuppelbereich einsetzbar.
Durch die durch die Erfindung geschaffene Möglichkeit,
auch mit Fahrzeuggeschwindigkeiten fahren zu können,
die unterhalb der mit dem kleinsten Gang eingekuppelt
bei Motorleerlaufdrehzahl fahrbaren Geschwindigkeit
liegen, wird beispielsweise das Rangieren des Fahrzeugs
und das Herausfahren aus beispielsweise einem Sandloch,
wenn das Fahrzeug festgefahren sein sollte, wesentlich
erleichtert. In gewissen Fällen vermag die Schaltung
so einen sonst extra im Getriebe vorgesehenen Kriech
gang zu ersetzen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten
Zeichnung näher erläutert werden.
Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen
Motor 2, dessen Kraftstoffzufuhr durch einen Geber 4
gesteuert wird. Der Motor 2 ist mittels einer Weile 6,
deren Drehzahl mit Hilfe eines Drehgebers 8 abgetastet
und ermittelt wird, mit einer Kupplung 10 verbunden,
die wiederum über eine Welle 12 mit einem Getriebe 14
verbunden ist, das über eine Welle 16 die Räder 18
eines Fahrzeugs antreibt, von denen aus Gründen der
Vereinfachung nur ein Rad dargestellt ist, und deren
Drehzahl von einem zweiten Drehgeber 19 abgetastet und
ermittelt wird.
Zwischen dem Geber 4 und dem Motor 2, der Kupplung 10
sowie dem Getriebe 14 ist zur Steuerung der Motordreh
zahl und des Kupplungsmomentes oder einer zum Kupplungs
moment proportionalen Größe eine Regeleinrichtung 20
geschaltet, die eine Motordrehzahl-Regeleinrichtung 22,
eine Kupplungssteuereinrichtung 24 und eine Fahrzeug-
Geschwindigkeits-Regeleinrichtung 26 aufweist.
Der Geber 4 weist einen Signalausgang 28 auf, der mit
einem Signaleingang 30 der Motordrehzahl-Regeleinrich
tung 22 und einem Signaleingang 32 der Fahrzeug-Ge
schwindigkeits-Regeleinrichtung 26 verbunden ist, die
aus dem jeweiligen Stellweg-Signal des Gebers 4 einen
Fahrzeuggeschwindigkeits-Sollwert VFSoll gewinnt,
der über einen Signalausgang 33 abgegeben wird.
Ein weiterer Signaleingang 34 der Motordrehzahl-Regel
einrichtung 22 und ein Signaleingang der Kupplungssteuer
einrichtung 24 sind mit dem Signalausgang des Drehgebers
8 verbunden.
Der Drehgeber 19 weist einen Signalausgang 38 auf, der
mit einem Signaleingang 40 einer Vergleichseinrichtung
42 verbunden ist.
Die Sollwert-Signale VFSoll der Fahrzeug-Geschwindig
keits-Regeleinrichtung 26 werden einem zweiten Signal
eingang 43 der Vergleichseinrichtung 42 zugeführt und
mit dem vom Drehgeber 19 gelieferten Signalwert VF
verglichen. Am Ausgang der Vergleichseinrichtung 42
steht ein Signal an, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeits-
Sollwert VFSoll erreicht oder überschritten wird. Das
Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 42 wird negier
ten Eingängen und UND-Gattern 44 und 46 zugeführt, an
deren zweiten Eingängen das Ausgangssignal der Motordreh
zahl-Regeleinrichtung 22 bzw. der Kupplungssteuerein
richtung 24 anliegt. Ist also der Wert VF ≧ VFSoll,
werden die UND-Gatter 44 und 46 gesperrt.
Die Regeleinrichtung 20 dient dazu, den Stellwegen des
Gebers 4 bestimmte feste Fahrzeuggeschwindigkeiten zu
zuordnen, und zwar für wenigstens solche Fahrzeugge
schwindigkeiten, die unterhalb der Fahrzeuggeschwin
digkeit liegen, die mit dem jeweils eingelegten Gang
bei Motorleerlaufdrehzahl eingekuppelt fahrbar sind,
insbesondere bei den ersten beiden Gängen und im Rück
wärtsgang.
Hat der Fahrer beispielsweise den ersten Gang oder den
Rückwärtsgang eingeschaltet, so wird in Abhängigkeit
von dem Stellweg des Gebers 4 und der Motordrehzahl
(ermittelt durch den Drehgeber 8) in der Motordreh
zahl-Regeleinrichtung 22 der untere Stellbereich für
niedrige Motordrehzahlen, beispielsweise von der Leer
laufdrehzahl bis zu einer Drehzahl nMot = 1200 ver
größert, beispielsweise bis zum halben Gesamtstellweg,
d. h. über einen vergrößerten Stellweg des Gebers 4
werden niedrigere Motordrehzahlen eingeregelt, und
wird in Abhängigkeit von der Motordrehzahl das Kupp
lungsmoment K so gesteuert, daß bis zu einer bestimmten
Motordrehzahl (beispielsweise 1000) das Kupplungsmoment
ansteigt und danach konstant bleibt oder den Maximal
wert erreicht.
Das den Stellweg des Gebers 4 kennzeichnende Signal wird
der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinrichtung 26 zur Aus
wertung und Ermittlung eines zugeordneten Sollwertes
(VFSoll) zugeführt, und zwar bis zu einem vorbestimmbaren
Teil des Gesamtstellweges, beispielsweise wie in der
Zeichnung dargestellt, bis zum halben Gesamtstellweg
des Gebers.
Stellt die Vergleichseinrichtung 42 fest, daß die je
weils vom Drehgeber 19 ermittelte Fahrzeuggeschwindig
keit VF den Sollwert VFSoll übersteigt, werden die
UND-Gatter 44 und 48 gesperrt und wird die Kupplung in
Richtung Auskuppeln betätigt. Unterschreitet der Wert
den Sollwert VFSoll, werden die UND-Gatter 44 und
46 freigegeben und wird die Kupplung in Richtung Ein
kuppeln betätigt. Hierdurch wird die Fahrzeuggeschwin
digkeit entsprechend dem Stellweg des vom Fahrer zu be
tätigenden Gebers 4 auf den dem Stellweg zugeordneten
Geschwindigkeitssollwert VFSoll eingeregelt.
Diese Regelung ist insbesondere vorgesehen für einen
vorbestimmbaren Teil des Gesamtstellweges des Gebers 4,
beispielsweise bis zum halben Gesamtstellweg. Übersteigt
der vom Fahrer über den Geber 4 vorgegebene Stellwert
diesen Bereich, wird die Regelung abgeschaltet und es
erfolgt volle Einkupplung.
Vorzugsweise ist ein Wahlschalter (nicht eingezeichnet)
vorgesehen, mit dem der Fahrer das oben beschriebene
geregelte Ein- und Auskuppeln durch die Regeleinrich
tung (20) in einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich,
der unterhalb der Fahrzeuggeschwindigkeit liegt, die
mit dem jeweiligen Gang bei Motorleerlaufdrehzahl ein
gekuppelt fahrbar ist, ein- oder ausschalten kann.
An Gefällen kann es vorkommen, daß das Fahrzeug aufgrund
der Hangabtriebskraft bergabrollt und dabei beschleunigt.
Es ist in diesem Falle günstig, die Kupplung in Richtung
Einrücken zu betätigen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
die bei Motorleerlaufdrehzahl eingekuppelt fahrbare Fahr
zeuggeschwindigkeit überschreitet. Dadurch kann das
Bremsmoment des Motors wirksam werden und ein weiteres
Beschleunigen des Fahrzeugs verhindert werden.
Claims (11)
1. Einrichtung zur Regelung eines Motors (2) und einer automatischen Kupplung (10)
eines Kraftfahrzeuges, mit einem vom Fahrer zu betätigenden Geber (4) zur
Steuerung des Motors (2), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) es ist eine Regeleinrichtung (20) vorgesehen, die zur Regelung der Kupplung (10) und des Motors (2) vorgesehen ist zur Erzielung von Fahrzeuggeschwin digkeiten, die unter den Leerlauf-Fahrzeuggeschwindigkeiten liegen;
- b) die Regeleinrichtung (20) enthält eine Fahrzeuggeschwindigkeitsregelein richtung (26), die dem jeweiligen Stellweg (s) des Gebers (4) eine Soll- Fahrzeuggeschwindigkeit (VFSoll) zuordnet, die unter der normalen Fahr zeuggeschwindigkeit liegt;
- c) die Regeleinrichtung (20) enthält weiter eine Kupplungsmomentsteuer einrichtung (24), die die Kupplung (10) bei Motordrehzahlen von etwa 800-1000 U/Min. auf Schleifen steuert;
- d) die Regeleinrichtung (20) enthält weiter eine Motordrehzahlregeleinrichtung (22), die dem Stellweg (s) des Gebers (4) feste Motordrehzahlen (nMot) zuordnet, wobei der Fahrpedalweg bei unteren Motordrehzahlen von etwa 800-1200 U/Min. gedehnt ist;
- e) die Regeleinrichtung (20) enthält weiter eine Vergleichseinrichtung (42), welche auf eine normale Regelung zurückschaltet, sobald die Fahrzeuggeschwindig keit (VF) größer oder gleich der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit (VFSoll) ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein die Drehzahl eines Fahrzeugrades (18) un
mittelbar oder mittelbar erfassender Drehgeber (19),
dessen Drehzahl-Signale (VF) der Vergleichseinrich
tung (42) zugeführt werden, und ein die Drehzahl des
Motors (2) vor der Kupplung (10) ermittelnder Dreh
geber (8), dessen Drehzahlsignale der Motorregelein
richtung (22) und der Kupplungsmomentsteuereinrich
tung (24) zugeführt werden, vorgesehen sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelein
richtung (26) zur Motordrehzahlregelung und Kupp
lungssteuerung Stellweg-Signale von dem vom Fahrer zu
bedienenden Geber (4) zugeführt werden, aus denen die
Fahrzeuggeschwindigkeitsregeleinrichtung (26) ein
Fahrzeuggeschwindigkeits-Sollwert-Signal für einen
vorgebbaren unteren Stellweg- bzw. Regelbereich
ermittelt und an die Vergleichseinrichtung (42)
weiterleitet, in der der Sollwert mit dem vom Dreh
geber (19) ermittelten jeweiligen Fahrzeuggeschwin
digkeitswert verglichen wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelung der Drehzahl des Motors (2) durch
die Fahrzeuggeschwindigkeitsregeleinrichtung (26) so
erfolgt, daß unabhängig von der Motorlast annähernd
eine vorgegebene, variierbare Fahrzeuggeschwindigkeit
eingehalten wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ein- und Auskuppelvorgänge der Kupplung (10)
über den gesamten Stellweg des Gebers (4) so geregelt
werden, daß ein Abweichen der Fahrzeuggeschwindigkeit
von einem vorgegebenen, variierbaren Sollwert vermie
den wird.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fahrzeuggeschwindigkeitsre
geleinrichtung (26) den Stellweg des Gebers (4)
bestimmte Fahrzeug-Soll-Geschwindigkeiten zuordnet
bis zu Stellwegen, bei denen der Motor (2) ohne
angehängte Last Drehzahlen erreicht, bei denen das
Drehmoment-Maximum des Motors liegt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuordnung bestimmter Fahrzeug-Soll-Geschwin
digkeiten zu den Stellwegen des Gebers (4) für wenig
stens die unteren zwei Vorwärtsgänge und den Rück
wärtsgang vorgesehen ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Bereich der Zuordnung der bestimm
ten Fahrzeug-Soll-Geschwindigkeiten zu den Stellwegen
des Gebers (4) zu Lasten des Reststellweges gestreckt
wird, so daß dem Fahrer eine feinstufigere Einstel
lung der Fahrzeuggeschwindigkeit ermöglicht wird.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der durch die Fahrzeuggeschwin
digkeitsregeleinrichtung (26) gesteuerte Ein- und
Auskuppelvorgang in einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbe
reich, der unterhalb der Fahrzeuggeschwindigkeit
liegt, die mit dem jeweiligen Gang bei Motorleerlauf
drehzahl eingekuppelt fahrbar ist, mit Hilfe eines
Wählschalters ein- oder ausschaltbar ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß bei vom Geber (4) vorgegebenen
Sollgeschwindigkeiten, die unterhalb der mit dem
jeweiligen Gang bei Motorleerlaufdrehzahl einge
kuppelt fahrbaren Fahrzeuggeschwindigkeit liegen, die
Kupplung (10) in Richtung Einkuppeln betätigt wird,
wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit größer
wird als die bei Motorleerlaufdrehzahl eingekuppelt
fahrbare Fahrzeuggeschwindigkeit.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der
Regelsignale für den Motor und die Kupplung minde
stens ein Mikrocomputer verwendet wird.
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