DE3490040C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Steuervorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Proportional-Signalgeber oder Sensor, der auf die Motordrehzahl anspricht, und einer Kette in Serie geschalteter digitaler Sensoren, die einem logischen UND-Gatter entspricht, wobei die Sensoren an Steuer- bzw. Führungsorganen des Kraftfahrzeugs gekoppelt sind, so daß am Ende der Kette zwei logische Zustände bestehen können, von denen der eine, als aktiver Zustand bezeichnete, einem Ausrückbefehl entspricht, der durch das Betätigungsmittel zum Verschieben der Kupplung zwischen zwei Endstellungen ausgeführt wird, in denen die Kupplung in einer Stellung ein- und in der anderen Stellung ausgekuppelt ist, wobei die Betätigungsmittel mit Steuermitteln verbunden sind, die diese in Abhängigkeit des Proportional-Signalgebers und des logischen Zustands am Ende der Sensorenkette so steuert, daß die Kupplung als Antwort auf den aktiven Zustand der Sensor-Kette in die eine Endstellung und bei nicht aktivem Zustand der Kette in die andere Endstellung gerückt wird, wobei die Einrückbewegung abhängig ist von einer Funktion, die sich oberhalb eines Schwellwertes aus der Motordrehzahl bestimmt.

Es sei in Erinnerung gerufen, daß ein Kraftfahrzeug im wesentlichen deshalb mit einer Kupplung ausgerüstet wird, weil die thermischen Verbrennungsmotoren (im weitesten Sinne) ein ausreichendes Motordrehmoment oder einen ausreichenden Wirkungsgrad nur in einem begrenzten Drehzahlbereich liefern, welcher deutlich kleiner ist als der Drehzahlbereich an der Antriebsachse; insbesondere muß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei einem abso­ luten Wert, nämlich Null beginnen, während unterhalb einer bestimmten Drehzahl der Motor im Leerlauf nicht in der Lage ist, seine Rotation aufrechtzuerhalten. Im praktischen Einsatz wird als Minimaldrehzahl des Motors, oft als Leerlaufdrehzahl bezeichnet, eine Dreh­ zahl eingestellt, welche wesentlich höher ist als die Grenzlangsamlaufdrehzahl, um einen Sicherheitsbereich zu erhalten, der derart bemessen ist, daß der Motor regelmäßig und rund läuft und in der Lage ist, ohne Ver­ zögerung auf eine Beschleunigung anzusprechen sowie einen zufriedenstellenden Betrieb der Hilfsaggregate, wie z. B. Lichtmaschine und Kühlung, sicherzustellen.

Die Vergrößerung des Drehzahlbereichs der Antriebswelle wird zum einen durch die Verwendung eines Getriebes mit mehreren Gängen erzielt. Das Wechseln der Gänge und das Anlassen des Fahrzeugs setzen voraus, daß die Kupplungs­ organe, das antreibende Organ das von der Schwungscheibe des Motors gebildet wird, und das angetriebene Organ, die mit der Eintrittswelle in das Getriebe verbundene Reibscheibe, von unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu Beginn der Kupplungsphase bewegt, sich progressiv aneinander festlegen, wobei die Differenzdrehzahl zur Null wird. Die Phase des Verschwindens der Differenz fällt zusammen mit einem Durchrutschen der Reiborgane der Kupplung.

Üblicherweise betätigt der Fahrzeuglenker, nachdem er ausgekuppelt und einen Gang eingelegt hat, das Gaspedal und beschleunigt den Motor, während er fortschreitend einkuppelt, wobei das Fortschreiten näherungsweise eine Stufe in der Drehzahl hervorruft.

Um eine automatische Steuerung der Kupplungen zu er­ halten, hat man sogenannte Zentrifugalkupplungen ge­ schaffen, bei denen die Klemmung eines Reibbelags zwischen treibenden und angetriebenen Organen durch ein Auseinanderstreben von Fliehgewichten herbeigeführt wird, welche an dem antreibenden Organ befestigt sind. Somit ist die Klemmkraft der Kupplung eine Funktion, die mit der Drehzahl des Motors wächst.

Diese Anordnung weist eine Anzahl von Nachteilen auf: Die Motorbremse verschwindet im unteren Leitungsbereich; der Drehzahlbereich, der den Übergang vom Beginn des Kuppelvorgangs zum eingerückten Zustand sicherstellt, ist wenigstens für einen gegebenen Abnutzungszustand des Reibbelags fixiert; daraus resultiert, daß dieser Drehzahlbereich des Motors nicht im Normalbetrieb ver­ wendet werden kann, und daß es oberhalb dieses Bereichs nicht möglich ist, die Kupplung zu betätigen. Darüber hinaus gestattet das starre Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und der Klemmung der Kupplung keine Anpassung an besondere Eingriffsbedingungen der Kupplung, insbesondere ist es nicht möglich, das Moment des Motors vollständig beim Anlassen im Grenzbereich und in Vollast zu verwenden.

In der franz. Patentanmeldung 24 87 462, angemeldet am 24. Juli 1981 unter der Nr. 81 14 797, ist eine auto­ matische Steuervorrichtung für eine Reibungskupplung be­ schrieben, in welcher die Stellung der Steuerorgane in dem Rutschbereich eingeregelt werden kann, wobei diese Position zwischen einer Stellung, in der die Übertragung des Drehmoments beginnt, und der eingekuppelten Stellung mittels eines Steuerprogramms, das auf die Drehzahl des Motors anspricht und gemäß einer vorbestimmten Charakteristik antwortet, geregelt werden kann. Die charak­ teristische Funktion kann entsprechend den Funktionsparametern des Motors gewählt werden. Des weiteren bestimmt eine logische Kette von Sensoren, die an Steuerorganen (z. B. Getriebe, Gas­ pedal, Bremsen) angeordnet sind, ob der Motor ausgekuppelt (beispielsweise um einen Gang zu wechseln) oder ob die Ein­ kuppelsteuerung in Gang gesetzt werden soll.

Es versteht sich, daß die in dieser Patentanmeldung beschriebene Anordnung eine Anzahl von Nachteilen be­ seitigen konnte, die den Fliehkraftkupplungen anhaften, insbesondere bei der Größe des Geschwindigkeitsbereichs, der der Rutschzone entspricht, und bei der mangelnden Anpassung der Lage dieses Bereichs an die Funktionsparameter des Motors. Unter einem zweiten Aspekt wurde vorgesehen, die Abnutzung der Reibbeläge zu kompensieren, indem die Ausgangsstellung der Kupplung bei jedem Anlassen des Motors registriert wird.

Gleichwohl paßt die beschriebene Vorrichtung nicht die Operation der Kupplung dem aktuellen reellen Moment an, das von dem Motor geliefert werden kann. Gewiß kann die Bestimmung der Funktion der Stellung des Gashebels Rechnung tragen, jedoch ist die Beziehung zwischen der Stellung des Gaspedals und dem verfügbaren Motordrehmoment nicht eindeutig, und hängt vom Typ des Motors, seiner Steuerung und dem Bereich ab, in dem er dreht.

Die Anmelderin hat Studien durchgeführt, insbesondere hinsichtlich der Verhaltensanalyse der Fahrzeuglenker während sie kuppeln; diese Analyse hat aufgezeigt, daß in einem ersten Zeitabschnitt, in welchem der durchschnittliche Fahrzeuglenker Gas gibt, um den Motor in einen Drehzahlbereich zu bringen, in welchem dieser in der Lage ist, ein brauchbares Moment zu liefern, was sich in einer Beschleunigung der Drehzahl äußert; wenn die gewünschte Drehzahl erreicht ist, kuppelt der Fahrzeuglenker, wobei seine Aktion sich durch eine annähernde Stabilisierung der Drehzahl äußert; wenn der Motor vollständig eingekuppelt ist, wird die Drehzahl anschließend an die gewünschte veränderte Drehzahl des Fahrzeugs angepaßt.

Diese Analyse des Verhaltens des typischen Fahrzeuglenkers verfeinernd hat die Anmelderin festgestellt, daß der typische Fahrzeuglenker im Laufe des Einrückens der Kupplung gleichzeitig die Betätigungsorgane für das Gas und die Kupplung derart betätigt, daß die Dreh­ zahl des Motors, anstatt sich auf einem normalen Niveau zu stabilisieren, zu Beginn des Einrückens über ein Maximum hinwegführt, wonach sie sich anschließend ein wenig bis zu dem Moment vermindert, in dem die Eintrittstelle in das Getriebe mit der Schwungscheibe des Motors verbunden ist. Dieser Vorgang gestattet bei einem vorbestimmten Drehzahlbereich am Ende des Ein­ rückens der Kupplung einen Abgriff des Moments, wie er für die Lebensdauer der Kupplung wie auch für das Einrücken bei konstanter Drehzahl am günstigsten ist.

Gemäß den Erkenntnissen aus den Studien der Anmelderin wird erfindungsgemäß eine automatische Steuervorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, bei der die Betätigungsmittel über einen JA-NEIN-Zwei-Wege- Umschalt-Kreis, entsprechend der Verschiebung in die jeweils erste oder zweite Stellung an einer kontinuierlichen Spannungsquelle angeschlossen sind.

Die Steuermittel umfassen einen digitalen Rechner der einen der Wege des Umschalt-Schaltkreises über Zeitperioden vorbestimmter Dauer hinweg freisetzen kann, wobei die Rekursionsfrequenz dieser Perioden eine aus dem Signal des Drehzahl-Sensors ausgewählte Funktion ist, und wobei der freigesetzte Weg der erste oder der zweite ist, je nach dem, ob die zeitliche Ableitung der Motordrehzahl jeweils algebraisch größer oder kleiner ist als eine gewählte Schwellenbeschleunigung.

Gemäß der auf diese Weise definierten Anordnung steuert die Steuervorrichtung, wie beim Stand der Technik, das Ausrücken als Antwort auf den Aktivzustand des Signals, das von der Kette der digitalen Sensoren ausgegeben ist, und das Einrücken der Kupplung, wenn das von der Kette ausgegebene Signal sich nicht mehr im aktiven Zustand befindet; die Kupplung wird in die eingerückte Stellung gemäß einer Funktion verschiebbar gesteuert, welche aus der Drehzahl oberhalb einer Schwelle gewählt wird; zum anderen vollziehen sich die Verschiebungen der Betätigungs­ mittel gemäß eines besonderen Aspekts der Erfindung durch Inkremente, die der Lieferung von Impulsen entsprechen, welche hinsichtlich der Amplitude und der Dauer normiert sind, wobei die Rekursionsfrequenz die Geschwindigkeit der Verschiebung der Betätigungsmittel, bestimmt.

Es versteht sich, daß zum Reproduzieren des Verhaltens eines typischen Fahrzeuglenkers die Schwellenbeschleuni­ gung einen normalerweise negativen Wert aufweist; mit anderen Worten: diese Schwellenbeschleunigung entspricht tatsächlich einer Verzögerung des Motors; die Richtung der Verschiebung der Betätigungsmittel ist derart, daß eine Beschleunigung, die algebraisch größer ist als die Schwellenbeschleunigung (diese Beschleunigung kann eine Verzögerung mit einem Absolutwert sein der geringer ist als die Schwellenverzögerung) einer Klemmung der Kupplung entspricht, während eine Beschleunigung, die algebraisch geringer ist als die Schwellenbeschleunigung (es sei allgemein eine Verzögerung mit absolutem Wert größer als die Schwellenbeschleunigung) einem Freisetzen entspricht. Auf diese Weise ist die Klemmung Gesetz­ mäßigkeiten unterworfen, die von der Motordrehzahl be­ stimmt werden. Vorzugsweise wird die Schwellenbeschleuni­ gung an die Drehzahl des Motors gekoppelt; es ist ver­ ständlich, daß die Verzögerung am Ende des Einrückens von der Drehzahl des Motors abhängen muß.

Vorzugsweise wird die gewünschte, die Rekursionsfrequenz mit dem von dem Drehzahl-Sensor abgegebenen Signal verknüpfende Rekursionsfrequenz, aus einer Vielzahl von monoton wachsenden Funktionen gewählt, und zwar in Abhängigkeit der Parameter, welche von den an die Sensor-Kette gekoppelten Führungsorganen geliefert werden.

Es ist verständlich, daß die Einrückgeschwindigkeit der Kupplung an die Führungs­ parameter, wie insbesondere das Übersetzungsverhältnis des Getriebes, angepaßt werden kann. Es ist zu bemerken, daß hinsichtlich der Funktion der Vorrichtung sicherge­ stellt ist, daß diese von direkten Kriterien ausgeht die in erster Näherung unabhängig von den Merkmalen des Fahrzeugs und seines Motors sind, im Gegensatz zu den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik.

Vorzugsweise ist der digitale Rechner darüber hinaus so angepaßt, daß er den zweiten Weg des Umschalt-Schaltkreises als Antwort auf den Aktivzustand der Sensorkette freisetzt, wobei die Rekursionsfrequenz der Perioden vorbestimmter Dauer derart sind, daß diese Perioden aneinander angrenzen.

Mit anderen Worten, die Betätigungsmittel sind während des Ausrückwegs ständig unter Spannung, was sich mit Maximalgeschwindigkeit vollzieht und somit in einem Minimum an Zeit.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein digitaler Rechner ausgelegt die Rekursionsfrequenz der Perioden vorbestimmter Dauer zu regeln und als Antwort einen Weg des Umschalt-Schaltkreises gemäß einem Algorithmus zu bestimmen, der aus den Signalen gewählt wird, die von den beiden Drehzahl-Signalgebern beliefert werden. Man kann somit insbesondere die Rekursionsfrequenz als Funktion der Unterschiedsge­ schwindigkeit zwischen den antreibenden und den ge­ triebenen Organen der Kupplung ändern, um zu berück­ sichtigen, daß diese Unterschiedsgeschwindigkeit indi­ kativ für das Antriebsmoment ist, das durch die Klemmung der Kupplung entsteht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungs­ gemäßen Steuervorrichtung, und

Fig. 2 ein Schaltschema des elektronischen Teils einer Steuervorrichtung, bei der Drehzahl­ sensoren verwendet werden, die den treibenden und den getriebenen Organen der Kupplung zuge­ ordnet sind.

Gemäß der gewählten und in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsform ist eine Kupplung 1 in ihrer Gesamtheit zwischen der Schwungscheibe 10 eines Kraftfahrzeugs und einer angetriebenen Welle 11 am Eingang des Getriebe­ kastens angeordnet, mit einem Betätigungsmittel 2 ausge­ rüstet, um die Kupplung 1 zu betätigen. Die Kupplung 1 weist in üblicher Form eine Reibscheibe 12 auf, die mittels einer Keilnutenverzahnung auf der Welle 11 aufgesetzt ist, um die Reibscheibe 12 mit der Welle 11 zu verbinden, wobei jedoch ein freies Verschiebungsspiel in Längsrichtung belassen ist. Die Reibscheibe 12 ist zwischen der Planfläche der Schwungscheibe 10 und einer Druckscheibe 13 eingesetzt, und wird mittels einer Tellerfeder 15 in Richtung der Schwungscheibe belastet oder gedrückt. An dem Zentralbereich der Tellerfeder 15 ist ein Ausrücker 16 montiert, und zwar derart, daß die Verschiebung des Ausrückers 16 in Richtung der Schwung­ scheibe 10 die Druckplatte 13 freisetzt.

Das Betätigungsmittel 2 weist einen Elektromotor 20 mit einem Dauermagnet-Stator und einem Kollektor-Rotor auf, der unter Zwischenschaltung einer Reduziereinheit mit einer Schnecke und einer Ritzelanordnung einen gezahnten Sektor 22 antreibt, diesen um eine Achse 24 dreht oder schwenkt und dadurch eine Gabel 25 antreibt, die auf den Ausrücker 16 der Kupplung 1 einwirken kann. Es sind Federn 23 vorgesehen, die teilweise die Reaktionen der Tellerfeder 15 ausgleichen, um das Widerstandsmoment zu regulieren, das während des Betätigens der Kupplung durch den Motor 20 aufgenommen wird. Dem gezahnten Sektor 22 sind Endkontakte 28 und 29 zugeordnet. Der Reduktionsmotor 2 ist von der Bauart, wie sie in der franz. Patentanmeldung 82 04 603 beschrieben worden ist.

Der Motor 20 wird ausgehend von der Fahrzeugbatterie 30 von einem Umschalt-Kreis 3 gespeist, der in seinem Auf­ bau zwei Transistoren PNP 31 und 32 und zwei Transis­ toren NPN 33 und 34 aufweist. Die Emitter-Kollektor­ strecken der Transistoren 31 und 33 zum einen, 32 und 34 zum anderen sind in Serie angeordnet; die Emitter des Transistors PNP 31 und 32 sind mit dem positiven Pol der Batterie verbunden, die der Transistoren 33 und 34 mit dem negativen, und die Leitungen der Kollektoren der Transistoren 31 und 33 zum einen und 32 und 34 zum anderen sind jeweils mit den Anschlüssen des Motors 20 verbunden. Die Basen der Transistoren 34 und 31 zum einen und 33 und 32 zum anderen sind jeweils über logische Inverter verbunden. Somit bewirkt ein Zustand "positiv" an der Bais des Transistors 33 einen Zustand "an der Masse" an der Basis des Transistors 32 dergestalt, daß bei diesen Bedingungen beide Transistoren 33 und 32 gesättigt sind, während ein Zustand "an der Masse" der Basis bei 33 einem Zustand "positiv" der Basis bei 32 ent­ spricht, so daß beide Transistoren blockiert sind. Die Transistoren 34 und 31 mit dem logischen Inverter 36 haben eine vergleichbare Funktion. Es versteht sich, daß die simultane Sättigung der Transistoren 33 und 32 oder diejenige der Transistoren 34 und 31 den Motor im wesentlichen mit der Spannung der Batterie versorgen, jeweils für eine Drehung in die eine oder in die andere Richtung. Die Basen der Transistoren 33 und 34 liegen jeweils an den Ausgängen der "UND" Gatter 41 und 42, die erste Eingänge besitzen, welche jeweils mit den End­ kontakten 29 und 28 derart verbunden sind, daß, wenn diese Endkontakte geschlossen sind, der erste Eingang der Gatter 41 und 42 sich im logischen Zustand "1" befinden, und daß, bei der Öffnung eines Kontakts 28 oder 29, beim Ankommen des Sektors 22 in einer seiner Randlagen, eingekuppelt oder ausgekuppelt, das eine der Gatter 42 oder 41 an seinem ersten Eingang einen Zustand "0" ein­ nimmt, und daß der Ausgang dieses Gatters "0" sei welchen Zustand der andere Eingang auch haben mag.

Der zweite Eingang der Gatter 41 und 42 ist mit dem Aus­ gang eines "UND" Gatters 43 bzw. 44 verbunden. Diese letzten Gatter weisen erste Eingänge auf, die gemein­ sam an einem Ausgang 40c eines Mikroprozessors 40 anliegen, während die zweiten Eingänge mit einem Ausgang 40d des Mikroprozessors verbunden sind, das Gatter 44 direkt und das Gatter 43 über einen logischen Inverter 45.

Man erkennt, daß, wenn der logische Zustand am Ausgang 40d "0" oder "1" ist, die Gatter 43 oder 44 jeweils den zweiten Eingängen der Gatter 41 oder 42 die Zustände "1" übermitteln, die sich an den Ausgängen 40c darstellen, um, außer wenn der entsprechende Endkontakt 29 oder 28 geöffnet ist, den Motor 20 als Antwort in die eine oder in die andere Drehrichtung mit Strom zu versorgen.

Der Mikroprozessor ist derart programmiert, daß an seinem Ausgang 40c positive Impulse vorbestimmter Dauer austreten, während der Ausgang 40d sich in einem Zustand "0" oder in einem Zustand "1" befindet. Dieser Mikro­ prozessor besitzt einen Eingang 40a, der die Signale des Drehzahlsensors des Motors empfängt, wobei der hier symbo­ lisierte Sensor dem Anlasserzahnkranz 10a zugeordnet ist. Des weiteren besitzt der Mikroprozessor einen Eingang 40b, der mit einer Kette von digitalen Signalgebern oder Sen­ soren verbunden ist, welche mit den Führungsorganen des Fahrzeugs in Verbindung stehen; diese Kette ist derart verknüpft, daß ein Zustand "1" einem Ausrückbefehl und ein Zustand "0" einem bedingten Einrückbefehl entsprechen.

Die Rekursionsfrequenz der positiven Impulse am Aus­ gang 40c kann zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert geregelt werden, oder es sind diese Impulse nebeneinander gelagert. Die Dauer der Impulse ist als ein Vielfaches der Zeitimpulsperiode des Mikro­ prozessors bestimmt, und die Rekursionsperiode ist ebenfalls als ein Vielfaches der Zeitperiode bestimmt, vielfach oder zumindest gleich dem Vielfachen, das die Dauer der Impulse definiert. Der Rang des Vielfachen der Rekursionsperiode ist somit ein Wert, der durch den Mikroprozessor errechnet wird.

Wenn sich der Eingang 40b im Zustand "1" (Ausrückbefehl) befindet, ist der Ausgang 40d im Zustand "0" und die Rekursionsfrequenz ist maximal, d. h. der Ausgang 40c be­ findet sich praktisch dauernd im Zustand "1". Der Ausgang des Gatters 43 befindet sich dann im Zustand "1" und, wenn der Endkontakt 29 geschlossen ist, dreht der Motor des Reduktionsmotors 2 den gezahnten Sektor 22 ohne Unter­ brechung in die Richtung, die das Ausrücken bewirkt (in der Figur in Uhrzeigerrichtung). Wenn sich am Ende des Wegs der Kontakt 29 öffnet, geht der Ausgang des Gatters 41 über in den Zustand "0" und der Motor 20 wird nicht mehr gespeist.

Wenn Eingang 40b sich im Zustand "0" (Einkuppelbefehl) befindet, sind die Rekursionsfrequenz der positiven Impulse an dem Ausgang 40c und der Zustand des Ausgangs 40d abhängig von der Drehzahl des Motors bestimmt, übersetzt durch den Sensor 50 in einen Impulszug mit einer Frequenz proportio­ nal der Drehzahl des Motors. Die Rekursionsfrequenz der Impulse an dem Ausgang 40c ist eine direkte Funktion der Frequenz, die an dem Eingang 40a empfangen wird, mit einer Schwelle entsprechend der Leerlaufdrehzahl des Motors. Es versteht sich, daß die Beziehung zwischen der Rekursionsfrequenz an dem Ausgang 40c und der Frequenz, die an dem Eingang 40a anliegt, nichtlinear ist und die Charakteristika des Motors und des Fahrzeugs be­ rücksichtigt; jedoch gestattet der Einsatz eines pro­ grammierten Mikroprozessors ohne Schwierigkeiten die Verwendung korrespondierender Algorithmen, sei es nummerischer Rechnung, sei es durch Konsultation ge­ speicherter Tabellen. Im übrigen ist die Signalfrequenz an dem Eingang 40a durch Vergleichen mit der Uhr des Mikroprozessors periodisch bestimmt, wobei jede Messung mit der unmittelbar vorhergehenden Messung verglichen wird.

Des weiteren hat der Mikroprozessor 40, ausgehend von der Drehzahl des Motors, welche durch das von dem Sensor 40 ausgegebene Signal ausgedrückt ist, eine Schwellbe­ schleunigung mit einem Vorzeichen gemäß einem ge­ speicherten Algorithmus errechnet.

Wenn die Differenz zwischen einer Frequenzmessung und einer unmittelbar vorhergegangenen, die repräsentativ für die Beschleunigung des Motors ist, unter Berücksichtigung des Vorzeichens dieser Beschleunigung algebraisch größer ist als die Schwellenbeschleunigung, ist der Ausgang 40b im Zustand "1", während, wenn sie algebraisch kleiner ist als diese Schwellenbeschleunigung, der Ausgang 40d im Zustand "0" ist. Bezugnehmend auf das, was hinsichtlich eines Ausrückbefehls erklärt worden war, ist zu verstehen, daß ein Zustand "1" am Ausgang 40d einer Verschiebung des Betätigungsmittel in Richtung Einkuppeln entspricht, und ein Zustand "0" eine Verschiebung in Richtung Aus­ rückposition. Jeder positive Impuls an dem Ausgang 40c bestimmt einen Drehschritt des Motors 20 und somit einen Verschiebungsschritt der Gabel 25 und des Ausrückers 16. Im Mittelwert bestimmt die Rekursionsfrequenz der Im­ pulse an dem Ausgang 40c die Verschiebungsgeschwindig­ keit des Betätigungsmechanismus des Ausrückens bzw. Einrückens.

Die Funktion kann wie folgt beschrieben werden: wenn das Getriebe in Leerlaufstellung ist, nimmt die Sensorkette 51 einen Zustand "1" an; als Antwort darauf ist der Ausgang 40d im Zustand "0" und eine Folge von Impulsen tritt aus dem Ausgang 40c aus. Der Elektromotor 20 verschiebt den gezahnten Sektor 22 in Uhrzeigerrichtung bis zur Öffnung des Endkontakts 29. Gleichzeitig hat die Gabel 25 auf den Mittelbereich der Tellerfeder 15 unter Zwischenschaltung des Ausrückers 16 gedrückt und aus diesem Grund die Reibscheibe 12 zwischen der Schwungscheibe 10 und der Druckplatte 13 freigesetzt. Für den Anfahrvorgang, ausgehend von dem Zustand, daß das Getriebe sich in Leerlaufstellung (Totpunktstellung) und der Motor sich im Langsamlauf befindet, wählt man eine Drehzahl. Diese unterdrückt oder verdrängt den Zu­ stand "1" an dem Eingang 40b des Mikroprozessors 40. Der Ausgang 40d nimmt den Zustand "1" ein. Gleichwohl, der Motor befindet sich noch im Langsamlaufstadium, ist die Frequenz des Signals, das an dem Eingang 40a angelegt ist, geringer als die Schwellenfrequenz, so daß kein Impuls am Ausgang 40c erscheint.

Wenn nun das Gaspedal betätigt wird, überschreitet die Drehzahl den Schwellenwert und es erscheinen Impulse an dem Ausgang 40c. Da sich der Ausgang 40d noch immer im Zustand "1" befindet, und da der Endkontakt 28 ge­ schlossen ist, dreht das Betätigungsmittel 2 in Inkrementen in die Richtung, die einem Einkuppeln ent­ spricht. Die von dem Sensor 50 abgegebene Rekursions­ frequenz wächst und wirkt gemäß eines geeigneten Algo­ rithmus auf die Annäherung oder die Einstellung der Rotationsinkremente des Motors. Wenn die Klemmung der Reibscheibe 12 zwischen der Schwungscheibe 10 und der Druckplatte 13 zu wirken beginnt, wird ein Moment auf die angetriebene Welle 11 übertragen wodurch sich als Konsequenz der Anstieg der Motordrehzahl verlangsamt während sich die Klemmung der Reibscheibe vergrößert und das übertragene Moment größer wird. Wenn dieses über­ tragene Moment beginnt, das verfügbare Motormoment zu überschreiten, läuft der Motor langsamer. Die an dem Eingang 40a des Mikroprozessors 40 empfangene Frequenz fällt; wenn die Verzögerung des Motors die Schwellver­ zögerung überschreitet oder, algebraisch ausgedrückt, wenn die Beschleunigung des Motors geringer ist als die Schwellbeschleunigung erscheint an dem Ausgang 40d der Zustand "0"; das Vorzeichen der Motordrehung 20 dreht sich um und die Reibscheibe wird freigesetzt bis der Motor, unbelastet, wieder beschleunigt, wodurch der Einrückprozeß wiederholt wird.

Das Wechseln der Gänge des Getriebes vollzieht sich in analoger Weise, der Übergang durch den Leerlauf stellt als ein Auskuppeln dar, stets bei maximaler Drehzahl, während das Wählen eines neuen Gangs eine fortschreitende Einkuppelphase während einer Wiederkehr der Beschleunigung hervorruft.

Es ist festzustellen, daß die elektromechanischen Organe der Kupplungssteuerung, das Betätigungsmittel 2 und der Umschaltschaltkreis ein Interface zwischen der Kupplung 1 und dem Mikroprozessor 40 bilden, insbesondere angepaßt an eine logische Steuerung, wobei diese ein Minimum an Belastung oder Anforderung an die Software verursacht, um den Algorithmus zwischen den Eingangswerten, dargestellt durch die Fahr- oder Betriebszustände des Fahrzeugs und den Ausgangswerten, von denen die Einkuppel/Auskuppel­ manöver abhängen, zu definieren.

Die in Fig. 2 dargestellte Steuervorrichtung der Kupplung weist einen Stellmotor 102 und einen Um­ schaltkreis 103 auf, welche praktisch mit den Bauteilen 2 und 3 aus Fig. 1 sind. Im Gegensatz dazu weist das logische Netzwerk 104, das zwischen dem Mikroprozessor 140 und dem Umschaltkreis 103 angeordnet ist, eine etwas unterschiedliche Anordnung der Gatter oder Tore 41, 42, 43 und 44 für ein analoges Resultat auf. Sowie die Leitungen des Umschaltkreises 103 jeweils von den verschiedenen Aus­ gängen des Mikroprozessors 140 beaufschlagt werden, so provoziert die gleichzeitige Aktivierung dieser Ausgänge eine Blockade der beiden Wege des Umschaltkreises 103.

Die wesentlichsten Änderungen zwischen der in Fig. 1 dar­ gestellten Steueranordnung und derjenigen aus Fig. 2 rühren von den Werten her, die den Eingängen des Mikro­ prozessors zugeführt werden.

In der in Fig. 1 dargestellten Anordnung mündet die Sensorkette, die das Signal von zwei Zuständen ausgibt, von denen der Aktivzustand ein Aus­ rückbefehl ist, in den Anschluß 151, damit das Signal, nachdem es wieder in Form gebracht worden ist, auf den Eingang T₀ des Mikroprozessors aufgebracht werden kann.

Der Drehzahlsensor, der dem Sensor 50 in Fig. 1 ähnlich und an dem Anschluß 151 angeschlossen ist, ist mit dem Eingang T₁ dieses Mikroprozessors verbunden. Es existiert jedoch ein Analogsensor, der an die Ausgangswelle aus dem Getriebe angekoppelt und an dem Eingang 152 angelegt ist, um mit dem Eingang P10 des Mikroprozessors verbunden zu sein, während die Eingänge P11-P15, mit den An­ schlüssen 153a, b, c, d und e verbunden, jeweils repräsen­ tative Signale der Gänge des Getriebes empfangen, nämlich jeweils des ersten, des zweiten, des dritten, des vierten und des Rückwärtsgangs, jeweils wirksam angeschlossen. Es ist festzustellen, daß die Gesamtheit der auf die Eingänge P10-P15 des Mikroprozessors 140 aufgebrachten Signale eine Serie von Betriebszuständen definiert, in welchen der Motor zum Einkuppeln bestimmt ist, und es versteht sich, daß der Algorithmus zwischen den Eingangs­ werten und den Ausgangswerten, die Rekursionsfrequenz und der Richtungssinn von diesen Zuständen und Betriebs­ bedingungen abhängen.

Dies eröffnet den Weg zu zahlreichen Zulassungsver­ besserungen hinsichtlich der Führung oder der Lebensdauer der Kupplung durch Anpassungen der Software. So ist es möglich, das Anfahren des Fahrzeugs mit einem inadäquaten Gang zu verhindern, was die Lebensdauer der Kupplung verringern würde. Des weiteren ermöglicht die gleich­ zeitige Steuerung der Drehzahl des Motors und der Ein­ trittswelle des Getriebes gewisse Verfahrensmodalitäten des Einrückens der Kupplung, um auf besondere Situationen zu antworten, insbesondere bezüglich Einrückprozessen, bei denen die Eintrittswelle des Getriebes mit einer höheren Drehzahl dreht als diejenige des Motors. Diese Situation kommt häufig während des Gangwechsels vor, insbesondere wenn eine Bremsung mittels des Motors er­ forderlich ist. Eine analoge Situation stellt sich dar, wenn man den Motor über das Getriebe in Gang bringen will, wenn das Fahrzeug rollt, insbesondere, um den Motor durch Anschieben des Fahrzeugs anzulassen oder wenn man es bei einer Panne abschleppt.

Es ist zu bemerken, daß die innere Uhr des Mikroprozessors an einen Quarz 151 angeschlossen ist, um präzise die Zeitperiode zu definieren, und als Folge davon die Dauer des Ausgangsimpulses wie auch deren Rekursionsfrequenz.

Genauer ist festzustellen, daß die Dauer der Impulse vorbestimmt ist, um mit einem Verschiebungsinkrement der Betätigungsmittel der Kupplung zu korrespondieren. Auch kann die vorbestimmte Dauer eine steuerbare Anzahl von Zeitperioden zählen, um das gewünschte Inkrement einzu­ richten.

Die vorangegangene Beschreibung sagt nicht wesentliches aus über die Software, welche den Ablauf des Mikroprozessors steuert. Diese Software verläßt den Rahmen der Erfindung und ist in einer vorherbestimmten Form für die Verwirklichung der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich. Die Be­ ziehung zwischen den Eingangswerten und den Ausgangswerten, Werte, die beschrieben worden sind, hängt zum Teil als von den Charakteristika des Fahrzeugs und seines Motors und zum anderen vom vorhergesehenen Verhalten des Fahrzeug­ lenkers, daß man imitieren möchte.

Es ist zu bemerken, daß das Einrichten und Einstellen eines neuen Fahrzeugtyps praktisch die Wahl der Motor­ charakteristika und der des Fahrzeugs beinhaltet, die in Beziehung stehen zu einem Fahrzeuglenkertyp, der das angesprochene Klientel repräsentiert, was gleich­ zeitig die Bestimmung des Fahrverhaltens einschließt. Schließlich korrespondiert die Software mit der nummerischen Aufbereitung eines gewählten Verhaltens das in allgemeiner Weise dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, bei dem es sich im vorliegenden Fall um die Ent­ wicklungsingenieure des Fahrzeugs handelt, welches Ver­ halten die Entwicklungsingenieure dem Profil des anvisierten Klientels anpassen. Auch unter diesem Aspekt verläßt die Software den Bereich der vorliegenden Er­ findung.

Claims (5)

1. Automatische Steuervorrichtung für eine Kupplung (1) eines Kraftfahrzeuges, mit einem Proportional-Signalgeber oder -Sensor (50) , der auf die Motordrehzahl anspricht, und einer Kette (51) in Serie geschalteter digitaler Sensoren, die einem logischen UND-Gatter entspricht, wobei die Sensoren an Steuer- bzw. Führungsorganen des Kraftfahrzeugs gekoppelt sind, so daß am Ende der Kette (51) zwei logische Zustände bestehen können, von denen der eine, als aktiver Zustand bezeichnete, einem Ausrückbefehl entspricht, der durch das Betätigungsmittel (2) zum Verschieben der Kupplung zwischen zwei Endstellungen ausgeführt wird, in denen die Kupplung in einer Stellung ein- und in der anderen Stellung ausgekuppelt ist, wobei die Betätigungsmittel (2) mit Steuermitteln (3, 40) verbunden sind, die diese in Abhängigkeit des Proportional-Signalgebers (50) und des logischen Zustands am Ende der Sensorenkette (51) so steuert, daß die Kupplung (1) als Antwort auf den aktiven Zustand der Sensor-Kette (51) in die eine Endstellung und bei nicht aktivem Zustand der Kette (51) in die andere Endstellung gerückt wird, wobei die Einrückbewegung abhängig ist von einer Funktion, die sich oberhalb eines Schwellwertes aus der Motordrehzahl bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel über einen JA-NEIN-Zwei-Wege- Umschalt-Kreis, entsprechend der Verschiebung in die jeweils erste oder zweite Stellung an einer kontinuierlichen Spannungsquelle angeschlossen sind, und daß die Steuermittel einen digitalen Rechner (40) umfassen, der einen der Wege des Umschalt-Schaltkreises (3) über Zeitperioden vorbestimmter Dauer hinweg freisetzen kann, wobei die Rekursionsfrequenz dieser Perioden eine aus dem Signal des Drehzahl-Sensors ausgewählte Funktion ist, und wobei der freigesetzte Weg der erste oder der zweite ist, je nach dem, ob die zeitliche Ableitung der Motordrehzahl jeweils algebraisch größer oder kleiner ist als eine gewählte Schwellenbeschleunigung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenbeschleunigung von der Drehzahl des Motors abhängig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte, die Rekursionsfrequenz mit dem von dem Drehzahl-Sensor (50) abgegebenen Signal verknüpfende Rekursionsfrequenz, aus einer Vielzahl von monoton wachsenden Funktionen gewählt wird, und zwar in Abhängigkeit der Parameter, welche von den an die Sensor-Kette (51) gekoppelten Führungsorganen geliefert werden.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Rechner darüber hinaus so angepaßt ist, daß er den zweiten Weg des Umschalt-Schaltkreises als Antwort auf den Aktivzustand der Sensorkette (51) freisetzt, wobei die Rekursionsfrequenz der Perioden vorbestimmter Dauer derart sind, daß diese Perioden aneinander angrenzen.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Proportional-Signalgeber oder -Sensor für die Erfassung der Drehzahl der angetriebenen Kupplungswelle, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Rechner ausgelegt ist, die Rekursionsfrequenz der Perioden vorbestimmter Dauer zu regeln und als Antwort einen Weg des Umschalt-Schaltkreises (3) gemäß einem Algorithmus zu bestimmen, der aus den Signalen gewählt wird, die von den beiden Drehzahl-Signalgebern (150, 152) beliefert werden.