DE3624755C2

DE3624755C2 - Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3624755C2
Application number: DE3624755A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Ing Lutz
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1986-07-22
Filing date: 1986-07-22
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2006-07-23
Also published as: DE3624755A1; FR2603235A1; GB2197049B; FR2603235B1; GB2197049A; GB8716212D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der britischen Offenlegungsschrift 2 088 989 ist es bekannt, Drehschwingungen im Antriebsstrang eines Kraft fahrzeugs dadurch zu dämpfen, daß die im Drehmomentüber tragungsweg zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe ange ordnete Reibungskupplung geringfügig geöffnet und ein vor bestimmter Schlupf der Kupplung zugelassen wird. Bei der bekannten Antriebsanordnung wird der Schlupf, d. h. die Dif ferenz der Ausgangsdrehzahl der Brennkraftmaschine und der Eingangsdrehzahl des Getriebes mittels eines die Motordreh zahl erfassenden Drehzahlsensors gesteuert. Bei der be kannten Anordnung können sich jedoch Betriebssituationen ergeben, in welchen die Kupplung durch den motordrehzahl abhängig eingestellten Schlupf unnötig erwärmt wird und un nötig Kraftstoff verbraucht wird. Darüberhinaus erhöht sich der Verschleiß der Kupplung. Bei der bekannten Antriebs anordnung läßt sich der Schlupf nur schwer auf solche Dreh zahlbereiche begrenzen, in welchen Eigenresonanzen des An triebsstrangs auftreten bzw. auf drehschwingungserzeugende Betriebssituationen, wie zum Beispiel bei schnellen Ände rungen des Antriebsmoments.

Aus der DE-OS 34 15 092 ist eine andere Antriebsanordnung bekannt, bei welcher zu Drehschwingungen im Antriebsstrang die Reibungskupplung auf einen geringen Schlupf einge stellt wird. Der Schlupfbetrieb der Kupplung wird durch einen am Getriebegehäuse angebrachten Beschleunigungs sensor ausgelöst.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei welcher zur Dämpfung von Getriebe geräuschen und zur Dämpfung von Drehschwingungen ein Schlupf der Reibungskupplung eingestellt wird, so zu ver bessern, daß die thermische Belastung und der Verschleiß der Kupplung verringert und die Regelung des Schlupfs exakter durchgeführt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Im Rahmen der Erfindung regelt die Schlupfregelanordnung die Reibungskupplung entsprechend einer beispielsweise empirisch ermittelten Charakteristik des für die Schwin gungsdämpfung und Geräuschminderung erforderlichen Schlupf s abhängig von der Motordrehzahl oder der Getrie beeingangsdrehzahl. Informationen über die Größe des ge wünschten Schlupfs in Abhängigkeit von der Drehzahl können beispielsweise in einem Tabellenspeicher der Schlupfregel anordnung gespeichert sein. Die Schlupf-Drehzahl-Charakte ristik ist jedoch von einer Vielzahl Parameter abhängig, zu denen nicht zuletzt die Betriebssituationen und die von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedliche Ausstattung gehören. Darüberhinaus kann sich die Charakteristik im Verlauf der Lebensdauer des Fahrzeugs ändern. Um diesen Anforderungen zu genügen, muß die vorbestimmte Schlupf-Drehzahl-Charak teristik in aller Regel auf Schlupfwerte eingestellt sein, die über den im Einzelfall tatsächlich erforderlichen Schlupfwerten liegen. Zu große Schlupfwerte erhöhen jedoch die thermische Belastung und den Verschleiß der Kupplung.

Im Rahmen der Erfindung spricht der Schwingungssensor auf Schwingungen im Tonfrequenzbereich an und liefert ein dem Schallpegel entsprechendes Signal. Die Schlupfregelanord nung speichert eine Schlupf-Drehzahl-Charakteristik mit Schlupfwerten für den maximal zulässigen Schlupf der Kupp lung. Diese Charakteristik bestimmt jedoch lediglich einen Grenzwert, der im Betrieb der Kupplung nicht überschritten werden darf, um Kupplungsschäden zu vermeiden. Im Betrieb verringert die Schlupfregelanordnung den tatsächlichen Schlupf abhängig von dem mittels des Schwingungssensors erfaßten Schallpegel. Mit anderen Worten, der Schlupf wird auf einen Wert kleiner als den maximal zulässigen Schlupf verringert, wenn es der durch die Schwingungen hervorgeru fene Geräuschpegel erlaubt. Der Schwingungssensor kann hierbei auf Körperschall, beispielsweise des Getriebes, oder auch auf Luftschall, beispielsweise in dem Fahrgast raum des Fahrzeugs, ansprechen.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Schlupf regelanordnung eine Steuerung, die abhängig von dem Signal des Schwingungssensors einen Steuerparameterwert erzeugt, der sich mit dem Signal des Schwingungssensors ändert. Der Schlupf der Kupplung wird abhängig von diesem Steuerpara meterwert eingestellt, da der vom Schwingungssensor erfaßte Schallpegel nicht zuletzt von den momentanen Betriebs bedingungen des Fahrzeugs abhängt, stellt die Steuerung den Schlupf der Kupplung zunächst entsprechend der vorbestimmten Schlupf-Drehzahl-Charakteristik auf den maximal zulässigen Schlupf ein, wobei sich dann der kleinste, in der momentanen Betriebssituation erreichbare Schallpegel ergibt. Ausgehend von dem bei eingestelltem maximal zulässigen Schlupf erge benden Steuerparameterwert, wird der Schlupf vorzugsweise in Schritten verringert, bis ein zweiter, durch den maximal gewünschten Schallpegel bestimmter Grenzwert des Steuerparameters erreicht ist.

Bei dem Steuerparameter kann es sich um den über eine vor bestimmte Zeitspanne gemittelten zeitlichen Mittelwert des Signals des Schwingungssensors handeln. Die Schlupfregel anordnung mindert in dieser Ausführungsform den Schlupf schrittweise so lange, bis sich der Schallpegel um einen vorbestimmten, beispielsweise konstanten Wert über den beim maximal zulässigen Schlupf auftretenden Schallpegel wert hinaus erhöht hat.

Die Ansprechzeit der Schlupfregelanordnung kann gegenüber der vorstehend erläuterten Ausführungsform verkürzt wer den, wenn als Steuerparameter der Quotient einer Änderung des Schallpegels bezogen auf eine Änderung des Schlupfs ausgenutzt wird. Zwischen dem Schlupf und dem Schallpegel existiert ein hinreichend eindeutig empirisch ermittel barer, nicht linearer Zusammenhang, dessen Charakteristik mit abnehmendem Schlupf bzw. zunehmendem Schallpegel ein asymptotisches Verhalten zeigt. Beispielsweise in einem Tabellenspeicher der Schlupfregelanordnung können in Ab hängigkeit von der Drehzahl Grenzwerte des Quotienten ge speichert sein, die es der Schlupfregelanordnung erlauben, den bei maximal zulässigem Schlupf ermittelten Quotienten schrittweise so weit zu verringern, bis dieser gespeicher te Grenzwert erreicht ist.

Bei dem Schwingungssensor kann es sich um einen Beschleu nigungssensor handeln, der auf Vibrationsbeschleunigungen, beispielsweise des Getriebes, der Schalteinrichtungen des Getriebes oder eines dem Getriebe nachgeschalteten Diffe rentialgetriebes anspricht. Der Beschleunigungssensor er faßt vorzugsweise Beschleunigungen quer zur Fahrtrichtung in der Ebene der Fahrbahn, um Störbeschleunigungen auf grund des Fahrbetriebs auszuschalten. Alternativ oder ge gebenenfalls auch zusätzlich kann der Schwingungssensor ein im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs angeordnetes Mikro phon oder dergleichen umfassen. Dem Schwingungssensor können Filterschaltungen nachgeschaltet sein, die selektiv auf das die Antriebsgeräusche erzeugende Schallspektrum ansprechen.

Im Rahmen der Erfindung sind keine weiteren vom Fahrbe trieb abhängigen Beeinflussungsgrößen, beispielsweise keine momentabhängige Steuerung, erforderlich. Die Schlupfregelschaltung arbeitet sowohl im Zugbetrieb als auch im Schubbetrieb des Antriebsstrangs. Gleichwohl kön nen in den Regelkreis zusätzliche Signale eingeführt wer den, beispielsweise Signale, die eine Voreilung des Regel systems in Abhängigkeit von der Zeitkonstante bewirken. Von Vorteil für die Minderung von Drehschwingungen in dem Antriebsstrang ist auch ein Oszillator, der den Schlupf der Kupplung mit einer, verglichen mit der Schlupfampli tude kleinen Amplitude, moduliert. Die Modulationsfrequenz soll hierbei größer als die Zündfolgefrequenz sein und et wa das Zwei- bis Zehnfache der Zündfolgefrequenz betragen. Durch die Überlagerung der Modulationsschwingung, die den Schlupf mit der Modulationsfrequenz periodisch mindert und erhöht, lassen sich Eigenfrequenzschwingungen des An triebsstrangs mindern, wenn nicht gar vermeiden. Die Modu lationsfrequenz darf jedoch kein ganzzahliges Vielfaches der Erregerfrequenz sein.

Darüberhinaus läßt sich die Schlupfregelanordnung zur Überwachung der die Kupplung thermisch belastenden Kupp lungsarbeit ausnutzen, wobei der momentane Schlupf so ver ringert wird, daß die Wärmeabfuhr der Kupplung gewährlei stet ist.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung an hand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Antriebs anordnung für ein Kraftfahrzeug;

Fig. 2 ein Diagramm, welches den maximal zulässigen Schlupf S_max in Abhängigkeit von der Getriebe eingangsdrehzahl n zeigt;

Fig. 3 ein Diagramm, welches den gewünschten Schlupf S in Abhängigkeit vom Schallpegel L zeigt;

Fig. 4 ein Programmablaufdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise einer ersten Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Antriebsanordnung und

Fig. 5 ein Programmablaufdiagramm einer zweiten Ausfüh rungsform der in Fig. 1 dargestellten Antriebs anordnung.

Fig. 1 zeigt schematisch die Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine 1, deren Kurbel welle 3 über eine Reibungskupplung 5 herkömmlicher Bauart mit einer Eingangswelle 7 eines manuell zu schaltenden Getriebes 9 verbunden ist. Eine Ausgangswelle 11 des Getriebes 9 treibt über ein Differentialgetriebe 13 wenigstens eines der Räder paare, beispielsweise die Hinterräder des Kraftfahrzeugs. Die Reibungskupplung 5 wird von einem Servo-Positionierantrieb 15 zwischen einer vollständig eingekuppelten und einer vollstän dig ausgekuppelten Position ihres Ausrückers 17 gesteuert. Ein von einem Kupplungspedal 19 aus bedienbarer Positionsgeber 21 steuert in üblicher Weise den Kupplungsbetrieb. Das Getriebe 9 kann alternativ auch als automatisches Getriebe ausgebildet sein, dessen Gänge abhängig von einer Programmsteuerung ge schaltet werden. Die Programmsteuerung steuert in diesem Fall auch den Positionsgeber 21.

In dem durch die Komponenten 1, 5, 9 und 13 gebildeten An triebsstrang des Kraftfahrzeugs können Drehschwingungen auf treten, die bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen durch Tor sionsschwingungsdämpfer, insbesondere in der Kupplungsscheibe der Reibungskupplung, gedämpft werden. In dem Antriebsstrang der Fig. 1 werden Drehschwingungen und damit zusammenhän gende Geräusche, insbesondere des Getriebes 9, dadurch ge dämpft, daß die Reibungskupplung 5 im Fahrbetrieb während der Übertragung des Antriebsdrehmoments nicht vollständig ein gekuppelt wird, sondern geringfügig geöffnet wird, so daß sie das Drehmoment mit einem Schlupf vorbestimmter Größe über trägt. Der Schlupf wird mittels einer in Fig. 1 schematisch dargestellten Schlupfregelschaltung geregelt. Zur Ermittlung des Schlupfs der Reibungskupplung 5 wird mittels eines Dreh zahlsensors 23 die Ausgangsdrehzahl der Brennkraftmaschine 1, d. h. die Eingangsdrehzahl der Reibungskupplung 5, gemessen. Mittels eines Drehzahlsensors 25 wird die Ausgangsdrehzahl der Reibungskupplung 5, d. h. die Eingangsdrehzahl des Ge triebes 9 ermittelt. Eine Subtraktionsschaltung 27 liefert an ihrem Ausgang 29 ein der Drehzahldifferenz und damit dem Ist-Schlupf proportionales Signal. Eine Subtraktionsschaltung 31 subtrahiert das Ist-Signal von einem bei 33 zugeführten, den gewünschten Schlupf repräsentierenden Soll-Signal und liefert über eine Leitung 35 ein Fehlersignal, welches den Antrieb 15 der Reibungskupplung 5 unabhängig von der Betäti gung des Kupplungspedals 19 so steuert, daß die Kupplung 5 mit dem Soll-Schlupf arbeitet.

Die Größe des Soll-Schlupfs wird von einer Programmsteue rung 37 zum Beispiel in Form eines Mikroprozessors oder der gleichen einerseits abhängig von der mittels des Drehzahl sensors 25 erfaßten Eingangsdrehzahl n des Getriebes 9, dem Ist-Schlupfsignal und einem mittels eines Beschleunigungs sensors 39 z. B. am Gehäuse des Getriebes 9 erfaßten Schallpe gelsignals L gesteuert. Der Beschleunigungssensor 39 erfaßt den Pegel von Vibrationsbeschleunigungen quer zur Fahrtrich tung des Kraftfahrzeugs und parallel zur Fahrbahnebene. Vibrationsbeschleunigungen in dieser Orientierung werden durch die z. B. von Fahrbahnunebenheiten während der Fahrt hervorgerufenen Beschleunigungskräfte nur wenig beeinflußt. Der Beschleunigungssensor 39 ist über eine Filterschaltung 41, die auf das Spektrum der im Antriebsstrang auftretenden Tonfrequenzen abgestimmt ist, an die Programmsteuerung 37 angeschlossen. Die nachfolgend noch näher erläuterte Pro grammsteuerung 37 begrenzt das den gewünschten Schlupf repräsentierende Soll-Signal auf einen maximal zulässigen Wert des Schlupfs S_max, und zwar in Abhängigkeit von der mittels des Drehzahlsensors 25 erfaßten Drehzahl n der Getriebeeingangswelle 7. Fig. 2 zeigt die Charakteristik des maximal zulässigen Schlupfs S_max in Abhängigkeit von der Drehzahl n. Die Charakteristik wird beispielsweise auf empirischem Wege so bemessen, daß einerseits die thermische Belastung der Kupplung innerhalb zulässiger Grenzen bleibt und andererseits der zur Geräuschminderung und Schwingungsdämpfung benötigte Schlupf sichergestellt ist. Der maximal zulässige Schlupf S_max nimmt mit wachsen der Drehzahl ab, wobei aber im Bereich von Resonanzstel len der Schwingungen Überhöhungen des Schlupfverlaufs vorgesehen sein können. Der Verlauf des maximal zulässi gen Schlupfs S_max in Abhängigkeit von der Drehzahl n ist in einem Speicher 43 der Programmsteuerung 37 insbesonde re in Tabellenform gespeichert.

Die Schwingungseigenschaften des Antriebsstrangs unter scheiden sich von Kraftfahrzeug zu Kraftfahrzeug infolge unterschiedlicher Motoreigenschaften, unterschiedlicher Getriebedimensionierung, unterschiedlicher Fahrzeugausstat tung, wie zum Beispiel mit Schiebedach oder ohne Schiebe dach oder unterschiedlicher Schalldämmungsmaßnahmen. Um diesen Unterschieden Rechnung zu tragen, ist der in dem Speicher 43 gespeicherte Wert des maximal zulässigen Schlupfs S_max zumindest in Drehzahlteilbereichen größer als für die Schwingungsdämpfung im konkreten Fall unbe dingt erforderlich wäre. Um trotz dieser Maßnahme die thermische Belastbarkeit und den Verschleiß der Kupplung besonders klein zu halten, mindert die Programmsteuerung 37 den Soll-Schlupf abhängig von dem mittels des Beschleu nigungssensors 39 erfaßten Schallpegel L. Fig. 3 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Schlupf S der Kupplung und dem durch Schwingungen des Antriebsstrangs erzeugten Schall pegel L. Mit zunehmendem Schlupf nimmt der Schallpegel L ab. Dementsprechend ist dem maximal zulässigen Schlupf S_max ein minimaler Schallpegel L_min zugeordnet. Die Pro grammsteuerung 37 stellt, wie nachstehend noch näher er läutert wird, zunächst die Kupplung 5 so ein, daß sie mit dem der aktuellen Drehzahl entsprechenden maximal zulässi gen Schlupf S_max schlupft und dementsprechend der Be schleunigungssensor 39 den minimalen Schallpegel L_min er faßt. Nachfolgend mindert die Programmsteuerung 37 den Soll-Schlupf S auf einen Wert S_min in Abhängigkeit vom Schallpegel L, der hierbei von dem Wert L_min auf einen Wert L_max zunimmt.

In einer ersten Variante der Erfindung ist der Wert L_max vorgegeben und zwar entweder als konstanter Wert oder aber in von der Drehzahl n abhängiger Form. Die Programmsteue rung 37 erzeugt hierbei das Schlupf-Sollwert-Signal so, daß der vorgegebene Schallpegel L_max eingehalten wird.

Bei der vorstehend erläuterten Variante kann es bei man chen Betriebssituationen, insbesondere mit stark schwan kendem Außengeräuschpegel, zu Regelungenauigkeiten kommen. Dies kann vermieden werden, wenn, wie in einer zweiten Variante vorgesehen ist, das Schlupf-Sollwert-Signal S ausgehend von dem maximal zulässigen Schlupf S_max nur so weit gemindert wird, bis der Schallpegel ausgehend von dem minimalen Schallpegel L_min um einen vorbestimmten Pegel änderungswert ΔL erhöht ist. Da der Schallpegel L_min den Außengeräuschpegel mitberücksichtigt, ist diese Variante unabhängig vom Außengeräuschpegel.

Fig. 4 zeigt schematisch ein Programmablaufdiagramm für die zweite Variante. In dem Blockdiagramm bezeichnet der Funktionsblock 45 den Start der Brennkraftmaschine oder den Beginn des Einrückens der Kupplung. Ein kontinuierlich arbeitender Funktionsblock 47 ermittelt aus den Momentan werten der Getriebeeingangsdrehzahl n einen zeitlichen Mittelwert über eine vorbestimmte Zeitspanne hinweg. Die Zeitspanne ist so bemessen, daß Schwankungen der Drehzahl aufgrund des Ungleichförmigkeitsgrads der Brennkraftma schine eliminiert werden, der zeitliche Mittelwert der Drehzahl jedoch einer beim Gaspedal abhängigen Beschleu nigung oder Bremsen der Brennkraftmaschine sich ändernden Drehzahl folgt. In einem als Funktionsblock 49 dargestell ten Tabellenspeicher ist eine Tabelle der maximal zuläs sigen Schlupfwerte S_max in Abhängigkeit von der mittleren Drehzahl gespeichert, wobei die Tabelle die Werte S_max in Drehzahlschritten Δ enthält. Nach Auslösung des Funk tionsblocks 47 liefert der Funktionsblock 49 den der momentanen Drehzahl zugeordneten Wert S_max als Sollwert signal, welches die Kupplung 5 (Fig. 1) auf den maximal zulässigen Schlupf S_max einstellt. Dies ist durch einen Funktionsblock 51 angedeutet. Ein Funktionsblock 53 er mittelt bei auf den maximal zulässigen Schlupf eingestell ter Kupplung einen zeitlichen Mittelwert des Schallpegels _min, der von zeitlichen Schwankungen aufgrund des Un gleichförmigkeitsgrads der Brennkraftmaschine bereinigt ist. Entsprechend einem Funktionsblock 55 folgt nun ein Schlupfverringerungsschritt, bei welchem die Kupplung um einen vorbestimmten Wert zur Verringerung des Schlupfs eingerückt wird. Bei dem schrittweisen Einrücken der Kupp lung kann die Kupplung entsprechend einem vorbestimmten Schlupfschritt oder einem vorbestimmten Positionsschritt ihres Ausrückers oder auch um einen vorbestimmten Schlupf änderungsfaktor oder dergleichen verstellt werden. In einem Entscheidungsblock 57 wird nachfolgend überprüft, ob sich seit der Ermittlung der Drehzahl im Funktionsblock 47 die Drehzahl so weit geändert hat, daß nach der Tabelle des Funktionsblocks 49 ein anderer Wert des maxi mal zulassigen Schlupfs S_max auszuwählen wäre. Es wird mit anderen Worten überprüft, ob die mittlere Drehzahl noch innerhalb desselben Tabellenschritts Δ liegt. Hat sich die Drehzahl über den Drehzahlschritt hinaus geändert, so springt das Programm zum Funktionsblock 49 zurück. Hat sich die Drehzahl nicht relevant geändert, so wird in einem Entscheidungsblock 59 überprüft, ob der mittlere Schallpegel , welcher analog zum Funktionsblock 53 er mittelt wird, kleiner oder gleich ist dem minimalen mitt leren Schallpegel _min, vermehrt um einen vorbestimmten konstanten Schallpegelzuwachs ΔL. Der Schallpegelzuwachs ΔL legt, wie vorstehend erläutert wurde, die Grenze fest, bis zu der der Schlupf ausgehend vom maximal zulässigen Schlupf S_max vermindert werden kann, wenn die Geräuschent wicklung und die Schwingungsdämpfung in vorbestimmten Grenzen bleiben soll. Ist kleiner als dieser Grenzpegel, so springt das Programm in den Funktionsblock 55 und führt einen weiteren, den Schlupf verringernden Schritt aus. Das Programm arbeitet adaptiv und selbstregelnd. Ist der mitt lere Schallpegel größer als der vorstehend erwähnte Grenzwert, so wird der vorangegangene Schlupfverringe rungsschritt des Funktionsblocks 55 in analoger Weise ent sprechend einem Funktionsblock 61 rückgängig gemacht, wo bei die Kupplung um einen Schritt geöffnet wird. Auch hier kann der Öffnungsschritt durch einen konstanten Schlupf änderungsschritt oder Ausrücker-Positionsänderungsschritt oder Schlupfänderungsfaktor bestimmt sein. Ein Entschei dungsblock 63 überprüft auf den Schlupfvergrößerungs schritt folgend, ob der nunmehr eingestellte Schlupf kleiner oder gleich dem maximal zulässigen Schlupf S_max ist. Ist S kleiner oder gleich S_max, so wird das Programm zum Entscheidungsblock 57 zurückgeführt. Übersteigt S den maximal zulässigen Schlupf S_max, so springt das Programm zum Entscheidungsblock 47 zurück.

Bei der vorstehend erläuterten Regelstrategie muß auf je den Schlupfänderungsschritt der Funktionsblöcke 55 und 61 zunächst die Reaktion des Schallpegels L abgewartet wer den, bevor der Entscheidungsblock 59 abgefragt werden kann. Die für die Justierung der Kupplung erforderliche Zeitspanne begrenzt die Ansprechzeit der Regelanordnung. Die Ansprechzeit der Regelung kann durch die nachfolgend erläuterte Regelstrategie verkürzt werden. Diese Regel strategie macht sich zunutze, daß sich die Kurvensteigung des Schlupfs S in Abhängigkeit vom Schallpegel L ändert. Der Funktionsverlauf S (L) ist von der Drehzahl n abhängig und läßt sich empirisch ermitteln. Dementsprechend kann für die von der Drehzahl abhängige Charakteristik des maximal zulässigen Schlupfs S_max ein drehzahlabhängiger Quotient ΔL:ΔS ermitteln, welcher der Bedingung genügt, daß

ist. Der Quotient ΔL/ΔS bildet einen Steuerparametergrenzwert, der es erlaubt, ausgehend von dem maximal zulässigen Schlupf S_max den Schlupf so weit zu verringern, bis der Schallpegel von seinem Minimalwert L_min um den Be trag ΔL erhöht wurde, wobei jedoch die Reaktion des An triebsstrangs auf Schlupfänderungen nicht abgewartet wer den muß.

Fig. 5 zeigt ein dem Ablaufdiagramm der Fig. 4 entspre chendes Ablaufdiagramm für eine quotientenabhängige Rege lung, wobei funktionsgleiche Funktionsblöcke mit denselben Bezugszahlen, vermehrt um den Buchstaben a, bezeichnet sind. Zur Erläuterung dieser Funktions- und Entscheidungs blöcke, wird auf die Beschreibung der Fig. 4 Bezug genom men. Im Unterschied zum Tabellenspeicher des Funktions blocks 49 speichert der Tabellenspeicher des Funktions blocks 49a nicht nur eine Tabelle der maximal zulässigen Schlupfwerte S_max in Abhängigkeit von der mittleren Dreh zahl , sondern auch eine Tabelle des Quotienten ΔL/ΔS in Abhängigkeit der mittleren Getriebeeingangsdrehzahl . Beide Tabellen haben hierbei die gleiche Schrittweite Δ. Nach dem Start des Programmablaufs durch den Funktions block 45a liefert der Funktionsblock 49a den der ermittel ten Drehzahl zugeordneten Wert des maximal zulässigen Schlupfs S_max, und die Kupplung wird entsprechend dem Funktionsblock 51a auf diesen Wert eingestellt. In dem Funktionsblock 53a wird aus den momentanen Werten des Schlupfs S und des Schallpegels L ein Momentanwert des Quotienten der momentanen Schallpegeländerung δL zur mo mentanen Schlupfänderung δS ermittelt und hieraus ein zeitlicher Mittelwert gebildet, der von kurzzeitigen Schwankungen, wie sie beispielsweise aufgrund des Un gleichförmigkeitsgrads der Brennkraftmaschine auftreten, bereinigt ist. Bei auf maximal zulässigem Schlupf ein gestellter Kupplung entspricht dieser Momentanwert des Quotienten der Steigung der in Fig. 3 dargestellten Kurve L(S) im Punkte L_min, S_max. Der momentane Quotient δL/δS bildet den Steuerparameter, der auf den Schlupfverringe rungsschritt des Funktionsblocks 55a und des Entschei dungsblocks 57a folgend in dem Entscheidungsblock 59a mit dem aus der Tabelle des Funktionsblocks 49a entnommenen Grenzwertquotienten ΔL/ΔS verglichen wird. Die Blöcke 55a und 57a entsprechen hierbei den Blöcken 55 und 57 in Fig. 4. Auch im Ablaufdiagramm der Fig. 5 folgen auf den Entscheidungsblock 59a ein Funktionsblock 61a mit einem Schlupfvergrößerungsschritt sowie ein Entscheidungsblock 63a, der bei Vergößerung des Schlupfs das Einhalten des maximal zulässigen Schlupfs S_max überwacht. Die Blöcke 61a und 63a entsprechen den Blöcken 61 und 63 in Fig. 4. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß die Blöcke 49a, 53a und 59a auch für die Überwachung des in versen Quotienten ausgelegt sein können. Ferner wurde im Vorstehenden die Schlupfregelung als von der Getriebe eingangsdrehzahl abhängig erläutert. Analog dazu kann der in den Tabellenspeichern gespeicherte Wert des maximal zu lassigen Schlupfs oder des zur Regelung benutzten Quotien ten ΔL/ΔS auch von der Motordrehzahl abhängig tabelliert sein. Die Programmsteuerung 37 wird dementsprechend von dem Drehzahlsensor 23 gesteuert.

Die schallpegelabhängige Steuerung des Schlupf-Sollwerts erlaubt eine im wesentlichen verzögerungsfreie Anpassung des Schlupfs der Reibungskupplung 5 an geänderte Betriebs situationen, beispielsweise an plötzliches Gasgeben. Darü berhinaus wird die thermische Belastung der Reibungskupp lung 5 gemindert, da sich der Schlupf an dem tatsächlich erzeugten Geräuschpegel orientiert. Die Schlupfregelschal tung eignet sich gleichermaßen für den Zugbetrieb als auch den Schubbetrieb des Antriebsstrangs.

In Fig. 1 erfaßt der Beschleunigungssensor 39 Querbeschleu nigungen des Getriebes 9. Wenngleich diese Meßart bevorzugt ist, eignet sich doch jede andere Meßmethode zur Erfassung der durch Torsionsschwingungen des Antriebsstrangs erzeugten Geräusche. In Fig. 1 ist bei 65 als Alternative ein am Differenzialgetriebe 13 angebrachter Beschleunigungssensor dargestellt. Geeignet sind auch im Fahrgastraum des Kraft fahrzeugs angeordnete Mikrophone 67, die den Geräuschpegel im Fahrgastraum erfassen.

Dem Schlupf-Sollwertsignal wird, wie Fig. 1 zeigt, über eine Summationsstufe 69 zusätzlich aus einem Oszillator 71 ein Modulationssignal überlagert, welches eine Modula tion des Schlupfs der Reibungskupplung 5 bewirkt. Die Modulationsamplitude ist, verglichen mit der Schlupfampli tude, klein. Durch die Modulation des Schlupfs kann die Anregung von Eigenfrequenzschwingungen des Antriebsstrangs vermieden oder zumindest vermindert werden. Die Modula tionsfrequenz ist bevorzugt größer als die Zündfrequenz der Brennkraftmaschine 1 und liegt zweckmäßigerweise bei dem etwa zwei- bis zehnfachen der Zündfrequenz. Die Modu lationsfrequenz kann variabel sein und insbesondere von der Motordrehzahl abhängen.

Die Erfindung wurde vorstehend am Beispiel einer die Schaltkupplung des Antriebsstrangs bildenden Reibungskupp lung erläutert. Bei der Reibungskupplung kann es sich aber auch um die Überbrückungskupplung eines Drehmomentwandlers oder dergleichen handeln. Die Überbrückungskupplung wird vorzugsweise auf hydraulischem Wege direkt von der hydrau lischen Steuerung eines automatischen Getriebes gesteuert.

Claims

1. Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend

a) eine Brennkraftmaschine (1),
b) ein Getriebe (9),
c) eine im Drehmomentübertragungsweg zwischen einer Ausgangswelle (3) der Brennkraftmaschine (1) und einer Eingangswelle (7) des Getriebes (9) angeordnete Reibungskupplung (5),
d) einen Stellantrieb (15) für die Reibungskupplung (5),
e) eine Schlupfsensoreinrichtung (23, 25, 27), die den Schlupf zwischen der Ausgangswelle (3) der Brennkraft maschine (1) und der Eingangswelle (7) des Getriebes (9) erfaßt,
f) eine den Stellantrieb (15) abhängig von dem mittels der Schlupfsensoreinrichtung (23, 25, 27) erfaßten Schlupf zur Erzeugung eines gewünschten Schlupfs steuernde Schlupfregelanordnung,
g) einen auf Schwingungen, die von der Brennkraftmaschi ne hervorgerufen werden, ansprechenden Schwingungs sensor (39, 65, 41; 67), der die Größe des von der Schlupfregelanordnung festgelegten, gewünschten Schlupfs abhängig von der Schwingung steuert,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungssensor (39, 65, 41; 67) auf tonfrequente Schwingungen anspricht und ein dem Schallpegel entsprechendes Signal erzeugt, daß die Schlupfregelanordnung einen die Drehzahl (n) an einer vorbestimmten Stelle des Drehmomentübertragungs wegs erfassenden Drehzahlsensor (25) aufweist und einen maximal zulässigen Wert (S_max) des gewünschten Schlupfs entsprechend einer vorbestimmten Maximalwert-Charakteristik in Abhän gigkeit von der Drehzahl an der vorbestimmten Stelle des Drehmomentübertragungswegs festlegt und daß die Schlupfregelanordnung eine auf das Signal des Schwingungssensors (39, 65, 41; 67) ansprechende Steuerung (37, 43) umfaßt, die die Größe des gewünsch ten Schlupfs in Abhängigkeit von dem mittels des Schwin gungssensors (39, 65, 41; 67) erfaßten Schallpegel auf einen Wert kleiner als den maximal zulässigen Wert (S_max) einstellt.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung Signaltrans formationsmittel (53; 53a) umfaßt, die abhängig von dem Signal des Schwingungssensors (39, 65, 41; 67) einen Steuerparameterwert erzeugen,
daß die Steuerung (37) die Schlupfregelanordnung zu nächst auf den entsprechend der vorbestimmten Maximal wert-Charakteristik festgelegten maximal zulässigen Wert (S_max) des Schlupfs einstellt und bei entsprechend dem maximal zulässigen Wert (S_max) schlupfender Reibungskupplung (5) einen ersten Grenzwert des Steuerparameters ermittelt,
daß die Steuerung (37) Speichermittel (43; 49a) umfaßt, die Informationen für die Erzeugung eines zweiten, einem kleineren Schlupf als dem Maximalwert zugeordneten Grenzwert des Steuerparameters speichern
und daß die Steuerung (37) dann den Wert des Schlupfs schrittweise verringert, bis der bei verringertem Schlupf erzeugte Steuerparameterwert den zweiten Grenz wert erreicht.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaltransformations mittel (53) einen die Größe des Schallpegels repräsen tierenden Steuerparameterwert () erzeugen und daß die Steuerung als zweiten Grenzwert den ersten Grenzwert (_min) vermehrt um einen von der Information der Spei chermittel (49) festgelegten Betrag (ΔL) erzeugt und den Wert des Schlupfs schrittweise verringert, bis der bei verringertem Schlupf erzeugte Steuerparameterwert kleiner ist als der zweite Grenzwert.

4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaltransformations mittel (53a) einen den Quotienten aus dem Wert der Ände rung des von dem Schwingungssensor (39, 65, 41; 67) erfaßten Schallpegels (δL) und der Änderung des von der Schlupfsensoreinrichtung (23, 25, 27) erfaßten Schlupfs (S) repräsentierenden Steuerparameterwert erzeugt und daß die Steuerung (37) den Wert des Schlupfs schritt weise verringert, bis der Steuerparameterwert den in den Speichermitteln gespeicherten zweiten Grenzwert (ΔL/ΔS) erreicht.

5. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermittel als Ta bellenspeicher (49; 49a) ausgebildet sind und die Informationen zur Erzeugung des zweiten Grenzwerts in von der Drehzahl an der vorbestimmten Stelle des Dreh momentübertragungswegs abhängiger Form speichern.

6. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaltransformations mittel (53; 53a) den auf ein vorbestimmtes Zeitintervall bezogenen zeitlichen Mittelwert der Momentanwerte des Steuerparameters mit dem zweiten Grenzwert vergleicht.

7. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfregelanordnung zur drehzahlabhängigen Speicherung der Maximalwerte des gewünschten Schlupfs Tabellenspeicher (49; 49a) umfaßt.

8. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfregelanordnung den Schlupf so regelt, daß der Steuerparameterwert im wesentlichen auf dem zweiten Grenzwert konstant gehalten wird.

9. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlsensor (25) ein der Drehzahl am Eingang (7) des Getriebes (9) entspre chendes Signal erzeugt.

10. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungssensor als Beschleunigungssensor (39; 65) ausgebildet ist, der auf im wesentlichen horizontal quer zur Fahrtrichtung gerichtete Vibrationsbeschleunigungen des Getriebes (9) oder eines Differentialgetriebes (13) anspricht.

11. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungssensor als im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs angeordnetes Mikrophon (67) ausgebildet ist.

12. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfregelanordnung eine Modulationsanordnung (69, 71) umfaßt, die einem den Stell antrieb (15) steuernden Steuersignal ein Modulationssignal kleinerer Amplitude überlagert.

13. Antriebseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Modulations signals größer als die Zündfolgefrequenz der Brennkraft maschine (1) ist.

14. Antriebseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Modulations signals das Zwei- bis Zehnfache der Zündfolgefrequenz ist.