DE3732427A1

DE3732427A1 - Einrichtung zur unterdrueckung von laengsschwingungen an einem fahrzeug mit schaltgetriebe

Info

Publication number: DE3732427A1
Application number: DE19873732427
Authority: DE
Inventors: Joachim Kaden
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1987-09-25
Filing date: 1987-09-25
Publication date: 1989-04-13
Also published as: DE3732427C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Unterdrückung von Längsschwingungen (Ruckeln) an einem Fahrzeug mit Schaltgetriebe, die ansonsten durch abrupte, vom Fahrer durch eine rasche Betätigung des Fahrpedals ausgelöste Erhöhungen des Motor-Drehmoments anregbar sind und durch einen begrenzten Schlupf in einer die Antriebskopplung des Motors mit dem Getriebe vermittelnden Kupplung bekämpfbar sind.

Bei Fahrzeugen mit Schaltgetrieben und einer Kupplung üblicher Bauart, z. B. einer Ein- oder Mehrscheiben- Kupplung, die im eingerückten Zustand eine 100%ige Übertragung des Motor-Drehmoments auf die Eingangswelle des Schaltgetriebes vermittelt, können bei einer abrupten Drehmoment-Steigerung des Fahrzeugmotors Längsschwingungen des Fahrzeuges angeregt und unter ungünstigen Umständen resonant verstärkt werden, die sehr störend und für den Fahrer oftmals beängstigend sind und daher wirkungsvoll bekämpft werden müssen.

Zu diesem Zweck ist bei einer durch offenkundige Vorbenutzung durch die Firma Mitsubishi bekannt gewordenen Einrichtung der eingangs genannten Art zusätzlich zu einer üblichen Reibungskupplung eine dieser mechanisch vorgeschalte hydraulische Kupplung vorgesehen, die einen permanenten Antriebsschlupf zwischen der Abtriebswelle des Fahrzeugmotors und der Eingangswelle des Schaltgetriebes vermittelt, der bei einer plötzlichen, vom Fahrer durch Betätigung des Fahrpedals ausgelösten Drehmoment-Steigerung zunehmen kann und danach "allmählich" wieder auf seinen stationären Betriebsbedingungen entsprechenden Wert absinkt. Durch diese zusätzliche hydraulische Kupplung wird zwar eine wirksame Bekämpfung solcher Längsschwingungen erzielt und dadurch jegliches "Ruckeln" des Fahrzeuges, sei es beim Anfahren oder bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten, vermieden. Diese - durchaus wirkungsvolle - Lösung des Problems der Vermeidung von Fahrzeug-Längsschwingungen ist jedoch mit den gravierenden Nachteilen behaftet, daß

1. eine zusätzliche hydraulische Kupplung sehr teuer ist, wobei der Beitrag einer solchen Kupplung zum Gesamtpreis des Fahrzeuges bis zu 3% und mehr betragen kann, daß
2. eine derartige Zusatzkupplung einen erheblichen Bauraum benötigt und
3. mit einem zusätzlichen Gewicht in der Größenordnung von 15 bis 20 kg auch einen im Prozentbereich liegenden Beitrag zum Fahrzeug-Gesamtgewicht liefert, was, absolut gesehen, zwar geringfügig erscheint, unter Gesichtspunkten einer verbrauchsfreundlichen, gewichtsparenden Konstruktion moderner Straßenfahrzeuge jedoch höchst unerwünscht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie bei gleichwohl hoher Wirksamkeit hinsichtlich der Bekämpfung von Längsschwingungen (Ruckeln) des Fahrzeuges wesentlich billiger herstellbar und auch mit deutlich geringerem Raumbedarf und Beitrag zum Gesamtgewicht des Fahrzeuges realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Ein hiernach für die Erfassung der "Betätigungsgeschwindigkeit" des Fahrpedals benötigter Positions-Sensor kann als einfaches Dreh-Potentiometer ausgebildet sein, wie es bei Fahrzeugen, die mit einem sogenannten "elektronischen Gaspedal" (E-Gas) als Geber-Element Verwendung findet und als Großserien-Produkt entsprechend preisgünstig erhältlich ist. Der Raumbedarf eines solchen Sensors und sein Beitrag zum Gesamtgewicht des Fahrzeugs sind vernachlässigbar. Entsprechendes gilt sinngemäß sowohl für einen zusätzlich zur Erfassung der Drehzahl der Eingangswelle des Schaltgetriebes vorgesehenen Drehzahl-Sensor wie auch, jedenfalls unter Gesichtspunkten der einfachen und preisgünstigen Herstellbarkeit sowie der problemlosen Anordnung am Fahrzeug für die zur Auswertungg der verschiedenen Sensor-Ausgangssignale benötigten elektronischen Steuereinheit.

Auch ein zur Ausrück-Betätigung der Kupplung benötigtes Antriebselement kann mit gängigen Mitteln der elektrischen oder elektrohydraulischen Antriebstechnik preisgünstig und mit geringem Raumbedarf und Gewichtsbeitrag realisiert werden.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 sind für einen zuverlässigen Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung günstige Werte der Parameter angegeben, durch deren Vergleich mit gemessenen Werten der Motordrehzahl und der Drehzahl der Eingangswelle des Schaltgetriebes bzw. Vorgabe zur Bestimmung der Dauer eines Regelzyklus eine wirksame Betätigungs-Steuerung der Kupplung des Fahrzeuges im Sinne einer Unterdrückung von Längsschwingungen desselben erzielbar ist.

Dabei versteht es sich, daß die hierfür jeweils günstigsten Werte dieser Parameter für jeden Fahrzeugtyp gesondert bestimmt werden müssen, was aber - bei Kenntnis des Zweckes - dem Fachmann ohne weiteres möglich ist und in Anbetracht der großen Stückzahlen der Fahrzeug-Serienfertigung, auf das Einzelfahrzeug bezogen, nur mit geringen Mehrkosten verbunden ist.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 ist dem grundsätzlichen Aufbau nach eine Realisierungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung umrissen, die in der durch die Merkmale des Anspruchs 4 angegebenen, bevorzugten Gestaltung eine sehr sensible Regelung eines Antriebsschlupfes zwischen Motor und Getriebe und damit eine besonders wirkungsvolle Bekämpfung von Fahrzeug- Längsschwingungen vermittelt.

Wenn, wie durch die Merkmale des Anspruchs 5 vorgesehen, als Hilfsdruckquelle für die Kupplungs-Betätigungseinrichtung eine am Fahrzeug ohnehin vorhandene Hilfsdruckquelle ausgenutzt werden kann, so ergibt sich ein insgesamt besonders preisgünstiger Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Alternativ kann auch die durch die Merkmale des Anspruchs 6 angegebene Gestaltung eines Ausrück-Antriebselementes zweckmäßig sein, wenn hierür eine geeignete hydraulische Hilfsdruckquelle nicht zur Verfügung steht.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, deren einzige Figur in vereinfachter, schematischer Blockschalt- Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Unterdrückung von Fahrzeug- Längsschwingungen für ein Fahrzeug zeigt, das mit einer mittels eines Geber- und eines Nehmer-Zylinders betätigbaren Kupplung ausgerüstet ist.

In der Fig. 1, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei, ist in schematisch stark vereinfachter Form der insgesamt mit 10 bezeichnete Antriebsstrang eines durch diesen repräsentierten Kraftfahrzeuges dargestellt, das mit einem von Hand schaltbarem Wechselgetriebe 11 für sich bekannter Bauart und Funktion ausgerüstet ist, mittels dessen in festen Stufen das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Motor und einem - nicht dargestellten - Ausgleichsgetriebe wählbar sind, welches das Antriebsmoment auf die angetriebenen Fahrzeugräder verteilt.

Eine zur Übertragung des Ausgangs-Drehmoments des Motors 12 auf das Getriebe 11 vorgesehene, insgesamt mit 13 bezeichnete Kupplung für sich bekannter Bauart und Funktion ist in der Fig. 1, der Einfachheit der Darstellung halber, lediglich durch einen Ausrücker 14 und eine Ausrückgabel 16 repräsentiert, an welcher eine insgesamt mit 17 bezeichnete Betätigungseinrichtung angreift, die zusätzlich zu der vom Fahrer über das Kupplungspedal 18 des Fahrzeuges steuerbaren, für einen Schaltstufenwechsel erforderlichen "normalen" Ausrückbetätigung, bei der die Antriebskopplung von Motor 12 und Getriebe 11 vollständig aufgehoben wird, auch ein mittels einer elektronischen Steuereinheit 19 selbsttätig gesteuertes "teilweises" Ausrücken der Kupplung 13 ermöglicht, derart, daß das von dem Motor 12 abgegebene Ausgangs-Drehmoment nur teilweise in das Getriebe 11 eingeleitet wird und somit zwischen der Abtriebswelle des Motors 12 und der Eingangswelle 21 des Getriebes 11 ein Antriebsschlupf entsteht, der in der nachfolgend noch näher zu erläuternden Weise - erfindungsgemäß - zur Bekämpfung am Fahrzeug auftretender Längsschwingungen, die auch als "Ruckeln" bezeichnet werden, ausgenutzt wird.

Die Kupplung 13 ist als eine über einen insgesamt mit 22 bezeichneten Geberzylinder und einen insgesamt mit 23 bezeichneten Nehmer-Zylinder hydraulisch betätigbare Kupplung ausgebildet, die, wie aus der Zeichnung ersichtlich, hydraulisch in Reihe geschaltet sind.

Der Geberzylinder ist als Druckzylinder ausgebildet, dessen Gehäuse 24 karosseriefest angeordnet ist. Der Aufbau des Druckzylinders 22 ist demjenigen eines "Einkreis-Hauptbremszylinders" weitgehend analog. Sein Ausgangsdruckraum 26 ist in axialer Richtung gehäusefest durch die pedalferne Endstirnwand 27 des Zylindergehäuses 24 und beweglich durch einen ersten Flansch 28 des Zylinderkolbens 29 begrenzt, welcher durch eine Rückstellfeder, die sich an der Endstirnwand 27 des Zylindergehäuses 24 abstützt und an dem ersten Flansch 28 des Zylinderkolbens 29 angreift, in seine dargestellte, dem eingerückten Zustand der Kupplung 13 zugeordnete Grundstellung gedrängt wird, in welcher ein zweiter, in axialem Abstand von dem ersten Flansch 28 angeordneter Flansch 31 des Kolbens 29 über einen kurzen, dem Duchmesser nach etwas kleineren pedalseitigen Fortsatz 35 an einem Zylinderdeckel 43 axial abgestützt ist. Dieser Zylinderdeckel 32 hat eine zentrale Bohrung 3, durch die ein Pedalstößel 34 druckdicht-verschiebbar hindurchtritt, über den das Kupplungspedal 18 an dem Zylinderkolben 29 bzw. an dessen kurzem Fortsatz 35 angreift. Durch die über ein stangenförmiges Zwischenstück 36 miteinander verbundenen Kolbenflansche 28 und 31 des Zylinderkolbens 29 ist innerhalb der Zylinderbohrung 37 ein ringspaltförmiger Nachlaufraum 38 begrenzt, der über eine Nachlaufbohrung 39 mit dem Druckflüssigkeits-Vorratsbehälter 41 der Betätigungseinrichtung 17 in ständiger kommunizierender Verbindung steht.

Ein in die Zylinderbohrung 37 mündender Druckmittel- Anschlußkanal 42 ist beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel als radiale Querbohrung ausgebildet, deren innere Mündungsöffnung, in der Grundstellung des Zylinderkolbens 29 gesehen, noch innerhalb des Ausgangsdruckraumes 26 liegt, nach einem kurzen Anfangsabschnitt des Druckaufbau-Hubes des Zylinderkolbens 29 jedoch durch ersten, gegen die Zylinderbohrung 37 abgedichteten Kolbenflansch 28 abgesperrt wird und bei weiterer Verschiebung des Zylinderkolbens 29 innerhalb des Nachlaufraumes 38 zu liegen kommt, der in jeder der möglichen Positionen des Geber-Zylinder-Kolbens 29 mit dem Druckmittel- Vorratsbehälter 41 in kommunizierender Verbindung steht.

Durch den pedalseitigen Flansch 31 des Geber-Zylinder- Kolbens 29 ist in axialer Richtung beweglich und durch den Gehäusedeckel 32 gehäusefest ein Antriebsdruckraum 40 begrenzt, der in der Grundstellung 0 beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel als 3/3-Wege-Magnetventil 43 ausgebildeten Steuerventils über einen - in dieser Grundstellung 0 offenen - ersten Durchflußpfad 44 dieses Steuerventils 43 und einen als Querbohrung des Zylindergehäuses 24 ausgebildeten Anschlußkanal 45 mit dem Druckflüssigkeits- Vorratsbehälter 41 verbunden und dadurch drucklos gehalten ist.

Durch Ansteuerung dieses Steuerventils 43 mit einem Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 19, dem ein Maximalwert der Steuerstromstärke entspricht, ist dieses Steuerventil 43 in eine erregte Stellung II steuerbar, in welcher der in den Antriebsdruckraum 40 des Geberzylinders 22 mündende Anschlußkanal 45 über einen zweiten Durchfluß- Strömungspfad 46 des Steuerventils 43 an den auf hohem Ausgangsdruckniveau liegenden Ausgang einer Hilfsdruckquelle 48 angeschlossen ist. In dieser Funktionsstellung II des Steuerventils 43 wird somit der hohe Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle 48 in den Antriebsdruckraum 40 des Geberzylinders 22 eingekoppelt, wodurch dessen Kolben 29 im Sinne eines Druckaufbaues im Ausgangsdruckraum 26 verschoben wird mit der Folge, daß auch in dem Antriebsdruckraum 49 des als einfach wirkender Hydrozylinder ausgebildeten Nehmer-Zylinders 23 Steuerdruck aufgebaut wird, dessen Kolben 51 über einen Kolbenstößel 52 an dem Betätigungsarm 53 der Ausrückgabel 16 angreift, die in der üblichen Gestaltung als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, der um eine bezüglich des Kupplungsgehäuses 54 feststehende Achse 56 schwenkbar ist.

Durch ein weiteres Steuer-Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 19, dessen Steuerstromstärke etwa dem halben Wert der Steuerstromstärke desjenigen Steuersignals der elektronischen Steuereinheit 19 entspricht, mit dem das Steuerventil 43 in seine erregte Stellung II steuerbar ist, wobei typische Werte der Steuerstromstärken dieser beiden Steuersignale 6 A bzw. 3 A sind, ist das Steuerventil 43 in eine zu seinen - alternativen - Durchflußstellungen 0 und II ebenfalls alternative, erregte Stellung I steuerbar. Diese erregte Stellung I ist eine Sperrstellung, in welcher der Antriebsdruckraum 40 des Geber-Zylinders 22 sowohl gegen den Druckflüssigkeits-Vorratsbehälter 41 als auch gegen die Hilfsdruckquelle 48, die in der Zeichnung der Einfachheit halber lediglich als Druckspeicher dargestellt ist, abgesperrt ist.

Eine Ausbildung des Steuerventils 43 als Schieber-Magnetventil vorausgesetzt, ist diese Sperrstellung I eine Zwischenstellung zwischen der Grundstellung 0 und der erregten Stellung II.

Durch Umschalten des Steuerventils 43 aus seiner erregten Stellung II, die mit dem Ausrücken der Kupplung 13 verknüpft ist, in seine Sperrstellung I, kann der Steuerdruckaufbau dem Antriebsdruckraum 40 des Geberzylinders 22 begrenzt und dadurch die Kupplung 13 in einem teilweise ausgerückten Zustand gehalten werden.

Auch das Gehäuse 57 des Nehmerzylinders 23 ist fest mit dem Kupplungs- bzw. Motorgehäuse 54 verbunden. Die den Steuerdruckeingang 58 des Nehmerzylinders 23 mit dem Druckausgang 59 des Geberzylinders 22 verbindende Druckleitung 61 ist teils als karosseriefest verlegte Rohrleitung, teils als flexible Schlauchleitung, ausgebildet, um Relativbewegungen zwischen dem Motor 12 und der Karosserie des Fahrzeuges auffangen zu können.

Das Fahrzeug ist mit einem elektronischen Motordrehzahl- Sensor 62 versehen, der elektrische Ausgangssignale erzeugt, die - nach Frequenz und/oder Pegel - ein Maß für die Motordrehzahl sind.

Des weiteren ist das Fahrzeug mit einem elektronischen Drehzahl-Sensor 63 versehen, dessen elektrische Ausgangssignale ein Maß für die Drehzahl der Eingangswelle 21 des Getriebes 11 sind.

Des weiteren ist ein elektromechanischer oder elektronischer Sensor 64 vorgesehen, dessen elektrisches Ausgangssignal - wiederum nach Frequenz und/oder Pegel - ein Maß für die "Geschwindigkeit" ist, mit der der Fahrer - durch Betätigung des Fahrpedals 66 - eine Ausgangsdrehmoment-Änderung des Motors 12 einsteuert, im Falle eines Saugmotors letztendlich somit ein Maß für die Winkelgeschwindigkeit ist, mit der die Drosselklappen-Stellung verändert wird, im Falle eines Dieselmotors ein Maß für die Positionsänderung der zu diesem Zweck vorgesehenen Steuerstange.

Ein hierfür charakteristisches Signal wird beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines Dreh- Potentiometers gewonnen, dessen Läufer-Kontakt über einen Kurbeltrieb 67 mit dem Fahrpedal 66 bewegungsgekoppelt ist.

Die Ausgangssignale dieser Sensoren 62, 63 und 64 werden als - jeweils für Geschwindigkeiten charakteristische - Informationseingaben der elektronischen Steuereinheit 19 zugeleitet, die aus einer nachfolgend näher zu erläuternden Verarbeitung dieser Eingaben Steuer-Ausgangssignale für die Ansteuerung des Steuerventils 43 erzeugt, durch dessen Umschaltung in seine erregte(n) Stellung(en) II und/oder I unabhängig von einer Betätigung des Kupplungspedals 18 ein zeitweises, teilweises oder vollständiges Ausrücken der Kupplung 13 steuerbar ist, wenn und solange eine Gefahr dahingehend besteht, daß durch eine abrupte Ausgangsdrehmoment- Änderung des Motors 12 Längsschwingungen am Fahrzeug angeregt werden könnten.

In spezieller Gestaltung ist der Motordrehzahl-Sensor 62 als ein induktiver Sensor ausgebildet, der eine Sensorspule 68 hat, die mit zur Drehachse 69 des Schwungrades 71 des Motors 12 radialem Verlauf ihrer zentralen Achse 72 in unmittelbarer Nähe des am Umfang des Schwungrades 71 angebrachten, für das Starten des Motors 12 vorgesehenen Zahnkranzes 73 angeordnet ist und mit dem Vorbeitreten der Zähne dieses Zahnkranzes periodische Änderungen ihrer Induktivität erfährt, so daß das elektrische Ausgangssignal des Sensors 62 ein der Frequenz nach zu der Drehzahl des Motors 12 proportionales Wechselspannungs- Ausgangssignal ist.

Auch der zur Erfassung der Drehzahl der Eingangswelle 21 des Getriebes 11 vorgesehene Drehzahlsensor 63 ist als induktiver Geber analogen Aufbaues ausgebildet, der somit ein Wechselspannungs-Ausgangssignal abgibt, dessen Frequenz zu der Geschwindigkeit proportional ist, mit der die Zähne des Antriebszahnrades 74 des Wechselgetriebes 11 an der Sensor-Spule des Gebers 63 vorbeitreten.

Das Ausgangssignal des die Position des Fahrpedals 6 überwachenden Sensors 64 ist ein Gleichspannungssignal, dessen - positiver oder negativer - Pegel dem Betrage nach ein Maß für die Momentan-Position des Fahrpedals 66 ist.

Die elektronische Steuereinheit 19, der die Ausgangssignale der Sensoren 62, 63 und 64 zugeleitet sind, wird nachfolgend anhand ihrer bestimmungsgemäßen Funktion erläutert, woraus sich für einen mit der elektronischen Schaltungstechnik vertrauten Fachmann auch die zu ihrer Realisierung erforderlichen schaltungstechnischen Maßnahmen ergeben.

Die elektronische Steuereinheit 19 wird spätestens dann aktiviert, wenn das Fahrzeug durch Einlegen einer Schaltstufe des Wechselgetriebes 11, in aller Regel der ersten Schaltstufe oder des Rückwärtsganges für den Fahrbetrieb vorbereitet wird.

Die elektronische Steuereinheit 19 arbeitet wie folgt:

Betätigt der Fahrer das Fahrpedal 66 im Sinne einer Steigerung des Ausgangs-Drehmoments des Motors 12 sehr "schnell", und überschreitet hierbei die Winkelgeschwindigkeit , mit der sich die Momentan-Position des Fahrpedals 66 bezüglich seiner Schwenkachse 76 bzw. einer karosseriefesten Bezugsebene ändert, einen vorgegebenen Schwellenwert _S, so wird hierdurch zum einen an einem Steuerausgang 77 der elektronischen Steuereinheit 19 ein Steuer-Ausgangssignal abgegeben, durch welches das Steuerventil 43 in seine erregte Stellung II gesteuert wird, in welcher der Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle 48 in den Antriebsdruckraum 40 des Geberzylinders 22 eingekoppelt wird. Durch diese Hilfsdruck- Beaufschlagung des Antriebsdruckraumes 40 des Geberzylinders 22 erfährt dessen Kolben 29 eine Verschiebung im Sinne eines Steuerdruck-Aufbaues in seinen Ausgangsdruckraum 26, wobei der Ausgangsdruck des Geberzylinders 22 über die Druckleitung 61 in den Antriebsdruckraum 49 des Nehmerzylinders 23 eingekoppelt wird und hierdurch eine Ausrück- Betätigung der Kupplung 13 erzielt wird; zum anderen wird durch das Überschreiten des Schwellenwertes _S der "Betätigungsgeschwindigkeit" des Fahrpedals 66 ein - nicht dargestelltes - Zeitglied der elektronischen Steuereinheit 19 zur Abgabe eines Zeit-Steuersignals angesteuert, das für eine bestimmte Zeitspanne T _R ansteht, innerhalb welcher die elektronische Steuereinheit 19 wie folgt arbeitet:

Die Ausgangssignale der Drehzahl-Sensoren 62 und 63 werden - analog oder digital - so verarbeitet, daß sie in Einheiten der Motordrehzahl, z. B. der Drehzahl eines Schwungrades 71 des Motors 12 bzw. in Einheiten der Drehzahl des Antriebszahnrades 74 des Wechselgetriebes 11 miteinander vergleichbar sind.

Mit der durch das "schnelle" Betätigen des Fahrpedals 66 ausgelösten Aktivierung der elektronischen Steuereinheit 19 wird zunächst das Steuerventil 43 für eine erste Zeitspanne Δ t ₁ in seine erregte Stellung II gesteuert und dadurch die Betätigungseinrichtung 17 im Sinne eines Ausrückens der Kupplung 13 aktiviert. Diese Zeitspanne Δ t ₁, die typische Dauern zwischen 50 ms und 200 ms, vorzugsweise um 100 ms hat, ist so bemessen, daß innerhalb dieser Zeitspanne Δ t ₁ nur ein teilweises Ausrücken der Kupplung 13 erzielt wird. Nach Ablauf dieser Zeitspanne Δ t ₁ wird das Steuerventil 43 in seine Sperrstellung I zurückgeschaltet, mit der Folge, daß der innerhalb dieser Zeitspanne Δ t ₁ in dem Antriebsdruckraum 40 des Geberzylinders 22 aufgebaute Druck konstant gehalten und die Kupplung 13 teilweise ausgerückt bleibt.

Die Folge hiervon ist, daß sich im Antriebsstrang 10 des Fahrzeuges nunmehr ein Antriebsschlupf aufbaut, wobei die Motordrehzahl Ω _M schneller anwächst als die Drehzahl Ω _A der Antriebswelle 21 des Wechselgetriebes 11.

Überschreitet hierbei - innerhalb der Zeitspanne T _R, deren typische Dauer zwischen 0,5 s und 2,5 s, vorzugsweise um 1,5 s beträgt, - dieser Antriebsschlupf

ΔΩ = Ω _M - Ω _A (1)

einen oberen Schwellenwert Ω _H, der einen typischen Wert von 250 min^-1 hat, so wird das Steuerventil 43 aus seiner Sperrstellung I wieder in seine Grundstellung 0 zurückgeschaltet mit der Folge, daß die Kupplung 13 wieder eingerückt wird.

Sobald hierbei - noch innerhalb der Zeitspanne T _R - der Antriebsschlupf ΔΩ einen unteren Grenzwert ΔΩ _L, der einen typischen Wert von 60 min^-1 hat, unterschreitet, wird von der elektronischen Steuereinheit ein nächstes, die Umschaltung des Steuerventils 43 in dessen erregte Stellung II auslösendes Steuersignal erzeugt und die Kupplung 13 dadurch wieder im Sinne eines Ausrückens betätigt. Derartige Regelzyklen werden innerhalb der Regelzeitspanne T _R ggf. mehrfach wiederholt.

Soweit hierbei das Steuerventil 43 nach einer erstmaligen Ansteuerung in seine erregte Stellung II - wieder in die mit einer Löse-Betätigung der Kupplung 13 verknüpfte Stellung II gesteuert wird, erfolgt eine Zurückschaltung in seine Sperrstellung I jeweils nach kürzeren Zeitspannen Δ _t2 als bei der erstmaligen Ansteuerung in die Löse-Stellung II, wobei typische Werte dieser Zeitspannen Δ _t2 zwischen 5 ms und 20 ms sind.

Hierdurch kann - innerhalb der Regelzeitspanne T _R - eine sensible Einregelung des Antriebsschlupfes ΔΩ auf den durch den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert markierten Bereich erzielt werden.

Nach Ablauf der Regelzeitspanne T _R, die mit der erwähnten abrupten Betätigung des Fahrpedals 66 beginnt, wird die Ansteuerung des Steuerventils 43 endgültig, d. h. den erläuterten Regelzyklus abschließend, aufgehoben, bis ggf. durch ein erneutes abruptes Betätigen des Fahrpedals 66 ein neuer Regelzyklus ausgelöst wird.

Im Ergebnis wird durch diese - erfindungsgemäße - Art der selbsttätig gesteuerten Kupplungsbetätigung die Zeitspanne, innerhalb derer ein vom Fahrer durch Betätigen des Fahrpedals 66 eingesteuerter Erwartungswert des Motor-Drehmoments mit seinem vollen Betrag im Antriebsstrang 10 des Fahrzeugs wirksam werden kann, unabhängig von der "Geschwindigkeit", mit der der Fahrer das Fahrpedal 66 betätigt, auf eine Mindest-Zeitspanne T _R gebracht, innerhalb derer das an der Antriebswelle 21 des Wechselgetriebes 11 wirksame Drehmoment kontinuierlich ansteigt, bis schließlich mit dem Ablauf dieser Zeitspanne T _R die Kupplung 13 eingerückt gehalten wird und durch die drehfest-kraftschlüssige Verbindung der Abtriebswelle des Motors 12 mit der Antriebswelle 21 des Wechselgetriebes 11 das volle Ausgangsdrehmoment des Motors 12 im Antriebsstrang wirksam ist.

Durch diese Art der Drehmoment-Übertragungsregelung wird eine wirksame Bekämpfung ansonsten durch eine abrupte Betätigung des Fahrpedals bzw. Änderung des Motor- Drehmoments auslösbarer Längsschwingungen des Fahrzeuges erzielt.

Als Hilfsdruckquelle 48 der Betätigungseinrichtung 17 kann eine am Fahrzeug ohnehin vorhandene Druckquelle ausgenutzt werden, z. B. die Betriebsdruckquelle einer Servo-Lenkung, einer Niveauregelung, einer hydro-pneumatischen Federung oder die Hilfsdruckquelle eines hydraulischen Bremskraftverstärkers.

Eine im vorstehend erläuterten Sinne selbsttätig erfolgende Ausrück- und Einrück-Betätigung der Kupplung 13, kann, wie nicht eigens dargestellt, auch dadurch erzielt werden, daß ein dem Verstärkerteil eines pneumatischen Bremskraftverstärkers analoges Stellglied vorgesehen ist, das am Kolben 29 des Geber-Zylinders 22 angreifend angeordnet ist und durch ventilgesteuerten Anschluß an den Motor-Ansaugstutzen bzw. Absperrung gegen diesen im Sinne einer Ausrück- bzw. Einrück- Betätigung der Kupplung 13 aktivierbar ist.

Claims

1. Einrichtung zur Unterdrückung von Längsschwingungen (Ruckeln) an einem Fahrzeug mit Schaltgetriebe, die ansonsten durch abrupte, vom Fahrer durch eine rasche Betätigung des Fahrpedals ausgelöste Erhöhungen des Motordrehmoments anregbar sind und durch einen begrenzten Schlupf in einer die Antriebskopplung des Motors mit dem Schaltgetriebe vermittelnden Kupplung bekämpfbar sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) es ist ein Sensor (64) vorgesehen, der ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das ein direktes Maß für die vom Fahrer einstellbare, mit einem bestimmten Erwartungswert verknüpfte Funktionsstellung α des Drehmoment- Steuergliedes (66) - des Fahrpedals - des Fahrzeuges ist und dessen zeitliche Änderung ein Maß für die Geschwindigkeit ist, mit der das Drehmoment-Steuerglied (66) vom Fahrer im Sinne einer Erhöhung des Motor-Drehmoments betätigt wird;
b) zusätzlich zu einem ersten Drehzahlsensor (62) der ein für die Motordrehzahl Ω _M charakteristisches elektrisches Ausgangssignal erzeugt, ist ein zweiter Drehzahl-Sensor (63) vorgesehen, dessen elektrisches Ausgangssignal ein Maß für die Drehzahl Ω _A der Eingangswelle (21) des Schaltgetriebes (11) ist;
c) eine Betätigungseinrichtung (17), mittels derer die Kupplung (13) zur Vornahme eines Schaltstufenwechsels ausrückbar ist, umfaßt ein Ausrück- Antriebselement (23), das alternativ zu einer vom Fahrer, z. B. durch Pedalbetätigung, steuerbaren Ausrück-Betätigung der Kupplung (13) auch elektrisch gesteuert, selbsttätig im Sinne eines Aus- und Einrückens der Kupplung aktivierbar ist;
d) es ist eine elektronische Steuereinheit (19) vorgesehen, die aus einer Verarbeitung der Ausgangssignale der Drehzahl-Sensoren (62 und 63) und des die Drehmoment-Steuerglied-Position erfassenden Sensors (64) ein Steuersignal zum Ausrücken der Kupplung (13) erzeugt, wenn und solange, nachdem bei einer Betätigung des Drehmoment-Steuergliedes (66) dessen zeitliche Positionsänderung einen Schwellenwert α _S überschritten hat, ein aus dieser Ausrückung der Kupplung (13) resultierender Schlupf ΔΩ zwischen der Abtriebswelle des Motors (12) und der Eingangswelle (21) des Getriebes (11) dem Betrage nach zwischen einem unteren Grenzwert ΔΩ _L und einem oberen Grenzwert ΔΩ _H variiert, und diese Ansteuerung beendet, nachdem seit der erstmaligen Auslösung der Ausrückbetätigung der Kupplung (13) eine Zykluszeitspanne T _R verstrichen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Schlupfschwellenwert ΔΩ _H, bei dessen Überschreiten die Kupplung (13) wieder eingerückt wird, zwischen 120 min^-1 und 300 min^-1, vorzugsweise um 240 min^-1 beträgt und der untere Grenzwert ΔΩ _L des Schlupfes ΔΩ, bei dessen Unterschreiten die Kupplung (13) innerhalb der Zykluszeitspanne T _R wieder ausgerückt wird, zwischen 60 min^-1 und 120 min^-1, vorzugsweise um 80 min^-1 beträgt und daß die Zykluszeitspanne T _R zwischen 0,5 s und 2,5 s, vorzugsweise um 1,5 s, beträgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Fahrzeug mit einer hydraulischen Ausrück- Einrichtung versehen ist, die einen Geber-Zylinder umfaßt, in dessen Ausgangsdruckraum durch Betätigung des Kupplungspedals Steuerdruck aufbaubar ist, der in den Eingangs-Druckraum eines Nehmer-Zylinders einkoppelbar ist, dessen an dem Ausrückelement der Kupplung angreifender Kolben dadurch im Sinne eines Ausrückens der Kupplung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber-Zylinder (22) mit einem Antriebsdruckraum (40) versehen ist, durch dessen Druckbeaufschlagung der den Ausgangsdruckraum (26) begrenzende Geber-Zylinderkolben (29) im Sinne eines Steuerdruck-Aufbaues im Ausgangsdruckraum (26) verschiebbar ist und daß ein Ausrück- Steuerventil (43) vorgesehen ist, das durch ein Ausrück-Steuersignal der elektronischen Steuereinheit (19) aus einer Grundstellung (0), in welcher eine Hilfsdruckquelle (48) gegen den Antriebsdruckraum (26) des Geber-Zylinders (22) abgesperrt ist, dieser aber an den Druckflüssigkeits-Voratsbehälter (41) angeschlossen ist, in eine erregte Stellung (II) steuerbar ist, in welcher der Antriebsdruckraum (40) des Geber-Zylinders (22) mit dem Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle (48) beaufschlagt, dafür aber gegen den Druckflüssigkeits-Vorratsbehälter (41) abgesperrt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrück-Steuerventil (43) als 3/3-Wege-Magnetventil ausgebildet ist, in dessen Grundstellung (0) der Antriebsdruckraum (40) des Geber-Zylinders (22) drucklos gehalten ist, und das durch Ausgangssignale der elektronischen Steuereinheit (19), die definiert verschiedene Steuerstromstärken haben, in alternative erregte Stellungen (I) und (II) steuerbar ist, wobei in der bei Ansteuerung des Ventils (43) mit der höheren Steuerstromstärke eingenommenen erregten Stellung (II) des Steuerventils (43) der Antriebsdruckraum (40) des Geber-Zylinders (48) beaufschlagt ist, und in der bei Erregung mit der geringeren Steuerstromstärke eingenommenen Stellung (I) des Steuerventils (43) der Antriebsdruckraum (40) des Geberzylinders (22) sowohl gegen den - drucklosen - Druckflüssigkeits- Vorratsbehälter (41) als auch gegen den Ausgang (47) der Hilfsdruckquelle (48) abgesperrt ist und daß das Steuerventil (43), nachdem es für eine Zeitspanne (Δ t ₁ bzw. Δ t ₂) in seine erregte Stellung (II) gesteuert war, jeweils in seine Sperrstellung (I) umgeschaltet wird, wobei die Dauer (Δ t ₁) einer einleitenden Ansteuerung des Steuerventils (43) in seine erregte Stellung (II) zwischen 50 ms und 200 ms, vorzugsweise um 100 ms, beträgt und die Dauer (Δ t ₂) einer nachfolgenden Ansteuerung in seine erregte Stellung (II) zwischen 5 und 20 ms beträgt.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsdruckquelle (48) der Betätigungseinrichtung (17) die hydraulische Druckquelle einer am Fahrzeug weiter vorgesehenen hydraulischen Lenkhilfe oder einer Niveauregulierung oder eines hydraulischen Bremskraftverstärkers ausgenutzt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber-Zylinder (22) über einen durch ventilgesteuerten Anschluß einer Unterdruckkammer an den Ansaugstutzen des Fahrzeugmotors (12) aktivierbaren pneumatischen Servo-Motor betätigbar ist.