DE4011850A1 - Automatically clutch of motor vehicle - using processor program for engagement following automatic determination of clutch biting point - Google Patents
Automatically clutch of motor vehicle - using processor program for engagement following automatic determination of clutch biting pointInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer zwischen einer Antriebsmaschine und einem Getriebe wirksamen automatisierten Reibungskupplung für wenigstens einen der Betriebszustände, wie Anfahren, Schalten, Fahren, Beschleuni gen, Abbremsen, Rückwärtsfahren, Parken oder dergleichen, bzw. von Übergängen zwischen einzelnen Betriebszuständen.The invention relates to a method for controlling a effective between a prime mover and a transmission automated friction clutch for at least one of the Operating conditions, such as starting, switching, driving, accelerating braking, reversing, parking or the like, or of transitions between individual operating states.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Steuern einer automatisierten Reibungskupplung.Furthermore, the invention relates to a device for Implementation of the procedure for controlling an automated Friction clutch.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Regelung für das Übertragungsmoment einer Kupplung zwischen einem Motor und einem Getriebe, die in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet sowie mit der erfindungsgemäßen Einrich tung erzeugt werden kann.The invention also relates to a regulation for the Transmission torque of a clutch between an engine and a gearbox in connection with the invention Process used and with the Einrich invention tion can be generated.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung der vorerwähnten Art zu schaffen, mit denen bei optimalem Fahrkomfort ein verbrauchs günstiger Fahrbetrieb und/oder optimale Beschleunigungen, schonender Fahrbetrieb und lange Lebensdauer des Fahrzeuges, insbesondere der Kupplung, erzielbar sind.The present invention was based on the object Procedure and a device of the type mentioned above create with which with optimal driving comfort a consumption favorable driving and / or optimal accelerations, gentle driving and long service life of the vehicle, especially the clutch can be achieved.
Der Erfindung lag weiterhin die Aufgabe der Bereitstellung einer Regelung zugrunde, die mit vernachlässigbarer Totzeit, also jeweils innerhalb der Arbeitsperiode Regelgrößen unter Berücksichtigung der Betriebsparameter für die Regelung des Übertragungsmoments einer Kupplung zur Verfügung stellt.The invention was also the object of providing a regulation based on negligible dead time, that is, within the working period in each case Consideration of the operating parameters for the regulation of the Provides transmission torque of a clutch.
Dies wird gemäß einer Verfahrensvariante der Erfindung dadurch erzielt, daß zumindest für den Anfahrvorgang ein Regeleingriffspunkt der Kupplung in Abhängigkeit einer inner halb des Antriebsstranges durchgeführten Momentenmessung und/oder einer Winkelmessung ermittelbar ist, indem die Kupp lung aus einer ausgerückten Position und bei eingelegtem Gang und stehendem Fahrzeug mit definierter Geschwindigkeit bis zu einer Position geschlossen wird, bei der zwar ein Moment eingeleitet, dieses Moment jedoch geringer ist als dasjenige, durch das das Fahrzeug bewegt würde und ein bei Erreichen eines bestimmten Moments und/oder eines bestimmten Winkels entsprechender Wert, z. B. der Weg bzw. Ort der Kupp lungsbetätigung, ermittelt und einem Speicher zugeführt wird, woraufhin die Kupplung zumindest teilweise wieder geöffnet wird und zwar bis zu einer definierten Warteposition, bei der die Kupplung kein Moment oder nur ein sehr geringes Schlepp moment überträgt. This is done according to a method variant of the invention achieved in that at least for the starting process Control engagement point of the clutch depending on an inner Torque measurement carried out half of the drive train and / or an angle measurement can be determined by the coupling from a disengaged position and with the Gear and stationary vehicle at a defined speed is closed up to a position where a Moment initiated, but this moment is less than the one that would move the vehicle and one at Reaching a certain moment and / or a certain one Angle corresponding value, e.g. B. the way or location of the dome actuation, determined and fed to a memory, whereupon the clutch at least partially opened again up to a defined waiting position at which the clutch does not have a moment or only a very slight drag moment transmits.
Gemäß einer anderen Verfahrensvariante der Erfindung wird, zumindest für den Anfahrvorgang, ein Regeleingriffspunkt der Kupplung in Abhängigkeit einer Gradientenermittlung an drehbaren Bauteilen des Antriebsstranges ermittelt, indem die Kupplung aus einer ausgerückten Position und bei nicht eingelegtem Gang und stehendem Fahrzeug mit definierter Geschwindigkeit bis zu einer Position geschlossen wird, bei der die Getriebeeingangswelle zwar angetrieben, aber unterhalb der Motorleerlaufdrehzahl bleibt, und ein bei Erreichen eines bestimmten Zustandes, wie bei einer bestimm ten Drehzahl auftretender Gradientenwert und ein zustandsab hängiger Wert, wie der Weg bzw. Ort der Kupplungsbetätigung, ermittelt und einem Speicher zugeführt werden, woraufhin die Kupplung, zumindest teilweise, wieder geöffnet wird und zwar in eine Warteposition, bei der die Kupplung kein oder nur ein sehr geringes Schleppmoment überträgt.According to another process variant of the invention, at least for the starting process, a control point of intervention Coupling depending on a gradient determination rotatable components of the drive train determined by the Clutch from a disengaged position and not engaged gear and stationary vehicle with defined Speed up to a position is closed at which drives the transmission input shaft, but remains below the engine idle speed, and a at Reaching a certain state, like a certain one gradient value occurring and a status dependent dependent value, such as the path or location of the clutch actuation, determined and fed to a memory, whereupon the Clutch, at least partially, is opened again in a waiting position in which the clutch has no or only one transmits very low drag torque.
Die vorerwähnte Warteposition kann auch dem voll ausgerückten Zustand der Kupplung entsprechen. Auch kann der im Betäti gungssystem, das hydraulisch und/oder pneumatisch ausgebildet sein kann, anstehende Druck anstelle des Weges bzw. Ortes der Kupplungsbetätigung oder zusätzlich zu diesem Weg bzw. Ort ermittelt und in dem Speicher festgehalten werden.The aforementioned waiting position can also be the fully disengaged one Correspond to the condition of the coupling. It can also be activated system that is hydraulically and / or pneumatically trained can be pending pressure instead of the path or location of the Clutch actuation or in addition to this route or location are determined and recorded in the memory.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 4 bis 64, wobei einige dieser Maßnahmen bzw. Weiterbil dungen für sich alleine bzw. wenigstens in Verbindung mit dem Oberbegriff der selbständigen Ansprüche erfinderisch sind.Further advantageous measures and further training of the The inventive method result from claims 2 and 4 to 64, with some of these measures or further training solutions on their own or at least in connection with the The preamble of the independent claims is inventive.
Zur Durchführung eines Verfahrens zum Steuern einer automati sierten Reibungskupplung kann sich in besonders vorteilhafter Weise eine Einrichtung eignen, die mindestens einzelne der nachfolgend angeführten Schalt-, Meß- und Regeleinrichtungen sowie mindestens eine elektronische Einheit mit zumindest einem Rechner und Speicher zur Aufbereitung und Speicherung der von den Einrichtungen ermittelten Zustandsgrößen bzw. Impulse und zur Ansteuerung bzw. Regelung mancher dieser Einrichtungen aufweist:To carry out a method for controlling an automati Fixed friction clutch can be particularly advantageous Wise a facility that at least some of the Switching, measuring and control devices listed below and at least one electronic unit with at least a computer and memory for processing and storage the state variables or Impulses and to control or regulate some of them Facilities has:
- a) eine Vorkehrung zur Erfassung der Motordrehzahl, zum Beispiel in Form eines die Zähne an der Schwungscheibe abtastenden Sensorsa) a precaution to record the engine speed to Example in the form of a teeth on the flywheel sensing sensor
- b) eine Vorkehrung zur Ermittlung der Getriebedrehzahlb) a precaution to determine the transmission speed
- c) eine Vorkehrung zum Messen des Kupplungsbetätigungsweges, zum Beispiel in Form eines den Weg des Kupplungsbetäti gungsgliedes, wie zum Beispiel ein hydraulischer Nehmer zylinder, erfassenden Potentiometer,c) a measure to measure the clutch actuation path, for example in the form of a clutch actuation path tion member, such as a hydraulic slave cylinder, sensing potentiometer,
- d) eine Vorkehrung zur Erfassung der Stellung der Kraft stoffzufuhreinrichtung, zum Beispiel in Form eines die Drosselklappenstellung ermittelnden Potentiometersd) a measure of the position of the force fabric feeder, for example in the form of a die Throttle valve determining potentiometer
- e) eine Vorkehrung zur Erfassung der Gaspedalstellung in Form zum Beispiel eines über das Gaspedal beeinflußbaren Potentiometerse) a precaution to detect the accelerator pedal position in Form, for example, one that can be influenced via the accelerator pedal Potentiometers
- f) eine Einrichtung zur Ermittlung der Leerlaufstellung der Kraftstoffzufuhreinrichtungf) a device for determining the idle position of the Fuel supply device
- g) eine Vorkehrung zur Erkennung der Getriebestellung mit Leerlauf- und Gangerkennungg) a precaution to detect the gear position Idle and gear detection
- h) eine Vorkehrung zur Schaltabsichterkennung in Form zum Beispiel eines am Getriebeschalthebel vorgesehenen Sensorsh) a precautionary measure for switching intent recognition in the form of Example of one provided on the gear shift lever Sensors
- i) eine Einrichtung zur Erkennung der Drosselklappenend- Stellungi) a device for detecting the throttle valve end position
- j) eine Temperatur-Meßeinrichtung, wobei von der Elektronik zumindest steuerbar istj) a temperature measuring device, whereby the electronics can at least be controlled
- k) eine Kupplungsbetätigungseinrichtung, wie eine hydrauli sche Geber- und Nehmereinrichtungk) a clutch actuator, such as a hydraulic cal donor and receiver device
- l) eine Antriebseinrichtung für die Veränderung der Drossel klappenstellungl) a drive device for changing the throttle flap position
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens eine Drehrichtungserkennung bzw. Rollrichtungserkennung umfaßt, z. B. gemäß den Ansprüchen 67 bis 72. Eine solche Erkennung ist für die Zustände vorteil haft, wenn der eingelegte Gang und die Rollrichtung des Fahr zeuges nicht übereinstimmen. Dies ist z. B. der Fall bei einem Kraftfahrzeug, das - mit eingelegtem ersten Gang - bergauf wärts steht, und sich bergabwärts bewegt, also zurückrollt. Diese Erkennung kann mittels eines Sensors erfolgen. Durch das Erkennen solcher Fälle, kann eine diesem Zustand nicht entsprechende Regler-Reaktion vermieden werden. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß bei dem vorerwähnten Fall die ermittelte Getriebedrehzahl ein negatives Vorzeichen erhält, so daß die Regelung des für diesen Betriebszustand notwendi gen Eingriffszustandes der Kupplung und damit der erforderli chen Schlupfdrehzahl korrekt erfolgt. Ohne Richtungserkennung kann es vorkommen, daß die Schlupfdrehzahl falsch berechnet wird, was ein nicht einwandfreies Regelverhalten und damit auch Eingriffsverhalten der Kupplung zur Folge hätte.Furthermore, it may be appropriate if the device for Execution of the method of detection of the direction of rotation or Roll direction detection includes, for. B. according to claims 67 to 72. Such recognition is advantageous for the conditions stuck if the gear selected and the direction of roll of the driver not match. This is e.g. B. the case with one Motor vehicle that - with first gear engaged - uphill stands, and moves downhill, i.e. rolls back. This detection can take place by means of a sensor. By recognizing such cases cannot do this appropriate controller response can be avoided. This can e.g. B. happen in that in the aforementioned case determined gearbox speed receives a negative sign, so that the control of the necessary for this operating state state of engagement of the clutch and thus the required Chen slip speed is correct. Without direction detection the slip speed may be calculated incorrectly becomes what is an improper control behavior and thus engaging behavior of the clutch would also result.
Die Aufgabe der Regelung des übertragbaren Momentes einer Kupplung wird nach der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:The task of regulating the transmissible moment one Coupling is according to the invention by the following features solved:
- a) als Differenz der Motordrehzahl und der Getriebedrehzahl wird ein Ist-Schlupf ermittelt;a) as the difference between the engine speed and the transmission speed an actual slip is determined;
- b) ein Prozessor fragt periodisch Eingangsparameter, wie Kupplungsweg, Drosselklappenstellung (Last), Motortempe ratur und/oder Getriebestellung, ab und ermittelt unter Abfrage gespeicherter Kennfelder einen Soll-Schlupf und charakteristische Regelfaktoren;b) a processor periodically asks input parameters, such as Clutch travel, throttle position (load), engine tempe rature and / or gear position, from and determined under Query stored maps a target slip and characteristic control factors;
- c) aus dem Differenzwert von Soll-Schlupf und Ist-Schlupf wird in einer durch die Regelfaktoren gesteuerten Regel strecke eine Stellgröße für den Kupplungsweg gebildet.c) from the difference between the target slip and the actual slip is in a rule controlled by the control factors stretch formed a manipulated variable for the clutch travel.
Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die Kupplung in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors mit einem Schlupf betrieben wird. Dadurch kann man die Übertragung von Motorschwingungen auf den Antriebsstrang weitgehend ausschalten. Außerdem ist eine Optimierung des Fahrverhaltens möglich.The invention differs from the prior art Technology than the clutch depending on the operating condition the engine is operated with a slip. So you can the transmission of engine vibrations to the drive train largely turn off. It is also an optimization of the Driving behavior possible.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 75 bis 88 angegeben.Further developments of the invention are in subclaims 75 to 88 specified.
Anhand der Fig. 1 bis 15 sei die Erfindung näher erläu tert. Dabei zeigtReferring to Figs. 1 to 15, the invention is closer tert erläu. It shows
Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Fahrzeugantrie bes mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung. Fig. 1 shows the schematic structure of a vehicle drive bes with a device according to the invention.
Fig. 2 den schematischen Aufbau einer hydraulischen Verstelleinrichtung, die bei der Einrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wird. Fig. 2 shows the schematic structure of a hydraulic adjustment device, which is used in the device of FIG. 1.
Fig. 3 ein Blockschaltbild der elektronischen Regelung, Fig. 3 is a block diagram of the electronic control,
Fig. 4 ein abgewandeltes Blockschaltbild der elektro nischen Regelung, Fig. 4 shows a modified block diagram of the electro-African control,
Fig. 5 Wellenformen zur Erläuterung der Drehzahler mittlung, Fig. 5 shows waveforms for explaining the rotation payer averaging,
Fig. 6 ein Schaltbild eines drehzahlabhängigen Integrators, Fig. 6 is a diagram of a speed-dependent integrator,
Fig. 7 ein Schaltbild eines Absolutwertermittlers, Fig. 7 is a diagram of an absolute value investigator
Fig. 8 ein Blockschaltbild der parameterabhängigen Steuerung eines Übertragers, Fig. 8 is a block diagram of the parameter-dependent control of a transformer,
Fig. 9 ein Blockschaltbild eines P-Gliedes, Fig. 9 is a block diagram of a P-element,
Fig. 10 ein Blockschaltbild eines I-Gliedes, Fig. 10 is a block diagram of an I-member,
Fig. 11 ein Blockschaltbild eines D-Gliedes, Fig. 11 is a block diagram of a D-element,
Fig. 12 Wellenformen zur Erläuterung eines Anfahrvor gangs, Fig. 12 waveforms for explaining a Anfahrvor gear,
Fig. 13 Wellenformen für das Regelverhalten bei einem Lastsprung, Fig. 13 waveforms for the control response at a load jump,
Fig. 14 Wellenformen für einen Schaltvorgang und Fig. 14 waveforms for a switching operation and
Fig. 15 einen vereinfachten Datenflußplan für die Datenauswertung durch den Prozessor. Fig. 15 is a simplified data flow for data analysis by the processor.
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung 1 für den Antrieb eines Kraftfahrzeuges umfaßt einen Motor 2, der über eine Kupplung 3 mit dem Getriebe 4 kraftschlüssig verbindbar ist. Das Getriebe 4 ist über einen Antriebsstrang 5 mit den Antriebsrädern 6 des Kraftfahrzeuges verbunden. Die Reibungs kupplung 3 ist über einen Betätigungsmechanismus 7, der ein Ausrücklager und eine daran angreifende Gabel umfassen kann, ein- und ausrückbar. Der Betätigungsmechanismus 7 wird über ein Stellglied in Form eines hydraulischen Zylinders 8 betätigt. Der Zylinder 8 ist über eine Leitung 9 mit einer hydraulischen Verstelleinrichtung, wie ein hydraulisches Stellglied 10, verbunden, welche in Fig. 2 im prinzipiellen Aufbau dargestellt ist.The device illustrated in FIG. 1 1 for the drive of a motor vehicle comprises a motor 2, which is non-positively connected via a clutch 3 and the transmission 4. The transmission 4 is connected to the drive wheels 6 of the motor vehicle via a drive train 5 . The friction clutch 3 can be engaged and disengaged via an actuating mechanism 7 , which can include a release bearing and a fork acting thereon. The actuating mechanism 7 is actuated via an actuator in the form of a hydraulic cylinder 8 . The cylinder 8 is connected via a line 9 to a hydraulic adjusting device, such as a hydraulic actuator 10 , which is shown in the basic structure in FIG. 2.
Zur Regelung des Reibungseingriffes der Kupplung 3 ist eine elektronische Einheit 11 vorgesehen, die wenigstens einen Prozessor bzw. Rechner umfaßt und die zur Regelung des Ein griffes der Kupplung 3 erforderlichen Größen verarbeitet, um über das hydraulische Stellglied 10 einen entsprechenden Kupplungseingriff einzuregeln.To regulate the frictional engagement of the clutch 3 , an electronic unit 11 is provided, which comprises at least one processor or computer and processes the sizes required for controlling the clutch 3 to regulate a corresponding clutch engagement via the hydraulic actuator 10 .
Von der elektronischen Einheit 11 werden die Größen Drehzahl des Motors 2, Drehzahl der Getriebeeingangswelle 12, Stellung des Zylinders 8 und Stellung der Drosselklappe 13 (sowie erforderlichenfalls weitere Motorkenngrößen, wie Betriebstem peratur, Lufttemperatur, Abgas, Kraftstoff) erfaßt.From the electronic unit 11 , the sizes of the speed of the engine 2 , the speed of the transmission input shaft 12 , the position of the cylinder 8 and the position of the throttle valve 13 (and, if necessary, other engine parameters such as operating temperature, air temperature, exhaust gas, fuel) are detected.
Die Elektronikeinheit 11 wird in Verbindung mit dem in Fig. 3 gezeigten Blockschaltbild erläutert.The electronics unit 11 is explained in connection with the block diagram shown in FIG. 3.
Die Motordrehzahl wird über einen Sensor 14 ermittelt, der zum Beispiel die Zähne 15 des auf der Schwungmasse des Motors 2 vorgesehenen Anlasserzahnkranzes abtastet.The engine speed is determined by a sensor 14 which, for example, scans the teeth 15 of the starter ring gear provided on the flywheel of the engine 2 .
Die Getriebedrehzahl wird über einen Sensor 16 ermittelt, der die Zähne 17 eines auf der Getriebeeingangswelle 12 vorgese henen Zahnrades abtastet.The transmission speed is determined by a sensor 16 which scans the teeth 17 of a gearwheel provided on the transmission input shaft 12 .
Die Stellung der Kraftstoffzufuhreinrichtung beziehungsweise der Drosselklappe 13 wird über einen Sensor, wie einen Poten tiometer 18, ermittelt.The position of the fuel supply device or the throttle valve 13 is determined by a sensor, such as a potentiometer 18 .
Das Fahr- beziehungsweise Gaspedal 19 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der Kraftstoffzufuhreinrichtung 13 nicht mechanisch gekoppelt, sondern über eine Stelleinrich tung, wie einen Regelkreis 20, welcher von der Elektronikein heit 11 angesteuert wird und einen elektrischen Stellmotor besitzt.The accelerator or accelerator pedal 19 is not mechanically coupled to the fuel supply device 13 in the present exemplary embodiment, but via an actuating device, such as a control circuit 20 which is controlled by the electronics unit 11 and has an electric servomotor.
Zur Gangerkennung ist am Schalthebel 21 eine Vorkehrung 22, die zusätzlich noch eine Schaltabsichterkennung umfassen kann, vorgesehen.A precaution 22 is provided on the gear lever 21 for gear detection, which may additionally include a shift intention detection.
Durch die in die Vorkehrung 22 integrierbare Schaltabsichts erkennung, wird der elektronischen Einheit 11 gemeldet, ob man den Schalthebel 21 tatsächlich in die Richtung bewegt, wo der nächste logisch folgende Gang liegt. Wird der Hebel in die falsche Richtung bewegt, so darf dies auf die Elektronik einheit 11 keinen Einfluß haben, das heißt die Kupplung 3 wird nur dann geöffnet, wenn der Schalthebel 21 in die rich tige Richtung betätigt wird. Eine Betätigung des Schalthebels 21 in eine nicht logische Richtung, wird also von der Elek tronikeinheit 11 nicht als Schaltabsicht erkannt.By integrating into the provision 22 intent shift detection, the electronic unit 11 is reported whether you actually move the shift lever 21 in the direction where the next logically following gear lies. If the lever is moved in the wrong direction, this must have no influence on the electronics unit 11 , that is, the clutch 3 is only opened when the shift lever 21 is actuated in the right direction. An actuation of the shift lever 21 in a non-logical direction is therefore not recognized by the electronics unit 11 as an intention to shift.
Zur Ermittlung des Kupplungsbetätigungsweges beziehungsweise des Kupplungseingriffszustandes ist eine Vorkehrung zur Wegmessung (Wegaufnehmer), zum Beispiel ein Potentiometer 23, vorgesehen, welcher den Weg bzw. die Stellung des Kolbens des Stellgliedes 8 erfaßt und eine entsprechende elektrische Größe an die Elektronikeinheit 11 meldet.To determine the clutch actuation path or the clutch engagement state, provision is made for displacement measurement (displacement transducer), for example a potentiometer 23 , which detects the path or position of the piston of the actuator 8 and reports a corresponding electrical quantity to the electronics unit 11 .
Anstatt den Weg bzw. die Stellung eines Kupplungsbetätigungs mittels zu erfassen, könnte auch der im hydraulischen Betäti gungssystem anstehende Druck ermittelt und durch die elektronische Einheit 11 entsprechend verarbeitet werden. Hierfür wäre lediglich anstelle des Wegaufnehmers 23 ein Druckmesser erforderlich, der z. B. den in dem hydraulischen Stellglied 8 anstehenden Druck erfaßt und in eine entspre chende Größe umwandelt, welche an die elektronische Einheit 11 gemeldet wird. Für viele Anwendungsfälle kann es auch von Vorteil sein, wenn sowohl eine Wegmessung als auch eine Druckmessung erfolgt, wobei die Druckmessung in besonders vorteilhafter Weise für die Einregulierung des Schlupfes in der Kupplung verwendet werden kann, da für diese Einregulie rung zum Teil nur sehr geringe Wege von dem Stellglied zurückgelegt werden.Instead of detecting the path or the position of a clutch actuation by means of the pressure present in the hydraulic actuation system, the pressure could be determined and processed accordingly by the electronic unit 11 . For this purpose, only a pressure meter would be required instead of the displacement sensor 23 , the z. B. detects the pressure in the hydraulic actuator 8 and converts it into a corresponding size, which is reported to the electronic unit 11 . For many applications, it can also be advantageous if both a displacement measurement and a pressure measurement are carried out, the pressure measurement being able to be used in a particularly advantageous manner for regulating the slip in the clutch, since for this adjustment only very small distances are used in some cases be covered by the actuator.
Die in Fig. 2 schematisch dargestellte, hydraulische Verstelleinrichtung 10 besitzt eine über einen Elektromotor 25 antreibbare Hydraulikpumpe 26, die mit einem Ölvorratsbe hälter 27 in Verbindung steht und über einen Ventilblock 28 den hydraulischen Zylinder 8 beaufschlagen kann. In dem Ventilblock 28 ist ein elektromagnetisch betätigtes 3/3 Regelventil 29 mit Rückholfeder integriert, welches von der elektronischen Einheit 11 angesteuert werden kann. Das Regelventil 29 wirkt als volumenproportionales Ventil, das bedeutet, daß der Ventilschieber in Abhängigkeit der von der elektronischen Einheit gemeldeten Größe verschoben wird, wodurch der Durchflußquerschnitt entsprechend variiert wird. Als Alternative könnte auch ein volumenproportionales 4/4 Ventil oder ein Regelventil, das über eine Impulsbreitenmodu lation angesteuert wird, eingesetzt werden.The hydraulic adjusting device 10 shown schematically in FIG. 2 has a hydraulic pump 26 which can be driven by an electric motor 25 and which is connected to an oil reservoir 27 and can act on the hydraulic cylinder 8 via a valve block 28 . An electromagnetically operated 3/3 control valve 29 with a return spring is integrated in the valve block 28 and can be controlled by the electronic unit 11 . The control valve 29 acts as a volume-proportional valve, which means that the valve slide is displaced depending on the size reported by the electronic unit, as a result of which the flow cross section is varied accordingly. As an alternative, a volume-proportional 4/4 valve or a control valve that is controlled by pulse width modulation could also be used.
Zwischen der Pumpe 26 und dem Regelventil 29 ist ein Filter 30, ein Rückschlagventil 31, ein den Motor 25 bei Bedarf ein- und ausschaltender Druckschalter 32 sowie ein Druckspeicher 33 vorgesehen.Provided between the pump 26 and the control valve 29 is a filter 30 , a check valve 31 , a pressure switch 32 which switches the motor 25 on and off as required, and a pressure accumulator 33 .
Der Druckspeicher kann derart bemessen werden, daß bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges mindestens ein erstmaliges Auskuppeln ohne Energiezufuhr möglich ist, so daß dann kein spezieller Motor 25 für die Pumpe 26 erforderlich ist. Während des Betriebes der Brennkraftmachine 2 kann der Speicher 33 über eine von der Brennkraftmaschine angetriebe nen Pumpe, wie von der die Servolenkung betreibenden, versorgt werden.The pressure accumulator can be dimensioned in such a way that when the motor vehicle is started up, at least an initial disengagement without energy supply is possible, so that no special motor 25 is then required for the pump 26 . During the operation of the internal combustion engine 2 , the memory 33 can be supplied via a pump driven by the internal combustion engine, such as that operated by the power steering.
Im folgenden sei nun die Funktionsweise der Einheit 1 gemäß den Fig. 1 und 2 näher beschrieben. The operation of the unit 1 according to FIGS. 1 and 2 will now be described in more detail below.
Bei Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine 2, also bei stehendem Kraftfahrzeug wird, sobald der Zündkontakt geschlossen ist, das Regelventil 29 derart angesteuert, daß über den hydraulischen Zylinder 8 die Kupplung 3 durch die Energie des im Druckspeicher 33 vorrätigen Druckmediums zunächst vollständig ausgerückt wird. Sobald der Motor 2 angelassen ist und mit Leerlaufdrehzahl dreht, also noch kein Gang eingelegt ist, wird die Kupplung 3 von ihrer ausgerück ten Position aus mit einer definierten Geschwindigkeit bis zu einer Position geschlossen, bei der die Getriebeeingangswelle 12 zwar angetrieben, aber unterhalb der Motorleerlaufdrehzahl bleibt, und ein bestimmter Gradient, wie zum Beispiel Drehzahlgradient oder Winkelbeschleunigungsgradient von dem Sensor 16 an die elektronische Einheit 11 gemeldet wird. Aufgrund des gemessenen Gradienten kann nun der bis zum Ermitteln dieses Gradienten zurückgelegte Einrückweg der Kupplung 3 korrigiert werden, um einen Regeleingriffspunkt zu erhalten. Dieser Regeleingriffspunkt entspricht der Stelle des Betätigungsweges der Reibungskupplung 3, bis zu der ein schneller Einrückvorgang erfolgt. Bei Überschreitung dieses Regeleingriffspunktes in Einrückrichtung der Kupplung 3 erfolgt ein geregeltes Einrücken. Die Erfassung des Regelein griffspunktes ist erforderlich, um den Einfluß der Herstel lungstoleranzen weitgehend zu eliminieren und somit für jedes Kraftfahrzeug eine optimale Kupplungsbetätigung zu erzielen. Aufgrund des Gradientenverlaufes bis zum Grenzgradienten kann der bis zu diesem Grenzgradienten zurückgelegte Einrückweg der Kupplung 3 derart korrigiert werden, daß bei einem flachen Verlauf der Gradientenzunahme eine größere Korrektur in Ausrückeinrichtung der Kupplung 3 erfolgt als bei einem steilen Verlauf der Gradientenzunahme. Ein flacher Verlauf der Gradientenzunahme kann zum Beispiel auf eine Kupplungs scheibe mit größerem axialen Schlag zurückzuführen sein, so daß der Regeleingriffspunkt beim Einrücken der Kupplung früher einsetzt beziehungsweise erreicht wird als bei einer Scheibe mit wenig Seitenschlag.When starting the internal combustion engine 2 , that is to say when the motor vehicle is at a standstill, as soon as the ignition contact is closed, the control valve 29 is actuated such that the clutch 3 is initially completely disengaged by the energy of the pressure medium available in the pressure accumulator 33 via the hydraulic cylinder 8 . As soon as the engine 2 is started and rotates at idle speed, that is to say no gear is engaged, the clutch 3 is closed from its disengaged position at a defined speed to a position at which the transmission input shaft 12 is driven but below the engine idle speed remains, and a certain gradient, such as, for example, speed gradient or angular acceleration gradient, is reported by the sensor 16 to the electronic unit 11 . On the basis of the measured gradient, the engagement path of the clutch 3 covered until this gradient was determined can be corrected in order to obtain a control intervention point. This control intervention point corresponds to the position of the actuation path of the friction clutch 3 up to which a rapid engagement process takes place. When this control point of engagement in the direction of engagement of clutch 3 is exceeded, a controlled engagement occurs. The detection of the control point is required in order to largely eliminate the influence of the manufacturing tolerances and thus to achieve an optimal clutch actuation for each motor vehicle. On the basis of the gradient course up to the limit gradient, the engagement path of the clutch 3 covered up to this limit gradient can be corrected in such a way that, with a flat course of the gradient increase, a greater correction takes place in the clutch 3 disengaging device than with a steep course of the gradient increase. A flat course of the gradient increase can be attributed, for example, to a clutch disc with a larger axial stroke, so that the control engagement point begins or is reached earlier when the clutch is engaged than in the case of a disc with little side runout.
Nach ermitteltem Regeleingriffspunkt wird die Kupplung wieder voll geöffnet.After the control intervention point has been determined, the clutch is restored fully open.
Sobald der Fahrer den ersten, gegebenenfalls den zweiten oder den Rückwärtsgang einlegt, wird die Kupplung 3 über die hydraulische Verstelleinrichtung 10 vom voll geöffneten Zustand mit großer Geschwindigkeit bis zum Regeleingriffs punkt geschlossen. Wenn jetzt der Fahrer das Gaspedal 19 betätigt, kann aus einem im Prozessor der elektronischen Einheit 11 abgespeicherten Kennfeld eine von der Stellung der Drosselklappe 13 abhängige Drehzahl ermittelt und durch Hinzuaddieren der momentanen Leerlaufdrehzahl eine Anfahr drehzahl gebildet werden. Diese Anfahrdrehzahl wird über die die Drosselklappe 13 betätigende Regelvorkehrung 20 einge stellt. Das geregelte Schließen der Kupplung 3 erfolgt nun derart, daß bei einer definierten Gaspedalposition die Anfahrdrehzahl über den gesamten Einrückweg praktisch konstant bleibt. Als optimale Drehzahl für das Anfahren kann diejenige Drehzahl abgespeichert werden, bei der der Motor 2 für eine vorgegebene Drosselklappenstellung das maximale Moment abgibt. Durch ein derartiges Schließen der Reibungs kupplung 3 wird ein sanftes, gleichmäßiges Anfahren bei optimalem Drehmoment ermöglicht, wobei ein Abwürgen des Motors quasi ausgeschlossen ist.As soon as the driver engages the first, possibly the second or the reverse gear, the clutch 3 is closed via the hydraulic adjusting device 10 from the fully open state at high speed to the control intervention point. If the driver now actuates the accelerator pedal 19 , a speed dependent on the position of the throttle valve 13 can be determined from a map stored in the processor of the electronic unit 11 and a starting speed can be formed by adding the current idle speed. This starting speed is set via the throttle valve 13 actuating control device 20 . The controlled closing of the clutch 3 now takes place in such a way that the starting speed remains practically constant over the entire engagement path at a defined accelerator pedal position. The speed at which the engine 2 outputs the maximum torque for a predetermined throttle valve position can be stored as the optimum speed for starting. By closing the friction clutch 3 in this way , a smooth, even start-up is made possible with an optimal torque, with the engine virtually being stalled.
Durch Berücksichtigung der Leerlaufdrehzahl bei der Ermitt lung der Anfahrdrehzahl können die witterungsbedingten Einflüsse berücksichtigt werden, da die Leerlaufdrehzahl zum Beispiel abhängig ist von der Kühlwassertemperatur.By taking the idle speed into account when determining The start-up speed can affect the weather Influences are taken into account as the idle speed at Example depends on the cooling water temperature.
Das geregelte Schließen der Kupplung 3 kann so lange erfolgen, bis eine Sollschlupfdrehzahl erreicht ist oder bis das von der Kupplung 3 übertragbare Moment zumindest annähernd gerade dem vom Motor 2 abgegebenen Moment ent spricht. Als Alternative könnte die Kupplung 3 auch vollstän dig geschlossen werden.The controlled closing of the clutch 3 can take place until a desired slip speed has been reached or until the torque that can be transmitted by the clutch 3 speaks at least approximately exactly to the torque output by the engine 2 . As an alternative, the clutch 3 could also be closed completely.
Bei Anfahrversuchen in anderen als den hierfür vorgesehenen Gängen bleibt die Kupplung 3 geöffnet und die Drosselklappe 13 kann von der Regelvorkehrung 20 in geschlossenem Zustand gehalten werden, um ein ungewolltes Hochdrehen des Motors zu vermeiden. When starting attempts in gears other than those provided for this purpose, the clutch 3 remains open and the throttle valve 13 can be kept in the closed state by the control device 20 in order to prevent the engine from accelerating unintentionally.
Die erfindungsgemäße Einrichtung 1 ist derart ausgelegt, daß zumindest in den Drehzahlbereichen des Motors, in denen ein Getrieberasseln oder ein Dröhnen der Karosserie auftreten kann, stets ein bestimmter Schlupf zwischen Motor 2 und Getriebe 3 vorhanden ist. Durch diesen Schlupf werden die bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren der Motordrehzahl überlagerten Schwingungen mit Zündfrequenz eliminiert. Die Amplitude dieser Torsionsschwingungen ist lastabhängig, weshalb es zweckmäßig ist, in Abhängigkeit der Last des Motors die Schlupfdrehzahl zu verändern. Die Schlupfdrehzahl kann dabei in der Größenordnung zwischen 10 und 100 Umdrehun gen pro Minute betragen. Der durch die Kupplung 3 ermöglichte definierte Schlupf wirkt als Tiefpaß und hält die vorbe schriebenen Schwingungen von dem im Momentenfluß hinter der Kupplung liegenden Teil des Antriebsstranges vom Fahrzeug fern.The device 1 according to the invention is designed such that there is always a certain slip between the engine 2 and the transmission 3 , at least in the speed ranges of the engine in which gear rattling or a booming of the body can occur. This slip eliminates the vibrations with ignition frequency superimposed on the engine speed in vehicles with internal combustion engines. The amplitude of these torsional vibrations is load-dependent, which is why it is advisable to change the slip speed depending on the load of the engine. The slip speed can be of the order of 10 to 100 revolutions per minute. The defined by the clutch 3 slip acts as a low-pass filter and keeps the prescribed vibrations of the part of the drive train located behind the clutch in the torque flow away from the vehicle.
Für die Schlupfregelung werden über den Sensor 14 und 16 die Drehzahl des Motors 2 und der Getriebeeingangswelle 12 abge griffen und daraus im Prozessor der elektronischen Einheit 11 die Differenzdrehzahl bestimmt. Diese ermittelte Differenz drehzahl wird verglichen mit einer im Prozessor der elektro nischen Einheit 11 für den momentan vorherrschenden Betriebs zustand des Kraftfahrzeuges abgespeicherten Sollschlupfdreh zahl und aufgrund des dabei gewonnenen Ergebnisses bei Bedarf der Istkupplungsweg beziehungsweise Istanpreßdruck der Kupplung auf einen Sollkupplungsweg beziehungsweise Sollan preßdruck gebracht, wodurch der Reibeingriff der Kupplung 3 verändert wird, um die Sollschlupfdrehzahl zu erreichen. Die einem bestimmten Betriebszustand des Kraftfahrzeuges zugeordneten Sollschlupfdrehzahlen können in Form einer 3D- Matrix aus Drehzahl, Last beziehungsweise Gaspedalstellung und Getriebegang im Speicher des Rechners der elektronischen Einheit 11 abgelegt sein. Die Sollschlupfdrehzahlen können jedoch auch tabellenartig, punktförmig beziehungsweise als Funktion abgespeichert sein, wobei die einzelnen Tabellenwer te einem Drehzahlbereich, zum Beispiel von 100 Umdrehungen, zugeordnet sein können. Dabei kann für jedes Übersetzungsver hältnis des Getriebes eine Tabelle abgespeichert sein oder es kann eine Basistabelle abgespeichert sein, deren Werte entsprechend dem eingelegten Gang über einen Korrekturfaktor angepaßt werden. Es kann weiterhin eine Drehrichtungs- bzw. Rollrichtungserkennung vorgesehen werden. Eine solche Erkennung kann z. B. mittels wenigstens eines Sensors 35 erfolgen, welcher entsprechende Informationen an die elektronische Einheit 11 abgibt. Der Sensor 35 kann dabei in ein ABS-System integriert sein. Anstatt des Sensors 35 könnte auch der Sensor 16 derart ausgebildet sein, daß dieser nicht nur die Getriebedrehzahl, sondern auch die Getriebedrehrich tung erfaßt. Ein derartiger Richtungssensor ermöglicht es, diejenigen Fälle zu erkennen, bei denen eingelegter Gang und Rollrichtung nicht übereinstimmen. Dies ist z. B. der Fall bei einem bergaufwärts stehenden Kraftfahrzeug, das bei eingelegtem erstem Gang bergabwärts sich bewegt. Durch den Einsatz eines Richtungssensors können falsche Regelreaktionen der elektronischen Einheit 11 vermieden werden. Bei solchen Fällen, bei denen Rollrichtung und eingelegter Gang nicht übereinstimmen, erhält die durch den Sensor 16 erfaßte Getriebedrehzahl ein negatives Vorzeichen, so daß die Berechnung der Schlupfdrehzahl korrekt erfolgt.For the slip control, the speed of the motor 2 and the transmission input shaft 12 are accessed via the sensors 14 and 16 , and the differential speed is determined therefrom in the processor of the electronic unit 11 . This determined differential speed is compared with a target slip speed stored in the processor of the electronic unit 11 for the currently prevailing operating state of the motor vehicle and, based on the result obtained, the actual clutch path or actual contact pressure of the clutch is brought to a target clutch path or target contact pressure, which brings the Frictional engagement of the clutch 3 is changed in order to achieve the target slip speed. The target slip speeds assigned to a specific operating state of the motor vehicle can be stored in the form of a 3D matrix of speed, load or accelerator pedal position and gearbox in the memory of the computer of the electronic unit 11 . The target slip speeds can, however, also be stored in a table-like manner, punctiform or as a function, the individual table values being able to be assigned to a speed range, for example of 100 revolutions. In this case, a table can be stored for each ratio of the transmission or a basic table can be stored, the values of which are adjusted according to the gear engaged via a correction factor. A direction of rotation or roll direction detection can also be provided. Such detection can e.g. B. take place by means of at least one sensor 35 which emits corresponding information to the electronic unit 11 . The sensor 35 can be integrated in an ABS system. Instead of the sensor 35 , the sensor 16 could also be designed such that it not only detects the transmission speed, but also the transmission rotation direction. Such a direction sensor makes it possible to recognize those cases in which the selected gear and the direction of roll do not match. This is e.g. B. the case of an uphill motor vehicle that moves downhill when the first gear is engaged. Incorrect control reactions of the electronic unit 11 can be avoided by using a direction sensor. In cases in which the direction of roll and the gear selected do not match, the gearbox speed detected by sensor 16 is given a negative sign, so that the slip speed is calculated correctly.
Die Schlupfregelung arbeitet während ihres Betriebes prinzipiell als Drehmomentbegrenzer. Aufgrund der Tatsache, daß mit einer vorgegebenen Schlupfdrehzahl gefahren wird, das heißt eine vorgegebene Schlupfdrehzahl durch den Regelkreis eingestellt wird, ist in der Kupplung praktisch eine Momentengleichheit zwischen dem antreibenden Moment des Motors 2 und dem Rutschmoment der Kupplung 3 wobei die durch den Schlupf aufgebrauchte Leistung zuzüglich der an das Getriebe abgegebenen Leistung der Motorleistung entspricht. Das Rutschmoment ist dasjenige Moment, das auf das Fahrzeug zum Antrieb beziehungsweise zur Beschleunigung übertragen werden kann. Durch einen Gasstoß kann nun schlagartig mehr Moment vom Motor 2 abgegeben werden, wodurch dieser beschleunigt und in der Drehzahl zunimmt. Dies hat zur Folge, daß die Kupplung 3 in Einrückrichtung mehr zuregelt. Dies geschieht dadurch, daß die auftretende höhere/niedere Drehzahldifferenz zwischen Motor 2 und Getriebe 4 durch den Regelkreis erkannt wird und infolgedessen in der Kupplung 3 eine höhere/niedere Anpreßkraft eingestellt wird. The slip control works principally as a torque limiter during its operation. Due to the fact that a predetermined slip speed is used, i.e. a predetermined slip speed is set by the control loop, there is practically an equal torque in the clutch between the driving torque of the motor 2 and the slip torque of the clutch 3, whereby the power consumed by the slip plus the power delivered to the gearbox corresponds to the engine power. The slipping moment is the moment that can be transferred to the vehicle for driving or accelerating. A gas surge can now suddenly give more torque from the engine 2 , which accelerates and increases in speed. This has the consequence that the clutch 3 regulates more in the direction of engagement. This is done in that the occurring higher / lower speed difference between motor 2 and gear 4 is recognized by the control circuit and, as a result, a higher / lower contact force is set in clutch 3 .
Bei manchen Fahrzeugen ist es nicht erforderlich, aus Rassel- oder Dröhngründen permanent mit Schlupf zu fahren, das heißt Schwingungsisolation für die hochfrequenten Motorschwingun gen, hervorgerufen durch die Zündfolge, zu haben. Fährt man in einem für Rasseln und Dröhnen unkritischen Bereich, so kann die Kupplung 3 völlig geschlossen werden. Durch das Schließen der Kupplung hat man dann keinen Verschleiß mehr, aber auch keinen Drehmoment begrenzenden Betrieb. Gemäß der Erfindung soll nun in diesen unkritischen Bereichen das von der Kupplung 3 übertragbare Moment auf einen Wert eingeregelt werden, der gleich oder nur geringfügig größer ist als das anstehende Moment des Motors 2. Da dieser Eingriffspunkt der Kupplung 2 über eine Momentenmessung nut mit sehr hohem Aufwand ermittelt werden kann, wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dieser Eingriffspunkt über eine Drehzahlmessung ermittelt. Hierfür wird in bestimmten Zeitabständen die Kupplung 3 über die Regelung ein wenig geöffnet, und zwar bis ein geringer Schlupf, zum Beispiel in der Größenordnung von 5 bis 10 Umdrehungen pro Minuten detektiert wird, und fährt dann die Kupplung 3 wieder zu bis zu einem Eingriffspunkt, bei dem kein Schlupf mehr detektiert wird. Dieser Vorgang kann mit einer konstanten Frequenz durchgeführt werden. Dieses Verfahren garantiert, daß Drehzahlgleichheit zwischen Motor 2 und Getriebeeingangswelle 12 und auch praktisch Momentengleichheit zwischen dem vom Motor 2 abgegebenen Moment und Übertragungsmoment der Kupplung 3 eingeregelt werden können. Bei konstanter Fahrt, also bei praktisch konstanter Gaspedalstellung kann das Abtasten des Eingriffs punktes, bei dem praktisch Momentengleichheit vorherrscht, mit relativ geringer Abtastfrequenz durchgeführt werden. Anders ist es, wenn plötzliche Momentensprünge auftreten, das bedeutet, daß das Gaspedal plötzlich niedergetreten oder losgelassen wird. Bei derartigen schlagartigen Momentensprün gen muß die Abtastrate erheblich erhöht werden. Hierfür kann die Abtastrate in Abhängigkeit der Geschwindigkeit, mit der das Gaspedal 19 beziehungsweise die Drosselklappe 13 bewegt wird, verändert werden. Letzteres kann mittels eines die Stellung des Gaspedals 19 ermittelnden Potentiometers 34 erfolgen.In some vehicles it is not necessary to drive with slip for rattling or roaring reasons, i.e. vibration isolation for the high-frequency engine vibrations caused by the firing order. If you drive in an area that is not critical for rattling and roaring, the clutch 3 can be fully closed. By closing the clutch, there is no longer any wear, but also no torque-limiting operation. According to the invention, the torque that can be transmitted by the clutch 3 is to be adjusted to a value in these non-critical areas that is the same or only slightly greater than the torque of the engine 2 . Since this engagement point of the clutch 2 can only be determined with a very high effort by means of a torque measurement, this engagement point is determined in the device according to the invention via a speed measurement. For this purpose, the clutch 3 is opened a little via the control at certain time intervals, namely until a slight slip is detected, for example in the order of 5 to 10 revolutions per minute, and then moves the clutch 3 back up to an engagement point. where no more slip is detected. This process can be carried out at a constant frequency. This method guarantees that speed equality between engine 2 and transmission input shaft 12 and practically identical torque between the torque output by engine 2 and transmission torque of clutch 3 can be adjusted. With constant driving, that is, with practically constant accelerator pedal position, the scanning of the point of engagement, in which there is practically the same torque, can be carried out with a relatively low sampling frequency. It is different if there are sudden jumps in torque, which means that the accelerator pedal is suddenly depressed or released. With such sudden torque jumps, the sampling rate must be increased considerably. For this purpose, the sampling rate can be changed as a function of the speed at which the accelerator pedal 19 or the throttle valve 13 is moved. The latter can be done by means of a potentiometer 34 which determines the position of the accelerator pedal 19 .
Es kann weiterhin der jeweilige Ort, das bedeutet also die jeweilige Einrückstellung der Kupplung 3, bei der die Regelung einen Punkt, bei dem kein Schlupf oder nur ein sehr kleiner Schlupf auftritt, gefunden hat, gemeinsam mit der diesem Punkt zugeordneten Drosselklappenstellung im Speicher des Rechners der elektronischen Einheit 11 festgehalten werden. Bei schlagartigen Momentenänderungen kann dann aufgrund der neuen Drosselklappenstellung und der gespeicher ten Werte sofort festgestellt werden, wo der neue Schlupf punkt beziehungsweise Momentengleichgewichtspunkt herrscht.The respective location, that is to say the respective engagement position of the clutch 3 , at which the control has found a point at which no slip or only a very small slip occurs, can also be found together with the throttle valve position assigned to this point in the memory of the computer the electronic unit 11 are held. In the event of sudden changes in torque, the new throttle valve position and the stored values can be used to immediately determine where the new slip point or torque equilibrium point is.
Die von der elektronischen Einheit 11 festgehaltenen Werte, bei denen kein Schlupf oder nur ein sehr kleiner Schlupf auftritt, werden bei auftretenden Abweichungen neu erfaßt bzw. korrigiert, das heißt also, daß das System intelligent bzw. lernfähig ausgebildet ist. Derartige Abweichungen können z. B. aufgrund einer Veränderung im Reibwert bzw. in der Anpreßkraft auftreten, wodurch der Regelpunkt, bei dem kein Schlupf bzw. nur ein sehr kleiner Schlupf auftritt, verscho ben wird. Die für diesen Regelpunkt erfaßte Einrückstellung der Kupplung 3, kann auch durch eine Druckerfassung, z. B. im hydraulischen Zylinder 8, ersetzt werden. Auch kann diese Einrückstellung mittels einer Kraftmessung definiert werden.The values recorded by the electronic unit 11 , at which no slip or only a very small slip occurs, are newly recorded or corrected when deviations occur, that is to say that the system is designed to be intelligent or capable of learning. Such deviations can e.g. B. occur due to a change in the coefficient of friction or in the contact pressure, whereby the control point at which no slip or only a very small slip occurs is shifted ben. The engagement of the clutch 3 detected for this control point can also be determined by pressure detection, e.g. B. in the hydraulic cylinder 8 to be replaced. This engagement position can also be defined by means of a force measurement.
In Verbindung mit den Fig. 3 und 5 bis 15 wird nun eine mögliche Auslegung und Funktionsweise der Elektronikeinheit 11 beschrieben.In connection with FIGS. 3 and 5 to 15, a possible design and operation of the electronics unit 11 will now be described.
Eingangsgrößen für die Elektronikeinheit 11 sind die von einem Sensor 14 erfaßten, in einem Interface 124 geformten Motorzahnimpulse der Zähne 15 des Schwungrades. Die Frequenz der Motorzahnimpulse ist also der Drehzahl der Kurbelwelle proportional. Die Impulse des Sensors 16 für die Getriebe drehzahl werden in einem Interface 125 geformt. Die Frequenz dieser Getriebezahnimpulse ist der Drehzahl der Getriebeein gangswelle proportional.Input variables for the electronics unit 11 are the motor tooth impulses of the teeth 15 of the flywheel, which are detected by a sensor 14 and formed in an interface 124 . The frequency of the engine tooth pulses is therefore proportional to the speed of the crankshaft. The pulses of the sensor 16 for the transmission speed are formed in an interface 125 . The frequency of these gear tooth pulses is proportional to the speed of the gear input shaft.
Die Signale des Wegaufnehmers 23 für die Kupplungsstellung werden in einem Interface 126 geformt. Die Werte des Sensors 18 für die Stellung der Drosselklappe werden in einem Interface 127 geformt. Die Gangerkennung 22 liefert Digital werte für den jeweils eingeschalteten Gang und gegebenenfalls für die Schaltabsicht, wenn der Schalthebel betätigt wird. Diese Werte werden in einem Interface 128 verarbeitet.The signals from the displacement sensor 23 for the clutch position are formed in an interface 126 . The values of the sensor 18 for the position of the throttle valve are formed in an interface 127 . The gear detection 22 provides digital values for the gear engaged and, if applicable, for the intention to shift when the gear lever is actuated. These values are processed in an interface 128 .
Die Motorzahnimpulse und die Getriebezahnimpulse müssen je weils in drehzahlproportionale Analoggrößen umgewandelt wer den. Hierzu werden Taktimpulse eines Oszillators 129 benutzt, der mit hoher Frequenz arbeitet. Im einzelnen erfolgt die Bereitstellung der drehzahlproportionalen Spannungswerte jeweils mittels eines Monoflops, insbesondere eines vorein stellbaren Zählers 130 bzw. 131 sowie eines Integrators 132 bzw. 133. The motor tooth impulses and the gear tooth impulses must each be converted into speed-proportional analog quantities. For this purpose, clock pulses from an oscillator 129 are used which operate at a high frequency. In detail, the voltage-proportional voltage values are provided in each case by means of a monoflop, in particular a counter 130 or 131 which can be preset and an integrator 132 or 133 .
Fig. 5 zeigt die dabei auftretenden Impulsformen. In der ersten Reihe sind die Taktimpulse To des Oszillators 129 gezeigt, die mit kon stanter hoher Frequenz auftreten. Die zweite Reihe zeigt die Motor zahnimpulse Mz, deren Frequenz der Motordrehzahl proportional ist. Die Anzahl der Zähne 15 auf der Motorschwungscheibe hat den Wert Zn. Der voreinstellbare Zähler 130 ist auf eine Impulszahl Dm programmiert. Er zählt also für jeden Motorzahnimpuls Mz eine gleiche Anzahl Dm von Takt impulsen als Motortaktimpulse MT. Jeweils beim Überlauf wird der Ausgang umgeschaltet, so daß man drehzahlproportionale Analogspannungen er hält. Der Ausgang des Motorzählers M ist in der nächsten Reihe darge stellt. Das Tastverhältnis T dieser Impulse ist proportional zur Mo tordrehzahl. Fig. 5 shows the pulse shapes that occur. In the first row, the clock pulses To of the oscillator 129 are shown, which occur with constant high frequency. The second row shows the motor tooth pulses Mz , the frequency of which is proportional to the motor speed. The number of teeth 15 on the engine flywheel has the value Zn . The presettable counter 130 is programmed to a pulse number Dm . He counts an equal number Dm of clock pulses as motor clock pulses MT for each motor tooth pulse Mz . Each time the overflow occurs, the output is switched so that it maintains speed-proportional analog voltages. The output of the motor counter M is shown in the next row. The pulse duty factor T of these pulses is proportional to the engine speed.
In den folgenden Zeilen sind jeweils die Getriebezahnimpulse Gz, die in dem Getriebezähler gezählten Getriebetaktimpulse GT und die am Ausgang des Getriebezählers G auftretenden Impulse, deren Tastverhält nis der Getriebedrehzahl proportional ist, dargestellt. Die Anzahl der Zähne 17 hat den Wert Zg. Der Getriebezähler ist auf den Wert Dg vorprogrammiert.The following lines each show the transmission tooth pulses Gz , the transmission clock pulses GT counted in the transmission counter and the pulses occurring at the output of the transmission counter G , the pulse duty factor of which is proportional to the transmission speed. The number of teeth 17 has the value Zg . The gear counter is preprogrammed to the value Dg .
Es gelten folgende Beziehungen:The following relationships apply:
Um = K × Dm × Zm
Ug = K × Dg × Zg, Um = K × Dm × Zm
Ug = K × Dg × Zg ,
wobei K ein Proportionalitätsfaktor ist. Wenn man den Voreinstellwert für den Motorzähler Dm=K×Zg und den Voreinstellwert für den Ge triebezähler Dg=K×Zm wählt, so kann man die oben angegebenen Wer te Um für die Motordrehzahl und Ug für die Getriebedrehzahl normie ren. Die Ausgangsimpulse des Motorzählers und des Getriebezählers werden in Integratoren 132 und 133 integriert. Diese werden in einem Vergleicher miteinander verglichen, so daß man am Ausgang des Verglei chers 134 einen Wert bzw. eine Spannung für die Drehzahldifferenz oder den Ist-Schlupf der Kupplung erhält. where K is a proportionality factor. When one of the preset value for the motor counter Dm = K × Zg and the default value for the Ge gear counter Dg = K × cm selected, so you can have the abovementioned Who te To Normie temperatures for the engine speed and Ug for the transmission speed. The output pulses of the motor counter and the gear counter are integrated in integrators 132 and 133 . These are compared with one another in a comparator, so that a value or a voltage for the speed difference or the actual slip of the clutch is obtained at the output of the comparator 134 .
Zur Dämpfung der zündungsspezifischen Drehzahlschwankungen der Motordrehzahl und zur Verkürzung der zur Ermittlung der Motordrehzahl erforderlichen Zeitdauer wird nach Fig. 6 ein drehzahlabhängiger Inte grator als Integrator 132 eingesetzt. Fig. 6 zeigt am Eingang die Aus gangsspannung des Motorzählers mit dem Tastverhältnis T. Ein Schalter 135 wird durch die Eingangsimpulse umgeschaltet. Die beiden Integrato ren haben jeweils einen Widerstand 136 mit dem Wert R₁ bzw. 138 mit dem Wert R₂ und einen Kondensator 137 mit dem Wert C₁ bzw. 139 mit dem Wert C₂. Die Integrationszeiten sind dann jeweils:To dampen the ignition-specific speed fluctuations in the engine speed and to shorten the time required to determine the engine speed, a speed-dependent integrator is used as integrator 132 according to FIG. 6. Fig. 6 shows the input from the output voltage of the motor counter with the duty cycle T. A switch 135 is switched by the input pulses. The two integrators each have a resistor 136 with the value R ₁ or 138 with the value R ₂ and a capacitor 137 with the value C ₁ or 139 with the value C ₂. The integration times are then:
t₁ = R₁ × C₁ bzw. t₂ = R₂ × 1/T × C₂. t ₁ = R ₁ × C ₁ or t ₂ = R ₂ × 1 / T × C ₂.
Wenn der Schalter 135 durch die Ausgangsimpulse des Motorzählers geschlossen wird, so steigt der dynamische Widerstand mit fallendem Tastverhältnis, also kleinerer Drehzahl an. Dadurch erreicht man eine Verlängerung der Integrationszeit bei kleinen Dreh zahlen.If the switch 135 is closed by the output pulses from the motor counter, the dynamic resistance increases with a decreasing duty cycle, that is to say a lower speed. This leads to an extension of the integration time at low speeds.
In einer Schaltstufe 135 wird der Absolutwert des Schlupfes gebil det. Einzelheiten dieser Schaltstufe 135 sind in Fig. 7 dargestellt. Die ankommende schlupfproportionale Spannung wird in einem Verglei cher 140 mit dem Nullwert verglichen. Wenn die Spannung größer null ist, bleibt die Stellung des Schalters 141 unverändert, so daß die positive Schlupfspannung unverändert durchgelassen wird. Wenn dagegen der Vergleicher einen Spannungswert unterhalb des Nullwertes ermit telt, so wird der Schalter 141 umgeschaltet, und die in einem Inverter 142 invertierte Spannung wird durchgelassen.The absolute value of the slip is formed in a switching stage 135 . Details of this switching stage 135 are shown in FIG. 7. The incoming slip-proportional voltage is compared in a comparator 140 with the zero value. If the voltage is greater than zero, the position of the switch 141 remains unchanged so that the positive slip voltage is passed through unchanged. On the other hand, if the comparator detects a voltage value below the zero value, the switch 141 is switched over and the voltage inverted in an inverter 142 is passed.
Die Schlupfwerte und die übrigen Eingangswerte stehen in Analog form zur Verfügung und müssen mit Sollwerten sowie weiteren Steuerwer ten kombiniert werden. Diese Sollwerte und Steuerwerte müssen be triebsabhängig verändert werden. Die Ermittlung und Bereitstellung dieser Werte erfolgt mittels eines Prozessors 143, der ein programmier bares Rechenwerk und einen Adreßspeicher als Kennfeldspeicher ent hält. Der Kennfelspeicher enthält Kennlinien bzw. Kennfelder für den Schlupf, die lastabhängig, abhängig von der jeweiligen Getriebestel lung und gegebenenfalls abhängig von sonstigen Motorparametern wie Motortemperatur, Motordrehzahl und dergleichen abgelegt sind. Der Kennfeldspeicher enthält Werte für den Soll-Schlupf und auch Regelfak toren. Die Bedeutung dieser Werte und deren Verarbeitung wird im fol genden erläutert.The slip values and the other input values are available in analog form and must be combined with setpoints and other control values. These setpoints and control values must be changed depending on the operation. These values are determined and made available by means of a processor 143 , which contains a programmable arithmetic unit and an address memory as a map memory. The map memory contains characteristic curves or maps for the slip, which are stored as a function of the load, depending on the respective transmission position and, if appropriate, depending on other engine parameters such as engine temperature, engine speed and the like. The map memory contains values for the target slip and also control factors. The meaning of these values and their processing is explained below.
Der Prozessor 143 steuert einen Multiplexer 124 und einen A/D-Wand ler 145, so daß die verschiedenen Kenngrößen zeitgestaffelt verarbei tet werden können. Die Analogwerte der Motordrehzahl, der Getriebe drehzahl, der Kupplungsstellung, der Drosselklappenstellung und dem gleichen werden in Digitalwerte umgewandelt, die eine Ansteuerung von Speicheradressen des Adreßspeichers innerhalb des Prozessors 143 ermög lichen. Die abgefragten Speicherwerte des gespeicherten Kennfeldes werden als Soll-Schlupfwerte ausgegeben und in einem D/A-Wandler 146 in Analogwerte umgewandelt. Der Ist-Schlupf aus der Schaltstufe 139 und der Soll-Schlupf aus dem Wandler 146 werden in einem Vergleicher 147 miteinander verglichen und ergeben einen Differenzschlupfwert, der dann in Regelstrecken verarbeitet wird.The processor 143 controls a multiplexer 124 and an A / D converter 145 so that the various parameters can be processed in a staggered manner. The analog values of the engine speed, the transmission speed, the clutch position, the throttle valve position and the like are converted into digital values which enable control of memory addresses of the address memory within the processor 143 . The queried memory values of the stored map are output as target slip values and converted into analog values in a D / A converter 146 . The actual slip from the switching stage 139 and the setpoint slip from the converter 146 are compared with one another in a comparator 147 and result in a differential slip value, which is then processed in controlled systems.
Die entsprechende Regelstrecke umfaßt einen P-Zweig 148 und einen I-Zweig 149. Die Kennlinie bzw. die Verstärkung jeder Regelstrecke läßt sich parameterabhängig steuern, wie dies in Fig. 8 im Prinzip schaltbild erläutert ist. Fig. 8 zeigt einen Widerstand 150 sowie einen Schalter 151. Der Schalter 151 wird durch die Ausgangsimpulse eines Timers 152 gesteuert und im Takt dieser Timerimpulse geschlos sen. Das Tastverhältnis des Timers wird durch digitale Stellwerte 153 gesteuert. Das Tastverhältnis des Timers 152 bestimmt somit die Schließzeit des Schalters 151. Entsprechend dieser Schließzeit wird der effektive Wert des Widerstandes 150 verändert. Im folgenden ist dieser parameterabhängige Widerstand durch das Symbol 154 dargestellt.The corresponding controlled system comprises a P branch 148 and an I branch 149 . The characteristic curve or the gain of each controlled system can be controlled as a function of parameters, as is explained in principle in the circuit diagram in FIG. 8. Fig. 8 shows a resistor 150 and a switch 151. The switch 151 is controlled by the output pulses of a timer 152 and closed in time with these timer pulses. The duty cycle of the timer is controlled by digital manipulated values 153 . The duty cycle of the timer 152 thus determines the closing time of the switch 151 . The effective value of the resistor 150 is changed in accordance with this closing time. This parameter-dependent resistance is shown below by symbol 154 .
Fig. 9 zeigt das Schaltbild eines P-Reglers mit parameterabhängi gem Widerstand 154, Fig. 10 das Schaltbild eines I-Reglers mit parame terabhängigem Widerstand 154, Fig. 11 das Schaltbild eines D-Reglers mit parameterabhängigem Widerstand 154. Die Parameter werden durch die Stellwerte 153 dargestellt und verändern jeweils die Kennlinie der betreffenden Regelstrecken. Diese Stellwerte oder Parameter werden jeweils von dem Prozessor 143 im Kennfeld abgefragt und gegebenenfalls nach Verarbeitung dem P-Zweig 148 und dem I-Zweig 149 zugeführt, so daß eine parameterabhängige Verarbeitung des Differenzschlupfwertes er folgt. Die umgewandelten Komponenten des Differenzschlupfwertes wer den in einem Addierer 155 addiert und nach Verstärkung in einer Endstu fe 156 als Stellgröße in das Stellglied 10 für die Einstellung der Kupplung eingegeben. In Fig. 3 sind für die Schlupfregelung ein P- Zweige 148 und ein I-Zweig 149 dargestellt. Gegebenenfalls kann die Rege lung auch noch einen D-Zweig und/oder andere Regelzweige enthalten. FIG. 9 shows the circuit diagram of a P-controller with parameter-dependent resistor 154 , FIG. 10 shows the circuit diagram of an I-controller with parameter-dependent resistor 154 , FIG. 11 shows the circuit diagram of a D-controller with parameter-dependent resistor 154 . The parameters are represented by the manipulated values 153 and each change the characteristic curve of the controlled system concerned. These control values or parameters are queried in each case by the processor 143 in the characteristic diagram and, if necessary, fed to the P branch 148 and the I branch 149 after processing, so that the differential slip value is processed in a parameter-dependent manner. The converted components of the differential slip value who added the in an adder 155 and after amplification in an output stage 156 as a manipulated variable in the actuator 10 for adjusting the clutch. In Fig. 3 is a P- are branches 148 and an I-branch 149 shown for the slip control. If necessary, the control can also contain a D branch and / or other control branches.
Die beschriebenen Regelteile werden für die Schlupfregelung der Kupplung benötigt. Sie bestimmen die jeweilige Stellung der Kupplung entsprechend dem Soll-Schlupf.The control parts described are for the slip control of the Clutch required. You determine the respective position of the coupling according to the target slip.
In anderen Fahrzuständen ist eine direkte Regelung des Kupplungs weges unabhängig von dem Schlupf erwünscht. Dieses gilt für das Anfah ren sowie bei Schaltvorgängen. Hierfür ist ein parameterabhängiger Re gelzweig 157 vorgesehen. Für den Gangwechsel oder andere spezielle Be triebszustände, die im Arbeitsablauf durch den Prozessor erkannt wer den, werden über einen D/A-Wandler 158 Sollwerte für die Kupplungsstel lung bereitgestellt und in einem Vergleicher 159 mit dem Ist-Wert der Kupplungsstellung verglichen. Der Differenzwert wird in dem Regel zweig 157 verarbeitet und in der zuvor beschriebenen Weise in das Stellglied 10 eingespeist. Erforderlichenfalls kann man auch eine pa rameterabhängig steuerbare Stellstrecke für eine Gegenkopplung verwen den, um Schwingungen der Regelung auszuschließen.In other driving conditions, direct control of the clutch travel regardless of the slip is desired. This applies to starting and switching operations. A parameter-dependent control branch 157 is provided for this. For gear changes or other special operating conditions that are recognized by the processor in the workflow, setpoint values for the clutch position are provided via a D / A converter 158 and compared in a comparator 159 with the actual value of the clutch position. The difference value is generally processed in branch 157 and fed into the actuator 10 in the manner described above. If necessary, you can also use a parameter-controlled control path for a negative feedback in order to exclude vibrations of the control.
Durch das Interface 128 für die Getriebestellung und die Schaltab sichtserkennung wird über eine Endstufe 161 eine Drosselklappenverstel lung 162 angesteuert, die während eines Getriebeschaltvorgangs die Drosselklappe in Schließstellung verstellt, um ein Durchdrehen des Motors auszuschließen.Through the interface 128 to the gear position and the visual recognition is Schaltab via an output stage 161, a throttle flap Enver Stel lung driven 162, which adjusts the throttle valve in the closed position during a gear shift operation to obtain a by rotating the motor excluded.
Zusammenfassend werden die Eingangsgrößen analog bereitgestellt und nach Umwandlung in Digitalgrößen innerhalb des Prozessors 143 ver arbeitet. Die im Kennfeld gespeicherten und gegebenenfalls bearbeite ten Ausgangswerte des Prozessors werden wiederum in Analoggrößen umge wandelt und stehen einerseits als Sollwerte für den Schlupf bzw. für den Kupplungsweg sowie andererseits als Regelparameter für die Ein stellung der einzelnen Regelzweige zur Verfügung. Durch diese Ausle gung ist eine Analogregelung mit veränderbarer Regelcharakteristik möglich, um die Regelung in den verschiedenen Betriebszuständen je weils optimal anzupassen. Die Ansteuerung der einzelnen Kennfelder erfolgt aufgrund der Eingangswerte der Regelung. So wird aufgrund einer Schaltabsichtserkennung die Regelung von der Schlupfregelung auf die Wegregelung der Kupplung umgeschaltet. Im Schlupfregelungsbe trieb können die abgelegten Kennlinien gangabhängig und/oder lastabhän gig umgeschaltet werden. Die Arbeitsperiode des Prozessors 143 beträgt 5 ms, so daß eine aktuelle Änderung der Sollwerte und Regelgrößen während des Fahrbetriebs möglich ist. Die Wegregelung erfolgt beim Anfahren, Schalten oder beim Überschreiten einer programmierten Maxi maldrehzahl der Getriebeeingangswelle.In summary, the input variables are provided analogously and processed within the processor 143 after conversion into digital variables. The output values of the processor, which are stored and possibly processed in the map, are in turn converted to analog values and are available on the one hand as setpoints for slip or for the clutch travel and on the other hand as control parameters for setting the individual control branches. With this design, an analog control with changeable control characteristics is possible in order to optimally adapt the control in the different operating states. The individual characteristic maps are controlled on the basis of the input values of the control. Thus, based on a shift intention detection, the control is switched from the slip control to the displacement control of the clutch. In slip control mode, the stored characteristic curves can be switched depending on the gear and / or load. The working period of the processor 143 is 5 ms, so that a current change in the setpoints and control variables is possible during driving. The position control takes place when starting off, shifting or when a programmed maximum speed of the transmission input shaft is exceeded.
Das Interface 128 mit der Gangerkennung und der Schaltabsichtser kennung ermöglicht eine Änderung der jeweiligen Regelabläufe. Beim An fahren wird in Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe und da mit der gewünschten Beschleunigung die Sollanfahrdrehzahl des Motors ermittelt, die von der Regelung durch entsprechende Drehzahlermit lung unter Änderung des Schlupfwertes konstant gehalten wird. Dabei wird auch die Leerlaufdrehzahl berücksichtigt. Ein Anfahren ist nur im 1., 2. oder Rückwärtsgang möglich. Bei Anfahrversuchen in ande ren Gängen bleibt die Kupplung geöffnet, so daß aufgrund der Steue rung des Prozessors 143 ein Anfahren nicht möglich ist. Während des Schaltvorgangs selbst wird jeweils die Drosselklappe geschlossen und erst wieder beim Einkuppeln entsprechend geöffnet. Die jeweilige Ge schwindigkeit, mit der die Kupplung und die Drosselklappe beim An fahren verstellt wird, ist durch den Zweig 160 begrenzt, um übermäßige Reaktionen zu vermeiden.The interface 128 with the gear recognition and the shift intent recognition enables a change of the respective control processes. When driving, depending on the position of the throttle valve and since with the desired acceleration, the target starting speed of the engine is determined, which is kept constant by the control by appropriate speed determination while changing the slip value. The idle speed is also taken into account. Starting is only possible in 1st, 2nd or reverse gear. When starting attempts in other gears, the clutch remains open, so that starting is not possible due to the control of processor 143 . During the switching process itself, the throttle valve is closed and only opened again when the clutch is engaged. The respective speed at which the clutch and the throttle valve is adjusted when starting is limited by the branch 160 in order to avoid excessive reactions.
Der Sollwert des Schlupfes beträgt normalerweise 50 bis 100 Um drehungen pro Minute. Im Kennfeld können jedoch auch andere Sollwerte gespeichert sein. Im hohen Drehzahlbereich, wenn die Drehzahlschwan kungen des Motors gering sind oder oberhalb der Resonanzfrequenzen des Fahrwerks und der Karosserie liegen, kann mit einem Nullschlupf gefahren werden. Unterhalb der obengenannten Leerlaufdrehzahl arbei tet die Regelung im Anfahrmodus. Oberhalb der genannten Drehzahl wird die Kupplung vollständig geschlossen und arbeitet ohne Schlupf.The slip target is typically 50 to 100 µm rotations per minute. However, other setpoints can also be found in the map be saved. In the high speed range when the speed swan The engine is low or above the resonance frequencies of the chassis and the body can be with a zero slip be driven. Working below the idle speed above control in start-up mode. Above the specified speed the clutch is fully closed and works without slippage.
Das Verhalten der Regelung wird nun anhand der Fig. 12 bis 14 für verschiedene Fahrzustände erläutert. Fig. 12 zeigt das Arbeiten der Regelung beim Anfahren für Teillast. In dem unteren Bild ist die Stellung D der Drosselklappe eingetragen. Die Stellung D der Drosselklap pe gibt die gewünschte Beschleunigung und damit Last an. Die Regelung stellt entsprechend eines Sollwertes für die Motordrehzahl n M den erfor derlichen Kupplungsweg K ein. In dem oberen Bild ist die Motordrehzahl n M und die Getriebedrehzahl n G eingezeichnet. Man erkennt deutlich den gleichmäßigen Anstieg der Getriebedrehzahl n G und damit das gleichmäßige Anfahrverhalten des Fahrzeugs.The behavior of the control will now be explained with reference to FIGS. 12 to 14 for different driving conditions. Fig. 12 shows the operation of the control when starting for partial load. The position D of the throttle valve is entered in the figure below. The position D of the throttle valve indicates the desired acceleration and thus the load. The control sets the required clutch travel K according to a setpoint for the engine speed n M. In the picture above, the engine speed n M and the gear speed n G are shown. You can clearly see the steady increase in the transmission speed n G and thus the smooth starting behavior of the vehicle.
Fig. 13 zeigt das Verhalten der Regelung bei einem Lastsprung oh ne Umschaltung des Gangs. Der Lastsprung geht von 0 auf 100%, wie man aus dem unteren Bild für die Drosselklappenstellung D erkennt. Da bei gilt die Schlupfregelung. Fig. 13 shows the behavior of the control in a load step without switching gear. The load jump goes from 0 to 100%, as can be seen from the picture below for the throttle valve position D. The slip control applies.
Fig. 14 zeigt entsprechend eine Regelkennlinie für einen Um schaltvorgang aus dem zweiten in den dritten Gang unter Vollast. Hier wird bei der Schaltabsichtserkennung (≃ bei D₁) automatisch die Drosselklappe ge schlossen (bei D₂) und nach Durchführung der Gangschaltung (ab D₃) wieder entsprechend langsam bis zum Vollastwert D₄ geöffnet, um ein Überdrehen des Motors auszuschließen. Die Kupplung wird während des Schaltvorgangs auf Weg regelung umgeschaltet. Man erkennt hier auch den gleichmäßi gen Verlauf während des Umschaltvorgangs. Fig. 14 shows in accordance with a control characteristic for a To shift from second to third gear under full load. Here, the throttle valve is automatically closed (at D ₂) when the intention to switch (≃ at D ₁) and after the gear shift (from D ₃) is opened again slowly until the full load value D ₄ is reached to prevent the engine from over-revving. The clutch is switched to position control during the switching process. You can also see the even course during the switching process.
Beim Abschalten des Motors wird während des Absinkens der Mo tordrehzahl die Kupplung voll geschlossen und der entspre chende Kupplungsweg gemessen. Dieser Wert wird in dem Kenn feldspeicher abgespeichert und steht somit als Grundwert für die Regelung zur Verfügung.When the engine is switched off, the Mo the clutch is fully closed and the corresponding Coupling distance measured. This value is in the Kenn field memory and is therefore the basic value for the scheme is available.
Die gespeicherten Werte können jeweils mit den aktuell ermit telten Werten verglichen werden und in den Kennfeldern abge speichert werden. So ist es möglich, die Speicherwerte dem aktuellen Betriebszustand, insbesondere dem Verschleißzu stand, anzupassen.The saved values can be determined with the current values compared values and stored in the maps be saved. So it is possible to save the memory values current operating condition, especially wear and tear stood to adjust.
Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Regelung. Eingangsgrößen für die Elektronikeinheit 11 (in Fig. 1) sind die von einem Sensor 14 erfaßten, in einem Interface 124 geformten Motorzahnimpulse der Zähne 15 des Schwungrades. Die Frequenz der Motorzahnimpulse ist der Drehzahl der Kurbelwel le proportional. Die Impulse des Sensors 16 für die Getriebe drehzahl werden in einem Interface 125 geformt. Die Frequenz dieser Getriebezahnimpulse ist der Drehzahl der Getriebeein gangswelle proportional. Fig. 4 shows a modified embodiment of the control. Input variables for the electronics unit 11 (in FIG. 1) are the motor tooth pulses of the teeth 15 of the flywheel, which are detected by a sensor 14 and formed in an interface 124 . The frequency of the motor tooth pulses is proportional to the speed of the crankshaft. The pulses of the sensor 16 for the transmission speed are formed in an interface 125 . The frequency of these gear tooth pulses is proportional to the speed of the gear input shaft.
Die Signale des Wegaufnehmers 23 für die Kupplungsstellung werden in einem Interface 126 geformt. Die Werte des Sensors 18 für die Stellung der Drosselklappe werden in einem Inter face 127 geformt. Die Gangerkennung 22 liefert Digitalwerte für den jeweils eingeschalteten Gang und gegebenenfalls für die Schaltabsicht, wenn der Schalthebel betätigt wird. Diese Werte werden in einem Interface 128 verarbeitet.The signals from the displacement sensor 23 for the clutch position are formed in an interface 126 . The values of the sensor 18 for the position of the throttle valve are formed in an interface 127 . The gear detection 22 supplies digital values for the gear engaged and, if applicable, for the intention to shift when the gear lever is actuated. These values are processed in an interface 128 .
Die Zeitintervalle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Motor- und Getriebeimpulsen werden jeweils im Zähler 130 bzw. 131 gemessen. Hierzu werden Taktimpulse eines Oszillators 129 benutzt, der mit hoher Frequenz arbeitet. Die Zählerstände werden vom Prozessor 143 gelesen, sie sind umgekehrt propor tional zur Drehzahl. Der Prozessor 143 steuert einen Multi plexer 144 und einen A/D-Wandler 145, so daß die verschie denen Kenngrößen zeitgestaffelt verarbeitet werden können. Die Kupplungsstellung, die Drosselklappestellung und der gleichen werden in digitale Werte umgewandelt.The time intervals between two successive engine and transmission pulses are measured in counters 130 and 131, respectively. For this purpose, clock pulses from an oscillator 129 are used which operate at a high frequency. The counter readings are read by the processor 143 , they are inversely proportional to the speed. The processor 143 controls a multiplexer 144 and an A / D converter 145 , so that the various parameters can be processed in a staggered manner. The clutch position, the throttle valve position and the like are converted into digital values.
Der Prozessor 143 enthält einen Adreßspeicher als Kennfeld speicher. Der Kennfeldspeicher enthält Kennlinien bzw. Kenn felder für den Schlupf, die lastabhängig, abhängig von der jeweiligen Getriebestellung und gegebenenfalls abhängig von sonstigen Motorparametern sind. Der Kennfeldspeicher enthält Werte für den Soll-Schlupf und auch Regelfaktoren.The processor 143 contains an address memory as a map memory. The map memory contains characteristic curves or maps for the slip, which are load-dependent, dependent on the respective gearbox position and possibly dependent on other engine parameters. The map memory contains values for the target slip and also control factors.
Der Prozessor 143 berechnet aus Zählerständen der Zähler 130 und 131 die Motordrehzahl und die Getriebedrehzahl und daraus den Ist-Schlupf. Der Ist-Schlupf und der Soll-Schlupf aus dem Kennfeld werden im Rechenwerk des Prozessors 143 verglichen und ergeben einen Differenzschlupfwert, der weiter rechne risch verarbeitet wird. Durch bekannte arithmetische Verfah ren wird im Prozessor 143 ein P-Zweig und ein I-Zweig nachge bildet und berechnet. Gegebenenfalls kann die Berechnung auch noch einen D-Zweig und/oder andere Regelzweige enthalten.The processor 143 calculates the engine speed and the transmission speed from the counter readings of the counters 130 and 131 and from this the actual slip. The actual slip and the target slip from the map are compared in the arithmetic unit of the processor 143 and result in a differential slip value, which is further processed arithmetically. A P branch and an I branch are simulated and calculated in processor 143 by known arithmetic methods. If necessary, the calculation can also contain a D branch and / or other control branches.
Bei der Regelung gemäß Fig. 4 sind keine Analog-Regelstrecken erforderlich, da diese Regelung durch einen Programmab lauf des Prozessors 143 nachgebildet wird. Der Programmablauf des Prozessors 143 kann nach dem Flußplan der Fig. 15 erfol gen. Man erkennt in diesem Fluß plan die über den Multiplexer 144 gesteuerte Bereitstellung der Eingangs größen wie Drehzahl, Kupplungsstellung, Drosselklappenstellung, Gang erkennung und dergleichen. In einer ersten Verzweigungsstufe 171 wird die Motordrehzahl abgefragt und mit einem Minimalwert verglichen, der beim Abschalten des Motors unterhalb der Leerlaufdrehzahl auftritt. Wenn dieser Minimalwert der Drehzahl unterschritten wird, wird nach dem Programmteil 173 die Kupplung vollkommen eingeschaltet und der Nullpunkt des Kupplungsweges ermittelt. Dieser Nullpunkt des Kupp lungsweges wird in dem Kennfeld abgespeichert. Anhand der Konstruk tionswerte der Kupplung ergibt sich aus diesem Nullpunkt des Kupp lungsweges der Auskuppelpunkt der Kupplung, nach dem die Steuerung des Kupplungsweges erfolgt.In the control shown in FIG. 4, no analog control loops are required, since this scheme is simulated by running the processor a Programmab 143rd The program flow of the processor 143 can be carried out according to the flow chart of FIG. 15. One recognizes in this flow chart the provision of the input variables controlled by the multiplexer 144, such as speed, clutch position, throttle valve position, gear detection and the like. In a first branching stage 171 , the engine speed is queried and compared with a minimum value that occurs below the idling speed when the engine is switched off. If the speed falls below this minimum value, the clutch is switched on completely after program part 173 and the zero point of the clutch travel is determined. This zero point of the coupling path is stored in the map. Based on the design values of the clutch, this zero point of the clutch path results in the clutch disengagement point, after which the clutch path is controlled.
In der nächsten Verzweigung 174 wird eine etwa vorhandene Schalt absicht überprüft. Wenn eine Schaltabsicht vorhanden ist, so wird nach dem Programmteil 185 die Kupplung vollständig ausgekuppelt, damit die Schaltung des Getriebes durchgeführt werden kann. Wenn keine Schaltabsicht vorhanden ist oder wenn das Getriebe in den gewünschten Gang geschaltet ist, erfolgt nach der Verzweigung 175 eine Überprü fung, ob der Neutralgang oder Leerlauf eingeschaltet ist. Im ersten Gang und/oder im Rückwärtsgang sowie bei einer Getriebedrehzahl unter halb eines Minimalwertes erfolgt nach der Verzweigung 176 eine Steue rung zum Anfahren. Bei offener Drosselklappe wird dann nach der Ver zweigung 177 endgültig der Anfahrvorgang ausgelöst. Im übrigen wird entsprechend der Verzweigung 175 während jedes Programmdurchlaufs nach dem Programmteil 179 der Greifpunkt ermittelt, ebenso die Leerlaufdreh zahl und die Kupplung wieder vollständig ausgekuppelt.In the next branch 174 , an existing switching intention is checked. If there is an intention to shift, the clutch is completely disengaged after the program part 185 so that the transmission can be shifted. If there is no intention to shift or if the transmission is shifted into the desired gear, a check is made after branch 175 whether the neutral gear or neutral is engaged. In first gear and / or in reverse gear as well as at a transmission speed below half a minimum value, a control for starting takes place after branching 176 . When the throttle valve is open, the start-up process is finally triggered after branching 177 . Otherwise, the gripping point is determined according to the branch 175 during each program run after the program part 179 , as is the idling speed and the clutch is completely disengaged again.
Die Verzweigung 176 führt andererseits zum Programmteil 180, wonach der Sollschlupf der Kupplung gesteuert wird. Schließlich erfolgt nach der Verzweigung 177 im Programmteil 181 ein Auskuppeln bis zum Greif punkt. Im Programmteil 182 werden die Gewichtsparameter für die Regel strecken bereitgestellt.Branch 176 , on the other hand, leads to program part 180 , after which the desired slip of the clutch is controlled. Finally, after branching 177 in program part 181 , disengagement takes place up to the gripping point. In program part 182 , the weight parameters for the rule stretch are provided.
Die Nachbildung der Regelzweige durch einen Programmablauf be rechnet jeweils die Eingangswerte der Regelzweige und ein Produkt mit einem Faktor aus dem Kennfeldspeicher. Die verschiedenen Produktwerte werden addiert. Ein Dämpfungszweig wird durch eine Differenzbildung zwischen den in aufeinanderfolgenden Rechenperioden berechneten Wer ten realisiert. Die Rechenperiode soll etwa 3 ms betragen.The replication of the control branches by a program sequence calculates the input values of the control branches and a product a factor from the map memory. The different product values are added. A damping branch is formed by a difference between those calculated in successive calculation periods realized. The calculation period should be about 3 ms.
Der Prozessor 143 führt die genannten Berechnungen durch und gibt die Ausgangswerte an eine Endstufe 183, die das Stellglied 10 zur An steuerung der Kupplung ansteuert. Die Endstufe kann einen D/A-Wandler enthalten. Es kann auch ein Impulsgenerator mit gesteuertem Tastver hältnis vorhanden sein.The processor 143 carries out the above-mentioned calculations and outputs the output values to an output stage 183 , which controls the actuator 10 to control the clutch. The output stage can contain a D / A converter. There may also be a pulse generator with a controlled duty cycle.
Claims (89)
- a) eine Vorkehrung zur Erfassung der Motordrehzahl, zum Beispiel in Form eines die Zähne an der Schwungscheibe abtastenden Sensors
- b) eine Vorkehrung zur Ermittlung der Getriebedreh zahl
- c) eine Vorkehrung zum Messen des Kupplungsbetäti gungsweges, zum Beispiel in Form eines den Weg des Kupplungsbetätigungsgliedes, wie zum Beispiel ein hydraulischer Nehmerzylinder, erfassenden Potentiometer
- d) eine Vorkehrung zur Erfassung der Stellung der Kraftstoffzufuhreinrichtung, zum Beispiel in Form eines die Drosselklappenstellung ermittelnden Potentiometers
- e) eine Vorkehrung zur Erfassung der Gaspedalstellung in Form zum Beispiel eines über das Gaspedal beeinflußbaren Potentiometers
- f) eine Einrichtung zur Ermittlung der Leerlaufstel lung der Kraftstoffzufuhreinrichtung
- g) eine Vorkehrung zur Erkennung der Getriebestel lung mit Leerlauf- und Gangerkennung
- h) eine Vorkehrung zur Schaltabsichterkennung in Form zum Beispiel eines am Getriebeschalthebel vorgesehenen Sensors.
- i) eine Einrichtung zur Erkennung der Drosselklappen end-Stellung
- j) eine Temperatur-Meßeinrichtung,
- a) a measure for detecting the engine speed, for example in the form of a sensor scanning the teeth on the flywheel
- b) a precaution to determine the transmission speed
- c) a measure for measuring the clutch actuation path, for example in the form of a path of the clutch actuator, such as a hydraulic slave cylinder, sensing potentiometer
- d) a provision for detecting the position of the fuel supply device, for example in the form of a potentiometer which determines the throttle valve position
- e) a precaution for detecting the accelerator pedal position in the form of, for example, a potentiometer that can be influenced by the accelerator pedal
- f) a device for determining the idle position of the fuel supply device
- g) a precaution to detect the transmission position with idle and gear detection
- h) a precautionary measure for switching intent recognition in the form of, for example, a sensor provided on the gear shift lever.
- i) a device for detecting the throttle valve end position
- j) a temperature measuring device,
- k) eine Kupplungsbetätigungseinrichtung, wie eine hydraulische Geber- und Nehmereinrichtung
- l) eine Antriebseinrichtung für die Veränderung der Drosselklappenstellung.
- k) a clutch actuator, such as a hydraulic transmitter and slave device
- l) a drive device for changing the throttle valve position.
- a) als Differenz der Motordrehzahl und der Getriebe drehzahl wird ein Ist-Schlupf ermittelt;
- b) ein Prozessor fragt periodisch Eingangsparameter, wie Kupplungsweg, Drosselklappenstellung (Last), Motortemperatur und/oder Getriebestellung, ab und ermittelt unter Abfrage gespeicherter Kennfelder einen Soll-Schlupf und charakteristische Regelfaktoren;
- c) aus dem Differenzwert von Soll-Schlupf und Ist- Schlupf wird in einer durch die Regelfaktoren gesteuerten Regelstrecke eine Stellgröße für den Kupplungsweg gebildet.
- a) an actual slip is determined as the difference between the engine speed and the transmission speed;
- b) a processor periodically queries input parameters such as clutch travel, throttle valve position (load), engine temperature and / or gearbox position and determines a target slip and characteristic control factors by querying stored characteristic maps;
- c) a manipulated variable for the clutch travel is formed from the difference between the desired slip and the actual slip in a controlled system controlled by the control factors.
- a) als Differenz der Motordrehzahl und der Getriebe drehzahl wird ein Ist-Schlupf ermittelt;
- b) ein Prozessor fragt periodisch Eingangsparameter, wie Kupplungsweg, Drosselklappenstellung (Last), Motortemperatur und/oder Getriebestellung, ab und ermittelt beim Auftreten eines Lastände rungszustandes einen Kupplungssollweg und charakteristische Regelfaktoren;
- c) Der Kupplungsweg-Sollwert und der Kupplungsweg- Istwert werden miteinander verglichen und ein Stellwert für den Kupplungsweg gebildet.
- a) an actual slip is determined as the difference between the engine speed and the transmission speed;
- b) a processor periodically queries input parameters such as clutch travel, throttle valve position (load), engine temperature and / or gearbox position and determines a clutch target travel and characteristic control factors when a load change condition occurs;
- c) The clutch path setpoint and the clutch path actual value are compared with one another and a manipulated variable for the clutch path is formed.
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