DE4013400A1 - Steuersystem fuer eine reibkupplung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine Reib- bzw. Trockenkupplung eines Kraftfahrzeugs, wobei insbesondere die Stellung einer Druckscheibe der Kupplung nach Maßgabe einer Soll-Geschwindigkeit zum Verschieben der Druckscheibe geschätzt wird.

Als Kupplung zum Verbinden bzw. Trennen einer Brennkraft­ maschine mit bzw. von einem Getriebe des Kraftfahrzeugs werden ein Drehmomentwandler, eine elektromagnetische Kupp­ lung und eine mechanische Trockenkupplung eingesetzt. Es wurde bereits vorgeschlagen, eine Trockenkupplung vorzu­ sehen, die elektronisch eingerückt wird, um das Fahrzeug anzufahren, und die ausgerückt wird, bevor das Fahrzeug abgestellt wird.

Die JP-Patentveröffentlichung 62-47 742 beschreibt ein Kupplungssteuersystem, bei dem eine Motordrehzahl-Ände­ rungsrate beim Anfahren eines Fahrzeugs erfaßt wird, um die Kupplung zu steuern. Wenn die Änderungsrate positiv ist, wird die Kupplung eingerückt. Wenn die Änderungsrate nega­ tiv ist, wird der Betrieb der Kupplung angehalten, um die Kupplung in dieser Lage zu halten.

Da jedoch das Steuersystem den Teileingriff der Kupplung nicht erfaßt, hängt die Steuerung der Kupplung weitgehend von der Maschinendrehzahl und deren Änderungsrate ab. Wenn nämlich die Maschinendrehzahl sehr schnell ansteigt, wird die Kupplung plötzlich eingerückt, was zu Stößen führt. Wenn andererseits die Maschinendrehzahl allmählich an­ steigt, wird die Kupplung langsam vom ausgerückten in den teileingerückten Zustand betätigt, was die Anfahrcharak­ teristiken verschlechtert.

Die JP-OS 59-1 24 438 zeigt ein Steuersystem mit einem Druckscheibenstellungs-Sensor zur Erfassung der Stellung der Druckscheibe in der Einrückphase und der Stellung bei vollständigem Einrücken. Die Druckscheibe wird in jedem Bereich unter Division durch die Stellungen bei einer für den Bereich vorgegebenen Geschwindigkeit verschoben.

Durch den Druckscheibenstellungs-Sensor ergibt sich eine Erhöhung der Herstellungskosten der Kupplung.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß ein genauer An­ fangspunkt einer Teileinrückung nicht erfaßt wird, wenn Verschleiß oder eine geringe Dickendifferenz der Kupplungs­ scheibe vorliegt.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Steuer­ systems für eine Reib- bzw. Trockenkupplung, wobei die Stellung einer Druckscheibe aus einer Soll-Verschiebege­ schwindigkeit der Druckscheibe exakt schätzbar ist, um da­ durch die Kupplung präzise zu steuern.

Eine Bezugs-Verschiebegeschwindigkeit der Druckscheibe wird nach Maßgabe einer Modellgleichung in Abhängigkeit von der Soll-Verschiebegeschwindigkeit berechnet, um die Stellung der Druckscheibe zu erhalten. Der Fehler zwischen der Be­ zugs- und der Soll-Stellung wird weiter korrigiert.

Gemäß der Erfindung wird ein Steuersystem angegeben für eine Reibkupplung eines Kraftfahrzeugs mit einer Brenn­ kraftmaschine, einem Getriebe und einer Kupplung mit einer Druckscheibe, die mit einem Schwungrad in Kontakt gelangt, um die Ausgangsleistung der Maschine auf das Getriebe zu übertragen. Das System umfaßt eine Stelleinheit zum Ver­ schieben der Druckscheibe der Kupplung, eine Detektorein­ richtung zum Erfassen von Zuständen der Kupplung, der Maschine, des Getriebes und des Fahrzeugs und zum Erzeugen eines Betriebszustandssignals, einen Soll-Geschwindigkeits­ geber, der aufgrund des Betriebszustandssignals eine Soll- Verschiebegeschwindigkeit zum Verschieben der Druckscheibe liefert, eine Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Ist-Ver­ schiebegeschwindigkeit auf der Basis der Soll-Verschiebege­ schwindigkeit, einen Stellungsrechner, der die Ist-Ver­ schiebegeschwindigkeit integriert und eine Stellung der Druckscheibe liefert, und eine Steuereinrichtung zum Betä­ tigen der Stelleinheit, um die Geschwindigkeit der Druck­ scheibe auf der Grundlage der Druckscheibenstellung zu steuern.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Steuer­ systems für eine Reibkupplung eines Kraftfahr­ zeugs;

Fig. 2a, 2b, 2c ein Blockdiagramm einer Steuereinheit nach der Erfindung;

Fig. 3a ein Diagramm von Kupplungs-Einrückbereichen;

Fig. 3b ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen Ver­ schiebegeschwindigkeit, Maschinendrehzahl und Maschinendrehzahl-Änderungsrate zeigt;

Fig. 3c ein Diagramm zur Erläuterung einer Modell­ gleichung zur Bildung einer Druckscheiben­ stellung;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das eine Hauptroutine zur Steuerung der Kupplung beschreibt;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Be­ stimmung einer Kupplungs-Betriebsart be­ schreibt;

Fig. 6a ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Be­ stimmung einer Verschiebegeschwindigkeit be­ schreibt;

Fig. 6b bis 6d Flußdiagramme, die den Betrieb in Teileinrück­ zuständen der Kupplung beschreiben;

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das den Betrieb zur Gewin­ nung der Druckscheibenstellung beschreibt; und

Fig. 8 ein Diagramm, das die Änderung der Druckschei­ benstellung zeigt.

Nach Fig. 1 ist eine Kurbelwelle 2 einer Brennkraftmaschine 1 betriebsmäßig mit einer Trockenkupplung 3 verbunden, die der Kraftübertragung der Maschine 1 auf ein stufenlos ver­ stellbares automatisches Riemengetriebe 10 über einen Wähl­ mechanismus 9 dient. Die Ausgangsleistung des Riemengetrie­ bes 10 wird auf Achsen 17 a von Fahrzeugantriebsrädern W über eine Abtriebswelle 13, ein Paar von Zwischenvorgelegen 16, eine Vorgelegewelle 13 a und ein Ausgleichgetriebe 17 übertragen.

Die Kupplung 3 umfaßt ein mit der Kurbelwelle 2 der Ma­ schine 1 verbundenes Schwungrad 4, eine dem Schwungrad 4 gegenüberstehende Druckscheibe 6, die auf einer Antriebs­ welle 11 a des Getriebes 10 befestigt ist, und eine Membran­ feder 5. Die Membranfeder 5 wird von einem Ausrückhebel 7 betätigt, der mit einem Gleichstrommotor 8 als Stelleinheit verbunden ist. Der Gleichstrommotor 8 wird von Antriebs­ impulsen aktiviert, und seine Rotation wird von einer Wandlereinrichtung in eine geradlinige Bewegung umgewan­ delt, so daß der Ausrückhebel 7 linear verschoben wird. Wenn die Antriebsimpulse abgestellt werden, wird die Um­ laufbewegung des Gleichstrommotors 8 von einer darin vor­ gesehenen Bremseinrichtung angehalten, um den Ausrückhebel 7 in seiner Lage zu halten. Wenn z. B. der Gleichstrommotor 8 in die eine Richtung umläuft, wird die Membranfeder 5 von dem Ausrückhebel 7 so betätigt, daß sie die Druckscheibe 6 gegen das Schwungrad 4 preßt. Somit wird die Kupplung 3 durch eine Reibkraft mechanisch eingerückt, wodurch der Abtrieb der Kurbelwelle 2 auf die Antriebswelle 11 a über­ tragen wird. Wenn andererseits der Gleichstrommotor 8 in Gegenrichtung umläuft, ist die Kupplung 3 ausgerückt. Das Tastverhältnis der dem Motor 8 zugeführten Antriebsimpulse ist veränderlich, um so die Verschiebegeschwindigkeit zu steuern.

Bei dem automatischen Riemengetriebe 10 ist der Wählmecha­ nismus 9 zwischen der Antriebswelle 11 a und einer Haupt­ welle 11 angeordnet. Der Wählmechanismus 9 ist mit einer Synchronisiereinrichtung versehen, die Zähnräder, eine Nabe und eine Buchse zum Verbinden der Antriebswelle 11 a mit der Hauptwelle 11 umfaßt, so daß eine Fahrstellung (D-Stel­ lung), eine Leergangstellung (N-Stellung) und eine Rück­ wärtsfahrstellung (R-Stellung) wählbar sind.

Das stufenlos verstellbare automatische Riemengetriebe 10 umfaßt die Hauptwelle 11 und die dazu parallel vorgesehene Abtriebswelle 13. Eine mit einem Hydraulikzylinder 12 a ver­ sehene Antriebsscheibe 12 ist auf der Hauptwelle 11 befe­ stigt. Eine mit einem Hydraulikzylinder 14 a versehene Ab­ triebsscheibe 14 ist auf der Abtriebswelle 13 befestigt. Ein Treibriemen 15 ist um die Antriebsscheibe 12 und die Abtriebsscheibe 14 geführt. Die Hydraulikzylinder 12 a und 14 a stehen mit einem Hydrauliksteuerkreis in Verbindung. Dem Zylinder 12 a wird mittels einer Ölpumpe P aus einem Ölbehälter 18 Drucköl zugeführt, das durch ein Leitungs­ druck-Steuerventil LC und ein Übersetzungsverhältnis-Steu­ erventil TR strömt. Dem Zylinder 14 a wird Drucköl von der Pumpe P zugeführt. Der Hydrauliksteuerkreis spricht auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Maschinendrehzahl und eine Drosselklappenlage an, um die den Zylindern 12 a und 14 a zugeführte Ölmenge zu steuern. Die Scheiben 12 und 14 wer­ den durch Kompressionskräfte der Zylinder so betrieben, daß der Laufdurchmesser des Riemens 15 änderbar ist, um das Übersetzungsverhältnis i stufenlos zu ändern.

Eine elektronische Steuereinheit für die Kupplung 3 und das Riemengetriebe 10 umfaßt einen Maschinendrehzahlsensor 22 sowie Umlaufgeschwindigkeitssensoren 24 und 25, die jeweils die Umlaufgeschwindigkeiten der Antriebsscheibe 12 und der Abtriebsscheibe 14 aufnehmen. Ein Wählhebel, der mit dem Wählmechanismus 9 verbunden ist, ist mit einem Wählstel­ lungssensor 20 verbunden, der die Fahrstellung D, die Leer­ gangstellung N und die Rückwärtsfahrstellung R erfaßt. Ein Fahrpedalschalter 21 erfaßt die Betätigung eines Fahrpe­ dals, und ferner ist ein Drosselklappenlagesensor 23 vor­ gesehen.

Ausgangssignale der Sensoren und Impulse der Schalter wer­ den einer elektronischen Steuereinheit 27 zugeführt, die ein Steuersignal zum Motor 8 sowie ein Steuersignal zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses i und ein Leitungs­ druck-Steuersignal zum Hydrauliksteuerkreis liefert.

Nach den Fig. 2a und 2b, die die Steuereinheit 27 von Fig. 1 zeigen, umfaßt ein Übersetzungsverhältnis-Änderungsge­ schwindigkeits-Abschnitt 30 einen Ist-Übersetzungsverhält­ nisrechner 32, dem Ausgangssignale Np und Ns der Sensoren 24, 25 zugeführt werden zur Bildung eines Ist-Übersetzungs­ verhältnisses i nach Maßgabe von i = Np/Ns. Der Überset­ zungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeits-Abschnitt 30 umfaßt ferner einen Soll-Übersetzungsverhältnisrechner 33, in dem ein Soll-Übersetzungsverhältnis id nach Maßgabe einer Soll-Antriebsscheibendrehzahl Npd, die aus einer Tabelle abgeleitet ist, und der Abtriebsscheibendrehzahl Ns - berechnet wird. Das Soll-Übersetzungsverhältnis id wird einem Übersetzungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeitsrech­ ner 34 zugeführt, der eine Soll-Übersetzungsverhältnis- Änderungsgeschwindigkeit di/dt berechnet. Die Geschwindig­ keit di/dt ist die Änderungsgröße des Soll-Übersetzungsver­ hältnisses id während eines vorbestimmten Zeitintervalls. Ein Schaltungsfaktorsignal, das von der Soll-Übersetzungs­ verhältnis-Änderungsgeschwindigkeit di/dt abhängt, wird einem elektromagnetischen Ventil 35 zugeführt. Das Ventil 35 ist im Hydrauliksteuerkreis angeordnet und verschiebt einen Schieber des Übersetzungsverhältnis-Steuerventils TR zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses i.

Ein Leitungsdruck-Steuerabschnitt 31 erhält ein Maschinen­ drehzahlsignal Ne vom Sensor 22 und einen Drosselklappen­ öffnungsgrad R vom Sensor 23 zur Bildung eines Maschinen­ drehmoments T. Ein Soll-Leitungsdruck PLd wird nach Maßgabe des Maschinendrehmoments T und des Ist-Übersetzungsverhält­ nisses i gebildet. Ein dem Soll-Leitungsdruck PLd entspre­ chendes Schaltungsfaktorsignal wird einem elektromagneti­ schen Ventil 36 zugeführt. Dieses ist im Hydraulikkreis vorgesehen und verschiebt einen Schieber des Leitungsdruck- Steuersignals LC zur Steuerung des Leitungsdrucks.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2b wird ein System zur Steuerung der Kupplung 3 erläutert. Die Steuereinheit umfaßt einen Kupplungssteuermodus-Bestimmungsabschnitt 41, der Signale vom Wählhebelstellungssensor 20, vom Fahrpedalschalter 21 und von einem Fahrzeuggeschwindigkeitsrechner 40, dem zur Bildung einer Fahrzeuggeschwindigkeit V die Abtriebsschei­ bendrehzahl Ns zugeführt wird, erhält. Der Kupplungssteuer­ modus-Bestimmungsabschnitt 41 hat einen Kupplungseinrück­ modus-Bestimmungsteil 42 und einen Kupplungsausrückmodus- Bestimmungsteil 43, die einem Soll-Verschiebegeschwindig­ keitsgeber 44 für die Druckscheibe und einem Verschiebe­ richtungsgeber 49 jeweils ein Einrücksignal und ein Aus­ rücksignal zuführen. Der Kupplungseinrückmodus-Bestimmungs­ teil 42 bestimmt das Einrücken der Kupplung, wenn der Fahr­ pedalschalter 21 in D-Stellung oder R-Stellung geschlossen ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher als ein vorbestimmter Wert V 1 ist.

Andererseits wird das Ausrücken der Kupplung 3 im Kupp­ lungsausrückmodus-Bestimmungsteil 43 bestimmt, wenn die Parksperre P oder der Leergang N gewählt ist oder wenn das Fahrzeug bei unbetätigtem Fahrpedal in D- oder R-Stellung gefahren wird.

Der Soll-Verschiebegeschwindigkeitsgeber 44 erzeugt ein Soll-Verschiebegeschwindigkeitssignal zum Verschieben der Druckscheibe 6 nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitsrechner 40, der Maschinendreh­ zahl Ne vom Maschinendrehzahlsensor 22, der Maschinendreh­ zahländerungsrate dNe/dt, die auf der Basis der Maschinen­ drehzahl Ne in einem Maschinendrehzahl-Änderungsratenrech­ ner 51 berechnet wird, und einer Kupplungsstellung S, die in Abhängigkeit von der Verschiebegeschwindigkeit und der Verschieberichtung der Druckscheibe 6 und in Abhängigkeit davon, ob der Motor 8 gebremst wird, bestimmt ist. Das Verschiebegeschwindigkeitssignal vom Soll-Verschiebege­ schwindigkeitsgeber 44 und ein Verschieberichtungssignal vom Verschieberichtungsgeber 49 werden dem Gleichstrommotor 8 über einen Treiber 50 zugeführt.

Nach Fig. 3a sind eine Kupplungsausrückstellung Sa und eine Kupplungseinrückstellung Sd, die zwei Endstellungen der Druckscheibe 6 sind, eine Einrückstartstellung Sb und eine Volleinrückstellung Sc zwischen den Endstellungen vorher bestimmt. Der Einrückzustand ist in drei Bereiche unter­ teilt, wobei ein Bereich I ein Vollausrückbereich zwischen den Druckscheibenstellungen Sa und Sb, ein Bereich II ein Teileinrückbereich zwischen den Druckscheibenstellungen Sb und Sc und ein Bereich III ein Volleinrückbereich zwischen den Druckscheibenstellungen Sc und Sd ist.

Der Soll-Verschiebegeschwindigkeitsgeber 44 hat ein Be­ reich-I-Bestimmungsglied 45, ein Bereich-II-Bestimmungs­ glied 46, ein Bereich-III-Bestimmungsglied 47 und ein Kupp­ lungsausrückbestimmungsglied 48. Wenn im Kupplungseinrück­ modus-Bestimmungsabschnitt 42 der Kupplungseinrückmodus bestimmt wird, wird eines der Bereichs-Bestimmungsglieder 45-47 nach Maßgabe der Druckscheibenstellung S, der Maschi­ nendrehzahländerungsrate dNe/dt, der Fahrzeuggeschwindig­ keit V und der Kupplungseinrückperiode gewählt.

Wenn andererseits im Kupplungsausrückmodus-Bestimmungsab­ schnitt 43 der Kupplungsausrückmodus bestimmt wird, wird das Kupplungsausrückbestimmungsglied 48 gewählt, um eine Soll-Motordrehzahl zum Ausrücken der Kupplung zu liefern.

Soll-Verschiebegeschwingkeiten S 1 d, S 3 d und S 4 d sind für das Bereich-I-Bestimmungsglied 45, das Bereich-III-Bestim­ mungsglied 47 und das Kupplungsausrückbestimmungsglied 48 jeweils als Maximalwerte vorgesehen. Dagegen wird eine Soll-Verschiebegeschwindigkeit S 2 d für das Bereich-II-Be­ stimmungsglied 46 aus einer Verweistabelle nach Maßgabe der Maschinendrehzahl Ne und der Maschinendrehzahl-Änderungs­ rate dNe/dt abgeleitet. Wie Fig. 3b zeigt, ist die Ver­ schiebegeschwindigkeit S 2 d eine zunehmende Funktion der Maschinendrehzahl Ne und der Maschinendrehzahl-Änderungs­ rate dNe/dt. Somit steigt die Verschiebegeschwindigkeit S 2 d mit zunehmender Maschinendrehzahl Ne und zunehmender Ma­ schinendrehzahl-Änderungsrate dNe/dt an. Wenn die Ände­ rungsrate kleiner als Null wird, d. h., wenn die Maschinen­ drehzahl abnimmt, wird der Motor in Umkehrrichtung gedreht, um den Kupplungseingriff zu lösen.

Wenn die Druckscheibe die Einrückendstellung oder die Aus­ rückendstellung erreicht, kann die Wandlereinrichtung zur Umwandlung der Rotation des Motors 8 in die geradlinige Bewegung blockieren, wodurch ein Verschieben der Druck­ scheibe 6 bei erneutem Einschalten des Motors 8 verhindert wird. Um ein Blockieren der Einrichtung zu vermeiden, ist ein Bremsglied 53 vorgesehen, dem ein Soll-Verschiebege­ schwindigkeitssignal vom Soll-Verschiebegeschwindigkeits­ geber 44 zugeführt wird. Wenn die Druckscheibe 6 mit den Höchstgeschwindigkeiten S 3 d oder S 4 d in die Stoppstellungen Sa 1 und Sd 2 unmittelbar vor den Endstellungen Sa und Sd verschoben wird, liefert das Bremsglied 53 ein Bremssignal an den Treiber 50, um die Geschwindigkeiten S 3 d und S 4 d zwangsweise zu Null zu machen, wodurch der Motor 8 gebremst wird.

Dem Druckscheibenstellungsrechner 52 wird das Ausgangssi­ gnal des Bremsglieds 53, das Verschiebegeschwindigkeitssi­ gnal vom Soll-Verschiebegeschwindigkeitsgeber 44 entspre­ chend der Geschwindigkeit S 1 d bis S 4 d und das Verschiebe­ richtungssignal vom Verschieberichtungsgeber 49 zugeführt.

Da die Druckscheibe mit Trägheit behaftet ist und tatsäch­ lich mit einer Verzögerung der ersten Stufe bewegt wird, wird eine Ist-Verschiebegeschwindigkeit S nach Maßgabe einer Modellgleichung wie folgt berechnet:

n = {d-(n-1)} × {1-e ^{-( Δ t/ t)}} - (n-1)

wobei Sd eine Soll-Verschiebegeschwindigkeit, τ eine Zeit­ konstante und Δ t ein Betriebsintervall ist. Somit werden die Ist-Geschwindigkeiten S 1 bis S 4 der Druckscheibe 6 auf der Basis der Soll-Geschwindigkeiten S 1 d bis S 4 d geschätzt.

Nach Fig. 3c wird die Stellung S der Druckscheibe 6 durch Integration der geschätzten Ist-Geschwindigkeiten S 1 bis S 4 berechnet, d. h. durch Berechnen des schraffierten Be­ reichs. Die Zeitkonstante τ wird aus einer Tabelle in Ab­ hängigkeit von der Druckscheibenstellung S ausgelesen. Die Stellung S, die einer von verschiedenen Stellungen wie der Ausrückendstellung Sa, der Einrückstartstellung Sb, der Volleinrückstellung Sc und der Einrückendstellung Sd ent­ spricht, ist in einer vorbestimmten Adresse eines Speichers gespeichert und wird mit Verschieben der Druckscheibe umge­ schrieben. Wenn man annimmt, daß der Gleichstrommotor 8 mit der Trägheit umläuft, obwohl die Verschiebegeschwindigkeit S 3 d oder S 4 d Null ist, wenn sich die Druckscheibe 6 den Endstellungen nähert, so wird die Druckscheibenstellung S wie folgt korrigiert:

S ← S-Δ t · CONST.

Der Betrieb des Steuersystems der Kupplung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 4-8 erläutert.

Gemäß Fig. 4, die die Hauptroutine des Betriebs zeigt, umfaßt diese Routine die Kupplungsmodus-Bestimmungsopera­ tion, die Steueroperation der Verschiebegeschwindigkeit sowie die Rechenoperation für die Druckscheibenstellung. Fig. 5 zeigt eine Subroutine zur Bestimmung des Kupplungs­ modus.

Wenn der Leergang N oder die Parksperre P gewählt wird, wird im Kupplungsausrückbestimmungsglied 43 das Ausrücken der Kupplung 3 bestimmt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (die Abtriebsscheibengeschwindigkeit) V höher als die vor­ bestimmte Geschwindigkeit V 1 ist, wird im Kupplungseinrück- Bestimmungsglied 42 bestimmt, daß die Kupplung vollständig einrücken soll. Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindig­ keit niedriger als die Geschwindigkeit V 1 und der Fahrpe­ dalschalter 21 geschlossen ist, wird der Einrückzustand ebenfalls bestimmt. Wenn der Fahrpedalschalter 21 offen ist, wird die Kupplung ausgerückt.

Wenn der Kupplungseinrückmodus bestimmt wird, wird die Operation zur Bildung der Soll-Verschiebegeschwindigkeit entsprechend Fig. 6a ausgeführt. Die im Druckscheibenstel­ lungsrechner 52 berechnete und im Speicher gespeicherte Druckscheibenstellung S wird ausgelesen, und der Bereich I, II oder III wird in Abhängigkeit von der Stellung S ge­ wählt. Beim Anfahren des Fahrzeugs wird, da die Druckschei­ be zwischen der Kupplungsausrück-Endstellung Sa und der Kupplungseinrück-Startstellung Sb liegt (Sa ≧ S < Sb), der Bereich I gewählt, so daß eine Routine gemäß Fig. 6b aus­ geführt wird.

Während die Maschinendrehzahl Ne ansteigt (dNe/dt < 0), ist die Soll-Verschiebegeschwindigkeit S 1 d auf den Höchstwert vorgegeben. Das die Höchstgeschwindigkeit S 1 d bezeichnende Verschiebegeschwindigkeitssignal und das Verschieberich­ tungssignal, das ein Signal zum Verschieben der Druckschei­ be 6 in die Einrückstellung bezeichnet und vom Verschiebe­ richtungsgeber 52 zugeführt wird, werden dem Treiber 50 zur Ansteuerung des Gleichstrommotors 8 zugeführt. Daher wird die Druckscheibe 6 sehr schnell in die Stellung Sb ver­ schoben.

Wenn die Druckscheibe 6 die Stellung Sb passiert (Sb ≧ S < Sc) oder die Maschinendrehzahl im Bereich I abnimmt (dNe/dt 0) oder eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Ein­ tritt in den Bereich I abgelaufen ist, wird der Bereich II gewählt, so daß die Operation von Fig. 6c ausgeführt wird. Im Bereich II steigt die Antriebsscheibendrehzahl Np sehr schnell an, wie Fig. 8 zeigt. Während die Maschinendrehzahl Ne hoch und die Maschinendrehzahl-Änderungsrate dNe/dt groß ist, steigt die Soll-Verschiebegeschwindigkeit S 2 d an, um das Einrücken zu beschleunigen. Wenn die Antriebsscheiben­ drehzahl Np ansteigt, wird die Maschinendrehzahl-Änderungs­ rate dNe/dt verringert, und infolgedessen nimmt die Soll- Geschwindigkeit S 2 d ab, so daß die Druckscheibe 6 langsam in Richtung zur Einrückstellung verschoben wird. Somit ist die Kupplung 3 teileingerückt, um allmählich die Antriebs­ scheibendrehzahl Np an die Maschinendrehzahl Ne anzuglei­ chen.

Wenn die Maschinendrehzahl Ne gleich der Antriebsscheiben­ drehzahl Np ist (Ne = Np), wird die Routine für den Bereich III gemäß Fig. 6d gewählt, da die Druckscheibe 6 zwischen der Volleinrückstellung Sc und der Einrückendstellung Sa liegt. Somit wird die höchste Soll-Verschiebegeschwindig­ keit S 3 d bestimmt, so daß die Druckscheibe 6 schnell ver­ schoben wird, um die Kupplung 3 vollständig einzurücken. Wenn die Druckscheibe 6 die Druckscheiben-Stoppstellung Sd 1 unmittelbar vor der Endstellung Sd erreicht, liefert das Bremsglied 53 das Bremssignal an den Treiber 50, um die Soll-Geschwindigkeit S 3 d auf Null zu vermindern. Der Motor 8 wird infolgedessen abgebremst und hält die Druckscheibe 6 in der Endstellung Sd an. Wie Fig. 6c zeigt, wird der Be­ reich II gewählt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V die vorbestimmte Geschwindigkeit V 1 übersteigt (V ≧ V 1).

Somit wird die Druckscheibe 6 bei den Geschwindigkeiten S 1 d bis S 3 d zwischen den Stellungen Sa 1 und Sd 1 mit einer durch die Trägheit des Kupplungsbetätigungsmechanismus bedingten Verzögerung verschoben. Während die Druckscheibe 6 bewegt wird, wird ihre Stellung S nach Maßgabe einer Routine gemäß Fig. 7 von dem Kupplungsstellungsrechner 52 berechnet. In der Routine wird das Betriebsintervall Δ t zur Ausführung der Hauptroutine berechnet. Während des Verschiebens der Druckscheibe 6 werden die Ist-Verschiebegeschwindigkeiten S 1 bis S 3 nach Maßgabe der Modellgleichung der Verzögerung der ersten Stufe berechnet. Die Ist-Verschiebegeschwindig­ keiten werden integriert unter Bildung der Druckscheiben­ stellung S. Daher fällt die Druckscheibenstellung S mit der Ist-Stellung der Druckscheibe ungeachtet der Verzögerung bei der Verschiebung der Druckscheibe zusammen. Die Ein­ rückstartstellung Sb und die Volleinrückstellung Sc werden präzise erfaßt, so daß eine genaue Steuerung der Kupplung 3 in jedem Bereich ermöglicht wird.

Dem Motor 8 wird zwar ein Bremssignal zugeführt, aber die Druckscheibe 6 wird durch die Trägheit des Motors 8 ver­ schoben. Ein Fehler der berechneten Stellung S aufgrund eines solchen Verschiebens wird so korrigiert, daß die Druckscheibe 6 exakt steuerbar ist, so daß sie in der Stoppstellung Sd 1 anhält.

Wenn die Kupplung 3 eingerückt ist, wird die Leistung der Maschine auf das stufenlos verstellbare Getriebe 10 über­ tragen unter Steuerung durch den Übersetzungsverhältnis- Änderungsgeschwindigkeits-Steuerteil 30 und den Leitungs­ druck-Steuerteil 31 zum Anfahren des Fahrzeugs.

Wenn das Fahrpedal losgelassen und dadurch der Fahrpedal­ schalter 21 geöffnet wird, wird der Kupplungsausrückmodus entsprechend Fig. 5 gewählt. Die Routine für die Kupplungs­ ausrücksteuerung ist in Fig. 6e gezeigt. Wenn sich die Druckscheibe 6 auf einer Einrückseite der Volleinrückstel­ lung Sc befindet (S ≦ Sc), wird die höchste Verschiebege­ schwindigkeit S 4 d vorgegeben, und der Verschieberichtungs­ geber 49 erzeugt das Ausrückrichtungssignal. Der Motor 8 läuft in Ausrückrichtung mit hoher Geschwindigkeit um, so daß die Druckscheibe 6 sehr schnell verschoben und die Kupplung 3 ausgerückt wird. Wenn die Druckscheibe 6 die Einrückstartstellung Sb erreicht (Sb ≧ S < Sc), wird ein Zeitgeber gesetzt. Wenn die Druckscheibe 6 die Stoppstel­ lung Sa 1 passiert (S ≧ Sa 1), wird die Soll-Verschiebege­ schwindigkeit S 4 d zu Null, so daß der Motor 8 abgebremst und die Kupplung 3 im Ausrückzustand gehalten wird. Wenn eine vorbestimmte Zeit nach dem Setzen des Zeitgebers ab­ gelaufen ist, wird der Motor 8 ebenfalls angehalten, obwohl die Druckscheibe 6 die Stellung Sa 1 noch nicht erreicht hat. Die Kupplung 3 wird somit für eine Verzögerung vor dem Anhalten des Fahrzeugs freigegeben, um ein Abwürgen der Maschine zu verhindern.

Die Kupplungsstellung S wird auch in Abhängigkeit von der Modellgleichung berechnet und während des Ausrückvorgangs korrigiert.

Die Erfindung kann bei einem Kupplungssteuersystem ange­ wandt werden, das einen Hydraulikzylinder als Stelleinheit der Kupplung aufweist.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß gemäß der Erfindung ein System zur Steuerung einer Trocken­ kupplung angegeben wird, wobei die Kupplung auf der Basis einer berechneten Ist-Stellung der Kupplung sehr schnell und gleichmäßig betätigt wird. Die Ist-Stellung der Druck­ scheibe wird auf der Basis einer Soll- und einer Ist-Ver­ schiebegeschwindigkeit der Druckscheibe mittels einer Modellgleichung präzise berechnet. Somit kann ein Sensor zur Erfassung der Druckscheibenstellung entfallen, wodurch die Herstellungskosten gesenkt und durch den Sensor einge­ führte Fehler vermieden werden. Ein Blockieren der Kupplung wird verhindert, wenn als Stelleinheit der Kupplung ein Motor verwendet wird. Die Ist-Stellung der Kupplung wird unter Berücksichtigung der Trägheit des Motors beim Abbrem­ sen desselben korrigiert, so daß eine exakte Ist-Stellung der Kupplung erhalten werden kann.

Claims (4)

1. Steuersystem für eine Reibkupplung eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe (10) und einer Kupplung (3) mit einer Druckscheibe (6), die mit einem Schwungrad (4) in Kontakt gelangt, um die Ausgangsleistung der Maschine auf das Getriebe zu übertragen, gekennzeichnet durch
eine Stelleinheit (8) zum Verschieben der Druckscheibe (6) der Kupplung (3);
eine Detektoreinrichtung zum Erfassen von Zuständen der Kupplung, der Maschine, des Getriebes und des Fahrzeugs und zum Erzeugen eines Betriebszustandssignals;
einen Soll-Geschwindigkeitsgeber (44), der aufgrund des Betriebszustandssignals eine Soll-Verschiebegeschwindigkeit zum Verschieben der Druckscheibe (6) liefert;
eine Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Ist-Verschie­ begeschwindigkeit auf der Basis der Soll-Verschiebege­ schwindigkeit;
einen Stellungsrechner (52), der die Ist-Verschiebege­ schwindigkeit integriert und eine Stellung der Druckscheibe (6) liefert; und
eine Steuereinrichtung zum Betätigen der Stelleinheit (8), um die Geschwindigkeit der Druckscheibe (6) auf der Grundlage der Druckscheibenstellung zu steuern.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinheit ein Motor (8) ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustände einen Kupplungseinrückzustand, eine Maschinendrehzahl und eine Fahrzeuggeschwindigkeit um­ fassen.

4. Verfahren zur Steuerung einer Reibkupplung eines Kraft­ fahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe und einer Kupplung mit einer Druckscheibe, die mit einem Schwungrad in Kontakt gelangt, um die Ausgangsleistung der Maschine auf das Getriebe zu übertragen, gekennzeichnet durch
Detektieren von Zuständen der Kupplung, der Maschine, des Getriebes und des Fahrzeugs;
Bilden eines Betriebszustandssignals aus den detektier­ ten Zuständen;
Liefern einer Soll-Verschiebegeschwindigkeit zum Ver­ schieben der Druckscheibe nach Maßgabe des Betriebszu­ standssignals;
Schätzen einer Ist-Verschiebegeschwindigkeit auf der Basis der Soll-Verschiebegeschwindigkeit;
Integrieren der Ist-Verschiebegeschwindigkeit und Er­ zeugen einer Stellung der Druckscheibe; und
Steuern der Geschwindigkeit der Druckscheibe auf der Basis der Druckscheibenstellung.