DE4013400C2

DE4013400C2 -

Info

Publication number: DE4013400C2
Application number: DE4013400A
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Tokio/Tokyo Jp Makabe
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1993-07-08
Also published as: DE4013400A1; GB2231115A; US5069319A; JPH02292529A; GB9008232D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für eine Reibkupplung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 32 16 244 A1 ist eine Steuerungsanordnung für eine Reibkupplung eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe zur Übertragung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine auf das Getriebe angeordnet ist. Diese Steuerungsanordnung weist eine Stelleinheit zum Betätigen der Reibkupplung auf. Weiterhin ist diese Steuerungsanordnung mit Sensoreinrichtungen zum Erfassen von Betriebsparametern der Reibkupplung, der Brennkraftmaschine, des Getriebes und des Kraftfahrzeugs ausgerüstet. Darüber hinaus umfaßt diese Steuerungsanordnung eine Kupplungssteuereinrichtung, der die Signale der Sensoreinrichtungen zuführbar sind. In der Kupplungssteuereinrichtung ist auf der Grundlage dieser Signale ein Soll-Verschiebegeschwindigkeitssignal für die Betätigung der Reibkupplung ermittelbar und der Stelleinheit zum Betätigen der Reibkupplung zuführbar. Insbesondere wird bei dieser Steuerungsanordnung eine Motordrehzahl-Änderungsrate beim Anfahren des Kraftfahrzeugs zur Steuerung der Kupplung erfaßt. Demnach wird die Kupplung bei positiver Änderungsrate eingerückt, bei negativer Änderungsrate im jeweiligen momentanen Betriebszustand beibehalten. Da jedoch diese Steuerungsanordnung die Teileinrückung der Kupplung nicht erfaßt, hängt die Steuerung der Kupplung weitgehend von der Maschinendrehzahl und deren Änderungsrate ab. Dies hat zur Folge, daß die Kupplung bei sehr schnell ansteigenden Maschinendrehzahlen plötzlich eingerückt wird, was zu Stoßbelastungen führt. Dies hat auch zur Folge, daß die Kupplung bei allmählich ansteigenden Maschinendrehzahlen langsam vom ausgerückten in den teileingerückten Zustand betätigt wird, was die Anfahrcharakteristiken verschlechtert.

Des weiteren ist in der JP 59-1 24 438 A1 ein Steuersystem mit einem Druckscheibenstellungs-Sensor zur Erfassung der Stellung der Druckscheibe in der Einrückphase und der Stellung bei vollständigem Einrücken beschrieben. Die Druckscheibe wird in jedem Bereich unter Division durch die Stellungen bei einer für den Bereich vorgegebenen Geschwindigkeit verschoben. Bei diesem Steuersystem ist die Erhöhung der Herstellkosten der Kupplung insgesamt infolge des Druckscheibenstellungs- Sensors von Nachteil. Ein weiteres Problem dieses Steuersystems besteht darin, daß ein genauer Anfangspunkt einer Teileinrückung nicht erfaßt wird, wenn Verschleiß oder eine geringe Druckdifferenz der Kupplungsscheibe vorliegt.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungsanordnung für eine Reibkupplung eines Kraftfahrzeus der eingangs genannten Art bereitzustellen, die in ihrer Bauweise einfach ausgestaltet ist und die Reibkupplung durch exakte Ermittlung der Stellung der Druckscheibe aus deren Soll-Verschiebegeschwindigkeit ausgesprochen präzise steuert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

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 Bezugs- und der Soll-Stellung wird weiter korrigiert.

Die Steuerungsanordnung für eine Reibkupplung eines Kraftfahrzeugs nach der Erfindung ermöglicht somit eine sehr schnelle und gleichmäßige Betätigung der Kupplung auf der Basis einer berechneten Ist-Stellung der Kupplung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Demnach läßt sich die Ist-Stellung der Druckscheibe auf der Basis einer Soll- und einer Soll-Verschiebegeschwindigkeit der Druckscheibe mittels der angegebenen Modellgleichung präzise berechnen. Somit kann ein Sensor zur Erfassung der Druckscheibenstellung entfallen, wodurch die Herstellungskosten gesenkt und durch den Sensor eingeführte Fehler vermieden werden. Auf vorteilhafte Weise wird ein Blockieren der Kupplung durch Verwendung eines Motors, insbesondere eines Gleichstrommotors als Stelleinheit der Kupplung verhindert. Die Ist-Stellung der Kupplung wird unter Berücksichtigung der Trägheit des Motors beim Abbremsen desselben korrigiert, so daß eine exakte Ist-Stellung der Kupplung erhalten werden kann.

Von Vorteil für die erfindungsgemäße Steuerungsanordnung ist zur Betätigung der Kupplung alternativ auch die Verwendung eines Hydraulik-Zylinders als Stelleinheit.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die 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 Trocken- bzw. Reibkupplung 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 17a von Fahrzeugantriebsrädern W über eine Abtriebswelle 13, ein Paar von Zwischenvorgelegen 16, eine Vorgelegewelle 13a 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 11a 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 11a 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 11a 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 11a 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 12a ver sehene Antriebsscheibe 12 ist auf der Hauptwelle 11 befe stigt. Eine mit einem Hydraulikzylinder 14a 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 12a und 14a stehen mit einem Hydrauliksteuerkreis in Verbindung. Dem Zylinder 12a 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 14a wird Drucköl von der Pumpe P zugeführt. Der Hydrauliksteuerkreis spricht auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Maschinendrehzahl und eine Drosselklappenlage an, um die den Zylindern 12a und 14a 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 Wählstellungssensor 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 Kupplungs-Ausrückendstellung Sa und eine Kupplungs-Einrückendstellung 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-Bestimmungs teil 43 der Kupplungsausrückmodus bestimmt wird, wird das Kupplungsausrückbestimmungsglied 48 gewählt, um eine Soll-Motordrehzahl zum Ausrücken der Kupplung zu liefern.

Soll-Verschiebegeschwingkeiten 1d, 3d und 4d 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 2d 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 2d eine zunehmende Funktion der Maschinendrehzahl Ne und der Maschinendrehzahl-Änderungs rate dNe/dt. Somit steigt die Verschiebegeschwindigkeit S2d 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 3d oder 4d in die Stoppstellungen Sa1 und Sd1 unmittelbar vor den Endstellungen Sa und Sd verschoben wird, liefert das Bremsglied 53 ein Bremssignal an den Treiber 50, um die Geschwindigkeiten 3d und 4d 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 1d bis 4d 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 (_n) nach Maßgabe einer Modellgleichung wie folgt berechnet:

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

wobei d eine Soll-Verschiebegeschwindigkeit, τ eine Zeit konstante und Δt ein Betriebsintervall ist. Somit werden die Ist-Geschwindigkeiten 1 bis 4 der Druckscheibe 6 auf der Basis der Soll-Geschwindigkeiten S1d bis S4d geschätzt.

Nach Fig. 3c wird die Stellung S der Druckscheibe 6 durch Integration der geschätzten Ist-Geschwindigkeiten 1 bis 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 3d oder 4d Null ist, wenn sich die Druckscheibe 6 den Endstellungen nähert, so wird die Druckscheibenstellung S wie folgt korrigiert:

S ← S-Δt · 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 Kupplungsausrückmodus-Bestimmungsteil 43 das Ausrücken der Kupplung 3 bestimmt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (die Abtriebsscheibengeschwindigkeit) V höher als die vor bestimmte Geschwindigkeit V1 ist, wird im Kupplungseinrückmodus- Bestimmungsteil 42 bestimmt, daß die Kupplung vollständig einrücken soll. Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindig keit niedriger als die Geschwindigkeit V1 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 Kupplungs-Ausrückendstellung Sa und der Kupplungs-Einrückstartstellung 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 1d auf den Höchstwert vorgegeben. Das die Höchstgeschwindigkeit 1d 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 Einrückstartstellung Sb ver schoben.

Wenn die Druckscheibe 6 die Einrückstartstellung 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 2d 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 S2d 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 3d bestimmt, so daß die Druckscheibe 6 schnell ver schoben wird, um die Kupplung 3 vollständig einzurücken. Wenn die Druckscheibe 6 die Kupplungs-Stoppstellung Sd1 unmittelbar vor der Einrückendstellung Sd erreicht, liefert das Bremsglied 53 das Bremssignal an den Treiber 50, um die Soll-Geschwindigkeit 3d auf Null zu vermindern. Der Motor 8 wird infolgedessen abgebremst und hält die Druckscheibe 6 in der Einrückendstellung Sd an. Wie Fig. 6c zeigt, wird der Be reich II gewählt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V die vorbestimmte Geschwindigkeit V1 übersteigt (V ≧ V 1).

Somit wird die Druckscheibe 6 bei den Geschwindigkeiten 1d bis 3d 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 Δt zur Ausführung der Hauptroutine berechnet. Während des Verschiebens der Druckscheibe 6 werden die Ist-Verschiebegeschwindigkeiten 1 bis 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 4d 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 S4d 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 Stopp-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.

Claims

1. Steuerungsanordnung für eine Reibkupplung eines Kraftfahrzeugs, welche zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe angeordnet ist, um die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine auf das Getriebe zu übertragen, mit einer Stelleinheit zum Betätigen der Reibkupplung, mit Sensoreinrichtungen zum Erfassen von Betriebsparametern der Reibkupplung, der Brennkraftmaschine, des Getriebes und des Kraftfahrzeugs, wobei die Signale der Sensoreinrichtungen einer Kupplungssteuereinrichtung zuführbar sind, in welcher auf der Grundlage dieser Signale ein Soll-Verschiebegeschwindigkeitssignal für die Betätigung der Reibkupplung ermittelbar und der Stelleinheit zum Betätigen der Reibkupplung zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Modellrechnung aus der Soll-Verschiebegeschwindigkeit für die Betätigung der Reibkupplung eine Ist- Verschiebegeschwindigkeit ermittelbar ist, wobei diese errechnete Ist-Verschiebegeschwindigkeit integrierbar ist, um ein Maß für den Ist-Weg oder die Ist-Stellung der Reibkupplung zu erhalten und dieser rechnerisch ermittelte Wert für den Ist-Weg oder die Ist-Stellung zur Steuerung der Reibkupplung mit heranziehbar ist.

2. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Verschiebegeschwindigkeit _n nach Maßgabe folgender Modellgleichung berechenbar ist: n = {d-(n-1)} × {1-e^-( ^Δ ^t/ ^τ)} - (n-1)wobei _d eine Soll-Verschiebegeschwindigkeit, τ eine Zeitkonstante und Δt ein Betriebsintervall ist.

3. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Stelleinheit ein Motor, insbesondere ein Gleichstrommotor (8) vorgesehen ist.

4. Steuerungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrommotor (8) von Antriebsimpulsen aktivierbar ist, wobei dessen Bewegung umsetzbar ist.

5. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Stelleinheit ein Hydraulikzylinder vorgesehen ist.

6. Steuerungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungssteuereinrichtung einen Steuerungsrechner (52) zur Integration der Ist-Verschiebegeschwindigkeit und zur Ein- bzw. Ausrückung der Druckscheibe (6) von der Kupplung umfaßt.

7. Steuerungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Sensoreinrichtungen erfaßten Betriebsparameter einen Kupplungseinrückzustand, eine Maschinendrehzahl und eine Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen.