DE4031631C2 - Steueranordnung für automatische Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für eine auto­ matische Kupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 39 39 660 A1, Stand der Technik gemäß PatG §3 (2) 1).

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines konventionellen Schaltgetriebes mit Riementrieb gemäß der DE 39 39 660 A1. Dabei sind das Schaltge­ triebe mit 2 und ein Riemen mit 2A bezeichnet.

Der Riemen 2A verläuft zwischen einer antriebsseitigen ortsfesten Riemenscheibe 6 und einer ortsfesten Riemen­ scheibe 12 auf der angetriebenen Seite. Eine antriebssei­ tige Riemenscheibeneinheit 4 besteht im wesentlichen aus der antriebsseitigen ortsfesten Riemenscheibe 6 und einer beweglichen Riemenscheibe 8 auf der angetriebenen Seite.

Eine Riemenscheibeneinheit 10 der angetriebenen Seite be­ steht im wesentlichen aus der ortsfesten Riemenscheibe 12 der angetriebenen Seite und einer beweglichen Riemenscheibe 14 der angetriebenen Seite.

Die antriebsseitige ortsfeste Riemenscheibe 6 der antriebs­ seitigen Riemenscheibeneinheit 4 ist auf einer Welle 16 montiert. Die antriebsseitige bewegliche Riemenscheibe 8 ist so auf der Welle 16 montiert, daß sie in Axialrichtung der Welle 16 beweglich, aber nicht drehbar ist.

Die antriebsseitige bewegliche Riemenscheibe 8 und die bewegliche Riemenscheibe 14 der angetriebenen Seite sind jeweils mit einem ersten bzw. einem zweiten Gehäuse 18, 20 versehen, so daß sie eine erste bzw. eine zweite Ölkammer 22, 24 bilden.

Eine Schiebevorrichtung 26 wie etwa eine Feder ist in der zweiten Ölkammer 24 angeordnet und verschiebt das zweite Gehäuse 20 in Richtung einer Erweiterung der zweiten Öl­ kammer 24.

Auf der Welle 16 ist eine Ölpumpe 28 vorgesehen, die mit der ersten und der zweiten Ölkammer 22, 24 über eine erste und eine zweite Ölleitung 30 bzw. 32 in Verbindung steht.

Ein Primärdrucksteuerventil 34 ist in der ersten Ölleitung 30 angeordnet. Das Primärdrucksteuerventil 34 ist ein Ge­ schwindigkeitsänderungs-Steuerventil zur Steuerung eines Primärdrucks, der als Antriebswellenscheibendruck bekannt ist.

Ein Konstantdrucksteuerventil 38, das den Leitungsdruck (allgemein 5-25 Pa) auf einen Konstantdruck (3-4 Pa) einstellt, ist über eine dritte Ölleitung 36 mit der ersten Ölleitung 30 verbunden, die sich in bezug auf das Primär­ drucksteuerventil 34 auf der Seite der Ölpumpe 28 befindet. Das Primärdrucksteuerventil 34 ist ferner mit einem ersten elektromagnetischen Dreiwegeventil 42 zur Steuerung des Primärdrucks über eine vierte Ölleitung 40 verbunden.

Ein Zweig der zweiten Ölleitung 32 ist mit einem Zweig einer siebten Ölleitung 54 über eine fünfte Ölleitung 46 verbunden, und die fünfte Ölleitung 46 ist mit einer sechsten Ölleitung 48 über ein Leitungsdrucksteuerventil 44 verbunden, das eine Druckentlastungsfunktion hat, um den Leitungsdruck einzustellen. Das Leitungsdrucksteuerventil 44 ist mit einem zweiten elektromagnetischen Dreiwegeventil 50 zur Steuerung des Leitungsdrucks über die sechste Öllei­ tung 48 verbunden.

Die siebte Ölleitung 54 ist mit einer achten Ölleitung 56 über ein Kupplungsdrucksteuerventil 52 zur Steuerung eines Kupplungsdrucks verbunden. Die achte Ölleitung 56 ist mit einem dritten elektromagnetischen Dreiwegeventil 58 zur Steuerung des Kupplungsdrucks verbunden.

Das erste elektromagnetische Dreiwegeventil 42 zur Steue­ rung von Kupplungsdruck, das zweite elektromagnetische Dreiwegeventil 50 zur Steuerung von Kupplungsdruck sowie das dritte elektromagnetische Dreiwegeventil 58 zur Steue­ rung von Kupplungsdruck sind jeweils mit einer neunten Öl­ leitung 60 verbunden, und sie sind mit dem Primärdruck­ steuerventil 34 bzw. dem Leitungsdrucksteuerventil 44 bzw. dem Kupplungsdrucksteuerventil 52 verbunden. Ein Ende der siebten Ölleitung 54 ist mit der zweiten Ölkammer 24 ver­ bunden.

Das Kupplungsdrucksteuerventil 52 ist über eine zehnte Öl­ leitung 64 mit einer hydraulisch gesteuerten Kupplung 62 und über eine elfte Ölleitung 66 mit einem Drucksensor 68 verbunden. Der Drucksensor 68 nimmt einen Öldruck in der Flüssigkeitskupp­ lung 62 auf, und der gemessene Öldruck kann für einen Soll- Kupplungsdruck genützt werden, wenn der Kupplungsdruck im Halte- oder Anlaß-/Anfahrbetrieb geregelt wird.

Im Fahrbetrieb wird der Kupplungsdruck gleich dem Leitungs­ druck.

Ein Antriebswellendrehzahl-Meßzahnrad 70 ist an der Außen­ seite des ersten Gehäuses 18 angeordnet, und eine erste Drehzahlmeßvorrichtung 72 an der Seite einer Antriebswelle ist nahe dem Außenumfang des Antriebswellendrehzahl-Meß­ zahnrads 70 vorgesehen. Andererseits ist an der Außenseite des zweiten Gehäuses 20 ein Abtriebswellendrehzahl-Meßzahn­ rad 74 vorgesehen, und eine an der Seite einer Abtriebs­ welle angeordnete zweite Drehzahlmeßvorrichtung 76 ist nahe dem Außenumfang des Abtriebswellendrehzahl-Meßzahnrads 74 vorgesehen.

Meßsignale von der ersten und der zweiten Drehzahlmeßvor­ richtung 72, 76 werden einer Steuereinheit bzw. ECU 82 zu­ geführt, so daß eine Maschinendrehzahl und ein Riemenüber­ setzungsverhältnis gewonnen werden können.

Die Kupplung 62 hat ein Abtriebsübertragungsrad 78, und nahe dem Außenumfang des Abtriebsübertragungsrads 78 ist eine dritte Drehzahlmeßvorrichtung 80 angeordnet, die die Drehzahl der Abtriebswelle der Endstufe mißt. Die dritte Drehzahlmeßvorrichtung 80 mißt die Umdrehungen eines Untersetzungsgetriebes und eines Ausgleichgetriebes, eines Antriebsmechanismus und der Endstufen-Abtriebswelle, die direkt mit einem Reifen verbunden ist, so daß eine Fahr­ zeuggeschwindigkeit gemessen werden kann. Ferner ist es möglich, die Umdrehungen vor und hinter der Kupplung 62 durch Zusammenwirken der zweiten und der drit­ ten Drehzahlmeßeinrichtung 76, 80 zu messen, was zur Mes­ sung eines Schlupfwerts in der Kupplung beiträgt.

Die Steuereinheit 82 empfängt ein einem Drosselklappenöff­ nungsgrad in einem Vergaser (nicht gezeigt) entsprechendes Signal und verschiedene Signale, die die Drehzahl der Ma­ schine, die Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen be­ zeichnen, um dadurch die Einschaltdauer zu ändern, so daß eine Getriebeschaltsteuerung durchgeführt werden kann. Die Steuereinheit 82 steuert das Öffnen und Schließen des ersten elektromagnetischen Dreiwegeventils 42, des Kon­ stantdrucksteuerventils 38, des zweiten und des dritten elektromagnetischen Dreiwegeventils 50, 58.

In die Steuereinheit 82 eingegebene Signale und die Funk­ tion der Eingangssignale sind wie folgt:

• 1. Signale zur Erfassung der Stellung eines Schalthebels:
  Signale, die jeden der Bereiche P, R, N, D oder L bezeich­ nen und zur Steuerung des für jeden Bereich erforderlichen Leitungsdrucks, der relativen Einschaltdauer und der Flüs­ sigkeitskupplung dienen.
• 2. Signale, die Öffnungsgrade einer Drosselklappe im Ver­ gaser bezeichnen:
  Die Signale werden zur Bestimmung von vorher in Programm­ form eingegebenen Maschinendrehmomenten aus Speichern und zur Bestimmung einer Soll-Maschinendrehzahl oder einer Soll-Einschaltdauer genützt.
• 3. Signale zur Erfassung von Leerlaufstellungen im Ver­ gaser:
  Die Signale werden zur Korrektur eines Vergaser-Drossel­ klappenöffnungsgradsensors und zur Erhöhung der Steuerge­ nauigkeit genützt.
• 4. Signale, die ein Gaspedal betreffen:
  Die Signale werden zum Detektieren der Absichten eines Fahrers auf der Grundlage eines Betätigungszustands des Gaspedals und zur Bestimmung der optimalen Steuerung im Konstantgeschwindigkeitsbetrieb oder beim Anlassen genützt.
• 5. Signale einer Bremse:
  Die Signale werden zur Erfassung der An- oder Abwesenheit der Betätigung eines Bremspedals und zur Bestimmung der optimalen Steuerung zum Lösen der Kupplung genützt.
• 6. Signale, die Optionen des Leistungsbetriebs betreffen:
  Die Signale werden für Optionen wie etwa die Änderung des Leistungsverhaltens eines Kraftfahrzeugs z. B. in Richtung eines Sportwagen-Fahrgefühls (oder des Sparbetriebs) ge­ nützt.

Die Steuereinheit 82 soll ein Meßsignal der Fahrzeugge­ schwindigkeit NCO empfangen und das Schaltsteuersystem von rückführungsloser Steuerung auf Steuerung mit Gegenkopplung auch im normalen Anlaßbetrieb umschalten, wenn die Fahr­ zeuggeschwindigkeit NCO einen vorbestimmten Wert wie etwa einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Auslösewert NCOTR über­ steigt.

In der Kupplung 62 ist ein Kolben 84 angeord­ net, und ferner sind vorgesehen: eine ringförmige Feder 86, eine erste Kupplungsdruckplatte 88, eine Reibscheibe 90, eine zweite Kupplungsdruckplatte 92. Außerdem sind eine Ölwanne 94, ein Ölfilter 96 und ein Öltemperatursensor 69 vorgesehen, der die Tempe­ ratur von Drucköl aufnimmt und ein Ausgangssignal zur Steuereinheit 82 abgibt.

Der Betrieb der konventionellen Steuereinrichtung wird nachstehend beschrieben.

Bei der riemengetriebenen stufenlosen Schaltanordnung 2 wird die auf der Welle 16 angeordnete Ölpumpe 28 aufgrund des Betriebs der Welle 16 betätigt, und Öl wird von der Ölpumpe 28 aus der am Boden der Schaltanordnung 2 befind­ lichen Ölwanne 94 durch den Ölfilter 96 gefördert.

Ein Druck von der Ölpumpe 28, d. h. ein Leitungsdruck, wird vom Leitungsdrucksteuerventil 44 gesteuert. Wenn die Leck­ verluste im Leitungsdrucksteuerventil 44, d. h. die aus dem Leitungsdrucksteuerventil 44 austretende Ölmenge, groß ist, wird der Leitungsdruck niedrig. Wenn die Menge dagegen klein ist, wird der Leitungsdruck hoch.

Das Leitungsdrucksteuerventil 44 hat Drehzahlregelcharak­ teristiken, wobei der Leitungsdruck in drei Stufen geändert wird, nämlich einem vollständigen Niedrigzustand, einem vollständigen Überlaufzustand und einem Verhältnisfixier­ zustand. Der Betrieb des Leitungsdrucksteuerventils 44 wird auch durch das zweite elektromagnetische Dreiwegeventil 50 gesteuert, und das Leitungsdrucksteuerventil 44 wird ent­ sprechend der Betätigung des zweiten elektromagnetischen Dreiwegeventils 50 betätigt.

Das zweite elektromagnetische Dreiwegeventil 50 wird mit einer relativen Einschaltdauer konstanter Frequenz ge­ steuert. Das heißt, ein Zustand mit einer relativen Einschalt­ dauer von 0% bedeutet, daß das zweite elektromagnetische Dreiwegeventil 50 überhaupt nicht betätigt ist, wobei die Ausgangsseite mit der Atmosphäre verbunden und der Auslaß­ öldruck Null ist. Ein Zustand mit einer relativen Ein­ schaltdauer von 100% bedeutet, daß das zweite elektroma­ gnetische Dreiwegeventil 50 so betätigt ist, daß die Aus­ laßseite gegenüber der Atmosphäre gesperrt ist und der Druck des elektromagnetischen Ventils 50 gleich dem eines Steuerdrucks, d. h. der maximale Auslaßöldruck wird. Der Öldruck wird durch die relative Einschaltdauer geändert. Infolgedessen ist die Charakteristik des zweiten elektro­ magnetischen Dreiwegeventils 50 im wesentlichen linear, und es ist möglich, das Leitungsdrucksteuerventil 44 in analo­ ger Weise zu betätigen, so daß die relative Einschaltdauer des zweiten elektromagnetischen Dreiwegeventils 50 in ge­ wünschter Weise geändert wird, um dadurch den Leitungsdruck zu steuern.

Das zweite elektromagnetische Dreiwegeventil 50 wird von der Steuereinheit 82 gesteuert. Der zum Schalten genützte Primärdruck wird von dem Primärdrucksteuerventil 34 ge­ steuert, das umfassend von dem ersten elektromagnetischen Dreiwegeventil 42 in gleicher Weise wie das Leitungsdruck­ ventil 44 gesteuert wird.

Das erste elektromagnetische Dreiwegeventil 42 dient der Verbindung des Primärdrucks mit dem Leitungsdruck oder der Verbindung des Primärdrucks mit dem Atmosphärendruck. Ferner hat es die Funktion, das Riemenübersetzungsverhält­ nis in den vollständigen Schnellgangzustand zu schalten, indem der Primärdruck mit dem Leitungsdruck in Verbindung gebracht wird, oder in den vollständigen Niedrigzustand zu schalten, indem der Primärdruck mit dem Atmosphärendruck in Verbindung gebracht wird.

Andererseits steuert das Kupplungsdrucksteuerventil 52 den Kupplungsdruck, und wenn der höchste Kupplungsdruck benö­ tigt wird, verbindet es das System mit der Leitungsdruck­ seite, und wenn der niedrigste Kupplungsdruck benötigt wird, verbindet es das System mit der Atmosphärendruck­ seite.

Das Kupplungsdrucksteuerventil 52 wird umfassend von dem dritten elektromagnetischen Dreiwegeventil 58 in gleicher Weise wie das Leitungsdrucksteuerventil 44 und das Primär­ drucksteuerventil 34 gesteuert, so daß keine erneute Be­ schreibung erfolgt.

Der Kupplungsdruck wird bereichsmäßig vom niedrigsten Atmo­ sphärendruck (Null) zum höchsten Leitungsdruck geändert. Zur Steuerung des Kupplungsdrucks gibt es die vier fol­ genden Grundmuster:

(1) Neutralbetriebsart

Die Stellung eines Schalthebels entspricht N oder P, wobei die Kupplung vollständig ausgerückt ist und der Kupplungs­ druck den niedrigsten Pegel (Null) hat.

(2) Haltebetriebsart

Die Stellung des Schalthebels entspricht D, L oder R, was einen Niederdruckpegel bedeutet, wenn beispielsweise der Fahrer nicht ohne Betätigung eines Drosselhebels fahren will oder wenn er beim Fahren mit Konstantgeschwindigkeit die Geschwindigkeit durch Trennen des Motordrehmoments ver­ ringert. In diesem Fall ist die Kupplung nicht vollständig, sondern nur leicht eingerückt.

(3) Anlaß- und Anfahrbetrieb

Dieser entspricht einem Zustand, in dem das Fahrzeug gerade angelassen oder die Kupplung nach dem Lösen wieder einge­ rückt wird. In diesem Zustand hat der Kupplungsdruck einen geeigneten Pegel, so daß die Maschine nicht stoßweise läuft und ein geeignetes Maschinendrehmoment (Kupplungs-Antriebs­ drehmoment) erzeugt wird, damit das Fahrzeug gleichmäßig betrieben werden kann.

(4) Fahrbetrieb

Das Fahrzeug befindet sich in einem normalen Konstantge­ schwindigkeitszustand, und die Kupplung ist vollständig eingerückt. Der Kupplungsdruck wird auf hohem Pegel gehal­ ten, so daß er in bezug auf ein hohes Maschinendrehmoment ausreichend beständig ist.

Von den Grundmustern wird der Neutralbetrieb (1) von einem Schaltventil (nicht gezeigt) durchgeführt, das in Verbin­ dung mit Schaltvorgängen betätigbar ist, und die übrigen Grundmuster (2), (3) und (4) werden durch die Steuerung der relativen Einschaltdauer des ersten bis dritten elektro­ magnetischen Dreiwegeventils 42, 50, 58 über die Steuer­ einheit 82 durchgeführt. Insbesondere im Fahrbetrieb (4) wird die siebte Ölleitung 54 mit der zehnten Ölleitung 64 über das Kupplungssteuerventil 52 in Verbindung gebracht, um dadurch den Höchstdruck zu erzeugen, wodurch der Kupp­ lungsdruck gleich dem Leitungsdruck wird.

Das Primärdrucksteuerventil 34, das Leitungsdrucksteuer­ ventil 44 und das Kupplungsdrucksteuerventil 52 werden jeweils von Auslaßöldrücken des ersten bis dritten elektro­ magnetischen Dreiwegeventils 42, 50 und 58 gesteuert. Ein Öldruck zur Steuerung des ersten bis dritten elektromagne­ tischen Dreiwegeventils 42, 50, 58 ist ein Konstantöldruck, der an einem Konstantdrucksteuerventil 38 erzeugt wird. Der Steueröldruck ist niedriger als der Leitungsdruck, er lie­ fert aber einen stabilen Konstantdruck. Ferner gewährlei­ stet der Steueröldruck einen stabilen Betrieb des Primär­ drucksteuerventils 34, des Leitungsdrucksteuerventils 44 und des Kupplungsdrucksteuerventils 52.

Nachstehend wird die elektronische Steuerung der konven­ tionellen riemengetriebenen stufenlosen Schaltanordnung 2 beschrieben. Der Betrieb der riemengetriebenen stufenlosen Schaltanordnung 2 wird durch Öldruck gesteuert, wobei eine Riemenhaltefunktion, ein Leitungsdruck zur geeigneten Dreh­ momentübertragung, ein Primärdruck zum Ändern eines Schalt­ übersetzungsverhältnisses und ein Kupplungsdruck zum siche­ ren Einrücken der Kupplung jeweils auf der Basis von Be­ fehlen von der Steuereinheit 82 gegeben sind.

Das Blockschaltbild von Fig. 5 zeigt den internen Aufbau der Steuereinheit 82, die ein Rückkopplungs- und ein Mit­ kopplungssystem aufweist. In Fig. 5 ist die Steuer-Ein­ schaltdauer für einen Schaltvorgang 0% im Anlaßbetrieb. Bei der Steuerung des Leitungsdrucks wird in einem Soll- Leitungsdruckbestimmungsteil 111 ein Soll-Leitungsdruck in Abhängigkeit von einem Drosselklappenöffnunggrad R bestimmt, und das Ausgangssignal des Soll-Leitungsdruck­ bestimmungsteils 111 wird einem Verzögerungsfilter 112 erster Ordnung zugeführt, in dem der Soll-Leitungsdruckwert einer Verzögerung erster Ordnung unterworfen wird. Das Ausgangssignal des Verzögerungsfilters 112 erster Ordnung wird einem Druck/Einschaltdauer-Umsetzer 113 zugeführt, an dem eine dem bestimmten Soll-Druckwert entsprechende Ein­ schaltdauer und eine Leitungsdrucksteuerungs-Einschaltdauer ausgegeben werden. Dies ist eine kurze Erläuterung des Rück­ kopplungssteuersystems für die Maschinendrehzahl.

Nachstehend folgt die Beschreibung einer Kupplungdruck­ steuerungs-Einschaltdauer im Mitkopplungssteuersystem. Bei der Steuerung des Kupplungsdrucks wird in einem Soll-Ma­ schinendrehzahlbestimmungsteil 103 eine Soll-Maschinendreh­ zahl in Abhängigkeit von einem Drosselklappenöffnungsgrad R bestimmt; das Signal des Soll-Maschinendrehzahlbestimmungs­ teils 103 wird durch ein Verzögerungsfilter 104 erster Ord­ nung geschickt, in dem eine Verzögerung erster Ordnung durchgeführt wird, und das Ausgangssignal des Verzögerungs­ filters 104 erster Ordnung wird einem Subtrahierer 105 zu­ geführt. In diesem erfolgt eine Subtraktion des Ausgangs­ signals des Verzögerungsfilters 104 erster Ordnung von einer Ist-Maschinendrehzahl Ne unter Bildung einer Diffe­ renz bzw. eines Fehlers, der einem PI-Regler 106 zugeführt wird. Der PI-Regler 106 empfängt das Ausgangssignal des Subtrahierers 105, d. h. die Differenz zwischen der Soll- Maschinendrehzahl und der Ist-Maschinendrehzahl Ne, und führt Proportional- und Integral-Rechenschritte aus. Als Resultat dieser Rechenschritte wird ein Ausgangssignal des PI-Reglers 106 als Soll-Druckkorrekturwert einem Subtra­ hierer 107 zugeführt.

Andererseits wird in einer Mitkopplungsschleife ein momen­ taner Soll-Kupplungsdruck in einem Mitkopplungswertbestim­ mungsteil 101 in Abhängigkeit von einem Drosselklappenöff­ nungsgrad R bestimmt, und der momentane Soll-Kupplungs­ druckwert wird in einem Verzögerungsfilter 102 erster Ord­ nung einer Verzögerung erster Ordnung unterzogen, und das Ausgangssignal des Filters 102 wird dem Subtrahierer 107 zugeführt. Der Subtrahierer 107 führt Subtraktionsopera­ tionen des momentanen Soll-Kupplungsdrucks vom Soll-Druck­ korrekturwert aus, so daß der momentane Soll-Kupplungsdruck durch den Soll-Druckkorrekturwert korrigiert wird, und der korrigierte Wert wird als neuer Soll-Kupplungsdruck einem Subtrahierer 108 zugeführt. Der Subtrahierer 108 subtra­ hiert den Soll-Kupplungsdruckwert von einem Ist-Kupplungs­ druckwert Pc unter Gewinnung einer Differenz, und die Dif­ ferenz wird einem PID-Regler 109 zugeführt.

Der PID-Regler 109 führt Proportional-, Differential- und Integral-Rechenoperationen aus, und das Resultat wird einem Subtrahierer 110 zugeführt. Dieser subtrahiert das Aus­ gangssignal des PID-Reglers 109 von einem Offset-Einschalt­ dauerwert unter Bildung einer Differenz als Kupplungsdruck­ steuerungs-Einschaltdauer, die als Stellgröße behandelt wird.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Drosselklappenöffnunggrad und einer Soll-Maschinendrehzahl im Soll-Maschinendrehzahlbestimmungsteil 103 zeigt.

Der Mitkopplungswertbestimmungsteil 101 liefert einen Kupp­ lungsdruck, der ein Maschinendrehmoment übertragen kann, das einer Soll-Maschinendrehzahl entspricht, die durch einen Drosselklappenöffnungsgrad R bestimmt ist.

Fig. 8 ist ein Diagramm, das durch Addition von Soll-Ma­ schinendrehzahlkurven zu einem Motorkennliniendiagramm erstellt ist, wodurch eine Soll-Maschinendrehzahl entspre­ chend einem Drosselklappenöffnungsgrad und ein Maschinen- Nenndrehmoment Ten entsprechend der Soll-Maschinendrehzahl gebildet werden können.

Im Mitkopplungswertbestimmungsteil 101 kann ein Mitkopp­ lungswert durch die folgenden Schritte gebildet werden: Drosselklappenöffnungsgrad - Soll-Maschinendrehzahl - Maschinen-Nenndrehmoment - erforderliches Kupplungsüber­ tragungsdrehmoment - Umsetzung des Kupplungsdrucks gemäß Fig. 8, Fig. 7 (dieses Diagramm zeigt eine Beziehung des Kupplungsöldrucks zum Kupplungsübertragungsdrehmoment) und Fig. 9 (dieses Diagramm zeigt eine Beziehung zwischen dem Drosselklappenöffnungsgrad und dem Mitkopplungswert).

Bei der vorstehend angegebenen konventionellen riemenge­ triebenen Schaltanordnung tritt der folgende Nachteil auf. Die Kennlinien einer Brennkraftmaschine ändern sich infolge der Betriebs- und Umgebungsbedingungen und einer zeitlichen Änderung der Bauelemente in Richtung einer Verungleichmä­ ßigung. Ferner ändert sich die Leistung einer Brennkraft­ maschine in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen von Zu­ behörteilen und elektrischen Verbrauchern. Außerdem tritt eine Änderung und Streuung von Kupplungsöldruck/Übertra­ gungsdrehmoment-Verläufen entsprechend Fig. 7 auf. Wenn ein Fehler in einem Mitkopplungswert (einem momentanen Soll- Kupplungsdruck) aus den oben beschriebenen Gründen groß wird, ist ein durch die Rückführungsschleife gebildeter Korrekturwert unzureichend (der Korrekturwert ist begrenzt, da es eine Obergrenze der Regelverstärkung der Rückkopp­ lungsschleife und nicht der Stabilität der Rückkopplungs­ schleife gibt), so daß eine zeitliche Verzögerung auftritt. Infolgedessen tritt infolge einer Verzögerung beim Ein­ rücken der Kupplung entweder eine Erhöhung der Maschinen­ drehzahl auf, oder es resultiert ein Stoß beim Einrücken, weil das Einrücken der Kupplung zu schnell erfolgt, so daß ein unangenehmes Fahrgefühl für den Fahrer resultiert. Schlimmstenfalls wird die Maschine abgestellt.

Es ist ein Kupplungssteuersystem zum Betätigen einer hydraulisch gesteuerten Kupplung bekannt, bei dem der Kupplungshub gelernt und der Lernwert für die nächstfolgende Kupplungsbetätigung gespeichert wird (DE 34 43 064 A1).

Aufgabe der Erfindung ist es eine Steuer­ anordnung für eine automatische Kupplung zu schaffen, bei der Ungleich­ mäßigkeiten verschiedener Charakteristiken sowie eine Ab­ weichung des Mitkopplungswerts infolge von Schwankungen beseitigt sind und ferner eine einfache Steuerung begünstigt wird, ohne daß die Vorteile einer Mitkopplungsregelung beeinträchtigt werden, wobei eine Regelverzögerung und das Auftreten von Schwingungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Mit einer Steueranordnung nach der Erfindung lassen sich ein stabiler Kupplungsbetrieb auch bei einer Änderung der Leistung der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und einer Änderung der Charakteristiken der Maschine aufgrund von Alterung der Bauteile gewährleisten.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Steuereinheit mit einem Rück- und einem Mitkopplungssystem, wobei diese Steuereinheit in der Steueranordnung für eine automatische Kupplung nach der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 ein Diagramm, das das obige Ausführungsbei­ spiel erläutert und Daten beim Anlassen für den Fall zeigt, daß ein Mitkopplungswert in­ nerhalb eines geeigneten Bereichs liegt;

Fig. 3 ein Diagramm, das das obige Ausführungsbei­ spiel erläutert und ein Beispiel von Daten beim Anlassen für den Fall zeigt, daß der Mitkopplungswert zu groß wird;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer riemengetriebenen stufenlosen Schaltanordnung in einer konven­ tionellen Steueranordnung für eine automati­ sche Kupplung;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit mit Rück- und Mitkopplungssystem, die für die riemengetriebene stufenlose Schaltanordnung nach Fig. 4 verwendet wird;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Rück- und des Mitkopplungssystems nach Fig. 5, wobei eine Beziehung des Drosselklappenöffnungsgrads zu einer Soll-Maschinendrehzahl gezeigt ist;

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung des Rück- und des Mitkopplungssystems nach Fig. 5, wobei eine Beziehung zwischen dem Kupplungsöldruck und dem Kupplungsübertragungsdrehmoment gezeigt ist;

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung des Rück- und des Mitkopplungssystems nach Fig. 5, wobei eine Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl und dem Maschinendrehmoment gezeigt ist; und

Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung des Rück- und des Mitkopplungssystems nach Fig. 5, wobei eine Beziehung zwischen dem Drosselklappenöffnungs­ grad und dem Mitkopplungswert gezeigt ist.

In den Zeichnungen sind gleiche Teile durchweg mit gleichen Bezugszeichen versehen; Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Rück- und eines Mitkopplungssystems in einer Steuer­ einheit, die für die Steueranordnung einer automatischen Kupplung gemäß der Erfindung verwendet wird.

Das wesentliche Merkmal des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 besteht darin, daß ein Addierer 115 und ein Lernwertbestim­ mungsteil 114 zusätzlich zu der Ausbildung nach Fig. 5 vor­ gesehen sind. Der Lernwertbestimmungsteil 115 speichert Werte bzw. Daten, die durch Lernen von Rückkopplungswerten der Maschinendrehzahl bis zum letzten Mal erhalten und für jeden Drosselklappenöffnungsgrad klassifiziert sind. Die Lernwerte sollen vom Addierer 115 ausgegeben werden.

Der Addierer 115 addiert das Ausgangssignal des Lernwert­ bestimmungsteils 114 mit dem Ausgangssignal des Mitkopp­ lungswertbestimmungsteils 101, und der durch die Addition gebildete Wert wird dem Verzögerungsfilter 102 erster Ord­ nung zugeführt. Der übrige Aufbau entspricht Fig. 5.

In der gemäß der Erfindung ausgebildeten Steuereinheit bildet der Lernwertbestimmungsteil 114 die Rückkopplungs­ werte der Drehzahl während einer Zeitdauer vom Beginn der Steuerung bis zu dem Zeitpunkt nach einer vorbestimmten Zeitdauer für jeden Drosselklappenöffnungsgrad R und speichert die so durch Lernen gebildeten Werte.

Die Fig. 2 und 3 zeigen, wie ein Lernwert gebildet wird. Dabei wird ein vom PI-Regler 106 in einer Lernzeitdauer ausgegebener Druckkorrekturwert als Lernwert angenommen, der jedem der Drosselklappenöffnungsgrade zum Lernzeitpunkt entspricht, und ein gewichteter Mittelwert zwischen dem neuesten Lernwert und den Lernwerten, die bis zum letzten Zeitpunkt gebildet wurden, wird gebildet und als neuer Lernwert genützt. Der beim letzten Mal gebildete Lernwert wird dem Addierer 115 zugeführt, in dem der Lernwert zu dem Mitkopplungswert addiert wird. Der resultierende Wert wird im Verzögerungsfilter 102 erster Ordnung gefiltert. Dann wird das Ausgangssignal des Verzögerungsfilters 102 erster Ordnung dem Subtrahierer 107 zugeführt, in dem eine Diffe­ renz bzw. ein Fehler zwischen dem Ausgangssignal des Ver­ zögerungsfilters 102 erster Ordnung und dem Ausgangssignal des PI-Reglers 106 gebildet wird. Der Fehlerwert ist ein Korrekturwert des Mitkopplungswerts zu diesem Zeitpunkt.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel von Daten beim Anlassen in dem Fall, daß der Mitkopplungswert innerhalb eines geeigneten Bereichs liegt, wobei Fig. 2(a) eine zeitliche Beziehung eines Drosselklappenöffnungsgrads, Fig. 2(b) eine zeitliche Beziehung des Kupplungsdrucks, Fig. 2(c) eine zeitliche Beziehung der Maschinendrehzahl und Fig. 2(d) eine zeit­ liche Beziehung der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt.

Das Diagramm von Fig. 3 zeigt ein Beispiel von Daten beim Anlassen in dem Fall, daß der Mitkopplungswert aus irgend­ einem Grund zu groß wird, wobei Fig. 3(a) eine zeitliche Beziehung des Drosselklappenöffnungsgrads, Fig. 3(b) eine zeitliche Beziehung des Kupplungsdrucks, Fig. 3(c) eine zeitliche Beziehung der Maschinendrehzahl und Fig. 3(d) eine zeitliche Beziehung der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt.

Als alternatives Verfahren der Bildung eines Lernwerts kann anstelle des Druckkorrekturwerts ein Wert eines Integra­ tionselements im PI-Regler 106 genützt werden.

Die oben erwähnte Lernzeitdauer ist zwar eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Beginn des Anlaßbetriebs, sie kann aber auch als eine solche Zeitdauer bestimmt werden, in der der Fehler zwischen der Soll- und der Ist-Maschinendrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Werts liegt.

Ferner können die Lernwertdaten nicht nur zu einem einzigen Zeitpunkt beim Anlaßbetrieb, sondern auch mehrmals beim Anlaßbetrieb gebildet werden.

Als eine Bedingung zur Bildung des Lernwerts kann zu der Bedingung des Drosselklappenöffnungsgrads die Öltemperatur hinzugefügt werden.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ferner als Lernwert der letzte Rückkopplungswert genützt. Als Lernwert kann aber auch ein Anteil des Rückkopplungswerts vom letztenmal oder, ein Anteil des Mitkopplungswerts genützt werden. In diesem Fall wird anstelle des Addierers 115 ein Multipli­ zierer verwendet.

Die Rückführungsregelung nach Fig. 1 ist nicht auf den Einsatz eines PID-Reglers 109 und eines PI-Reglers 106 beschränkt.

Gemäß der Erfindung wird also ein Resultat einer Rückkopp­ lungsregelung als Lernwert gebildet, und ein Mitkopplungs­ wert wird mit dem Lernwert korrigiert. Infolgedessen kann eine Abweichung des Mitkopplungswerts aufgrund von Ände­ rungen und Streuvorgängen verschiedener Charakteristiken eliminiert werden, ohne daß die Vorteile der Mitkopplungs­ regelung, durch die eine Steuerverzögerung und Schwingungen vermieden werden, beeinträchtigt werden, und eine Steuerung hoher Güte kann in einfacher und kostengünstiger Weise er­ reicht werden.

Claims (3)

1. Steueranordnung für automatische Kupplung, umfassend ein Primärdrucksteuerventil (34) zur Steuerung eines Primärdrucks in einer Flüssigkeitskupplung (62), ein Leitungsdrucksteuerventil (44) zur Steuerung des Leitungsdrucks des Sysems, ein Kupplungsdrucksteuerventil (52) zur Steuerung eines Kupplungsdrucks in der Flüssigkeitskupplung (62), ein erstes elektromagnetisches Ventil (42) für das Primärdrucksteuerventil (34), ein zweites elektromagnetisches Ventil (50) für das Leitungsdrucksteuerventil (44) und ein drittes elektromagnetisches Ventil (58) für das Kupplungsdrucksteuerventil (52) sowie eine Steuereinheit (82), die das erste, zweite und dritte elektromagnetische Ventil (42, 50, 58) steuert und eine Rückführungsregelung der Maschinendrehzahl durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (82) einen Lernwertbestimmungsteil (114) umfaßt, der durch Lernen eines Rückkopplungswerts eines Druckkorrekturwerks bis zum letztenmal gewonnene Lernwerte speichert und eine Kupplungsdrucksteuerungs-Einschaltdauer des dritten elektromagnetischen Ventils (58) durch Korrektur eines Mitkopplungswerts mit dem Lernwert ändert.

2. Steueranordnung für automatische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit einen Addierer (115) aufweist, der das Ausgangssignal des Lernwertbestimmungsteils (114) und das Ausgangssignal eines Mitkopplungswertbestimmungsteils (101) addiert.

3. Steueranordnung für automatische Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzögerungsfilter (102) erster Ordnung vorgesehen ist und das Ausgangssignal des Addierers (115) mit der Verzögerungsfunktion erster Ordnung verarbeitet.