DE4202200A1

DE4202200A1 - Anordnung zur betaetigung einer reibungskupplung eines von einer brennkraftmaschine angetriebenen kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE4202200A1
Application number: DE4202200A
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Phys Dr Kolbowski
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1993-07-29
Also published as: FR2686552A1; FR2686552B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Betätigung einer Reibungskupplung eines von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-A-39 35 439 ist es bekannt, die Reibungskupp lung eines Kraftfahrzeugs beim Anfahren mittels einer Drehzahlregeleinrichtung so zu steuern, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf einem durch Sollwertgebermit tel festgelegten Drehzahlsollwert konstant gehalten wird. Die Kupplung wird hierbei in Einkuppelrichtung verstellt, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine über den Soll wert hinaus anwächst mit der Folge, daß die Brennkraftma schine durch das sich vergrößernde, von der Kupplung übertragene Drehmoment stärker belastet wird und die Dreh zahl wieder abnimmt. Sinkt hingegen die Drehzahl unter den Sollwert, so wird die Kupplung in Auskuppelrichtung verstellt, so daß die Drehzahl wieder ansteigen kann.

Bei der bekannten Anordnung liefert ein auf die Drehzahl der Brennkraftmaschine ansprechender Drehzahlsensor ein der momentanen Drehzahl entsprechendes Drehzahl-Istsignal. Die Sollwertgebermittel erzeugen das Drehzahl-Sollsignal abhängig von der momentanen Position einer Leistungsein stelleinrichtung der Brennkraftmaschine, beispielsweise abhängig von der momentanen Position eines Fahrpedals. Die Drehzahlregeleinrichtung umfaßt einen Regler, der zur Steuerung des Stellantriebs der Kupplung ein Stellsignal abhängig von einem der Differenz aus Drehzahl-Sollsignal und Drehzahl-Istsignal entsprechenden Drehzahl-Fehlersi gnal erzeugt. Bei dem Regler handelt es sich um einen PI- Regler, der sowohl Proportionalregelmittel zur Erzeugung einer dem Drehzahl-Fehlersignal proportionalen Komponente des Stellsignals als auch Integralregelmittel zur Erzeu gung einer der zeitlichen Änderung des Drehzahl-Fehlersi gnals proportionalen Komponente des Stellsignals umfaßt. Während die der Größe des Drehzahl-Fehlersignals zumin dest angenähert proportionale Komponente des Stellsignals bei einer Änderung des Fehlersignals für vergleichsweise rasches Nachregeln sorgt, bewirkt die der zeitlichen Änderung des Drehzahl-Fehlersignals und damit dem Inte gral des Drehzahl-Fehlersignals proportionale Komponente für einen Ausgleich der aufgrund der Proportionalregel mittel ansonsten unvermeidbar im eingeschwungenen Zustand verbleibenden Regelabweichung. Insgesamt erlaubt der PI- Regler ein situationsgerechtes und komfortables Einrücken der Kupplung insbesondere beim Anfahren.

Üblicherweise in Kraftfahrzeugen zur Erfassung der Brenn kraftmaschinendrehzahl benutzte Drehzahlsensoren können den Momentanwert der Drehzahl nur verhältnismäßig ungenau erfassen, mit der Folge, daß sich auch die zeitliche Änderung der Drehzahl nur ungenau ermitteln läßt. Die beispielsweise durch Regelalgorithmen eines Mikroprozes sors realisierte Drehzahlregeleinrichtung erzeugt ferner aufgrund der hierbei vielfach verwendeten Gangzahlarith metik Stellsignalsprünge. Eigenschaften dieser Art können zu Regelschwingungen führen, die nicht nur die Regelgüte stark herabsetzen, sondern auch zu einer unnötigen Bela stung der Kupplung führen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Regelschwingungen der vorstehend erläuterten Art bei einer Anordnung zur Betä tigung einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung zu verhin dern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei chen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung geht hierbei aus von einer Anordnung zur Betätigung einer Reibungskupplung eines von einer Brenn kraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend einen Stellantrieb für die Kupplung, einen Drehzahlsen sor, der ein der momentanen Drehzahl entsprechendes Drehzahl-Istsignal erzeugt, Sollwertgebermittel, die insbesondere abhängig von der momentanen Position einer Leistungseinstelleinrichtung, speziell eines Fahrpedals, ein Drehzahl-Sollsignal erzeugen und eine Drehzahlregel einrichtung mit einem ein Stellsignal zur Steuerung des Stellantriebs abhängig von einem der Differenz aus Dreh zahl-Sollsignal und Drehzahl-Istsignal entsprechenden Drehzahl-Fehlersignal erzeugenden PI-Regler, der sowohl Proportionalregelmittel zur Erzeugung einer dem Drehzahl Fehlersignal proportionalen Komponente des Stellsignals als auch Integralregelmittel zur Erzeugung einer der zeitlichen Änderung des Drehzahl-Fehlersignals proportio nalen Komponente des Stellsignals umfaßt.

Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe sind erfindungsgemäß Steuermittel vorgesehen, die eine der beiden Komponenten in dem Stellsignal unterdrücken, wenn sie gegensinnig das Stellsignal ändernde Vorzeichen haben. Auf diese Weise wird das Gegeneinanderarbeiten der Proportionalregelmit tel einerseits und der Integralregelmittel andererseits unterdrückt, womit Regelschwingungen verhindert werden.

Die Steuermittel geben zweckmäßigerweise beide Kompo nenten des Stellsignals nur dann zur Steuerung des Stell antriebs frei, wenn die Differenz aus Drehzahl-Sollsignal und Drehzahl-Istsignal einerseits und der Wert der zeit lichen Änderung dieser Differenz gleiches Vorzeichen haben, speziell dann, wenn zusätzlich die Differenz zwischen Drehzahl-Sollsignal und Drehzahl-Istsignal ungleich null ist, um das Wirksamwerden der Integralre gelmittel bei Annäherung an den eingeschwungenen Zustand nicht zu verhindern.

Zweckmäßigerweise unterdrücken die Steuermittel bei gegensinnig das Stellsignal ändernden Vorzeichen der beiden Komponenten des Stellsignals die der zeitlichen Änderung des Drehzahl-Fehlersignals proportionale Kompo nente, d. h. den Integralanteil, so daß die proportionale Komponente nach wie vor für eine rasche Minderung der Regelabweichung sorgen kann.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Betätigung einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, insbesondere beim Anfahren.

Im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist zwischen dessen Brennkraftmaschine 1 und dessen Getriebe 3 eine Reibungskupplung 5 angeordnet, die von einem Positionier antrieb 7 auf eine durch ein Positions-Stellsignal be stimmte Position einstellbar ist. Der Positionierantrieb 7 umfaßt nicht näher dargestellte Sensoren, die die aktuelle Kupplungsposition erfassen und regelt die Kupp lungsposition auf den durch das Stellsignal bestimmten Wert. Die Leistung der Brennkraftmaschine 1 wird an einem Fahrpedal 9 eingestellt, dessen Position von einem Pedal stellungssensor 11 erfaßt wird. Der Pedalstellungssensor 11 steuert über einen Stellantrieb 13 ein Leistungsstell glied 15 der Brennkraftmaschine 1, beispielsweise deren Drosselklappe oder Einspritzpumpe.

Für das Anfahren des Kraftfahrzeugs wird die Kupplung 5 von einem Drehzahlregelkreis 17 positioniert, der mittels eines Drehzahlsensors 19 die Drehzahl der Brennkraftma schine 1 erfaßt und den Positionierantrieb 7 so stellt, daß die Differenz zwischen einem von Sollwertgebermitteln 21 erzeugten Drehzahl-Sollsignal und einem von dem Dreh zahlsensor 19 erzeugten Drehzahl-Istsignal verschwindet. Die Sollwertgebermittel 21 erzeugen das Drehzahl-Sollsi gnal abhängig von dem mittels des Pedalstellungssensors 11 erzeugten Pedalstellungssignal, wie dies auch in der DE-A-39 35 439, auf die Bezug genommen wird, erläutert ist. In einer Vergleichseinrichtung 23 wird ein der Differenz des Drehzahl-Sollsignals und des Drehzahl Istsignals entsprechendes Fehlersignal erzeugt und einem allgemein mit 25 bezeichneten PI-Regler zugeführt, der das Positionsstellsignal erzeugt.

Der Regler 25 umfaßt Proportionalregelmittel 27, die eine dem Drehzahl-Fehlersignal der Vergleichseinrichtung 23 proportionale Komponente des Positionsstellsignals er zeugen. Der Regler 25 umfaßt ferner Integralregelmittel 29, die eine der zeitlichen Änderung des Drehzahl-Fehler signals proportionale Komponente des Stellsignals erzeu gen. Eine Summiereinrichtung 31 überlagert die beiden Komponenten des Positionierstellsignals.

Dem Regler 25 sind Steuermittel zugeordnet, die eine Unterdrückung einer der beiden Komponenten, hier der durch die Integralregelmittel erzeugten Komponente in dem Positionierstellsignal erlauben, wenn die Proportionalre gelmittel 27 und die Integralregelmittel 29 gegeneinander arbeiten und Regelschwingungen anfachen sollten. Vorzei chenvergleichsmittel 33 vergleichen das Vorzeichen des von der Vergleichseinrichtung 23 erzeugten Drehzahl- Fehlersignals mit dem Vorzeichen der in den Integralregel mitteln 29 verarbeiteten zeitlichen Änderung des Dreh zahl-Fehlersignals. Sperrmittel 35 unterdrücken die von den Integralregelmitteln erzeugte Komponente des Stell signals, wenn das Drehzahl-Fehlersignal und die zeitliche Änderung des Drehzahl-Fehlersignals unterschiedliche Vorzeichen haben und zugleich das Drehzahl-Fehlersignal ungleich null ist. Regelschwingungen, die sich insbeson dere aus einer ungenauen Erfassung des Drehzahl-Istsi gnals und/oder aus einer diskontinuierlichen Arbeitsweise der Drehzahl-Regeleinrichtung 17 ergeben, können auf diese Weise vermieden werden.

Claims

1. Anordnung zur Betätigung einer Reibungskupplung eines von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahr zeugs, umfassend
einen Stellantrieb (7) für die Kupplung (5),
einen Drehzahlsensor (19) , der ein der momentanen Drehzahl entsprechendes Drehzahl-Istsignal erzeugt, Sollwertgebermittel (21), die insbesondere abhängig von der momentanen Position einer Leistungseinstell einrichtung (9), speziell eines Fahrpedals, ein Dreh zahl-Sollsignal erzeugen und
eine Drehzahlregeleinrichtung (17) mit einem ein Stellsignal zur Steuerung des Stellantriebs (7) abhän gig von einem der Differenz aus Drehzahl-Sollsignal und Drehzahl-Istsignal entsprechenden Drehzahl -Fehler signal erzeugenden PI-Regler (25), der sowohl Propor tionalregelmittel (27) zur Erzeugung einer dem Dreh zahl-Fehlersignal proportionalen Komponente des Stell signals als auch Integralregelmittel (29) zur Erzeu gung einer der zeitlichen Änderung des Drehzahl-Feh lersignals proportionalen Komponente des Stellsignals umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel (33, 35) eine der beiden Komponenten unterdrücken, wenn sie gegensinnig das Stellsignal ändernde Vorzeichen haben.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (33, 35) beide Komponenten des Stell signals nur dann zur Steuerung des Stellantriebs (7) freigeben, wenn die Differenz aus Drehzahl-Sollsignal und Drehzahl-Istsignal einerseits und der Wert der zeitlichen Änderung dieser Differenz gleiches Vorzei chen haben.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (33, 35) beide Komponenten des Stell signals nur dann freigeben, wenn zusätzlich die Diffe renz zwischen Drehzahl-Sollsignal und Drehzahl-Istsi gnal ungleich null ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (33, 35) bei gegensinnig das Stellsignal ändernden Vorzeichen der beiden Komponenten des Stellsignals die der zeitlichen Änderung des Drehzahl-Fehlersignals proportionale Komponente unterdrücken.