DE4241995A1 - Anordnung zur Einstellung des Kupplungsschlupfes einer im Kraftfluß einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges nachgeordneten Reibungskupplung - Google Patents

Anordnung zur Einstellung des Kupplungsschlupfes einer im Kraftfluß einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges nachgeordneten Reibungskupplung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Einstellung des Kupplungsschlupfes nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Durch den Ungleichförmigkeitsgrad des Antriebsmotores entstehen in dem sich anschließenden Triebstrang, speziell bei niedrigen Motordrehzahlen, störende Brummfrequenzen. Die Übertragung der Brummschwingung vom Antriebsmotor läßt sich durch Anordnungen nach dem Gattungsbegriff vermeiden, da bei einer schlupfenden Kupplung das Abtriebsmoment vom Kupplungsmoment bestimmt ist und nicht vom Eingangsmoment in die Kupplung.
Bei einer bekannten Anordnung zur Einstellung des Kupplungs­ schlupfes nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 (DE 31 30 871 C2) wird die Steuergröße zusammen mit einem ermittelten Istwert des Kupplungsschlupfes einem sollwert-Istwert-Vergleich unterzogen und eine in Abhängigkeit von den Abweichungen des Vergleiches gebildete Regelgröße auf das Kupplungsstellglied zur Wirkung gebracht, d. h. die Einstellung des Kupplungs­ schlupfes erfolgt in einem geschlossenen Regelkreis. Um eine ausreichende Regelgeschwindigkeit zu erreichen, muß jedoch die Eigenfrequenz des Regelkreises sehr hoch sein.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht im wesent­ lichen darin, eine schnelle Änderung des Kupplungsschlupfes zu erzielen, wenn sich das Motormoment z. B. durch eine Drossel­ klappenbetätigung ändert.
Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Bei der Anordnung zur Einstellung des Kupplungsschlupfes nach der Erfindung wird bei sich änderndem Motordrehmoment sofort eine Änderung des Kupplungsmomentes eingesteuert und nicht erst die Änderung des Kupplungsschlupfes zur Durchführung eines Soll­ wert-Istwert-Vergleiches abgewartet, wobei die gesteuerte Schlupfdrehzahl frequenzunabhängig ist.
Bei der Anordnung zur Steuerung des Kupplungsschlupfes nach der Erfindung in der Ausführungsform gemäß Patentanspruch 2 wird das gesteuerte Kupplungsmoment einen Kupplungsschlupf hervor­ rufen, der sich aus der Anpreßkraft und der Reibwertkennlinie des verwendeten Kupplungsbelages ergibt.
Bei der Anordnung zur Einstellung des Kupplungsschlupfes nach der Erfindung in der Ausführungsform gemäß Patentanspruch 3 arbeitet die Reibungskupplung nicht als Überbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers, sondern die Rei­ bungskupplung ist im Kraftfluß einem hydrodynamischen Drehmo­ mentwandler nachgeordnet, wobei die Steuerung des Kupplungs­ momentes berücksichtigt, daß das Moment der Reibungskupplung um das Wandlungsverhältnis des Drehmomentwandlers gegenüber dem Drehmoment des Antriebsmotores erhöht ist.
Bei der Anordnung zur Einstellung des Kupplungsschlupfes nach der Erfindung in der Ausführungsform gemäß Patentanspruch 4 können Fehler in der Ermittlung der Kennwerte bzw. der Umset­ zung des Rechenergebnisses in die Steuergröße durch eine Schlupfdrehzahlüberwachung festgestellt und durch Korrektur der Kennfeldwerte berücksichtigt werden.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. In der Zeichnung bedeuten
Fig. 1 einen von einem Antriebsmotor zu einer angetriebe­ nen Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeuges führenden Antriebsstrang mit einer im Kraftfluß nach dem Antriebsmotor liegenden Reibungskupplung und ei­ nen den Kupplungsschlupf der Reibungskupplung einstellenden Kupplungsstellglied,
Fig. 2 eine Anordnung gemäß der Erfindung zur Einstel­ lung des Kupplungsschlupfes bei der Reibungskupp­ lung von Fig. 1, und
Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung eines Kennfeldes, bei dem Linien konstanter Schlupf-Sollwerte, welche vom Drehmoment und von der Drehzahl des Antriebsmotores in Fig. 1 abhängig sind, eingetragen sind.
Unter Bezugnahme zunächst auf Fig. 1 ist eine im Kraftfluß zwi­ schen einem Antriebsmotor 4 und einer angetriebenen Fahrzeug­ achse 11 eines Kraftfahrzeuges 5 liegende Reibungskupplung 6 in ihrem Schlupfs durch ein Kupplungsstellglied 8 einstellbar, welches mit einem hydraulischen Arbeitsdruck pK betrieben wird, der gemäß der Anordnung der Fig. 2 und 3 gebildet wird. Danach wird aus einem Motorkennfeld 12 anhand der gemessenen Istwerte der Motordrehzahl nM und des Ansaugdruckes pu des Antriebsmoto­ res 4 das dem jeweiligen Betriebspunkt zugehörige Motordrehmo­ ment M1 ausgelesen, so daß aus dem Kennfeld 7 der Fig. 3 der dem Betriebspunkt zugehörige Sollwert 51 für den auszusteuernden Kupplungsschlupf S ausgelesen werden kann, bspw. der Sollwert S1 = 10% bei einem Motordrehmoment M1 = 160 Nm und einer Mo­ tordrehzahl von n1 = 1300 min-1, d. h., die auszusteuernde Schlupfdrehzahl beträgt 130 min-1. Mit diesem Schlupfsollwert S1 und einer gemessenen Betriebstemperatur T2 in der Reibungs­ kupplung 6 wird aus dem Kennfeld 9 ein Reibwert µK1 ausgelesen. Somit kann in einer Rechenstufe 13 nach dem Algorithmus (14) der Arbeitsdruck pK für das Kupplungsstellglied 8 errechnet werden, bei welchem MK für das Kupplungsmoment der Reibungs­ kupplung 6 und K als Konstante für die wirksame Gesamtrei­ bungsfläche der Reibungskupplung 6 steht, wobei MK gleich dem Motordrehmoment M1 ist, wenn ein Drehmomentwandler verwendet ist und die Reibungskupplung 6 in bekannter Weise als Über­ brückungskupplung eines in Fig. 1 nicht dargestellten hy­ drodynamischen Drehmomentwandlers verwendet ist, wobei die Kur­ belwelle 15 des Antriebsmotores 4 sowohl mit dem Pumpenrad des Drehmomentwandlers als auch mit der primärseitigen Kupplungs­ hälfte der Reibungskupplung 6 verbunden ist, während sowohl das Turbinenrad des Drehmomentwandlers als auch die sekundärseitige Kupplungshälfte der Reibungskupplung 6 mit einer Turbinenrad­ welle 16 verbunden sind.
Für den Fall, daß die Reibungskupplung 6 einem hydrodynamischen Drehmomentwandler im Kraftfluß nachgeordnet ist, ist das Kupp­ lungsmoment MK der Reibungskupplung nach der Beziehung (17) in Fig. 2 um das Wandlungsverhältnis µW1 im Betriebspunkt M1, n1 des Antriebsmotores 4 erhöht.
Das Wandlungsverhältnis µW wird aus dem Kennfeld 10 der Fig. 2 ausgelesen, wobei sich der Wert µW1 für den Betriebspunkt M1, n1 des Antriebsmotores 4 aus dem zugehörigen Drehzahlverhältnis n* = nM1/nTurb1 ergibt, bei dem nTurb1 für den im Betriebspunkt gemessenen Wert der Drehzahl der Turbinenradwelle des Drehmo­ mentwandlers steht.
Auf diese Weise wird der Arbeitsdruck pK des Kupplungsstell­ gliedes 8 unmittelbar aus gemessenen Parameter-Werten und aus Kennfeld-Daten gebildet und der Schlupf S gesteuert, d. h., der Kupplungsanpreßdruck reagiert unmittelbar auf Änderungen des Motor- bzw. Turbinenmomentes.
Das Wesentliche bei der Anordnung zur Einstellung des Kupp­ lungsschlupfes S gemäß den Fig. 2 und 3 ist das genaue Messen der Parameter nM, pu und nTurb, die für die Steuerung des Schlupfes S notwendig sind. So wird aus der Messung des Turbi­ nenmomentes (bzw. Errechnung aus den Motor- und Wandlerpara­ metern) und mit der Vorgabe des Reibwertverlaufes über dem Schlupf und über der Betriebstemperatur der Arbeitsdruck pK für das Kupplungsstellglied 8 so ausgesteuert, daß der Soll­ wert des Kupplungsschlupfes S erreicht werden muß.
Für die Korrektur bzw. Adaption eines oder beider der Kennfel­ der 7 und 9 können bekannte Verfahren eingesetzt werden, bei denen in Abhängigkeit von Abweichungen als Ergebnis eines Soll­ wert-Istwert-Vergleiches für den Kupplungsschlupf S Korrektur- Faktoren oder -Inkremente gebildet und zur Adaption der Kenn­ felder verwendet werden.

Claims (4)

1. Anordnung zur Einstellung des Kupplungsschlupfes einer im Kraftfluß einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges nachgeord­ neten Reibungskupplung, bei der sowohl unter Vorgabe von Soll­ werten für den Kupplungsschlupf, die von Drehmoment und Dreh­ zahl des Antriebsmotores abhängig und in ein Kennfeld einge­ schrieben sind, als auch unter Erfassung und Verwertung von Istwerten der Kennfeld-Parameter eine Steuergröße für ein den Kupplungsschlupf bestimmendes Kupplungsstellglied gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße (pK) unabhängig von Istwerten des Kupp­ lungsschlupfes (S) in einem offenen Regelkreis auf das Kupp­ lungsstellglied (8) zur Wirkung gebracht ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Kennfeld (9) verwendet ist, in welches Werte eines den Kupplungsschlupf (S) beeinflussenden und von der Betriebstemperatur (TK) der Reibungskupplung (6) abhängigen Reibwertkoeffizienten (pK) über den Sollwerten des Kupplungs­ schlupfes und über der Betriebstemperatur eingeschrieben sind, und daß unter Erfassung und Verwertung von Istwerten der Be­ triebstemperatur der Reibungskupplung (6) die Steuergröße (pK) in Abhängigkeit von dem Reibwertkoeffizienten (µK) gebildet wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Kennfeld (10) verwendet ist, in welches Werte einer Kennzahl (µW) für das Wandlungsverhältnis eines hydrody­ namischen Drehmomentwandlers über dem Drehzahlverhältnis (n*) des Drehmomentwandlers eingetragen sind, und daß unter Erfas­ sung und Verwertung von Istwerten der Drehzahl (nTurb) des Tur­ binenrades des Drehmomentwandlers die Steuergröße (pK) in Ab­ hängigkeit von der Kennzahl (µW) für das Wandlungsverhältnis gebildet wird.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Erfassung und Verwertung von Istwerten des Kupp­ lungsschlupfes (S), Mittel für einen Sollwert-Istwert-Ver­ gleich des Kupplungsschlupfes (S) sowie Mittel zur Adaption des ersten Kennfeldes (7) für die Sollwerte des Kupplungsschlupfes (S) in Abhängigkeit von den Mitteln für den Sollwert-Istwert- Vergleich verwendet sind.
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