DE60221919T2

DE60221919T2 - Lernverfahren für Kupplungdrehmomentpunkt und Verfahren zur Steuerung einer Kupplung

Info

Publication number: DE60221919T2
Application number: DE60221919T
Authority: DE
Inventors: Eiji c/o Isuzu Engineering Co. Kanagawa-ken Inoue; Takumi c/o Isuzu Engineering Co. Kanagawa-ken Shinojima
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: DE60205970D1; DE60221919D1; EP1596086A1; DE60205970T2; EP1243806A2; US20020183912A1; EP1243806B1; EP1596087A1; EP1243806A3; DE60221918D1; EP1596086B1; EP1596087B1; DE60221918T2; US6658341B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Steuerverfahren für eine Kupplung, und insbesondere ein Steuerverfahren für eine Nassreibungskupplung, die in der Kraftübertragung eines Fahrzeugs vorgesehen ist.
Bei Kraftübertragungsvorrichtungen von Fahrzeugen gibt es solche, welche in der Mitte eines vom Motor zum Getriebe verlaufenden Kraftübertragungspfades eine Flüssigkeitskupplung (umfassend einen Drehmomentwandler) und eine Nassreibungskupplung in Serie aufweisen und die Nassreibungskupplung während eines Gangwechsels automatisch aus- bzw. einkuppeln. Wenn ein Gang eingelegt wird, während das Fahrzeug sich nicht bewegt, wird hier die Kupplung sodann automatisch eingekuppelt, wobei ein Kriechen erzeugt wird. Dieser Punkt ist bei einem herkömmlichen Automatikgetriebe-Fahrzeug ähnlich.
Ein zu schnelles Einkuppeln der Kupplung erzeugt einen Kupplungsruck (einen sogenannten Garagenruck etc.), während bei einem zu langsamen Einkuppeln zwischen der Gangeinlegeoperation und der Erzeugung des Kriechens viel Zeit vergeht, wobei der Fahrer dann nicht weiß, wann er das Gaspedal betätigten soll (große Zeitverzögerung). Um eine erfolgreiche Kombination eines solchen Kupplungsruckes und einer verkürzten Kupplungszeit zu ermitteln, wird daher eine Steuerung durchgeführt, bei der die Kupplung im Bereich ihres Spiels schnell so weit eingerückt wird, bis sie damit beginnt, eine Verbindung herzustellen, wobei die Kupplung durch ein Umschalten der Kupplungsgeschwindigkeit langsam eingerückt wird, sobald sie beginnt, eine Verbindung herzustellen.
Im einzelnen wird hierbei der Druck des Arbeitsfluids zum Antrieb des Auskuppelns/Einkuppelns der Kupplung in Übereinstimmung mit dem Tastverhältnisimpuls geändert, der von der elektronischen Steuereinheit (ECU) ausgegeben wird, und wenn die Kupplung aus einem auskuppelten Zustand eingekuppelt wird, so wird von der elektronischen Steuereinheit zunächst ein vorgeschriebenes Start-Tastverhältnis ausgegeben, wodurch die Kupplung ungefähr bis zu einer Position eingekuppelt wird, die in der Nähe des Punktes liegt, in dem die Kupplung damit beginnt, eine Verbindung herzustellen (dies wird als ein Einzeleinkuppeln bezeichnet), woraufhin von der elektronischen Steuereinheit ein Tastverhältnis für ein graduelles Einkuppeln in vorgeschriebenen Zeitintervallen ausgegeben wird, um die Kupplung graduell einzukuppeln.
Die oben genannte Steuerung ist eine offene Steuerung, und die ECU gibt einen Tastverhältnisimpuls gemäß einem festgelegten vorgeschriebenen Programm aus.
Wie durch die gestrichelten Linien in 11 gezeigt ist, wird bei der Einkupplungssteuerung bei früheren Erfindungen zunächst von der ECU ein vorgeschriebenes Start-Tastverhältnis Dst' ausgegeben, um die Kupplung ungefähr bis in die Nähe einer Position einzurücken, bei der die Kupplung damit beginnt, eine Verbindung herzustellen (dies wird als Einzeleinkupplungs-Steuerung bezeichnet), wobei danach von der ECU in vorgeschriebenen Zeitintervallen ein Tastverhältnis Dk' für ein graduelles Einkuppeln ausgegeben wird, um die Kupplung graduell einzukuppeln, und wobei bei Erreichen eines vorgeschriebenen End-Tastverhältnisses Ded' des graduellen Einkuppelns ein Tastverhältnis Dc' (= 0 %) für das vollständige Einkuppeln ausgegeben und die Kupplung vollständig eingekuppelt wird.
Die Position, bei der die Kupplung beginnt, eine Verbindung herzustellen, d.h. der Drehmomentübertragungs-Startpunkt, bei dem es zum ersten Mal möglich ist, ein festgelegtes Drehmoment zu übertragen, wird als Drehmomentpunkt bezeichnet, und dieser Drehmomentpunkt wird beispielsweise als Einkupplungsgeschwindigkeits-Umschaltpunkt eingesetzt, indem die Steuereinheit veranlasst wird, solch einen Punkt zu lernen, wobei ein Drehmomentpunkt bei der Kupplungssteuerung eine wichtige Rolle spielt. Der Drehmomentpunkt dient als Lernwert, weil Kupplungen durch Herstellungsfehler oder dergleichen bedingte Abweichungen oder individuelle Unterschiede aufweisen und jede Kupplung einen anderen Drehmomentpunkt besitzt.
Beim Lernen des Drehmomentpunktes wird herkömmlicherweise bei einer Trockenreibungskupplung zunächst ein Kupplungsweg-Wert zum Übertragen eines vorgeschriebenen Drehmoments erfasst und dieser Wert als Drehmomentpunkt gelernt.
Da im Falle einer Nassreibungskupplung die Kupplungsplatte allerdings ständig im Öl gleitet und die Drehmomentübertragung erreicht wird, indem der Kupplungskolben die Platten gegeneinanderdrückt, existiert das Konzept eines Kupplungsweges hier überhaupt nicht. Obwohl der Kupplungskolben einen Kupplungsweg zurücklegt, ist die Weglänge im übrigen gering (z.B. ungefähr 2 mm). Daher ist es nicht möglich, das Verfahren zum Erfassen des Kupplungskolbenweges einzusetzen und den Kupplungsweg als Lernwert zu verwenden, wie dies bei einer Trockenreibungskupplung der Fall ist.
Im übrigen kann bei einer Nassreibungskupplung ein Verfahren erwogen werden, bei dem der auf den Kupplungskolben ausgeübte Hydraulikdruck erfasst wird. Jedoch ist ein Hydrauliksensor teuer und die Erfassung eines Hydraulikdrucks ist unter strukturellen Gesichtspunkten schwierig. Darüber hinaus besteht nicht nur aufgrund des großen Hydraulikimpulses ein Problem bezüglich der Zuverlässigkeit des erfassten Wertes an sich, sondern es besteht auch das Problem, dass individuelle Abweichungen vorhanden sind, da nicht notwendigerweise das gleiche Drehmoment in denselben Hydraulikdruckwert umgesetzt wird. Somit kann dieses Verfahren ebenfalls nicht eingesetzt werden.
Andererseits treten bezüglich der Kupplungssteuerung und dem Lernen des Drehmomentpunktes die folgenden Probleme auf, wenn mit der Ausgabe des Tastverhältnisses für ein graduelles Einkuppeln unmittelbar nach der Ausgabe des Start-Tastverhältnisses begonnen wird. Der Fluiddruck in der Kupplungskolbenkammer steigt nämlich nach der Ausgabe des Start-Tastverhältnisses schnell an, der Kupp lungskolben beginnt aber erst nach einem kleinen Kupplungsweg (etwa 2 mm) des ursprünglichen Spiels damit, die Kupplungsplatten zusammenzupressen. Das Ansprechen verzögert sich daher um den Kupplungswegabschnitt, wobei die durch eine solche Abweichung hervorgerufene Ansprechverzögerung dann, wenn die Ausgabe des Tastverhältnisses für ein graduelles Einkuppeln unmittelbar nach der Ausgabe des Start-Tastverhältnisses beginnt, in das graduelle Einkuppeln übertragen wird. Da beim Lernen des Drehmomentspunkts eine entsprechende Steuerung durchgeführt wird, besteht ein Problem darin, dass bei einem solchen Lernen anstelle des tatsächlichen Drehmomentpunkts der Kupplung ein Wert gelernt wird, der auf der Einkupplungsseite liegt. Darüber hinaus besteht auch ein zusätzliches Problem darin, dass es aufgrund der Verwendung des in Richtung auf die Einkupplungsseite abweichenden Lernwerts und infolge der oben genannten Ansprechverzögerung während der Einkupplungs-Steuerung zu einem großen Kupplungsruck kommt.
Wie im übrigen in 11 gezeigt ist, kann bezüglich der Kupplungssteuerung tatsächlich der Drehmomentpunkt infolge von Störungen, wie beispielsweise individuellen Unterschieden, den Betriebsbedingungen, einer Änderung der Eigenschaften der Kupplung im Laufe der Zeit oder dergleichen, variieren, und das optimale Start-Tastverhältnis kann variieren oder abweichen, wie dies durch Dst1' und Dst2' gezeigt ist. Darüber hinaus ist es nicht möglich, eine derartige Varianz bzw. derartige Abweichungen vor dem erneuten Lernen des Drehmomentpunktes zu erfassen. Wenn daher die Steuerung mit einem auf Dst' verbleibenden Starttastverhältnis-Wert durchgeführt wird, so wird auch in diesem Fall die Einkupplungs-Zeitverzögerung groß, wenn eine Abweichung auf Dst1' vorliegt, während ein großer Kupplungsruck auftritt, wenn eine Abweichung auf Dst2' vorliegt.
In der folgenden Erläuterung wird insbesondere auf den Zustand nach dem Starten des Fahrzeugs Bezug genommen. 13 zeigt den Zustand der Veränderung des Kriechens, wenn ein Gang eingelegt wird (wenn das sogenannte Garagen-Schalten durchgeführt wird), unmittelbar bevor das Fahrzeug in Bewegung gesetzt wird, und gibt außerdem Änderungen in der Drehzahl auf der Eingangsseite (Pumpe) und der Ausgangsseite (Turbine) der Flüssigkeitskupplung wieder. Die Drehzahl auf der Eingangsseite der Flüssigkeitskupplung kann durch die Motordrehzahl Ne (durchgezogene Linie) ersetzt werden und die Drehzahl auf der Eingangsseite der Flüssigkeitskupplung oder die Turbinendrehzahl Nt (strichpunktierte Linie) kann durch die Drehzahl der eigentlichen Kupplungs-Eingangsseite ersetzt werden kann.
Es wird davon ausgegangen, dass zum Zeitpunkt t0 das Einlegen des Gangs beendet wurde und die Einkupplungs-Steuerung begonnen hat. Da die Ausgangsseite der Kupplung durch eine Bremse von der Antriebsradseite aus gestoppt wird, kommt es zu einem stärkeren Rutschen der Flüssigkeitskupplung gemäß dem Einkuppeln der Kupplung, und während sich die Pumpe, welche die Eingangsseite der Flüssigkeitskupplung darstellt, mit einer vorgeschriebenen Leerlaufdrehzahl dreht, welche der Motordrehzahl Ne entspricht, nimmt die Turbinendrehzahl Nt graduell ab. Dadurch nimmt das Kriechen graduell zu.
Wenn die Abnahme der Turbinendrehzahl Nt zum Zeitpunkt eines geeigneten Start-Tastverhältnisses dem Liniendiagramm J entspricht, so verändert sich bei einem Abweichen des geeigneten Wertes auf Dst1', wie dies in 11 gezeigt ist, die Turbinendrehzahl Nt gemäß der Darstellung in dem Liniendiagramm J1, was zu einer großen Zeitverzögerung führt. Wenn andererseits der geeignete Wert auf Dst2' abweicht, wie dies in 11 gezeigt ist, so verändert sich die Turbinendrehzahl Nt gemäß dem Liniendiagramm J2, was dazu führt, dass der Kupplungsruck groß wird.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die genannten Probleme entwickelt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Drehmomentpunktlernen bei einer Nassreibungskupplung zu ermöglichen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Ansprechverzögerung während des Einkuppelns zu absorbieren, ein genaues Lernen eines tatsächlichen Drehmomentpunkts zum Zeitpunkt des Lernens des Drehmomentpunkts zu ermöglichen und einen großen Einkupplungsruck bei einer Standardeinkupplungssteuerung zu vermeiden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Redundanz zu erhalten und selbst dann eine erfolgreiche Kombination aus der Zeitverzögerung und dem Ruck zum Zeitpunkt des Einkuppelns zu erhalten, wenn der optimale Starttastverhältniswert variiert oder aufgrund von Störungen abweicht.
Die US-A-48 36 057 offenbart ein Kupplungssteuerverfahren zur Steuerung des Aus-/Einkuppelns einer Kupplung durch Veränderung des Arbeitsfluiddrucks, der zum Antrieb des Auskuppelns/Einkuppelns einer Nassreibungskupplung verwendet wird, gemäß dem durch die elektronische Steuereinheit ausgegebenen Tastverhältnisimpulses, wobei dieses Verfahren drei Schritte umfasst. In einem ersten Schritt wird der hydraulische Kupplungsdruck graduell bis zum Drehmomentpunkt erhöht. In einem zweiten Schritt wird der hydraulische Druck konstant gehalten. In einem dritten Schritt wird der hydraulische Druck erhöht, nachdem das Einkuppeln der Kupplung abgeschlossen wurde.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kupplungssteuerverfahren zum Steuern des Auskuppelns/Einkuppelns einer Kupplung durch Veränderung des zum Antrieb des Auskuppelns/Einkuppelns einer Nassreibungskupplung verwendeten Arbeitsfluiddrucks gemäß einem von der elektronischen Steuereinheit ausgegebenen Tastverhältnisimpuls, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Ausgeben eines vorgegebenen Start-Tastverhältnisses durch die elektronische Steuereinheit, wodurch die Kupplung anfangs bei hoher Geschwindigkeit bis zu einem Punkt nahe dem Drehmomentpunkt eingerückt wird, ohne eingekuppelt zu werden,
wenn die Kupplung aus einem nicht eingekuppelten Zustand heraus eingerückt wird;
Beibehalten des Start-Tastverhältnisses über einen festgelegten Zeitraum hinweg, um die Ansprechverzögerung zu absorbieren,
Ausgeben eines festgelegten Tastverhältnisses für ein graduelles Einkuppeln durch die elektronische Steuereinheit in festgelegten Zeitintervallen, so dass die Kupplung nach dem festgelegten Zeitraum mit einer Geschwindigkeit graduell eingerückt wird, die unter der dem Start-Tastverhältnis entsprechenden Geschwindigkeit liegt; und
Ausgeben eines festgelegten Kompletteinkupplungstastverhältnisses durch die elektronische Steuereinheit, wodurch die Kupplung vollständig eingekuppelt wird, wenn die Differenz zwischen Drehzahl auf der Eingangsseite der Kupplung und der Drehzahl auf der Ausgangsseite der Kupplung im vorhergehenden Prozess einen festgelegten Drehzahlwert erreicht hat oder darunter gesunken ist.
1 ist ein Blockschema, welches die Kraftübertragungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Hydraulikkreis-Diagramm, welches die Hydraulik-Zuführvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein charakteristisches Liniendiagramm einer Hydraulik-Zuführvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Strukturdiagramm, welches eine elektronische Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist ein Zeitdiagramm, welches den ersten Modus einer Steuerung des Drehmomentpunkt-Lernens zeigt;
6 ist ein Zeitdiagramm, welches den zweiten Modus einer Steuerung des Drehmomentpunkt-Lernens zeigt;
7 ist ein Zeitdiagramm, welches den dritten Modus einer Steuerung des Drehmomentpunkt-Lernens zeigt;
8 ist ein Zustands-Veränderungsdiagramm, welches die Veränderung einer Kupplungssteuerphase zeigt;
9 ist ein Zeitdiagramm, welches den ersten Modus einer Standard-Einkupplungssteuerung zeigt;
10 ist ein Zeitdiagramm, welches den zweiten Modus einer Standard-Einkupplungssteuerung zeigt;
11 ist ein Zeitdiagramm, welches den dritten Modus der Standard-Einkupplungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist ein Ablaufdiagramm, welches sich auf den dritten Modus der Standard-Einkupplungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht; und
13 ist ein Zeitdiagramm, welches die Änderungen der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl zum Zeitpunkt des Einkuppelns zeigt.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
1 zeigt eine Kraftübertragungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie sich der Figur entnehmen lässt, ist ein Getriebe T/M über einen Kupplungsmechanismus 1 mit einem Motor E verbunden. Der Kupplungsmechanismus 1 besteht aus einer Flüssigkeitskupplung 2 und einer Mehrscheiben-Nasskupplung 3. Die Flüssigkeitskupplung 2 ist mitten im Kraftübertragungspfad vom Motor E zum Getriebe TIM stromaufwärts angeordnet, und die Mehrplatten-Nasskupplung 3 ist stromabwärts zu dieser in Serie angeordnet. Das Konzept der hier verwendeten Flüssigkeitskupplung ist weit gefasst und beinhaltet einen Drehmomentwandler, wobei beispielsweise bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Drehmomentwandler zum Einsatz kommt.
Die Flüssigkeitskupplung 2 umfasst eine Pumpe 4, die mit der Ausgabewelle (Kurbelwelle) des Motors verbunden ist; eine Turbine 5, die der Pumpe 4 zugewandt ist und mit der Eingangsseite der Kupplung 3 verbunden ist; einen Anlasser 6, der zwischen der Turbine 5 und der Pumpe 4 angeordnet ist; und eine Überbrückungskupplung 7 zum Durchführen des Einkuppelns/Auskuppelns zwischen der Pumpe 4 und der Turbine 5. Bei der Mehrplatten-Nasskupplung 3 ist deren Eingangsseite über die Eingabewelle 3a mit der Turbine 5 verbunden, während ihre Ausgangsseite mit der Eingabewelle 8 des Getriebes TIM verbunden ist, wodurch das Auskuppeln/Einkuppeln zwischen der Flüssigkeitskupplung 2 und dem Getriebe T/M ermöglicht wird.
Das Getriebe TIM umfasst eine Eingabewelle 8, eine koaxial zu dieser angeordnete Ausgabewelle 9 und eine Unterwelle 10, die parallel zu den zuvor genannten Wellen angeordnet ist. Die Eingabewelle 8 ist mit einem Eingabe-Hauptzahnrad 11 versehen. Die Ausgabewelle 9 lagert axial ein erstes Hauptzahnrad M1, ein zweites Hauptzahnrad M2, ein drittes Hauptzahnrad M3, ein viertes Hauptzahnrad M4 bzw. ein Rücklauf-Hauptzahnrad MR, wobei ein sechstes Hauptzahnrad M6 an ihr befestigt ist. An der Unterwelle 10 sind ein Eingabe-Unterzahnrad 12 zum Eingriff mit dem Eingabe-Hauptzahnrad 11, ein erstes Unterzahnrad C1 zum Eingriff mit dem ersten Hauptzahnrad M1, ein zweites Unterzahnrad C2 zum Eingriff mit dem zweiten Hauptzahnrad M2, ein drittes Unterzahnrad C3 zum Eingriff mit dem dritten Hauptzahnrad M3, ein viertes Unterzahnrad C4 zum Eingriff mit dem vierten Hauptzahnrad M4 und ein Rücklauf-Unterzahnrad CR zum Eingriff mit dem Rücklauf-Hauptzahnrad MR über ein Leerlaufzahnrad IR befestigt, wobei ein sechstes Unterzahnrad C6 zum Eingriff mit dem sechsten Hauptzahnrad M6 hierdurch ebenfalls axial gelagert ist.
Wenn bei diesem Getriebe T/M die Muffe S/R1, welche mit der an der Ausgabewelle 9 befestigten Nabe H/R1 in Keileingriff gebracht wurde, mit dem Anschlag DR des Rücklauf-Hauptzahnrads MR in Keileingriff gebracht wird, dreht sich die Ausgabewelle 9 rückwärts, und wenn die oben genannte Muffe S/R1 mit dem Anschlag D1 des ersten Hauptzahnrads M1 in Keileingriff gebracht wird, dreht sich die Ausgabewelle 9 in Übereinstimmung mit dem ersten Gang. Wird die Muffe S/23, welche mit der an der Ausgabewelle 9 befestigten Nabe H/23 in Keileingriff gebracht wurde, mit dem Anschlag D2 des zweiten Hauptzahnrads M2 in Keileingriff gebracht, so dreht sich die Ausgabewelle 9 in Übereinstimmung mit dem zweiten Gang, und wenn die oben genannte Muffe S/23 mit dem Anschlag D3 des dritten Hauptzahnrads M3 in Keileingriff gebracht wird, dreht sich die Ausgabewelle 9 in Übereinstimmung mit dem dritten Gang.
Wenn ferner die Muffe S/45, welche mit der an der Ausgabewelle 9 befestigten Nabe H/45 in Keileingriff gebracht wurde, mit dem Anschlag D4 des vierten Hauptzahnrads M4 in Keileingriff gebracht wird, dreht sich die Ausgabewelle 9 in Übereinstimmung mit dem vierten Gang, und wenn die oben genannte Muffe S/45 mit dem Anschlag D5 des fünften Hauptzahnrads M5 in Keileingriff gebracht wird, dreht sich die Ausgabewelle 9 in Übereinstimmung (direkt) mit dem fünften Gang. Wird die Muffe S/6, welche mit der an der Unterwelle 10 befestigten Nabe H/6 in Keileingriff gebracht wurde, mit dem Anschlag D6 des sechsten Unterzahnrads C6 in Keileingriff gebracht, so dreht sich die Ausgabewelle 9 in Übereinstimmung mit dem sechsten Gang. Eine jede der genannten Muffen wird manuell durch einen in der Fahrerkabine angeordneten Schalthebel über eine Schaltgabel und eine Schaltstange, die nicht gezeigt sind, betätigt.
Die Mehrplatten-Nasskupplung 3 weist einen herkömmlichen Aufbau auf. Anders ausgedrückt, stehen mehrere Kupplungsplatten an der Eingangsseite und der Ausgangsseite in dem mit Öl gefüllten Kupplungsgehäuse miteinander in Keileingriff und das Einkuppeln/Auskuppeln der Kupplung wird durchgeführt, indem diese Kupplungsplatten durch den Kupplungskolben zusammengedrückt werden oder gelöst werden, was sich allerdings der Zeichnung nicht entnehmen lässt. Wie in 2 gezeigt ist, wird der Kupplungskolben 27 durch die Kupplungsfeder 28 ständig in Richtung auf die Auskupplungsseite vorgespannt und die Kupplung 3 wird eingekuppelt, wenn ein hydraulischer Druck, welcher diese Vorspannung übersteigt, auf den Kupplungskolben 27 einwirkt. Die Kupplungs-Verbindungskraft oder die Drehmomentkapazität der Kupplung steigt dann gemäß dem angelegten hydraulischen Druck an.
Als nächstes wird die Hydraulikzuführvorrichtung zum Zuführen eines hydraulischen Arbeitsdrucks zur Mehrplatten-Nasskupplung 3 beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, wird das Öl in dem Öltank 13 über einen Filter 14 von der Hydraulikpumpe OP angesaugt und ausgegeben, und der Ausgabedruck derselben wird mit einem Entlastungsventil 15 eingestellt, um einen stabilen Leitungsdruck PL herzustellen. Das mit diesem Leitungsdruck PL beaufschlagte Öl wird durch das Durchführen einer Drucksteuerung (Druckentlassungssteuerung) der Kupplung 3 zugeführt, wofür zwei Ventile, nämlich ein Kupplungs-Steuerventil CCV und ein Kupplungs-Magnetventil CSV eingesetzt werden. Anders gesagt, wird ein vorgesteuertes hydraulisches Steuersystem verwendet, bei dem das mit der Hydraulikhauptleitung verbundene Kupplungs-Steuerventil CCV in Übereinstimmung mit dem vorgesteuerten hydraulischen Druck Pp geöffnet/geschlossen wird, welcher durch das Kupplungs-Magnetventil CSV festgesetzt wird. Die Größe des vorgesteuerten hydraulischen Drucks Pp wird dabei in Übereinstimmung mit dem Tastver hältnis (bzw. der "duty") D des Tastverhältnisimpulses geändert, welcher von der (im folgenden als ECU bezeichneten) elektronischen Steuereinheit 16 ausgegeben wird.
Dies bedeutet, dass das Kupplungs-Magnetventil CSV ein elektromagnetisches Ventil ist, welches ein elektromagnetisches Solenoid umfasst und dem zusätzlich zu der Tatsache, dass es in der Lage ist, sich kontinuierlich zu öffnen/zu schließen, der Leitungsdruck PL konstant zugeführt wird. Dieses Kupplungs-Magnetventil CSV empfängt ferner den Tastverhältnisimpuls, der von der ECU 16 ausgegeben wird, und öffnet das Ventil in einem Ausmaß, das dem Tastverhältnis D des Impulses entspricht. Das Kupplungs-Magnetventil CSV ist hierdurch in der Lage, den vorgesteuerten hydraulischen Druck Pp in Übereinstimmung mit dem Tastverhältnis D auszugeben.
Das Kupplungs-Steuerventil CCV ist ein Schieberventil, das auf der Grundlage des vorgesteuerten Hydraulikdrucks Pp kontinuierlich geöffnet/geschlossen werden kann, und wird selbst nicht elektronisch gesteuert. Anders gesagt, wird der innere Schieber entsprechend der Größe des vorgesteuerten Hydraulikdrucks Pp zur Öffnungsseite geschoben, und der Leitungsdruck PL wird hierdurch auf geeignete Weise eingestellt und der Kupplung 3 als Kupplungsdruck Pc zugeführt. Dies führt dazu, dass der der Kupplung 3 zugeführte Hydraulikdruck durch die ECU 16 gemäß dem Tastverhältnis gesteuert wird.
Im übrigen ist ein Akkumulator 17 in der Mitte des Pfades angeordnet, welcher das Kupplungs-Magnetventil CSV und das Kupplungs-Steuerventil CCV verbindet.
3 zeigt ein charakteristisches Liniendiagramm der hydraulischen Zuführvorrichtung. Die horizontale Achse repräsentiert das Tastverhältnis D des Tastimpulses, der von der ECU 16 ausgegeben wird, und insbesondere das Einschaltverhältnis, welches das Verhältnis der Einschaltzeit des Solenoiden in dem festgelegten Steuerzyklus (von 20 ms bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) zeigt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kupplung vollständig eingekuppelt, wenn das Tastverhältnis D0 (%) beträgt. Dies dient dazu, die Bewegung des Fahrzeugs durch das Aufrechterhalten des eingekuppelten Zustands der Kupplung selbst in Fällen beizubehalten, in denen dem Kupplungs-Magnetventil CSV infolge von Fehlfunktionen des elektrischen Systems oder dergleichen kein Strom zugeführt wird (sogenannter "off stack"-Zustand).
Wie in 3 gezeigt ist, ist die Einkupplung um so stärker, je größer das Tastverhältnis D ist, und um so geringer, je kleiner das Tastverhältnis D ist. Dieses Diagramm zeigt eine Tendenz, bei der, wenn der Wert des Tastverhältnisses D geringer wird, der Wert des vorgesteuerten Hydraulikdrucks Pp, der von dem Kupplungs-Steuerventil CCV ausgegeben wird, proportional ansteigt, wobei auch der Hydraulikdruck, d.h. der der Kupplung zugeführte Kupplungsdruck Pc, und die Drehmomentkapazität Tc der Kupplung 3 proportional ansteigen. Obwohl der Ventil-Öffnungsgrad V des Kupplungs-Steuerventils CCV in dem Diagramm in drei Positionen dargestellt ist, legt das Schieberventil im übrigen in Wirklichkeit einen kurzen Weg zurück, wenn es vollständig geöffnet wird oder sich in einem Zwischenöffnungszustand befindet, der nicht einem vollständig geschlossenen Zustand (Ventilöffnungsgrad von 0 mm) entspricht, wodurch sich der Kupplungsdruck Pc kontinuierlich ändern kann.
Obwohl bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch ein Steuersystem für die Überbrückungskupplung 7 vorhanden ist, wird auf dessen Erläuterung verzichtet, da es nicht unmittelbar mit der vorliegenden Erfindung in Beziehung steht. Der Aufbau des zugehörigen Hydraulik-Steuersystems entspricht in etwa demjenigen des Hydraulik-Steuersystems der Mehrplatten-Nasskupplung 3.
Als nächstes wird die elektronische Steuervorrichtung zum elektronischen Steuern der Kraftübertragungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die 4 erläutert. Zu sätzlich zum Kupplungs-Magnetventil CSV sind mit der oben genannten ECU 16 auch verschiedene Schalter und Sensoren zum elektronischen Steuern der Vorrichtung verbunden. Hierzu gehören ein Motor-Drehzahlsensor 18 zum Erfassen der Motor-Drehzahl, ein Turbinen-Drehzahlsensor 19 zum Erfassen der Drehzahl auf der Eingangsseite der Kupplung, d.h. der Drehzahl der Turbine 5, ein Getriebe-Drehzahlsensor 20 zum Erfassen der Drehzahl des Getriebes TIM, für die die Drehzahl des Eingabe-Unterzahnrads 12 repräsentativ ist, und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit. Diese Sensoren sind auch in 1 gezeigt. Ferner sind außerdem ein Feststellbremsenschalter 22, zum Ermitteln, ob die Feststellbremse betätigt wird, ein Fußbremsenschalter 23, zum Ermitteln, ob die Fußbremse betätigt wird, und ein Gangpositionssensor 24 zum Ermitteln, in welcher Schaltposition sich das Getriebe befindet, enthalten.
Darüber hinaus ist ein Knauf-Schalter 25 mit der ECU 16 verbunden. Das heißt, dass beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Erfassung des Zeitpunkts, an dem der Fahrer mit der Schaltoperation beginnt, oder des Zeitpunkts, an dem das Auskuppeln beginnt, der Schaltknauf so montiert ist, dass er in der Lage ist, relativ zum in der Fahrerkabine befindlichen Schalthebel ein wenig in Schaltrichtung zu oszillieren, wobei zwischen diesem Hebel und dem Schaltknauf ein Knauf-Schalter 25 vorgesehen ist. Wenn nun der Schaltknauf vor der Betätigung des Hebels zu dem Zeitpunkt oszilliert, an dem der Fahrer das Getriebe betätigt, so wird der Knauf-Schalter 25 eingeschaltet, was als Signal für den Beginn des Auskuppelns der Kupplung dient. Der genaue Aufbau entspricht dem in dem japanischen Patent mit der Offenlegungsnummer H11-236931 beschriebenen Aufbau.
Ferner ist bei der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Hilfsvorrichtung zum Anfahren am Berg (HSA, „Hill Start Aid") vorgesehen, welche in der oben genannten Veröffentlichung gezeigt ist, und in der Fahrerkabine ist ein HSA-Schalter 26 zum manuellen Ein-/Ausschalten dieser Vorrichtung angeordnet, wobei dieser HSA-Schalter 26 mit der ECU 16 ver bunden ist. Dieser HSA-Schalter 26 wird gleichzeitig als Triggerschalter beim Starten des Drehmomentpunkt-Lernens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, während die HSA an sich bei der vorliegenden Erfindung keine signifikante Bedeutung hat.
Als nächstes wird der Betrieb der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erläutert.
Mit dieser Kraftübertragungsvorrichtung wird die Kraft des Motors E auf die Flüssigkeitskupplung 2, die Mehrplatten-Nasskupplung 3 und das Getriebe T/M in der genannten Reihenfolge übertragen. Im Prinzip ist die Überbrückungskupplung 7 nach dem Start des Fahrzeugs ständig eingeschaltet (eingekuppelt), solange sich das Fahrzeug in Bewegung befindet, und sie wird nur ausgeschaltet (auskuppelt), wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt. Daher kann das Kriechen der Flüssigkeitskupplung 2 zu dem Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug beginnt, sich zu bewegen, verwendet werden, wobei sich die Steuerung im Vergleich zu einer elektrischen Steuerung des Starts der Reibungskupplung vereinfacht, wobei sich aber auch ein durch einen Schlupf verursachter Verlust verhindern lässt, indem die Flüssigkeitskupplung 2 überbrückt wird, wenn sich das Fahrzeug in Bewegung befindet. Die Mehrplatten-Nasskupplung 3 wird jedes Mal auskuppelt, wenn der Gang gewechselt wird. Dieses Vorgehen entspricht demjenigen bei einem herkömmlichen manuell geschalteten Fahrzeug.
Zuerst wird nun der Ablauf zu dem Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug beginnt, sich zu bewegen, erläutert. Es sei angenommen, dass, während sich das Fahrzeug nicht in Bewegung befindet und das Getriebe im Leerlauf ist, der Fahrer den Schalthebel in einen Startgang bewegt, um das Fahrzeug zu starten. Dann wird in dem Schalthebel der Knauf-Schalter 25 infolge der Oszillation des Schaltknaufs vor der Betätigung des Hebels eingeschaltet, und die Kupplung 3 wird mit diesem Signal segmentalisiert. Das Getriebe T/M wird in den Startgang geschaltet, wenn der Schalthebel wei ter betätigt wird, und wenn der Gangpositionssensor 24 dies erfasst, so wird die Kupplung 3 eingekuppelt. Da nach diesem Einkuppeln die Turbine 5 von der Antriebsradseite aus gestoppt werden kann, gleitet die Pumpe 4 gegenüber der Turbine 5, wodurch ein Kriechen erzeugt wird. Das Fahrzeug bewegt sich hierdurch durch bloßes Lösen der Bremse oder Betätigen des Gaspedals.
Als nächstes wird der Ablauf zum Zeitpunkt des Gangwechsels erläutert, während das Fahrzeug sich in Bewegung befindet. Es sei angenommen, dass der Fahrer, wenn das Fahrzeug in einem vorgeschriebenen Gang fährt, den Schalthebel in den nächsten Gang schaltet, um einen Gangwechsel vorzunehmen. Dann wird infolge der Oszillation des Schaltknaufs vor der Betätigung des Hebels der Knauf-Schalter 25 eingeschaltet, und die Kupplung 3 wird mit Hilfe dieses Signals segmentalisiert. Durch ein fortgesetztes Betätigen des Schalthebels wird das Getriebe T/M in den Startgang geschaltet, und wenn dies durch den Gangpositionssensors 24 erfasst wird, wird die Kupplung 3 eingekuppelt. Der Gangwechsel wird hiermit abgeschlossen. Die Überbrückungskupplung 7 bleibt während des Gangwechsels eingeschaltet und die Motorkraft wird unverändert auf die Kupplung 3 übertragen.
Im übrigen wird das Einkuppeln der Kupplung 3 mit einer hohen Geschwindigkeit (schnelles Kuppen) von einem Zustand der vollständigen Auskupplung bis in die Nähe des Drehmomentpunktes und von der Nähe des Drehmomentpunktes aus mit einer niedrigen Geschwindigkeit (graduelles Einkuppeln) durchgeführt. Durch das Umschalten der Kupplungsgeschwindigkeiten in der beschriebenen Weise wird eine erfolgreiche Kombination aus einer Verringerung des Kupplungsrucks und einer Verkürzung der Kupplungszeit angestrebt.
Es ist im übrigen wichtig, die Position zu kennen, an der die Kupplung anfängt, eine Verbindung herzustellen, d.h. den Drehmomentpunkt, an dem es zum ersten Mal möglich ist, ein festgelegtes Drehmoment zu übertragen. Der Grund hierfür besteht darin, dass der Umschaltpunkt für die Einkupplungsgeschwindigkeit auf der Grundlage dieses Drehmomentpunkts bestimmt wird.
Der Drehmomentpunkt weist von Kupplung zu Kupplung individuelle Unterschiede und Abweichungen auf und kann nicht einheitlich bestimmt werden. Wie sich 3 entnehmen lässt, kommt es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel selbst bei Zuführung desselben Tastverhältnisimpulses in beinahe allen Fällen zu Abweichungen, wie dies durch den Pfeil im Kupplungs-Drehmomentkapazitäts-Liniendiagramm gezeigt ist. Der Drehmomentpunkt muss daher für jede Kupplung bzw. für jedes Fahrzeug gelernt werden. Bei der Steuerung einer herkömmlichen Trockenreibungskupplung ist es möglich, den Drehmomentpunkt gemäß dem Kupplungsweg dieser Kupplung zu bestimmen. Bei einer Mehrscheiben-Nasskupplung lässt sich dieses Verfahren jedoch nicht einsetzen, da das Konzept des Kupplungswegs bei einer Mehrplatten-Nasskupplung, wie sie bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, überhaupt nicht existiert.
Daher wird bei der vorliegenden Erfindung der Wert des Tastverhältnisses des von der ECU 16 ausgegebenen Tastverhältnis-Impulses selbst als gelernter Drehmomentpunktwert herangezogen. Dies wird im folgenden genauer erläutert.
5 ist ein Zeitdiagramm, das den Inhalt der Steuerung des Lernens des Drehmomentpunktes gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergibt, wobei (a) den von der ECU 16 ausgegebenen Tastverhältnis-Impuls zeigt, (b) die Änderung des zugehörigen Tastverhältnisses D wiedergibt, (c) zum besseren Verständnis einen virtuellen Kupplungshub der Mehrplatten-Nasskupplung 3 anzeigt und (d) die Änderungen der Drehzahl des Motors E (Motordrehzahl Ne) und der Drehzahl der Turbine 5 (Turbinendrehzahl Nt) wiedergibt. Wie sich (a) entnehmen lässt, ist der Zeitzyklus der Steuerung des Drehmomentpunktlernens Δt, wobei bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gilt Δt = 20 (ms).
Zunächst sei angenommen, dass zum Zeitpunkt t1 eine vorgeschriebene Lernbedingung erfüllt ist. Hier beträgt das Tastverhältnis D = 100 (%), und die Kupplung ist vollständig auskuppelt. Daher dreht sich die Turbine 5 mit der Pumpe 4, und die Turbinendrehzahl Nt stimmt mit der Motordrehzahl Ne überein. Danach wird das Lernen begonnen, wenn eine vorgeschriebene Startbedingung des Lernens zum Zeitpunkt t2 erfüllt ist. Anfänglich wird das Tastverhältnis D relativ weit zur Kupplungsseite hin abgesenkt, um ein Start-Tastverhältnis D0 = 60 (%) zu erhalten. Dies geschieht, um die Lernperiode zu verkürzen. Selbstverständlich wird der Wert des Start-Tastverhältnisses D0 so festgelegt, dass die Kupplung selbst bei Abweichungen keinesfalls den Soll-Drehmomentpunkt erreicht, wobei er jedoch so gewählt wird, dass er dem Drehmomentpunkt so nahe wie möglich kommt. Anders gesagt, könnte D = 100 bis 60 (%) als ein unwirksamer Bereich (Spielraum) der Kupplung bezeichnet werden, wobei das Ziel hier darin besteht, diesen unwirksamen Bereich auf einmal zu kuppeln, um die Lernzeit zu verkürzen.
Gemäß 3 bleibt die Drehmomentkapazität bei 0, wenn das Tastverhältnis D sich von 100 (%) auf 60 (%) bewegt. Es ist daher sinnvoll, diese Art eines unwirksamen Bereichs auf einmal zu kuppeln. Das Start-Tastverhältnis D0 wird basierend auf experimentellen Daten vorab festgelegt, wie dies in 3 gezeigt ist.
Nachdem das Einkuppeln bis zu einem Punkt nahe dem Drehmomentpunkt beendet wurde, wird die Einkuppelgeschwindigkeit extrem verringert, indem eine geringe Einkupplungsbreite pro Zyklus festgelegt wird. Mit anderen Worten wird, wie in 5 gezeigt ist, die Verringerung des Tastverhältnisses pro Zyklus als das Schritt-Tastverhältnis Ds (0,048 (%) beim vorliegenden Ausführungsbeispiel) angegeben, und das Tastverhältnis D wird um jeweils ein Ds für jede durchgeführte Steuerung verringert. Das Tastverhältnis D einer jeden durchgeführten Steuerung ist ein Wert, der sich ergibt, wenn das Schritt-Tastverhältnis Ds von dem vorherigen Wert abgezogen wurde, und wird als Tastverhältnis Dk für ein graduelles Einkuppeln angegeben.
Wie oben beschrieben wurde, sinkt durch das graduelle Einkuppeln der Kupplung die Turbinendrehzahl Nt gegenüber der Motordrehzahl Ne ab. Das heißt, dass die Ausgangsseite mit der Bremse in einem Zustand angehalten wird, in dem ein Gang des Getriebes eingesetzt wird, wobei sich die Ausgangsseite der Kupplung dann nicht drehen kann. Im Gegensatz hierzu wird die Pumpe 4 weiterhin von dem Motor E angetrieben. Wenn daher die Kupplung weiter eingekuppelt wird, versucht die Eingangsseite der Kupplung, d.h. die Turbine 5, anzuhalten und verringert graduell ihre Drehzahl, und gleichzeitig nimmt der Schlupf zwischen der Pumpe 4 und der Turbine 5 graduell zu, und die Turbinendrehzahl Nt nimmt graduell gegenüber der Motordrehzahl Ne ab.
Wenn die Differenz ΔN = Ne – Nt dieser Drehzahlen einen vorgeschriebenen Wert Nm erreicht, wird daher das Tastverhältnis D zu diesem Zeitpunkt von der ECU 16 als Drehmomentpunkt-Lernwert Dm gelernt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist Nm gleich 300 U/min. Wenn, genauer gesagt, die Differenz ΔN = Ne – Nt der durch den Motordrehzahlsensor 18 erfassten Motordrehzahl Ne und der durch den Turbinendrehzahlsensor 19 erfassten Turbinendrehzahl Nt während des Prozesses des langsamen Einkuppelns der Kupplung durch die ECU 16 durch eine Verringerung des Tastverhältnisses D um jeweils ein Schritt-Tastverhältnis Ds einen festgelegten Wert Nm erreicht oder diesen übersteigt, so wird der Wert des Tastverhältnisses D des zu diesem Zeitpunkt von der ECU 16 selbst ausgegebenen Tastverhältnisimpulses in dem Speicher der ECU 16 als Drehmomentpunkt-Lernwert Dm gespeichert.
Das Lernen ist im wesentlichen nach dem Speichern eines solchen Drehmomentpunkt-Lernwertes Dm abgeschlossen und die gesamte Lernsteuerung (Lernmodus) wird beendet, wenn danach die Kupplung vollständig auskuppelt wird.
Wenn davon ausgegangen wird, dass, wie in 3 gezeigt ist, die Drehzahldifferenz ΔN bei einem Tastverhältnis von beispielsweise D = 50 (%) zum ersten Mal einen vorgeschriebenen Wert Nm erreicht oder übersteigt, während die Drehmomentkapazität der Kupplung 3 zu diesem Zeitpunkt Tcm = ungefähr 200 (Nm) beträgt, so handelt es sich hierbei um den Drehmomentpunkt. Da die Drehmomentkapazität und die Drehzahldifferenz ΔN eine eindeutige Beziehung aufweisen, selbst wenn das Liniendiagramm der Drehmomentkapazität infolge von Varianzen der Kupplung oder dergleichen abweicht, kann ein Punkt ermittelt werden, der dieselbe Drehmomentkapazität Tcm zeigt, solange ein Tastverhältnis D erfasst wird, welches denselben Drehzahlunterschied Nm aufweist. Unabhängig von den individuellen Unterschieden der Kupplung kann immer ein festgelegter Drehmomentpunkt erfasst und gelernt werden.
Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Drehmomentpunkt selbst bei einer Mehrplatten-Nasskupplung in geeigneter Weise gelernt und dann in verschiedenen Kupplungssteuerungen verwendet werden, beispielsweise zum Umschalten der Einkupplungsgeschwindigkeit bei genauer Kenntnis des Drehmomentpunktes, welcher von Kupplung zu Kupplung unterschiedlich ist. Durch das Absorbieren der Abweichungen und individuellen Unterschiede der Kupplungen oder deren Steuervorrichtungen kann die Mehrplatten-Nasskupplung im übrigen in einem jeden Fahrzeug mit dem gleichen Gefühl eingekuppelt werden.
Darüber hinaus wird dieses Lernen durchgeführt, nachdem eine vorgeschriebene Zeit vergangen ist, seit erfasst wurde, dass die Drehzahldifferenz ΔN einen vorgeschriebenen Wert Nm erreicht oder überschritten hat. Anders gesagt, gibt es Fälle, bei denen eine Erfassung von ΔN ≥ Nm auf Störungen oder dergleichen zurückzuführen ist, wobei dann unmittelbar nach dem Erfassen ein unzutreffender Lernwert gelernt würde, was die nachfolgende Kupplungssteuerung behindern würde.
Wenn ΔN ≥ Nm selbst nach dem Abwarten einer vorgeschriebenen Zeit nach der Erfassung immer noch erfüllt ist, wird daher diese Angabe als korrekt angesehen, und das Lernen wird durchgeführt. Hierdurch lässt sich ein äußerst zuverlässiger und genauer Lernwert speichern.
Genauer gesagt wird, wie in 6 gezeigt ist, von dem Zeitpunkt an, an dem ΔN ≥ Nm erfasst wurde, unter Beibehaltung des Wertes des Tastverhältnisses D zu diesem Zeitpunkt das Verstreichen einer vorgeschriebenen Wartezeit Δt1 = 1 (Sekunde) abgewartet, die länger als ein herkömmlicher Steuerzyklus Δt = 20 (ms) ist, und wenn ΔN ≥ Nm nach dem Verstreichen der Wartezeit Δt1 immer noch erfüllt ist, wird der beibehaltene Wert des Tastverhältnisses als Lernwert Dm gespeichert. Bei dem vorliegenden Verfahren wird das Lernen durchgeführt, wenn ΔN ≥ Nm zu Beginn und am Ende der Wartezeit Δt1 erfüllt ist. Alternativ gibt es ein Verfahren, bei dem das Lernen durchgeführt wird, wenn ΔN ≥ Nm während der Wartezeit Δt1 fortwährend erfüllt ist. In beiden Fällen wird das Lernen durchgeführt, nachdem eine vorgeschriebene Zeit Δt1, welche länger als ein vorgeschriebener Zyklus Δt ist, abgelaufen ist, nachdem erfasst wurde, dass die Turbinendrehzahl Nt gegenüber der Motordrehzahl Ne um eine vorgeschriebene Drehzahl Nm abgefallen ist. Übrigens dient hier die Wartezeit Δt1 = 1 (Sekunde) als Beispiel und die Länge der Wartezeit kann auch in geeigneter Weise verändert werden.
Darüber hinaus wird vorzugsweise, wie in 6 gezeigt ist, nach der Ausgabe des Start-Tastverhältnisses D0 dieses Start-Tastverhältnis D0 für eine vorgeschriebene Zeit Δt2 = 0,5 Sekunden beibehalten, und die Ausgabe des graduellen Einkupplungs-Tastverhältnisses D1 wird begonnen, nachdem diese Zeit Δt2 verstrichen ist. Das heißt, dass mit der Ausgabe des Start-Tastverhältnisses D1 begonnen wird, nachdem eine vorgeschriebene Zeit Δt2 nach der Ausgabe des Start-Tastverhältnisses D0 abgewartet wurde.
Wie oben beschrieben wurde, wird selbst bei einer Ausgabe des Start-Tastverhältnisses D0 das Pressen der Kupplungsplatte nicht begonnen, bis der Kupplungskolben einen kleinen Weg (ungefähr 2 mm) im Bereich des Spiels zurücklegt, und daher wird etwas Zeit benötigt, um einen Einkupplungs- oder Verbindungszustand zu erreichen, der dem Start-Tastverhältnis D0 entspricht. Hingegen kann ein Einkupplungszustand, der mit dem Start-Tastverhältnis D0 vergleichbar ist, nicht innerhalb einer kurzen Zeit von Δt = 20 (ms) erreicht werden. Da diese Art von Ansprechverzögerung auftritt, wird die Abweichung des Ansprech-Verzögerungsanteils während des graduellen Einkuppelns ständig weitergetragen, wenn die Ausgabe des graduellen Tastverhältnisses (der nachfolgenden Steuerung) unmittelbar nach der Ausgabe des Start-Tastverhältnisses beginnt, und es besteht die Möglichkeit, dass bei einem solchen Lernen an Stelle des wahren Drehmomentpunktes ein Wert gelernt wird, der weiter auf der Einkupplungs-Seite liegt. Dies führt zu dem Problem, dass der Einkupplungsruck groß wird, da der Lernwert, welcher in Richtung auf die Einkupplungs-Seite abweicht, auch bei einer Standard-Einkupplungssteuerung verwendet wird.
Durch das Beibehalten des Start-Tastverhältnisses D0 nach der Ausgabe desselben und dem Beginn der Ausgabe des Tastverhältnisses Dk für das graduelle Einkuppeln nach dem Verstreichen einer vorgeschriebenen Zeit Δt2 = 0,5 (Sekunden), die länger als ein Steuerzyklus Δt = 20 (ms) ist, wird der anfängliche Kupplungshub des Kupplungskolbens innerhalb dieser Zeit Δt2 abgeschlossen und das graduelle Einkuppeln der Kupplung kann nach dem Erreichen des Kupplungszustandes, der mit dem Startwert D0 vergleichbar ist, begonnen werden. Somit lässt sich die Ansprechverzögerung absorbieren, ein akkurater Lernwert, der dem wahren Drehmomentpunkt entspricht, kann gelernt werden, und ein großer Einkupplungsruck kann sogar bei einer gewöhnlichen Einkupplungssteuerung verhindert werden. Die Zeit Δt2 = 0,5 (Sekunden) dient hier im übrigen als Beispiel und lässt sich auf geeignete Weise verändern.
Da gemäß dem beschriebenen vorliegenden Lernverfahren das Lernen durchgeführt wird, nachdem eine vorgeschriebene Zeit verstrichen ist, nachdem erfasst wurde, dass die Turbinendrehzahl gegenüber der Motordrehzahl um eine vorgeschriebene Drehzahl abgenommen hat, kann ein genauer Drehmomentpunkt gelernt werden, wodurch sich die Zuverlässigkeit erhöht.
Da ferner die Ausgabe des Tastverhältnisses für das graduelle Einkuppeln begonnen wird, nachdem eine vorgeschriebene Zeit nach der Ausgabe des Start-Tastverhältnisses verstrichen ist, kann die Ansprechverzögerung während des Einkuppelns der Kupplung absorbiert werden, ein genauer Lernwert, der dem tatsächlichen Drehmomentpunkt entspricht, kann gelernt werden und ein großer Einkupplungsruck kann selbst bei einer gewöhnlichen Einkupplungs-Steuerung verhindert werden.
Im übrigen erfolgt die Einkupplungs-Steuerung nach dem Lernen des Drehmomentpunktes in der folgenden Weise. In einem Zustand, bei dem die Kupplung bei einem Tastverhältnis D = 100 (%) auskuppelt ist, wird mit anderen Worten dem Kupplungs-Magnetventil CSV zuerst ein Tastverhältnis mit einem Wert (großem Wert) zugeführt, der relativ zum gelernten Drehmomentpunkt-Wert Dm ein wenig auf der Auskupplungsseite liegt. Dies wird als eine Einzeleinkupplungs-Steuerung bezeichnet. Die unwirksamen Bereiche der Kupplung werden dadurch schnell eingerückt, wodurch sich die Kupplungszeit verkürzen lässt. In diesem Zustand werden, vorzugsweise nach dem Abwarten einer vorgeschriebenen Zeit, von dem Tastverhältnis kleine Schritt-Tastverhältnisse subtrahiert. Dies führt dazu, dass die Kupplung graduell eingekuppelt wird, wodurch sich der Einkupplungsruck verhindern lässt.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf 8 die Inhalte der Steuerung des Lernens des Drehmomentpunktes im Detail beschrieben. 8 ist ein Bedingungs-Veränderungs-Diagramm, das die Veränderung der Kupplungs-Steuerphase zeigt.
Das Lernen des Drehmomentpunktes kann beliebig entsprechend der Absicht des Fahrers durchgeführt werden. Wenn der Fahrer wünscht, solch ein Lernen durchzuführen, schaltet er zuerst den Schalthebel in den Leerlauf (N). Da bei der vorliegenden Vorrichtung die Kupplung ausgekuppelt wird, wenn sich während einer Standardsteuerung die Kupplung im Leerlauf befindet, und eingekuppelt wird, wenn ein Gang eingelegt wird, wird die Kupplung automatisch durch das Schalten des Schalthebels in N ausgekuppelt.
Dieser Zustand wird als Phase der vollständigen Auskupplung 101 der Kupplung bezeichnet, wie dies in 8 gezeigt ist. Anders gesagt, wird zu diesem Zeitpunkt ein Tastverhältnis D0 = 100 (%) von der ECU 16 ausgegeben, wodurch die Kupplung vollständig auskuppelt wird.
Wenn aus diesem Zustand heraus eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt ist, tritt als nächstes die Routine in den Lernmodus ein und geht zur Phase des Lernens 102 im vollständig ausgekuppelten Zustand über. Die Übergangsbedingung T1 zu diesem Zeitpunkt erfüllt die folgenden Bedingungen:

(1) angehaltenes Fahrzeug (Fahrzeuggeschwindigkeit gleich 0 km/h);
(2) Getriebe T/M im Leerlauf;
(3) der Motor E befindet sich in der Nähe einer Leerlaufdrehzahl (Ne = 300 bis 800 U/min, die Leerlaufdrehzahl beim vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt bei 600 U/min);
(4) die Feststellbremse wird betätigt;
(5) die Fußbremse wird betätigt; und während der vorhergehende Zustand beibehalten wird,
(6) wird der HSA-Schalter 26 eingeschaltet.

In dieser Phase ist die Kupplung im übrigen vollständig ausgekuppelt, d.h. das Tastverhältnis D = 100 (%) wird fortwährend von der ECU ausgegeben, und der vollständige Auskupplungszustand der Kupplung wird beibehalten. Da gemäß der obi gen Bedingung (5) die Fußbremse betätigt wird, befindet sich darüber hinaus das Gaspedal in einem Freigabezustand, und wenn der Motor nicht extrem schnell im Leerlauf läuft, wird üblicherweise auch Bedingung (3) erfüllt sein. Es können andere Bedingungen auf geeignete Weise zu dieser Übergangsbedingung T1 hinzugefügt werden.
Das Erfüllen der Lern-Bedingung zum Zeitpunkt t1 in 5 und 6 impliziert das Erfüllen der genannten Übergangsbedingung T1. In den 5 und 6 ist die Kupplung nach der Phase der vollständigen Auskupplung 101 vor dem Zeitpunkt t1 vollständig auskuppelt und gemäß der Phase des Lernens 102 im vollständig ausgekuppelten Zustand nach dem Zeitpunkt t1 vollständig auskuppelt.
Daraufhin geht die Routine zur Phase des Lernens 103 bei gradueller Einkupplung über, wenn die Übergangsbedingung T2 dieser Pase des Lernens 102 im vollständig ausgekuppelten Zustand erfüllt ist. Die Übergangsbedingungs-Phase T2 impliziert, dass:

(1) das Getriebe T/M in den zweiten Gang geschaltet wurde.

Wenn der Fahrer das Getriebe aus dem Zustand der vollständig auskuppelten Phase 102 des Lernens in den zweiten Gang schaltet, so geht die Routine, anders gesagt, zur Lernphase 103 beim graduellen Einkuppeln über und das Einkuppeln der Kupplung wird automatisch begonnen. Anders gesagt, ist das Schalten in den zweiten Gang das Signal für den Beginn des Lernens. Im übrigen können bei dieser Übergangsbedingung T2 Bedingungen auf geeignete Weise geändert oder hinzugefügt werden. Der zweite Gang ist als Beispiel zu verstehen, wobei hier ein jeder Gang verwendet werden kann, sofern die Ausgangsseite der Kupplung durch die Bremse angehalten werden kann. Allerdings muss einer der Gänge eingelegt werden. Da das Fahrzeug (ein Lastkraftwagen oder dergleichen) bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel oft im zweiten Gang anfährt, wird hier der zweite Gang beim Lernen verwendet, da dies realistisch ist.
Das Erfüllen der Lernbedingung zum Zeitpunkt t2 in den 5 und 6 impliziert, dass die genannte Übergangsbedingung T2 erfüllt ist. Wie ebenfalls in 5 gezeigt ist, wird die Kupplung in der Phase des Lernens 103 beim graduellen Einkuppeln relativ weit eingerückt, nachdem anfänglich das Start-Tastverhältnis D0 = 60 (%) von der ECU 16 ausgegeben wurde, wobei vorzugsweise, wie ebenfalls in 6 gezeigt ist, das Start-Tastverhältnis D0 = 60 (%) für eine vorgeschriebene Zeit Δt2 = 0,5 (Sekunden) beibehalten, das Tastverhältnis D danach für jede Steuerung jeweils um ein Schritt-Tastverhältnis Ds = 0,048 (%) verringert und die Kupplung hierdurch graduell eingekuppelt wird.
Die Routine geht dann zur Anhaltphase des Lernens 104 über, wenn die Übergangsbedingung T3 aus dieser Phase des Lernens 103 beim graduellen Einkuppeln erfüllt ist. Die Übergangsbedingung T3 impliziert, dass:

(1) die Drehzahldifferenz ΔN = Ne – Nt der Motordrehzahl Ne und der Turbinendrehzahl Nt einen vorgeschriebenen Wert Nm = 300 U/min erreicht oder überschritten hat.

Bei dieser Anhalthase des Lernens 104, wird das Tastverhältnis D, wenn (1) erfüllt ist, für eine vorgeschriebene Zeit (mehrere Zyklen) beibehalten, um die Kupplung in ihrem gegenwärtigen Zustand zu halten. Das Tastverhältnis D zu diesem Zeitpunkt wird temporär in der ECU 16 aufgenommen, und es wird beurteilt, ob dieser Wert ein normaler Wert für einen Lernwert ist, indem vorgeschriebene Bedingungen verglichen werden. Falls es sich um einen normalen Wert handelt, wird dieser Wert neu als neuer Lernwert Dm gelernt. Der alte Lernwert, der zuvor gespeichert wurde, wird zu diesem Zeitpunkt gelöscht.
Darüber hinaus wird vorzugsweise, wie in 6 gezeigt ist, das Tastverhältnis D zu dem Zeitpunkt, an dem (1) erfüllt ist, für die oben genannte Wartezeit Δt1 = 1 (Sekunde) beibehalten, um die Kupplung in dem momentanen Zustand zu halten, es wird bei Verstreichen der Wartezeit Δt1 gleichzeitig nochmals beurteilt, ob die Bedingung (1) erfüllt ist, und wenn sie erfüllt ist, wird der Wert dieses Tastverhältnisses D temporär in die ECU 16 aufgenommen. Dann wird beurteilt, ob dieser Wert ein normaler Wert für den Lernwert ist, indem vorgeschriebene Bedingungen verglichen werden, und wenn der Wert normal ist, wird dieser Wert neu als ein neuer Lernwert Dm gelernt. Der alte Lernwert, der zuvor gespeichert wurde, wird zu diesem Zeitpunkt gelöscht.
Im übrigen können für diese Übergangsbedingung 3 auch andere Bedingungen als die genannten Bedingungen (1) auf geeignete Weise verwendet werden. Wenn der Motor bei einer Leerlaufdrehzahl = 600 (U/min) läuft, kann die Bedingung (1)

(1)' so umformuliert werden, dass die Turbinendrehzahl Nt weniger als 1/2 der Motordrehzahl Ne erreicht hat. Stattdessen kann die Bedingung (1) auch ersetzt werden durch:
(1)'' die Bedingung, dass die Motordrehzahl Ne um eine vorgeschriebene Drehzahl abnimmt.

Der Grund hierfür besteht darin, dass die Motordrehzahl Ne abnimmt, weil es aufgrund der Abnahme der Turbinendrehzahl Nt zu einem Motorschleppen kommt, wobei der Drehmoment-Lernpunkt durch das Beobachten des Ausmaßes der Abnahme der Motordrehzahl Ne bestimmt werden kann. Die Verringerung der Motordrehzahl Ne wird beispielsweise auf 50 (U/min) eingestellt.
Als nächstes geht die Routine zur Abschlussphase des Lernens 105 über, wenn die Übergangsbedingung T4 aus dieser Anhaltphase des Lernens 104 erfüllt wird. Die Übergangsbedingungsphase T4 impliziert, dass:

(1) zusätzlich zu der Bedingung einer normalen Beendigung des Lernens des Drehmomentpunkt-Lernwerts Dm, eine oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt ist bzw. sind:
(2) das Fahrzeug hat begonnen, sich zu bewegen (Fahrzeuggeschwindigkeit ≠ 0 km pro Stunde);
(3) der Knauf-Schalter des ersten, dritten oder fünften Ganges ist eingeschaltet;
(4) die Motordrehzahl hat sich der Leerlaufdrehzahl angenähert (Ne < 300 U/min oder > 800 U/min);
(5) die Feststellbremse wird nicht mehr betätigt; oder
(6) die Fußbremse wird nicht mehr betätigt.

Die Bedingungen (2) bis (6) implizieren insbesondere, dass keine geeignete Situation zur Durchführung des Lernens vorliegt, und die Routine geht zu dem Zeitpunkt zur Abschlussphase des Lernens 105 über, an dem die Bedingungen der Phase des Lernens 102 im vollständig ausgekuppelten Zustand und der Phase des Lernens 103 beim graduellen Einkuppeln erfüllt sind. Anders ausgedrückt, sind die Übergangsbedingungen T6 und T5 von der Phase des Lernens 102 im vollständig ausgekuppelten Zustand und der Phase des Lernens 103 beim graduellen Einkuppeln bis zur Abschlussphase des Lernens 105 gleich T4. Einige andere Bedingungen sind für die Durchführung des Lernens ebenfalls ungeeignet.
In der Abschlussphase des Lernens 105 wird von der ECU 16 ein Tastverhältnis D = 100 (%) ausgegeben, um die Kupplung vollständig auszukuppeln. Gemäß dieser Ausgabe ist die Übergangsbedingung T7 erfüllt, und die Routine verlässt den Lernmodus und kehrt zur Standardsteuerung zurück und erreicht den Steuerungsanhaltmodus 106. Obwohl die vollständige Auskupplung der Kupplung beibehalten wird, indem das Tastverhältnis auf D = 100 % gehalten wird, ergibt sich beim Steuerungsanhaltmodus 106 ein Zustand, der sich von einer gewöhnlichen Situation unterscheidet, in der der zweite Gang eingelegt, aber die Kupplung ausgerückt ist. Wenn der Fahrer in den Leerlaufgang schaltet, setzt jedoch wieder die normale Steuerung ein.
Oben wurde das Drehmomentpunkt-Lernverfahren im Detail beschrieben und nun werden die Inhalte der Standardkupplungssteuerung und die Korrektur des Steuerwertes basierend auf dem im oben beschriebenen Verfahren gelernten Drehmomentpunktwert erläutert. Die Steuerung ist hierbei im wesentlichen eine offene Steuerung, und die ECU 16 gibt einen Tastverhältnisimpuls gemäß einem vorgeschriebenen festgelegten Programm aus, wie dies in 9 gezeigt ist, und die Kupplung wird in Übereinstimmung hiermit eingekuppelt.
9 ist ein Zeitdiagramm, das die Inhalte der Einkupplungs-Steuerung repräsentiert. Die horizontale Achse gibt die Zeit t und die vertikale Achse gibt das Tastverhältnis D wieder, welches von der ECU 16 ausgegeben wird. Die durchgezogene Linie zeigt ein Liniendiagramm, welches die Basis vor der Korrektur darstellt, und die gestrichelte Linie zeigt ein Liniendiagramm (Nachkorrektur 1, 2) von zwei Mustern nach der Korrektur.
Zunächst wird nun die Standardeinkupplungssteuerung grundlegend erläutert. Das Signal-Einkupplungs-Tastverhältnis, d.h. das Start-Tastverhältnis Dst0, welches anfangs aus dem vollständig auskuppelten Zustand (D = 100 (%)) heraus ausgegeben wird, das End-Tastverhältnis Ded0, welches das Ende der graduellen Einkupplung der Kupplung bestimmt, und ein Schritt-Tastverhältnis Ds0, welches die Verringerungsbreite eines jeden Steuerzyklus darstellt, werden aus einem Verzeichnis ausgewählt, welches vorab in der ECU 16 gespeichert wurde. Das Verzeichnis wird basierend auf Experimenten oder dergleichen vorab bereitgestellt, so dass sich verschiedene optimale Werte, die den Fahrzustand des Fahrzeugs repräsentieren, gewinnen lassen. Ferner ist die Basisbreite des gelernten Drehmoment-Wertes zuvor in der ECU 16 als Dtb gespeichert. Hier gilt Dtb = 53,5 (%).
Bei der Einkupplungs-Steuerung wird in diesem Fall das Start-Tastverhältnis Dst0 anfangs aus einem vollständig auskuppelten Zustand (D = 100 (%)) heraus ausgegeben und nach der Durchführung einer Einzel-Einkupplung wird das Tastverhältnis um jeweils ein Schritt-Tastverhältnis Ds0 verringert, und das Einkuppeln wird in einem halbgekuppelten Zustand durchgeführt. Nach dem Erreichen des End-Tastverhältnisses Ded0 wird D = 0 (%), ausgegeben, um die Kupplung vollständig einzukuppeln.
Darüber hinaus wird vorzugsweise, wie in 10 gezeigt ist, nach dem Einkuppeln der Kupplung (Einzel-Einkupplung) bis zu einem Punkt nahe dem Drehmomentpunkt nach dem anfänglichen Ausgeben des Start-Tastverhältnisses Dst0 aus dem vollständig auskuppelten Zustand (D = 100 %) heraus das Start-Tastverhältnis Dst0 für eine vorgeschriebene Zeit Δt3 beibehalten und um jeweils ein Schritt-Tastverhältnis Ds0 verringert, um in einem halbgekuppelten Zustand das graduelle Einkuppeln durchzuführen. Beim Erreichen des End-Tastverhältnisses Ded0 wird sodann D = 0 (%) ausgegeben, um die Kupplung vollständig einzukuppeln. Wie aus dem Diagramm deutlich wird, ist das Start-Tastverhältnis Dst0 ein Wert, der im Vergleich zu dem Basiswert Dtb des gelernten Drehmomentpunkt-Wertes etwas auf der Auskupplungsseite liegt (ein großer Wert), und die Kupplung wird dadurch sofort bis zu einem Punkt eingekuppelt, der nahe bei dem Drehmomentpunkt liegt.
Entsprechend wie oben beschrieben, ist der Steuerzyklus hier Δt = 20 (ms). Der Verringerungszyklus entsprechend dem Schritt-Tastverhältnis Ds0, d.h. der Verringerungszyklus Δts des Tastverhältnisses Dk für das graduelle Einkuppeln kann dem Steuerzyklus Δt oder einer Mehrzahl von Zyklen (beispielsweise drei Zyklen = 3 Δt) entsprechen. Die Wartezeit Δt3 bei dem Start-Tastverhältnis ist hier, wie auch bei den vorhergehenden Fällen, im Vergleich zu dem Verringerungszyklus Δts länger. Beispielsweise beträgt Δt3 bei einem Hochschalten 0,2 (Sekunden) und 0,5 (Sekunden) bei einem Herunterschalten. Da das graduelle Einkuppeln begonnen wird, nachdem eine ausreichende Wartezeit Δt3 nach der Ausgabe des Start-Tastverhältnisses verstrichen ist, kann die Ansprechverzögerung der Kupplung wie im Falle des Lernens absorbiert werden. Wenn darüber hinaus der Verringerungszyklus Δts des graduellen Tastverhältnisses Dk einer Mehrzahl von Steuerzyklen nΔ (n ist eine ganze Zahl ≥ 2) entspricht, kann der Wert für n aus dem Verzeichnis ausgewählt werden.
Das Schritt-Tastverhältnis Ds0 wird auf einen Wert eingestellt, der größer ist als das Schritt-Tastverhältnis Ds während des Lernens; mit anderen Worten wird das graduelle Einkuppeln der Kupplung während des Lernens langsamer durchgeführt als normal. Normalerweise beträgt die Gesamt-Einkupplungszeit ungefähr 1 bis 3 Sekunden, während hier das Einkuppeln während des Lernens länger, nämlich beispielsweise ungefähr 5 bis 6 Sekunden, benötigt.
Im übrigen wird nach der Durchführung des Drehmomentpunkt-Lernens der gelernte Wert des Drehmomentpunktes auf Dlt1 erneuert, wobei dieser Wert geringer ist als der Basiswert Dtb (Nachkorrektur 1). Sodann werden das Start-Tastverhältnis und das End-Tastverhältnis in der folgenden Weise korrigiert und das Tastverhältnis-Liniendiagramm wird zu dem parallel zur Kupplungsseite hin verschobenen Liniendiagramm, wie dies durch die gestrichelte Nachkorrekturlinie 1 angedeutet ist.
Anders ausgedrückt, werden zuerst vorab die Differenz ΔDse = Dst0 – Ded0 des Start-Tastverhältnisses Dst0 und des End-Tastverhältnisses Ded0 zur Festlegung des Halbkupplungsbereichs und die Differenz A = Dtb – Dlt1 (> 0) des Basiswertes Dtb und des erneuerten Wertes Dlt1 des gelernten Drehmomentpunkt-Wertes berechnet. Dann werden die Nachkorrektur des Anfangs-Tastverhältnisses Dst1 basierend auf der Formel Dst1 = Dst0 – A,und die Nachkorrektur des End-Tastverhältnisses Ded1 basierend auf der Formel Ded1 = Dst1 – ΔDseberechnet.
Zur Einkupplungssteuerung für die Nachkorrektur 1 werden das Start-Tastverhältnis Dst1 und das End-Tastverhältnis Ded1 eingesetzt. Die darauffolgende Einkupplungs-Steuerung verwendet, ähnlich wie oben, den Basiswert des Start-Tastverhältnisses und des End-Tastverhältnisses, welche aus dem Verzeichnis erhal ten werden, für eine jede Steuerung, nachdem diese basierend auf der Differenz A des Basiswertes Dtb und des Erneuerungswertes Dlt1 des gelernten Drehmomentpunktwertes korrigiert wurden.
Die Nachkorrektur 1 ist ein Beispiel, bei dem der Erneuerungswert Dlt1 des gelernten Drehmomentpunkt-Wertes geringer wird als der Basiswert Dtb, während die Nachkorrektur 2 ein Beispiel ist, bei dem der Erneuerungswert D1t2 größer wird als der Basiswert Dtb.
Im Falle dieser Nachkorrektur 2 werden auf ähnliche Weise die Differenz ΔDse = Dst0 – Ded0 des Start-Tastverhältnisses Dst0 und des End-Tastverhältnisses Ded0 und die Differenz B = Dtb – Dlt2 (< 0) des Basiswertes Dtb und des Erneuerungswertes D1t2 des gelernten Drehmomentpunkt-Wertes berechnet. Dann werden die Nachkorrektur des Start-Tastverhältnisses basierend auf der Formel Dst2 = Dst0 – B,und die Nachkorrektur des End-Tastverhältnisses basierend auf der Formel Ded2 = Dst2 – ΔDseberechnet.
Die Einkupplungs-Steuerung der Nachkorrektur 2 erfolgt unter Verwendung des Start-Tastverhältnisses Dst2 und des End-Tastverhältnisses Ded2. Die nachfolgende Einkupplungssteuerung verwendet ebenfalls den Basiswert des Start-Tastverhältnisses und des End-Tastverhältnisses, welche für jede Steuerung aus dem Verzeichnis entnommen werden, nachdem dieses basierend auf der Differenz B des Basiswertes Dtb und des Erneuerungswertes Dlt2 des gelernten Drehmomentpunkt-Wertes korrigiert wurden.
Die Ausführungsbeispiele sind im übrigen nicht auf die genannten Ausführungsbeispiele beschränkt. Zum Beispiel gibt es als Lernverfahren im Gegensatz zu dem Verfahren des graduellen Einkuppelns der Kupplung, wie es in 5 und 6 gezeigt ist, auch ein Verfahren zum graduellen Auskuppeln der Kupplung. In diesem Fall wird, wie in 7 gezeigt ist, die Kupplung simultan (Zeit t2) mit der Erfüllung der Bedingung für den Beginn des Lernens vollständig eingekuppelt, und nachdem die Kupplung nach Ausgabe eines Start-Verhältnisses D0 (z.B. 40 %) weit ausgerückt wurde, wird die Kupplung bei einem Erhöhen des Tastverhältnisses D um jeweils ein Schritt-Tastverhältnis Ds graduell ausgekuppelt. Wenn die Differenz N zwischen der Motordrehzahl Ne und der Turbinendrehzahl Nt einen vorgeschriebenen Wert Nm erreicht oder darunter abfällt, lernt die ECU 16 den Wert des Tast-Verhältnisses an dem betreffenden Zeitpunkt als den gelernten Drehmomentpunkt-Wert Dm.
Vorzugsweise wird, ähnlich wie oben, die Wartezeit an dem Zeitpunkt, zu dem das Start-Tastverhältnis D0 ausgegeben wird, auf Δt2 gesetzt, und wenn die Differenz N der Motordrehzahl Ne und der Turbinendrehzahl Nt einen vorgeschriebenen Wert Nm erreicht oder darunter fällt, so wird, ähnlich wie oben, die Wartezeit auf Δt1 gesetzt.
Im folgenden wird ein weiterer Modus der Standard-Einkupplungs-Steuerung unter Bezugnahme auf die 11 und 13 erläutert. Die Steuerung ist hier ebenfalls eine offene Steuerung, und die ECU 16 gibt einen Tastverhältnisimpuls in Übereinstimmung mit einem vorgeschriebenen festgelegten Programm aus, wie dies in 11 gezeigt ist, und die Kupplung wird dementsprechend eingekuppelt.
In 11 gibt die horizontale Achse die Zeit t und die vertikale Achse das Tastverhältnis D wieder, das von der ECU 16 ausgegeben wird. Die Steuerung wird in jedem vorgeschriebenen Steuerzyklus Δt = 20 ms ausgeführt. Hier wird von einem Fall eines sogenannten Garagenschaltens nach dem Starten des Fahrzeugs ausgegangen, d.h. einem Zustand, bei dem Fahrer den Schalthebel von dem Leerlauf in den Startgang schaltet, während die Bremse in Gebrauch ist und sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet, wobei durch das Einkuppeln der Kupplung ein Kriechen er zeugt wird. In 13 gibt die horizontale Achse die Zeit t und die vertikale Achse die Drehzahl wieder, während die Motordrehzahl Ne mit einer durchgezogenen Linie und die Kupplungsdrehzahl Nt durch eine strichpunktierten Linie dargestellt ist. Die Motordrehzahl Ne liegt konstant bei einer Leerlaufdrehzahl = 600 U/min, und da der Leerlaufgang eingelegt und die Kupplung während des Anfangszustandes vollständig auskuppelt ist, drehen sich die Pumpe und die Turbine der Flüssigkeitskupplung gemeinsam, und die Kupplungsdrehzahl Nt stimmt mit der Motordrehzahl Ne überein.
Wie sich der 11 entnehmen lässt, ist das Einlegen des Ganges zum Zeitpunkt t0 beendet und ein Gang-Einlegungssignal wird von dem Gangpositionssensor 24 an die ECU 16 gesendet. Dann wird zunächst ein einer Einzel-Einkupplung entsprechendes Tastverhältnis, d.h. das Start-Tastverhältnis Dst von der ECU 16 in einem vollständig auskuppelten Zustand (D = 100 (%)) ausgegeben und hierdurch eine Einzel-Einkupplungssteuerung durchgeführt. Das Start-Tastverhältnis Dst wird konstant so festgelegt, dass die Erzeugung eines übermäßigen Einkupplungsruckes in Anbetracht der Tatsache, dass die Kupplung weitgehend bis zu einem Punkt in der Nähe des Drehmomentpunktes eingekuppelt wird, und unter Berücksichtigung der Abweichungen im Drehmomentpunkt, verhindert wird. Selbst wenn in dem Beispiel von 11 der optimale Wert des Start-Tastverhältnisses, von beispielsweise Dst2', aufgrund von Störungen, wie etwa individuellen Unterschieden der Kupplung, Fahrbedingungen, einer Änderung der Eigenschaften mit der Zeit und dergleichen, zur äußersten Auskupplungsseite hin abweicht, wird das Start-Tastverhältnis Ds aufgrund von Erfahrungen oder durch Experimente so bestimmt, dass es solch einem abweichenden Wert entspricht oder darüber liegt. Darüber hinaus ist das Start-Tastverhältnis Ds außerdem ein Wert, der in der Nähe des gelernten Drehmomentpunkt-Wertes D1t liegt oder sich diesem annähert. Bei der vorliegenden Erfindung gilt Dst = 60 %. Somit kann bei der vorliegenden Erfindung ein Einzel-Einkuppeln bis zu einer Position ausgeführt werden, die im Vergleich zu früheren Erfindungen weiter von dem Drehmomentpunkt entfernt liegt.
Nachdem das Start-Tastverhältnis Dst ausgegeben wurde, wird dieses Start-Tastverhältnis Dst im übrigen für eine vorgeschriebene Zeit Δt3 (0,2 (Sekunden) während eines Heraufschaltens und 0,5 (Sekunden) während eines Herunterschaltens bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) beibehalten, und die Ausgabe des ersten graduellen Einkuppelns Dk1 wird nach dem Verstreichen dieser Zeit Δt3 begonnen. Der Grund für das Abwarten des Verstreichens der vorgeschriebenen Zeit Δt3 liegt darin, dass, wie oben beschrieben wurde, selbst nach der Ausgabe des Start-Tastverhältnisses Dst das Pressen der Kupplungsplatte nicht beginnt, bis der Kupplungskolben einen kleinen Kupplungsweg (von ungefähr 2 mm) im Spielbereich zurückgelegt hat, wodurch es zu einer Ansprechverzögerung kommt, bei der sich ein dem Start-Tastverhältnis Dst entsprechender Kupplungszustand nicht unmittelbar herstellen lässt. Durch das Abwarten des genannten Zeitraums Δt1 kann die Ansprechverzögerung absorbiert und die darauffolgende Steuerung zur graduellen Einkupplung wie beabsichtigt durchgeführt werden.
Die Ausgabe des ersten Tastverhältnisses Dk1 für das graduelle Einkuppeln beginnt zur einem Zeitpunkt t1 nach dem Verstreichen der Zeit Δt3. Das erste Tastverhältnis Dk1 für das graduelle Einkuppeln ist ein Tastverhältnis, bei dem die Kupplung graduell mit einer relativ hohen Geschwindigkeit eingekuppelt wird, und stellt einen Wert dar, den man erhält, indem von dem vorhergehenden Tastverhältniswert das erste Schritt-Tastverhältnis Ds1 abgezogen wird. Anders gesagt, wird das erste Schritt-Tastverhältnis Ds1 auf einen relativ großen Wert gesetzt, wobei es hier 0,4 % beträgt. Hier wird nun, wie oben beschrieben wurde, das Tastverhältnis immer um jeweils ein Schritt-Tastverhältnis Ds1 verringert, um ein erstes graduelles Einkuppeln mit einer Geschwindigkeit durchzuführen, die höher ist, als bei dem graduellen Einkuppeln bei früheren Erfindungen. Ferner entspricht der Verringerungszyklus Δtk1 des Tastverhältnisses Dk1 für das graduelle Einkuppeln zwar bei der vorliegenden Erfindung einem Steuerzyklus Δt; er kann aber auch beispielsweise einer Mehrzahl von Steuerzyklen nΔt entsprechen.
Wenn diese Art eines schnellen graduellen Einkuppelns durchgeführt wird, fällt die Turbinendrehzahl Nt schließlich gegenüber der Motordrehzahl Ne ab, wie dies in 13 dargestellt ist. Wenn diese Abnahme oder die Drehzahldifferenz einen vorgeschriebenen Wert Nk erreicht oder übersteigt, so wird die Geschwindigkeit des graduellen Einkuppelns zu diesem Zeitpunkt t2 auf eine geringere Geschwindigkeit umgeschaltet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist Nk = 200 U/min.
Wie in 11 gezeigt ist, beginnt die Ausgabe des zweiten graduellen Einkupplungs-Tastverhältnisses Dk2 zum Zeitpunkt t2. Das zweite graduelle Einkupplungs-Tastverhältnis Dk2 ist ein Tastverhältnis, bei dem die Kupplung graduell mit einer relativ geringen Geschwindigkeit eingekuppelt wird, und stellt einen Wert dar, den man erhält, indem von dem vorhergehenden Wert des Tastverhältnisses das zweite Schritt-Tastverhältnis Ds2 abgezogen wird. Das zweite Schritt-Tastverhältnis Ds2 wird auf einen relativ geringen Wert gesetzt, der hier 0,02 % beträgt. Hier wird, wie oben beschrieben wurde, das Tastverhältnis wiederum immer um jeweils ein Schritt-Tastverhältnis Ds2 verringert, um ein zweites graduelles Einkuppeln mit der gleichen Geschwindigkeit wie bei dem graduellen Einkuppeln früherer Erfindungen durchzuführen. Im übrigen entspricht bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Verringerungszyklus Δtk2 des graduellen Einkupplungs-Tastverhältnisses Dk2 zwar einem Steuerzyklus Δt; er kann aber auch mehreren Steuerzyklen nΔt entsprechen.
Nach dieser Art eines langsamen graduellen Einkuppelns nimmt die Turbinendrehzahl Nt, wie in 13 gezeigt ist, weiter gegenüber der Motordrehzahl Ne ab. Wenn die Drehzahldifferenz ΔN = Ne – Nt nun den Wert Nke (300 U/min beim vorliegenden Ausführungsbeispiel) erreicht oder übersteigt (Zeit t3), wird das Tastverhältnis Dc = 0 % eines vollständigen Einkuppelns von diesem Zeitpunkt an ausgegeben, und die Kupplung wird auf einmal vollständig eingekuppelt. Wie in 6 gezeigt ist, sinkt auch die Turbinendrehzahl Nt ebenfalls auf 0, wodurch ein Start-Bereitschafts-Kriechen dadurch erzeugt wird.
Bei dem vorliegenden Steuerverfahren kommt es aufgrund der Bestimmung des Start-Tastverhältnisses Dst in der oben beschrieben Weise demnach nicht zu einem übermäßigen Einkupplungsruck durch das Einzel-Einkuppeln, selbst wenn der optimale Wert des Start-Tastverhältnisses infolge von Störungen aufgrund von individuellen Unterschieden und dergleichen in Richtung auf die äußerste Auskupplungsseite hin abweicht. Da ein schnelles graduelles Einkuppeln durchgeführt wird, ist es außerdem möglich, unmittelbar zum Niveau früherer Erfindungen aufzuschließen, selbst wenn das Einzel-Einkuppeln an einer Position beendet wird, welche vom Drehmomentpunkt weiter entfernt ist als bei früheren Erfindungen, wodurch sich eine Zeitverzögerung vermeiden lässt. Ein Einkupplungsruck tritt hier selbst beim Durchführen dieser Art eines schnellen graduellen Einkuppelns nicht auf. Der Grund dafür besteht darin, dass das schnelle graduelle Einkuppeln nur bis zu der Stufe durchgeführt wird, in der zum ersten Mal eine Verbindung hergestellt wird. Innerhalb des Bereiches, in dem die Differenz zwischen der Motordrehzahl Ne und der Turbinendrehzahl Nt Nke = 300 U/min oder kleiner ist, bewirkt selbst ein etwas schnelles Einkuppeln keinen für den Fahrer spürbaren Ruck. Dies bedeutet, dass das Problem des Einkupplungsrucks ebenfalls überwunden wurde. Nach der Beendigung dieses schnellen graduellen Einkuppelns wird, wie bei der früheren Erfindung, ein langsames graduelles Einkuppeln durchgeführt, und die Kupplung kann sanft eingekuppelt werden, während ein Einkupplungsruck verhindert wird.
Somit kann gemäß dem Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung eine Redundanz beibehalten werden, und eine erfolgreiche Kombination aus der Zeitverzögerung und dem Ruck zum Zeitpunkt des Einkuppelns der Kupplung lässt sich selbst dann ermitteln, wenn der optimale Wert des Start-Tastverhältnisses infolge von Störungen variiert oder abweicht. Insbesondere wenn das Fahrzeug beginnt, sich zu bewegen, können der Garagenruck und eine Zeitverzögerung effektiv verhindert werden, wodurch ein sanfter Start ermöglicht wird.
Als nächstes werden die Inhalte der Kupplungssteuerung unter Bezugnahme auf das in 12 gezeigte Ablaufdiagramm erläutert.
Der entsprechende Ablauf beginnt, wenn ein Gangeinlegungssignal in die ECU 16 eingegeben wird. Zuerst wird im Schritt 101 das Tastverhältnis D, welches von der ECU 16 ausgegeben wird, als Start-Tastverhältnis Dst = 60 % angegeben. Danach wird zwar das Verstreichen einer vorgeschriebenen Zeit Δt3 abgewartet; dieser Punkt ist in dem dargestellten Ablaufdiagramm allerdings nicht wiedergegeben. Daraufhin wird im Schritt 102 beurteilt, ob die Differenz ΔN der Motordrehzahl Ne und der Turbinendrehzahl Nt (= Ne – Nt) dem vorgeschriebenen Wert = 200 U/min entspricht oder darüber liegt. Da dies in der Anfangsphase nicht der Fall sein wird, geht die Routine zum Schritt 103 über, und das Tastverhältnis D, das zu dieser Zeit ausgegeben wird, wird als ein Wert angegeben, bei dem von dem vorhergehenden Wert das erste Schritt-Tastverhältnis Ds1 = 0,4 % abgezogen wurde (D – Ds1). Schließlich ist im Schritt 102 die Bedingung ΔN ≥ Nk erfüllt. Die Routine geht nun zum Schritt 104 über, in dem beurteilt wird, ob die Drehzahl ΔN Nke = 300 U/min erreicht oder überschritten hat oder ob die Turbinendrehzahl Nt Ntke = 200 U/min erreicht hat oder darunter gefallen ist. Anders gesagt, wird zusätzlich zu der vorhergehenden Bedingung ΔN ≥ Nke die graduelle Einkupplungsgeschwindigkeit auf eine geringere Geschwindigkeit umgeschaltet, wenn die Bedingung Nt ≥ Ntke erfüllt ist. Der Grund hierfür liegt darin, dass es Fälle gibt, bei denen die Turbinendrehzahl Nt geringer wird als Ntke, bevor die Drehzahl ΔN Nke übersteigt, etwa wenn die Motordrehzahl geringer ist als eine Standard-Leerlaufdrehzahl. Da keine dieser Bedingungen in der Anfangsphase erfüllt sein wird, geht die Routine nun zum Schritt 105 über und das Tastverhältnis D, welches zu dieser Zeit ausgegeben wird, ist ein Wert, bei dem von dem vorhergehenden Wert das zweite Schritt-Tastverhältnis Ds2 = 0,02 % abgezogen wurde. Schließlich ist im Schritt 104 die Bedingung ΔN ≥ Nke oder Nt ≥ Ntke erfüllt. Die Routine geht nun zum Schritt 106 über und das auszugebende Tastverhältnis D ist das Tastverhältnis des Abschlusses des Einkuppelns Dc = 0 %, womit der Ablauf endet.
Ein jeder der vorhergehenden numerischen Werte kann in geeigneter Weise geändert werden. Darüber hinaus muss die Kupplung nicht notwendigerweise aus einem vollständig auskuppelten Zustand heraus eingekuppelt werden, wobei die vorliegende Erfindung auch in diesem Fall eingesetzt werden kann.
Verschiedene andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können erwogen werden. Obwohl die Nassreibungskupplung, auf die in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wurde, bei den genannten Ausführungsbeispielen eine Mehrplatten-Kupplung war, kann diese z.B. auch eine Einzelplatten-Kupplung sein. Der Fluiddruck, auf den in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wurde, war zwar ein hydraulischer Druck, wobei hier aber z.B. auch ein anderer Fluiddruck, etwa ein pneumatischer Druck, eingesetzt werden kann. Obwohl das Getriebe, auf welches in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wurde, bei den genannten Ausführungsbeispielen ein ständig im Eingriff stehendes manuelles Getriebe war, kann es sich auch um ein ständig in Eingriff stehendes Automatikgetriebe oder ein Planeten-Automatikgetriebe handeln, wie es bei einem Fahrzeug mit Automatikschaltung zum Einsatz kommt. Der Motor kann auch ein Dieselmotor, ein Benzinmotor oder eine andere Art von Motor sein.
Gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung wird im übrigen ein überlegener Effekt erzielt, bei dem eine Redundanz beibehalten werden kann und eine erfolgreiche Kombination aus Zeitverzögerung und einem Ruck zum Zeitpunkt des Einkuppelns ermittelt werden kann, selbst wenn der optimale Wert des Start-Tastverhältnisses infolge von Störungen variiert oder abweicht.

Claims

Kupplungssteuerverfahren zur Steuerung des Auskuppelns/Einkuppelns einer Kupplung durch Änderung des zum Auskuppeln/Einkuppeln einer Nassreibungskupplung (3) verwendeten Arbeitsfluiddrucks gemäß dem durch die elektronische Steuereinheit (16) ausgegebenen Tastverhältnisimpuls, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ausgeben eines vorgegebenen Start-Tastverhältnisses (Dst0) durch die elektronische Steuereinheit (16), wodurch die Kupplung anfangs bei hoher Geschwindigkeit bis zu einem Punkt nahe dem Drehmomentpunkt eingerückt wird, ohne eingekuppelt zu werden, wenn die Kupplung aus einem ausgekuppelten Zustand heraus eingekuppelt wird; Beibehalten des Start-Tastverhältnisses (Dst0) über einen festgelegten Zeitraum hinweg, um die Ansprechverzögerung aufzufangen, Ausgeben eines festgelegten graduellen Einrück-Tastverhältnisses durch die elektronische Steuereinheit (16) in festgelegten Zeitintervallen, so dass die Kupplung nach dem festgelegten Zeitraum mit einer Geschwindigkeit graduell eingerückt wird, die unter der dem Start-Tastverhältnis entsprechenden Geschwindigkeit liegt; und Ausgeben eines festgelegten Kompletteinkupplungs-Tastverhältnisses durch die elektronische Steuereinheit (16), wodurch die die Kupplung vollständig eingekuppelt wird.