DE69224696T2

DE69224696T2 - Start- und Kriechregelung für automatische Kupplung

Info

Publication number: DE69224696T2
Application number: DE69224696T
Authority: DE
Inventors: James Melvin Slicker
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1991-10-07
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-01
Also published as: ATE163993T1; CN1038403C; HUT62518A; CZ287122B6; CN1072890A; HU216492B; CZ304292A3; ES2114918T3; MX9205761A; BR9203969A; KR100214360B1; EP0536932A3; JP3536216B2; ZA927652B; TR28863A; CA2079753A1; US5293316A; DE69224696D1; JPH05280558A; CA2079753C

Description

Technisches Feld der Erfindung

Bei dem technischen Gebiet dieser Erfindung handelt es sich um jenes der automatischen Kupplungssteuerung, insbesondere der automatischen Kupplungssteuerung in einer geschlossenen Regelschleife, um die Schwingungsantwort beim Anfahren eines Kraftfahrzeuges und im Kriechbetrieb des Kraftfahrzeugs zu vermindern.

Hintergrund zu der Erfindung

In den vergangenen Jahren gab es ein zunehmendes Interesse an einer weitergehenden Automatisierung bei der Steuerung des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges, und insbesondere bei der Steuerung des Antriebsstrangs von großen LKWs. Die Verwendung von automatischen Getrieben in Personenkraftfahrzeugen und leichten LKWs ist wohlbekannt. Die typischen automatischen Getriebe bei derartigen Fahrzeugen verwenden einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und hydraulisch betätigte Gänge zum Auswählen des Gesamtübersetzungsverhältnisses zwischen der Motorwelle und den Antriebsrädern. Diese Gangwahl basiert auf der Motordrehzahl, der Fahrzeuggeschwindigkeit u.dgl. Es ist wohlbekannt, dass solche automatischen Getriebe den Wirkungsgrad bei der Leistungsübertragung von dem Motor zu der Kardanwelle vermindern, was der gleichzeitigen Verschlechterung der Kraftstoffökonomie und der Leistung einhergeht, verglichen mit der geschickten Betätigung eines geschalteten Getriebes. Derartige hydraulische automatische Getriebe haben zufolge der Verminderung der Effizienz beim Betrieb des Fahrzeugs bei großen LKWs keine weite Verbreitung gefunden.
Einer der Gründe für die Verminderung des Wirkungsgrades bei der Verwendung von hydraulischen automatischen Getrieben ist der Verlust, der in dem hydrodynamischen Drehmomentwandler auftritt. Der typische hydrodynamische Drehmomentwandler zeigt einen Schlupf und demzufolge einen Verlust an Drehmoment und Leistung in allen Betriebszuständen. Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, Drehmomentwandlersperren vorzusehen, die oberhalb bestimmter Motordrehzahlen eine direkte Kupplung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Wandlers ermöglichen. Diese Technik liefert eine adäquate Effizienz bei der Drehmomentübertragung im durchgekuppelten Zustand, jedoch führt diese Technik zu keinem Effizienzgewinn bei niedrigen Drehzahlen.
Es wurde vorgeschlagen, die einem hydrodynamischen Drehmomentwandler innewohnende Ineffizienz zu beseitigen, indem er durch eine automatisch betätigte Reibkupplung ersetzt wird. Dieser Ersatz führt zu anderen Problemen, die bei der Verwendung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers nicht auftreten. Das mechanische Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs zeigt für gewöhnlich eine beträchtliche Torsionsnachgiebigkeit in dem Antriebsstrang zwischen dem Getriebe und den Antriebsrädem des Fahrzeugs. Diese Torsionsnachgiebigkeit findet sich bei der Kardanwelle zwischen dem Getriebe und dem Differenzial oder bei der Achswelle zwischen dem Differenzial und den Antriebsrädern. Häufig ist es der Fall, dass unabhängige Konstruktionskriterien dazu führen oder es notwendig machen, dass der Antriebsstrang eine beachtliche Torsionsnachgiebigkeit aufweist. Das Vorliegen der erheblichen Torsionsnachgiebigkeit in dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges führt zu einer Schwingungsantwort beim Einrücken der Kupplung. Diese Schwingungsantworten können eine beträchtliche zusätzliche Abnutzung bei den Antriebsstrangkomponenten und anderen Teilen des Kraftfahrzeugs hervorrufen. Außerdem können diese Schwingungsantworten zu nicht hinzunehmenden Erschütterungen der Fahrerkabine bzw. Fahrgastzelle führen.
Die Schwingungsantwort des Antriebsstrangs auf das Einrücken der Kupplung hängt in großem Maße von der Art und Weise ab, wie sich die Eingangsdrehzahl des Getriebes, d.h. die Drehzahl der Kupplung an die Motordrehzahl annähert. Eine sanfte Annäherung dieser Drehzahl, beispielsweise über eine abnehmende Exponentialfunktion, führt zu keinen Drehmomenttransienten beim Übergang in die Haftreibung der Kupplung. Wenn sich die Drehzahlen abrupt annähern, dann wird ein Drehmomentstoß auf den Antriebsstrang übertragen, was zu einer Schwingungsantwort in dem Fahrzeugstrang führt.
Somit ist es von Vorteil, eine automatische Kupplungsbetatigung für eine Reibkupplung zu schaffen, die die Schwingungsantwort beim Einrücken der Kupplung vermindert.
Die GB-A-2 231 116 beschreibt eine Einrichtung zur Steuerung einer automatischen Reibkupplung, die eine Differenzdrehzahl entsprechend dem tatsächlichen Schlupf bildet, wie er durch Sensoren gemessen wird, die die Drehzahl des Motors und die Drehzahl einer Getriebeeingangswelle messen. Diese erfasste Differenzdrehzahl oder der tatsächliche Schlupf wird mit einer idealen Schlupfdrehzahl verglichen, die in einem Prozessor gespeichert ist, der periodisch Eingangsparameter überprüft, wie die Kupplungsstellung, die Drosseiklappenstellung, die Motortemperatur und den Gang, um den idealen Schlupf, basierend auf dem speziellen Betriebszustand des Fahrzeugs, zu erzeugen. Die Differenz zwischen dem tatsächlichen Schlupf und dem idealen Schlupf wird berechnet und dazu verwendet, einen Kupplungsaktuator zu steuern, um den tatsächlichen Anpressdruck der Kupplung oder die tatsächliche Kupplungsstellung auf den idealen Anpressdruck oder die ideale Kupplungsstellung zu bringen, um die ideale Schlupfdrehzahl zu erhalten.
Das Problem, eine solche automatische Kupplungsbetätigung zu erreichen, ist bei großen LKWs erheblich größer. Insbesondere große Schwerlastfahrzeuge zeigen von Fahrzeug zu Fahrzeug und auch bei demselben Schwerlastfahrzeug einen weiten Variationsbereich bei der Antwort. Das Gesamtgewicht eines betrachteten großen Schwerlastfahrzeugs kann zwischen dem unbeladenen und dem vollbeladenen Zustand im Verhältnis von etwa 8:1 variieren. Die Nachgiebigkeit des Antriebsstrangs kann bei unterschiedlichen Schwerlastfahrzeugen in einem Bereich von etwa 2:1 variieren. Ferner kann die Reibkupplungscharakteristik bei einer einzelnen Kupplung als Funktion des Maßes des Einrückens der Kupplung variieren und auch von Kupplung zu Kupplung. Es ist deswegen insbesondere vorteilhaft, ein solches System zur automatischen Kupplungsbetätigung zu schaffen, das keine teure Anpassung an ein spezielles Kraftfahrzeug oder den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs erfordert.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen automatischen Kupplungscontroller, der in Verbindung mit einer Quelle für Antriebsenergie, einer Reibkupplung und wenigstens einem ein Trägheitsmoment aufweisenden Antriebsrad zu verwenden ist, das mit der Reibkupplung in Verbindung steht, wobei diese Kombination eine Torsionsnachgiebigkeit aufweist, die eine Schwingungsantwort auf ein Drehmomenteingangssignal zeigt. Der automatische Kupplungscontroller wird vorzugsweise in Verbindung mit einem Getriebeschaltcontroller verwendet. Dieser automatische Kupplungscontroller führt zu einem weichen Einrücken der Kupplung beim Anfahren des Fahrzeugs, nachfolgenden Getriebeschaltvorgängen und bei der Kriechfahrt, um die Schwingungsantwort auf das Einrücken der Kupplung zu minimieren. Dieser automatische Kupplungscontroller ist für große LKWs zweckmäßig.
Der automatische Kupplungscontroller bekommt Eingangssignale von einem Motordrehzahlsensor sowie von einem Getriebeeingangsdrehzahlsensor. Der Getriebeeingangsdrehzahlsensor erfasst die Drehzahl an dem Eingang des Getriebes, das gleichzeitig den Ausgang der Reibkupplung darstellt. Der automatische Kupplungscontroller erzeugt ein Kupplungseinrücksignal, das einen Kupplungsaktuator zwischen der vollständig eingerückten und der vollständig ausgerückten Stellung hin- und hersteuert. Das Kupplungseinrücksignal lässt die Reibkupplung in einer Weise einrücken, die eine asymptotische Annäherung des Getriebeeingangsdrehzahlsignals an eine Referenzdrehzahl verursacht. Dies minimiert die Schwingungsantwort auf Drehmomenteingangssignale an dem ein Trägheitsmoment aufweisenden Antriebsrad.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel arbeitet der automatische Kupplungscontroller in zwei Betriebsweisen. In einer Anfahrbetriebsweise entsprechend dem normalen Anfahren des Fahrzeugs bewirkt das Kupplungseinrücksignal, dass sich das Getriebeeingangsdrehzahlsignal asymptotisch an die Motordrehzahl annähert. Dieselbe Betriebsweise kann optional auch zum Wiedereinkuppeln nach einem Gangschaltvorgang benutzt werden. In einem Schleich- oder Kriechmodus entsprechend einer niedrigen Kriechgeschwindigkeit des Fahrzeugs führt das Kupplungseinrücksignal dazu, dass sich die Getriebeeingangsdrehzahl asymptotisch einem Kriechreferenzsignal annähert. Dieses Kriechreferenzsignal wird, basierend auf dem Maß der Gaspedalstellung und der Motordrehzahl, erzeugt. Beide Modi werden, ausgehend von der Gaspedaleinstellung, ausgewählt. Der Anfahrmodus wird bei einer Gaspedalstellung von größer als 25-% der Vollgasstellung ausgewählt, während sonst der Kriechmodus benutzt wird.
Der automatische Kupplungscontroller wird vorzugsweise in der Form von diskreten Differenzgleichungen implementiert, die durch einen digitalen Mikrocontroller ausgeführt werden. Der Mikrocontroller verwirklicht einen Kompensator mit einer Übertragungsfunktion näherungsweise gleich der inversen Übertragungsfunktion des mit dem Trägheitsmoment belasteten Antriebsrades. Diese Kompensatorübertragungsfunktion umfasst ein Notch-Filter, das den Bereich der erwarteten Schwingungsantwort des Antriebsstrangs abdeckt. Das Frequenzband dieses Notch-Filters muss ausreichend breit sein, um einen Frequenzbereich abzudecken, da sich die Frequenz der Schwingungsantwort mit Änderungen bei der Fahrzeugbeladung und den Eigenschaften des Antriebsstranges ändern kann.
Der Kupplungsbetätigungscontroller speichert vorzugsweise einen Satz von Koeffizienten für die einzelnen Differenzgleichungen entsprechend jedem Gang des Getriebes. Der Kupplungsbetätigungscontroller ruft den entsprechenden Satz von Koeffizienten passend zu dem ausgewählten Gang ab. Dieser Satz von abgerufenen Koeffizienten wird in den sonst identischen diskreten Differenzengleichungen zur Kupplungssteuerung verwendet.
Der automatische Kupplungscontroller enthält vorzugsweise eine Integralfunktion in dem Kompensator, um im Anfahrmodus nach einem initialen teilweisen Einrücken ein vollständiges Kupplungseinrücken innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls zu erreichen. Jede lang andauernde Differenz zwischen dem Getriebeeingangsreferenzsignal und dem Getriebeeingangssignal führt zu einem ansteigenden Signal, das schließlich die Kupplung in den voll eingerückten Zustand bringt.
Der automatische Kupplungscontroller kann ferner einen Differenzierer enthalten, der an den Motordrehzahlsensor angeschlossen ist. Das differenzierte Motordrehzahlsignal, das der Änderungsgeschwindigkeit des Motordrehzahlsignals entspricht, wird zu dem in den Kompensator eingespeisten Signal hinzuaddiert. Dieses Differenzialsignal führt zu einem schnellen Fortschreiten der Kupplungsbetätigung, wenn die Motordrehzahl erhöht wird. Das schnelle Fortschreiten des Einkuppelns unter diesen Bedingungen verhindert, dass die Motordrehzahl davonläuft. Ein Integrator, der an den Differenzierer angeschlossen ist, sichert den Kupplungsbetätigungswert, der benötigt wird, um die Motordrehzahl zu beschränken, sobald die Motordrehzahl nicht mehr weiter erhöht wird.

Kurze Beschreibung der Figuren

Diese und andere Aufgaben und Aspekte der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit den Figuren beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Fahrzeugantriebsstrangs zeigt, einschließlich dem erfindungsgemäßen Controller zur Kupplungsbetätigung zeigt;
Fig. 2 die typische Beziehung zwischen dem Einrücken der Kupplung und dem Kupplungsdrehmoment zeigt;
Fig. 3 die ideale Antwort der Motordrehzahl und der Getriebeeingangsdrehzahl über der Zeit beim Anfahren eines Kraftfahrzeugs zeigt;
Fig. 4 die ideale Motordrehzahl- und Getriebeeingangsdrehzahl-Antwort über der Zeit für den Kriechbetrieb des Kraftfahrzeugs zeigt; und
Fig. 5 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Controllers zur Kupplungsbetätigung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1 veranschaulicht in schematischer Form den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges einschließlich dem automatischen Kupplungscontroller gemäß der Erfindung. Das Kraftfahrzeug weist einen Motor 10 als Quelle für Antriebsenergie auf. Bei einem großen LKW in der Ausführung, für die die vorliegende Erfindung besonders zweckmäßig ist, ist der Motor 10 ein Dieselmotor mit innerer Verbrennung. Eine Drosseleinrichtung 11, die typischerweise ein fußbetätigtes Pedal ist, steuert den Betrieb des Motors 10 über ein Drosselfilter 12. Das Drosselfilter 12 filtert das Pedalsignal, das zu dem Motor 10 gelangt, indem bei Empfang einer sprunghaften Drosselbetätigung über das Gaspedal 11 ein rampenförmig ansteigendes Drosselsignal übermittelt wird. Der Motor 10 erzeugt an der Kurbelwelle 15 ein Drehmoment. Ein Motordrehzahlsensor 13 erfasst die Drehzahl der Kurbelwelle 15. Die tatsächliche Stelle, an der mittels des Motordrehzahlsensors die Drehzahl erfasst wird, kann das Motorschwun&sub9;rad sein. Der Motordrehzahlsensor 13 umfasst vorzugsweise ein vielzähniges Rad, dessen Zahnbewegung durch einen magnetischen Sensor erfasst wird.
Zu einer Reibkupplung 20 gehort eine feste Platte 21 und eine bewegliche Platte 23, die beide in der Lage sind, teilweise oder vollständig miteinander gekuppelt zu werden. Die feststehende Platte 21 kann durch das Schwungrad des Motors gebildet sein. Die Reibkupplung 20 kuppelt das von der Kurbelwelle 15 kommende Drehmoment in die Eingangswelle 25 ein, und zwar entsprechend dem Maß des Einrückens bzw. Reibschlusses zwischen der festen Platte 21 und der beweglichen Platte 23. Obwohl Fig. 1 nur ein einzelnes Paar, bestehend aus einer festen und einer beweglichen Platte zeigt, ist zu beachten, dass der Fachmann sofort erkennt, dass die Kupplung 20 auch mehrere Paare solcher Platten umfassen kann.
Ein typischer Zusammenhang zwischen übertragbarem Drehmoment und Kupplungsstellung ist in Fig. 2 veranschaulicht. Die Kurve 80 für einen Bereich von Stellungen vor dem initialen Berührungspunkt 81 bei null. Das Kupplungsdrehmoment steigt monoton mit zunehmendem Einrücken der Kupplung an. Bei dem in Fig. 2 veranschaulichten Beispiel steigt das übertragene Kupplungsdrehmoment zunächst langsam und dann immer steiler an, bis das maximale Kupplungsdrehmoment beim vollen Einrücken am Punkt 82 erreicht ist. Die typische Auslegung einer Kupplung erfordert, dass das maximal übertragbare Kupplungsdrehmoment beim vollen Einrücken etwa 1,5 mal so groß ist wie das maximale Motordrehmoment. Dies stellt sicher, dass die Kupplung 20 das von dem Motor 10 maximal erzeugte Drehmoment ohne Schlupf übertragen kann.
Ein Kupplungsaktuator 27 ist mit der beweglichen Platte 23 verbunden, um die Kupplung 20 aus der ausgerückten Stellung über eine teilweise eingerückte Stellung bis zur voll eingerückten Stellung zu kontrollieren. Der Kupplungsaktuator 27 kann ein elektrischer, ein hydraulischer oder ein pneumatischer Aktuator sein und kann lage- oder druckgesteuert sein. Der Kupplungsaktuator 27 steuert das Maß des Einrückens der Kupplung entsprechend einem Kupplungseinrücksignal, das von dem Controller 60 der Kupplungsbetätigung kommt.
Der Getriebeeingangsdrehzahlsensor 31 misst die Drehzahl der Eingangswelle 25, die die Eingangswelle für ein Getriebe 30 darstellt. Das Getriebe 30 weist auswählbare Übersetzungsstufen für die Antriebswelle 35 auf und steht unter der Kontrolle des Getriebeschaltcontrollers 33. Die Antriebs- oder Kardanwelle 35 ist mit einem Differential 40 verbunden. Ein Getriebeausgangsdrehzahlsensor 37 misst die Drehzahl der Kardanwelle 35. Der Getriebeeingangswellendrehzahlsensor 31 und der Getriebeausgangsdrehzahlsensor 37 weisen vorzugsweise dieselbe Bauart auf, wie der Motordrehzahlsensor 13. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem das Fahrzeug von einem großen LKW gebildet ist, treibt das Differential 40 vier Achswellen 41 bis 44 an, die wiederum mit entsprechenden Rädern 51 bis 54 verbunden sind.
Der Getriebeschaltcontroller 33 erhält Eingangssignale von dem Gaspedal 11, dem Motordrehzahlsensor 13, dem Getriebeeingangswellendrehzahlsensor 31 und dem Getriebeausgangswellendrehzahlsensor 37. Der Getriebeschaltcontroller 33 erzeugt Gangauswahlsignale zur Steuerung des Getriebes 30 sowie Kupplungseinrück-/-ausrücksignale, die in den Controller 60 der Kupplungsbetätigung eingespeist werden. Der Getriebeschaltcontroller 33 ändert vorzugsweise das Gesamtübersetzungsverhältnis, das durch das Getriebe 30 bereitgestellt wird entsprechend der Gaspedalstellung, der Motordrehzahl, der Getriebeeingangswellendrehzahl und der Getriebeausgangswellendrehzahl. Der Getriebeschaltcontroller 33 erzeugt entsprechende Einrück- und Ausrücksignale für den Kupplungsbetätigungscontroller 60, abhangig davon, ob die Reibkupplungen 20 eingerückt oder ausgerückt sein sollte. Der Getriebeschaltcontroller übermittelt ferner ein Gangsignal an den Kupplungsbetätigungscontroller 60. Dieses Gangsignal gestattet es, den entsprechenden Koeffizientensatz entsprechend dem ausgewählten Gang zu laden. Es ist zu beachten, dass der Getriebeschaltcontroller 33 keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt und nicht weiter beschrieben wird.
Der Kupplungsbetatigungscontroller 60 liefert ein Kupplungseinrücksignal an den Kupplungsaktuator 27, um die Stellung der beweglichen Platte 23 zu kontrollieren. Hierdurch wird das Maß des Drehmomentes gesteuert, das von der Kupplung 20 entsprechend der Drehmoment/Kupplungsstellungskurve 80 nach Fig. 2 übermittelt wird. Der Kupplungsbetätigungscontroller 60 arbeitet unter der Regie des Getriebeschaltcontrollers 33. Der Kupplungsbetätigungscontroller 60 kontrolliert die Bewegung der beweglichen Platte 23 aus der ausgerückten Stellung in eine zumindest teilweise eingerückte oder die voll eingerückte Stellung, sobald er das Einrücksignal von dem Getriebeschaltcontroller 33 erhält. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass das Kupplungseinrücksignal eine gewünschte Kupplungsstellung bezeichnet. Der Kupplungsaktuator 27 umfasst vorzugsweise ein geschlossenes Regelschleifensystem, um die bewegliche Platte 23 in die gewünschte Stellung zu steuern. Es ist ferner möglich, dass das Kupplungseinrücksignal einen gewünschten Kupplungsdruck an dem Kupplungsaktuator 27 repräsentiert, was zu einer geschlossenen Regelschleife zur Steuerung dieses gewünschten Druckes führt. Abhängig von dem jeweiligen Fahrzeug ist es dem Kupplungsaktuator 27 möglich, auch gesteuert und nicht geregelt zu arbeiten. Die genauen Einzelheiten des Kupplungsaktuators 27 sind für die Erfindung nicht kritisch und werden nicht weiter erläutert.
Der Kupplungsbetätigungscontroller 60 erzeugt vorzugsweise mittels einer offenen Schleife ein vorbestimmtes gesteuertes Kupplungsausrücksignal, um die Kupplung 20 allmählich auszurücken, sobald das Ausrücksignal von dem Getriebeschaltcontroller 33 angekommen ist. Es wird vorausgesetzt, dass für dieses vorbestimmte Ausrücken der Kupplung 20 mittels einer offenen Regeischleife keine nachteiligen Schwingungsantworten auftreten.
Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen zwei Betriebsfälle beim Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand. Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen die Motordrehzahl und die Getriebeeingangsdrehzahl beim idealen Einrücken der Kupplung. Fig. 3 veranschaulicht den Fall des Anfahrens. Fig. 4 zeigt den Kriechbetriebsfall.
Fig. 3 veranschaulicht den Zustand des Anfahrens, d.h. des Anfahrens aus dem Stillstand, um mit einer vernünftigen Geschwindigkeit weiterzufahren. Zunächst befindet sich die Motordrehzahl 90 auf Leerlaufdrehzahl. Danach erhöht sich die Motordrehzahl 90 monoton innerhalb des Zeitfensters nach Fig. 3. Die Motordrehzahl 90 wird entweder weiter erhöht oder bleibt konstant. Idealerweise wird die Motordrehzahl 90 so weit erhöht, bis das durch den Motor 10 erzeugte Drehmoment zu dem Drehmoment passt, das benötigt wird, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Bei größerer Beladung liegt diese Motordrehzahl in dem mittleren Bereich zwischen der Leerlaufdrehzahl und der maximalen Motordrehzahl. Diese konstante Motordrehzahl entspricht dem Drehmoment, das benötigt wird, um zu dem Kupplungsdrehmoment und dem Antriebsstrangdrehmoment zu passen und ein Gleichgewicht zwischen dem Motorausgangsdrehmoment und dem Fahrzeuglastdrehmoment zu erzeugen. Dieser Drehmomentwert stellt das ideale Kupplungsdrehmoment dar, da höhere Kupplungsdrehmomente den Motor 10 abwürgen würden und ein niedrigeres Kupplungsdrehmoment es der Motordrehzahl gestatten würde, zu stark anzusteigen. Schließlich beschleunigt das Fahrzeug bis zu einer Geschwindigkeit, bei der die Kupplung vollständig eingerückt werden kann. Anschließend steht das Gleichgewicht zwischen dem Motordrehmoment und dem Lastdrehmoment mittels der Drosseleinstellung unter der Kontrolle des Fahrers, und der Kupplungsbetätigungscontroller 60 befiehlt fortwährend ein vollständiges Einrücken der Kupplung.
Wenn das Fahrzeug angehalten wurde und die Kupplung 20 vollständig getrennt hat, ist die Getriebeeingangsdrehzahl 100 zunächst null. Dies ist der Fall beim Anfahren des Fahrzeugs. Jedoch kann, wie weiter unten erläutert wird, dieselbe Technik verwendet werden, um ein sanftes Kupplungseinrücken zu erreichen, wenn die Gänge geschaltet werden, während das Fahrzeug fährt. Somit kann die Getriebeeingangsdrehzahl zunächst einen Wert entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit aufweisen. Beim teilweisen Einrücken der Kupplung 20 steigt die Getriebeeingangsdrehzahl 100 an und nähert sich asymptotisch der Motordrehzahl 90. An einem Punkt 101 ist die Getriebeeingangsdrehzahl 100 hinreichend nahe an die Motordrehzahl 90 herangekommen, um ein volles Einrücken der Kupplung 20 zu erreichen, ohne dass die Torsionsnachgiebigkeit des Antriebsstrangs des Fahrzeugs angeregt wird. An diesem Punkt ist die Kupplung 20 vollständig eingerückt. Anschließend folgt die Getriebeeingangsdrehzahl 10 der Motordrehzahl 90, bis die Kupplung 20 ausgerückt wird, wenn durch den Getriebecontroller 33 die nächst höhere Gesamtübersetzung ausgewählt wird. Das System arbeitet vorzugsweise auch in Fällen, in denen das Fahrzeug nicht angehalten ist und die anfängliche Getriebeeingangsdrehzahl von null verschieden ist.
Fig. 4 veranschaulicht die Motordrehzahl und die Getriebeeingangsdrehzahl im Falle des Schleichens oder Kriechens. In dem Kriechmodus muss die Kupplung bewusst schleifen, damit bei einer Motordrehzahl oberhalb der Leerlaufdrehzahl das verfügbare Motordrehmoment und das benötigte Drehmoment zusammenpassen. Fig. 4 veranschaulicht die Motordrehzahl 95, die ausgehend von der Leerlaufdrehzahl auf einen Plateauwert ansteigt. In ähnlicher Weise steigt die Eingangsdrehzahl 105 von null auf einen vorbestimmten Wert. Dieser vorbestimmte Wert ist bei diesem Beispiel kleiner als die Motorleerlaufdrehzahl. Der Kriechmodus wird benötigt, wenn die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit eine Getriebeeingangsdrehzahl impliziert, die bei dem niedrigsten Untersetzungsverhältnis kleiner als die Leerlaufdrehzahl ist. Der Kriechmodus kann auch benötigt werden, wenn die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit eine Getriebeeingangsdrehzahl impliziert, die kleiner ist als die Motorleerlaufdrehzahl und der Motor 10 das benötigte Drehmoment nicht bei dieser Motordrehzahl erzeugen kann. Es ist zu beachten, dass eine Drehzahldifferenz 107 zwischen der Motordrehzahl 95 und der Eingangswellendrehzahl 105 im stationären Zustand vorliegt. Diese Differenz 197 repräsentiert die Schlupfdrehzahl, die für diesen Kriechbetrieb erforderlich ist.
Fig. 5 veranschaulicht schematisch die Steuerfunktion des Kupplungsbetätigungscontrollers 60. Wie auch in Fig. 1 gezeigt, bekommt der Kupplungsbetätigungscontroller 60 das Drosselsignal von dem Gaspedal 11, das Motordrehzahlsignal von dem Motordrehzahlsensor 13 und das Getriebeeingangsdrehzahlsignal von dem Getriebeeingangsdrehzahlsensor 31.
Der Kupplungsbetätigungscontroller 60, wie er in Fig. 5 veranschaulicht ist, erzeugt ein Kupplungseinrücksignal, das in den Kupplungsaktuator 27 zwecks Betätigung der Reibkupplung 20 eingespeist wird. Obwohl in Fig. 5 nicht gezeigt, bestimmen das Maß der Kupplungsbetätigung zusammen mit der Gaspedalstellung, der Motordrehzahl und den Fahrzeugcharakteristiken die Getriebeeingangsdrehzahl, die von dem Getriebeeingangsdrehzahlsensor 31 erfasst wird und die an den Kupplungsbetätigungscontroller 60 geliefert wird. Demzufolge ist das Steuerschema gemäß Fig. 5 ein geschlossenes Regelsystem.
Die in Fig. 5 veranschaulichte Steuerfunktion wird nur für Kupplungsstellungen zwischen dem Berührungspunkt 81 und dem vollständigen Einrücken benötigt. Kupplungseinrückstellungen, die unterhalb des entsprechenden Berührungspunktes 81 liegen, führen nicht dazu ein Drehmoment übertragen zu können, da die Kupplung 20 vollständig ausgerückt ist. Vorzugsweise gehört zu dem Kupplungsbetätigungscontroller 60 eine Maßnahme zur Erkennung der Kupplungsstellung entsprechend dem Berührungspunkt 81. Erkennungstechniken hierfür sind aus dem Stand der Technik bekannt. Lediglich als Beispiel sei genannt, dass die Kupplungsstellung am Berührungspunkt 81 bestimmt werden kann, indem das Getriebe 30 in den Leerlauf geschaltet wird und die Kupplung 20 solange in Richtung Einrücken bewegt wird, bis der Getriebeeingangsdrehzahlsensor 31 zum ersten Male eine Rotation erfasst. Beim Erhalt des Einrücksignals von dem Getriebeschaltcontroller 33 bringt der Kupplungsbetätigungscontroller 60 die Kupplung 20 vorzugsweise schnell zu einem Punkt, der dem Berührungspunkt 81 entspricht. Dies setzt den Nullpunkt für die Kupplungseinrücksteuerung auf den Berührungspunkt 81. Anschließend wird das Einrücken der Kupplung durch die Steuerfunktion gemäß Fig. 5 kontrolliert.
Der Kupplungsbetätigungscontroller 60 wird vorzugsweise mittels einer Mikrocontrollerschaltung realisiert. Die Eingangssignale entsprechend der Motordrehzahl, der Getriebeeingangsdrehzahl und der Gaspedaleinstellung müssen in digitaler Form vorliegen. Diese Eingangssignale werden vorzugsweise mit einer Rate gesampelt, die mit der Arbeitsgeschwindigkeit des Mikrocontrollers verträglich und die schnell genug ist, um die gewünschte Steuerung zu erreichen. Wie vorstehend erläutert, werden die Motordrehzahl, die Getriebeeingangsdrehzahl und die Getriebeausgangsdrehzahl vorzugsweise mit vielzähnigen Rädern erfasst, deren Zahnrotation mittels magnetischer Sensoren erkannt wird. Die von den magnetischen Sensoren erkannten Impulszüge werden während vorbestimmter Zeitintervalle gezählt. Die entsprechenden Zählerstände sind direkt der gemessenen Drehzahl proportional. Zur richtigen Steuerung muss das Vorzeichen des Getriebeeingangsdrehzahlsignals negativ sein, wenn sich das Fahrzeug rückwärts bewegt. Somit wird eine Erkennungsform für die Drehrichtung der Eingangswelle 25 benotigt. Eine solche Richtungserkennung ist bekannt und wird nicht weiter beschrieben. Die Gaspedaleinstellung wird vorzugsweise mittels eines Analogsensors erfasst, beispielsweise mittels eines Potentiometers. Dieses analoge Gaspedalsignal wird mittels eines Analog- Digital-Wandlers zur Verwendung durch den Mikrocontroller digitalisiert Der Mikrocontroller führt die in Fig. 5 durch diskrete Differenzengleichungen veranschaulichte Prozesse in bekannter Weise aus. Die Steuerprozesse, wie sie in Fig. 5 veranschaulicht sind, sollten deswegen als Hinweis darauf angesehen werden, wie der Mikrocontroller zu programmieren ist, mit dem anstelle diskreter Hardware die Erfindung umgesetzt wird. Es ist leicht möglich, mit demselben Mikrocontroller sowohl den Kupplungsbetätigungscontroller 60 als auch den Getriebeschaltcontroller 33 zu verwirklichen, wenn der Mikrocontroller hinreichend leistungsfähig und richtig programmiert ist. Es wird davon ausgegangen, dass ein Intel Mikrocontroller 80C196 eine ausreichende Rechenkapazität aufweist, um in dieser Weise arbeiten zu können.
Das von dem Gaspedal 11 erhaltene Drosselsignal gelangt in einen Anfahrikriechwähler 61 und in die Kriechgeschwindigkeitsreferenz 62. Der Anfahrikriechwähler bestimmt aufgrund des Drosselsignals, ob in dem Anfahrmodus oder in dem Kriechmodus zu arbeiten ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wählt der Anfahr/Kriechwähler 61 den Anfahrmodus aus, wenn das Drosselsignal einen Wert größer als 25% der Vollgasstellung anzeigt. In anderen Fällen wählt der Anfahr/Kriechwähler 61 den Kriechmodus.
Die Kriechgeschwindigkeitsreferenz 62 erhält das Drosselsignal sowie das Motordrehzahlsignal und erzeugt ein Kriechreferenzdrehzahlsignal. Dieses Kriechreferenzdrehzahlsignal ist wie folgt bestimmt:
Rcrp = Esp T/Tref (1)
wobei Rcrp das Kriechdrehzahlreferenzsignal; Esp die gemessene Motordrehzahl; T das Drosselsignal und Tref eine Drosselreferenzkonstante gleich dem Drosselsignal bei 25% von Vollgas bedeuten. Das Kriechdrehzahlreferenzsignal ist das Produkt des Motordrehzahlsignals und des Verhältnisses aus dem aktuellen Drosselsignal gegenüber dem 25% Vollgassignal. Für Gaspedaleinstellungen über 25% von Vollgas wird kein Kriechdrehzahlreferenzsignal benötigt, weil der Anfahrmodus anstelle des Kriechmodus zur Anwendung kommt. Es ist zu beachten, dass dieses Kriechdrehzahlreferenzsignal das Drehzahlreferenzsignal kontinuierlich macht, selbst wenn zwischen dem Anfahrmodus und dem Kriechmodus umgeschaltet wird. Somit treten keine Instabilitäten auf, wenn Änderungen bei der Gaspedalstellung ein Umschalten zwischen diesen beiden Modi hervorrufen.
Der Modusauswahlschalter 63 bestimmt den Betriebsmodus des Kupplungsbetätigungscontrollers 60. Der Modusauswahlschalter 63 bekommt die Modusauswahlentscheidung, wie sie durch den Anfahr/Kriechwähler 61 getroffen wurde. Der Modusauswahlschalter 63 wählt, abhängig von dem Modus, wie er durch den Anfahr/Kriechwähler 61 bestimmt wurde, entweder das Motordrehzahlsignal oder das Kriechdrehzahlreferenzsignal aus. Für den Fall, dass der Anfahrmodus durch den Modusauswahlschalter 63 ausgewählt wurde, verwendet dieser das Motordrehzahlsignal zur Steuerung. Somit wird im Anf ahrmodus das Einrücken der Kupplung so gesteuert, dass die Getriebeeingangswellendrehzahl die Motordrehzahl erreicht. Wenn der Kriechmodus durch den Modusauswahlschalter 63 ausgewählt wurde, verwendet dieser das Kriechdrehzahlreferenzsignal zur Steuerung. Im Kriechmodus wird das Einrücken der Kupplung so kontrolliert, dass die Getriebeeingangsdrehzahl das Kriechdrehzahlreferenzsignal erreicht. Dies ist einer Steuerung des Einrückens der Kupplung aquivalent in dem Sinne, dass der vorhandene Kupplungsschlupf die gewünschte Schlupfdrehzahl erreicht. In beiden Fällen ist die Drehzahlreferenzdrehzahl eine Getriebeeingangsreferenzdrehzahl.
Der algebraische Summierer 64 liefert das Eingangssignal an den Kompensator 65. Dieses Eingangssignal ist die Differenz zwischen dem Drehzahlreferenzsignal, wie es durch den Modusauswahlschalter 61 ausgewählt wurde und dem Eingangsdrehzahlsignal, das von dem Getriebeeingangsdrehzahlsensor 31 geliefert wurde zuzüglich einiger weiterer Terme, die unten erläutert werden. Zu dem Kompensator 65 gehört eine Übertragungsfunktion, die ein näherungsweises inverses Modell der Torsionsschwingungsantwort des Fahrzeugantriebsstrangs auf Torsionseingangssignale ist.
Die Übertragungsfunktion des Kompensators 65 ist in einer Weise gewählt, damit das Einrücken der Kupplung über den Kupplungsaktuator 27 in dem Sinne gesteuert wird, dass Schwingungen in dem Antriebsstrang gedämpft werden. Bei dem typischen schweren LKW, auf den die vorliegende Erfindung anzuwenden ist, führt die Torsionsnachgiebigkeit in dem Antriebsstrang dazu, dass die Übertragungsfunktion des Antriebsstrangs ein Paar leicht gedämpfter Pole aufweist, die im Bereich zwischen 2 bis 5 Hz liegen können. Der exakte Wert hängt von den Fahrzeugmerkmalen ab. Die Übertragungsfunktion des Kompensators 65 liefert ein Notchfilter im Bereich dieser Pole. Das Frequenzband der Sperre ist breit genug, um den Bereich der erwarteten Frequenzantworten des Fahrzeuges abzudecken. Das Notch-Filter enthält vorzugsweise zwei komplexe Nullstellen, deren Frequenz im Frequenzbereich der erwarteten Pole bei der Fahrzeugübertragungsfunktion liegen. Somit hat die Gesamtantwort der Regeischleife stark gedämpfte Eigenwerte, die zu einem wenig schwingenden System führen.
Der Kompensator 65 enthält auch eine Integralfunktion. Ein Pol/Nullstellenpaar in der Nähe von null liefert vorzugsweise diese Integralfunktion. Diese Art von Übertragungsfunktion ist als Verzögerungskompensation bekannt. Die Verwendung dieser Integralfunktion in dem Kompensator 65 dient dazu sicherzustellen, dass die Kupplung in die Haftreibung kommt, wenn in dem Anfahrmodus gearbeitet wird. Die Integrationsgeschwindigkeit des Kompensators 65 kann durch die entsprechenden Integrationskoeffizienten eingestellt werden. Das Vorliegen einer lange andauernden Differenz zwischen dem Drehzahlreferenzsignal, das durch den Modusauswahlschalter 63 ausgewählt wurde, und der Getriebeeingangsdrehzahl führt dazu, dass die Integrationsfunktion des Kompensators 65 ein ansteigendes Signal erzeugt. Jedes so ansteigende Signal dient dazu, das Kupplungseinrücksignal in Richtung auf das volle Einrücken der Kupplung zu bringen. Dies stellt sicher, dass, wenn im Anfahrmodus gearbeitet wird, an dem Punkt 101, der eine vorbestimmte maximale Zeit nach dem Anfahren des Fahrzeugs liegt, die Kupplung 20 vollständig eingerückt ist. Im Kriechmodus stellt die Integrierfunktion des Kompensators 65 sicher, dass es keine lange andauernde Abweichung zwischen dem Kriechdrehzahl-Referenzsignal und dem Getriebeeingangssignal gibt.
Die Übertragungsfunktion des Kompensators 65 folgt vorzugsweise der nachstehenden Gleichung:
C(s) = k (s+a)(s²+bs+c²)/s(s+d)(s+d) (2)
worin k den Kompensationsverstärkungsfaktor; a, b, c, d und e Konstanten bedeuten. Der Term (s + a)/s implementiert die Verzögerungsfunktion. Die Konstante a ist positiv und liegt in der Nähe von null. Der Term (s² + bs + c²)/(s + d)/(s + e) erbringt das Notchfilter. Die Wurzeln von (s² + b + c²) liefern die komplexen Nullstellen des gewünschten Notch-Filters. Die Konstanten d und e sind positive Zahlen, die ausreichend groß sind, damit die Schleifenstabilität nicht gestört wird. Die Gleichung (2) hat die Form einer in der Zeit kontinuierlichen Übertragungsfunktion. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Kompensator 65 in Form diskreter Differenzengleichungen in einem Mikrocontroller implementiert. Der Fachmann versteht jedoch, dass diese in der Zeit kontinuierliche Übertragungsfunktion in geeignete diskrete Differenzengleichungen umgesetzt werden kann.
Mittels eines Motordrehzahldifferenzsignals wird in dem Kupplungseinrücksignal ein Vorwärtssteuersignal bereitgestellt. Das Motordrehzahlsignal wird über ein Tiefpassfilter 66 in geeigneter Weise gefiltert, um Rauschen in dem differenzierten Signal zu vermindern. Der Differenzierer 67 erzeugt ein differenziertes Signal, das der Änderungsgeschwindigkeit bei der Motordrehzahl proportional ist. Dieses differenzierte Motordrehzahlsignal und sein Integral, das durch den Integrator 68 erzeugt wird, werden in den algebraischen Summierer 64 eingespeist. Der algebraische Summerer 64 bildet die Summe aus dem differenzierten Motordrehzahlsignal, wie es von dem Differenzierer 67 kommt und dem Integralsignal aus dem Integrator 68 sowie den anderen Signalen, wie sie vorstehend beschrieben sind, um das Eingangssignal für den Kompensator 64 zu bilden.
Das Vorwärtsregelsign*p712x
wort des Kupplungsbestätigungscontr Motordrehzahl beschleunigt wird. Unter Betriebszuständen, bei denen die Motordrehzahl erhöht wird, führt das Vorwartssignal zu einem schnellen Einrücken der Kupplung 20 proportional zu dem Maß der Motorbeschleunigung. Unter Vollgasbedingungen kann sich die Motordrehzahl sehr schnell erhöhen, ehe ein Drehmoment im Antriebsstrang aufgebaut wird. Dies hat seine Ursache darin, dass die Antwortgeschwindigkeit des Kupplungsbetätigungscontrollers 60 ohne das Vorwärtssignal langsam ist, verglichen mit dem Scheitelwert der Antwortgeschwindigkeit des Motors. Mit Hilfe dieses Vorwärtsignals führt eine schnelle Motorbeschleunigung zu einem schnelleren Einkuppeln als sonst.
Das schnellere Einkuppeln neigt dazu, den Anstieg bei der Motordrehzahl zu beschränken, indem zusätzliches Drehmoment dem Motor abverlangt wird.- Sobald die Motordrehzahl einen konstanten Wert erreicht, nimmt der Differenzialterm auf null ab und der Integrator 68 hält die Einrückstellung der Kupplung, die erforderlich ist, um die Motordrehzahl zu beschränken. Andere Teile der Steuerfunktion dienen dann dazu, ein asymptotisches Konvergieren zwischen der Getriebeeingangsdrehzahl und der Referenzdrehzahl zu bewirken.
Wie oben erwähnt, werden die Elemente nach Fig. 4 vorzugsweise in Form diskreter Differenzengleichungen in einem Mikrocontroller implementiert. Die vorliegende Erfindung kann vorteilhaft auch beim Wiedereinkuppeln nach einem Schalten des Getriebes verwendet werden. In diesem Falle wird derselbe Steuerprozess, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, verwendet einschließlich der diskreten Differenzengleichungen für den Kompensator 65. Die Steuerprozesse bei Getriebeschaltvorgängen unterscheiden sich von der vorstehenden Beschreibung hinsichtlich der Wahl er Koeffizienten bei den diskreten Differenzengleichungen, die für den Kupplungsbetätigungscontroller 60 verwendet werden. Die Koeffizienten für die diskreten Differenzengleichungen werden für jeden ausgewählten Gang in einem Koeffizientenspeicher 69 in dem Mikrocontroller gespeichert, mit dem der Kupplungsbetätigungscontroller 60 verwirklicht wird. Ein spezieller Satz dieser Koeffizienten wird aus dem Koeffizientenspeicher 69, abhängig von dem gegenwärtig eingelegten Gang, abgerufen. Diese Koeffizienten werden in den diskreten Differenzengleichungen, die den Kompensator 65 bilden, verwendet. Hinsichtlich der anderen Aspekte arbeitet die Erfindung in der gleichen Weise, wie oben beschrieben.
Das Ergebnis dieser Konstruktion ist die Steuerung der Kupplungsbetätigung im Sinne einer Minimierung von Schwingungen in dem Fahrzeugantriebsstrang. Die hochfrequenten Anteile bei dem Kupplungsbetätigungscontroller 60 steuern die Kupplung 20 über den Kupplungsaktuator 27 im Sinne einer Dämpfung von Schwingungen in dem Fahrzeugantriebsstrang. Die integralen Komponenten des Kupplungsbetätigungscontrollers 60 minimieren eine lang andauernde Regelabweichung und stellen ein volles Einkuppeln sicher, wenn in dem Anfahrmodus gearbeitet wird.

Claims

1. Automatische Kupplungssteuereinrichtung für eine Reibungskupplung (20), die eine an einen Motor (10) angeschlossenen Motorwelle (15) und einen an die Eingangswelle (25) angeschlossenen Ausgang aufweist, sowie mit wenigstens einem ein Trägheitsmoment aufweisenden Antriebsrad (51), das mit der Eingangswelle verbunden ist, die eine Torsionselastizität aufweist, die zu einer Schwingungsantwort in Abhängigkeit von der Drehmomentbeaufschlagung führt, wobei die Steuereinrichtung einen Motordrehzahlsensor (13), der an den Motor angeschlossen ist, um ein der Motordrehzahl entsprechendes Motordrehzahlsignal zu erzeugen, einen Getriebeeingangsdrehzahlsensor (31), der an die Eingangswelle angeschlossen ist, um ein der Drehzahl der Eingangswelle entsprechendes Getriebeeingangsdrehzahlsignal zu erzeugen, einen Kupplungsaktuator (27), der mit der Reibkupplung verbunden ist, um das Einrücken der Reibkupplung aus der ausgerückten in die vollständig eingerückte Stellung entsprechend einem Kupplungseinrücksignal zu betätigen und eine Steuerungseinheit (64-69) für den Kupplungsaktuator aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator (61-63) für eine Referenzdrehzahl vorgesehen ist, der mit dem Motordrehzahlsignal verknüpft ist, um ein Referenzdrehzahlsignal zu erzeugen, und dass die Steuereinheit an den Generator für die Referenzdrehzahl, den Getriebeeingangsdrehzahlsensor und den Kupplungsaktuator angeschlossen ist und eine algebraische Summiereinrichtung (64) enthält, die an den Referenzdrehzahlgenerator und den Getriebeeingangsdrehzahlsensor angeschlossen ist, um die algebraische Summe entsprechend der Differenz zwischen (i) dem Referenzdrehzahlsignal und (ii) dem Getriebeeingangsdrehzahlsignal zu erzeugen, und dass ein Kompensator (65) vorhanden ist, der an den ersten algebraischen Simmerer angeschlossen ist, um ein Kupplungseinrücksignal aus dem algebraischen Summensignal zu erzeugen, das in den Kupplungsaktuator eingespeist wird, um die Reibkupplung in einer Weise einzurücken, dass sich das Getriebeeingangssignal asymptotisch dem Referenzdrehzahlsignal annähert.

2. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der:

der Kompensator eine Übertragungsfunktion mit einem Notch-Filter enthält, dessen Frequenzband im Bereich der erwarteten Frequenz der Schwingungsantwort auf die Drehmomentbelastung des wenigstens einen ein Trägheitsmoment aufweisenden Antriebsrades liegt und der Kompensator hierdurch die Schwingungsantwort auf die Drehmomentbelastung durch das wenigstens eine ein Trägheitsmoment aufweisende Antriebsrad vermindert.

3. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der:

der Generator für die Referenzdrehzahl an den Motordrehzahlsensor angeschlossen ist und das Referenzdrehzahlsignal proportional zu dem Motordrehzahlsignal erzeugt; und

der Kompensator eine Integratorfunktion zum Erzeugen des Kupplungseinrücksignals aufweist, damit die Reibkupplung innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls nach einem anfänglichen teilweisen Einrücken vollständig einrückt.

4. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der:

zu der Steuereinheit gehören

ein Differenzierer, der an den Motordrehzahlsensor angeschlossen ist, um ein differenziertes Signal zu erzeugen, das der Änderungsgeschwindigkeit des Motordrehzahlsignals entspricht und

bei der der algebraische Simmerer außerdem an den Differenzierer angeschlossen ist, um das algebraische Summensignal entsprechend der Summe aus (1) der Differenz zwischen dem Referenzdrehzahlsignal und dem Getriebeeingangsdrehzahlsignal und (2) dem differenzierten Signal zu bilden.

5. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 4, bei der:

die Steuereinheit ferner ein Tiefpassfilter enthält, das zwischen dem Motordrehzahlsensor und dem Differenzierer angeordnet ist.

6. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 4, bei der:

die Steuerungsseinheit ferner aufweist

einen Integrator, der an den Differenzierer angeschlossen ist, um ein Integralsignal entsprechend dem Zeitintegral des differenzierten Signals zu erzeugen, und

bei der der algebraische Simmerer außerdem an den Integrator angeschlossen ist, um das algebraische Summensignal entsprechend der Summe aus (1) der Differenz zwischen dem Referenzdrehzahlsignal und dem Getriebeeingangsdrehzahlsignal, (2) dem differenzierten Signal und (3) dem integrierten Signal zu erzeugen.

7. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, mit einer Drossel zur Steuerung des Drehmoments, das durch den Motor erzeugt wird, und einem Drosselsensor, der an die Drossel angeschlossen ist, um ein Drosselsignal zu erzeugen, das für die Drosselstellung kennzeichnend ist, wobei:

der Referenzdrehzahlgenerator an den Motordrehzahlsensor und den Drosselsensor angeschlossen ist, um das Referenzdrehzahlsignal entsprechend dem Motordrehzahlsignal und dem Drosselsignal zu erzeugen.

8. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 7, bei der:

der Generator für die Referenzdrehzahl das Referenzdrehzahlsignal wie folgt erzeugt:

Rcrp = Esp T/Tref

wobei bedeuten: Sref das Referenzdrehzahlsignal; Esp das Motordrehzahlsignal; T das Drosselsignal; und Tref eine Referenzkonstante, die gleich dem Drosselsignal für eine vorbestimmte Drosselstellung ist.

9. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, mit einer Drossel zum Steuern des durch den Motor entwickelten Drehmoments und einem Drosselsensor, der an die Drossel angeschlossen ist, um ein Drosselsignal zu erzeugen, das für die Drosselstellung kennzeichnend ist, wobei es zu der automatischen Steuereinheit ferner gehört:

dass der Generator für die Referenzdrehzahl außerdem an die Drossel angeschlossen ist und

dass ein Anfahr/Kriechselektor vorhanden ist, der an den Drosselsensor angeschlossen ist, um entweder einen Anfahrmodus oder einen Kriechmodus auszuwählen, abhängig von der Größe des Drosselsignals,

das ein Generator für eine Kriechreferenzgeschwindigkeit vorgesehen ist, der an den Motordrehzahlsensor und den Drosselsensor angeschlossen ist, um ein Kriechreferenzgeschwindigkeitssignal entsprechend dem Motordrehzahlsignal und dem Drosselsignal zu erzeugen und

dass ein Betriebsartauswahlschalter vorhanden ist, der an den Motordrehzahlsensor, den Anfahr/Kriechselektor und den Schaltkreis für die Kriechreferenzgeschwindigkeit angeschlossen ist, um ein Referenzgeschwindigkeitssignal zu erzeugen, das entweder (1), wenn der Anfahrmodus ausgewählt ist, dem Motordrehzahlsignal oder (2), wenn der Kriechmodus ausgewählt ist, dem Kriechreferenzdrehzahlsignal entspricht

10. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 9, bei der

der Anfahr/Kriechselektor den Anfahrmodus auswählt, wenn das Drosselsignal eine Drosselstellung anzeigt, die größer ist als eine vorbestimmte Drosselstellung, und der sonst den Kriechmodus auswählt.

11. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 10, bei der

die vorbestimmte Drosselstellung für den Anfahr/- Kriechselektor 25% der vollen Drosselstellung entspricht.

12. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 9, bei der

der Generator für die Kriechreferenzgeschwindigkeit das Kriechreferenzgeschwindigkeitssignal wie folgt erzeugt:

Rcrp = Esp T/Tref

wobei der bedeuten: Sref das Referenzdrehzahlsignal; Esp das Motordrehzahlsignal; T das Drosselsignal; und Tref eine Drosselreferenzkonstante, die gleich dem Drosselsignal für eine vorbestimmte Drosselstellung ist.

13. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der:

der Kompensator das Kupplungseinrücksignal erzeugt, das für die gewünschte Kupplungsstellung kennzeichnend ist; und

der Kupplungsaktuator die Stellung der Reibungskupplung entsprechend der gewünschten Kupplungsposition steuert, die durch das Kupplungseinrücksignal vorgegeben ist.

14. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der:

der Kompensator das Kupplungseinrücksignal erzeugt, das für einen gewünschten Kupplungsanpressdruck kennzeichnend ist, und

der Kupplungsaktuator den Anpressdruck der Reibungskupplung entsprechend dem vorbestimmten Kupplungsanpressdruck steuert, der durch das Kupplungseinrücksignal vorgegeben ist.

15. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die automatische Kupplungssteuereinrichtung ferner eine Drossel zur Steuerung des durch den Motor entwickelten Drehmoments und einen Drosselsensor aufweist, der an die Drossel angeschlossen ist, um ein Drosselsignal zu erzeugen, das für die Drosselstellung kennzeichnend ist und es zu der Steuereinheit ferner gehört:

dass der Generator für die Referenzdrehzahl außerdem an die Drossel angeschlossen ist,

dass ein Anfahr/Kriechselektor vorhanden ist, der an den Drosselsensor angeschlossen ist, um entweder einen Anfahrrnodus oder einen Kriechmodus, basierend auf der Größe des Drosselsignals, auszuwählen,

dass ein Generator für eine Kriechreferenzgeschwindigkeit vorhanden ist, der an den Motordrehzahlsensor und den Drosselsensor angeschlossen ist, um ein Referenzgeschwindigkeitssignal entsprechend dem Motordrehzahlsignal und dem Drosselsignal zu erzeugen, und

dass ein Betriebsartwahlschalter vorhanden ist, der an den Motordrehzahlsensor, den Anfahr/Kriechselektor und den Generator für die Kriechreferenzgeschwindigkeit angeschlossen ist, um ein Referenzgeschwindigkeitssignal zu erzeugen, das entweder (1), wenn der Anfahrmodus ausgewählt ist, dem Motordrehzahlsignal oder (2), wenn der Kriechmodus ausgewählt ist, dem Kriechreferenzdrehzahlsignal entspricht.

16. Automatische Kupplungssteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 15, bei der ein Getriebe, dessen Eingangswelle an die Ausgangswelle der Reibkupplung angeschlossen ist, für die Ausgangswelle auswählbare Gangstufen bereitstellt und ein Getriebeschaltcontroller an das Getriebe angeschlossen ist, um die durch das Getrtiebe ausgewählte Gangstufe zu kontrollieren, wobei:

die Steuereinheit mittels diskreter Differenzgleichungen implementiert ist, die durch einen Mikrocontroller ausgeführt werden und es dazu gehört

dass ein Koeffizientenspeicher zum Speichern einer Anzahl von Koeffizientensätzen vorhanden ist, wobei ein Koeffizientensatz einer jeweils auswählbaren Gangstufe des Getriebes entspricht und

dass der Kompensator mittels diskreter Differenzengleichung implementiert ist, die einen Satz von Koeffizienten verwenden, die aus dem Koeffizientenspeicher entsprechend der Getriebestufe des Getriebes ausgelesen werden.

17. Steuerungsverfahren für eine automatische Kupplung (20), mit einer Kupplung, zu der eine an einen Motor (10) angekuppelte Motorwelle (15) und eine Eingangswelle (25) gehören, und mit wenigstens einem ein Trägheitsmoment aufweisenden Antriebsrad (51), das mit der Ausgangswelle der Reibkupplung verbunden ist, die eine Torsionselastizität aufweist, die zu einer Schwingungsantwort in Abhängigkeit auf eine Drehmomentbelastung führt, mit einer Steuereinrichtung, zu der ein Motordrehzahlsensor (13), der an den Motor angeschlossen ist, um ein der Drehzahl des Motors entsprechendes Motordrehzahlsignal zu erzeugen, ein Getriebeeingangsdrehzahlsensor (31), der an die Ausgangswelle der Reibkupplung angeschlossen ist, um ein der Drehzahl der Ausgangswelle der Reibkupplung entsprechendes Getriebeeingangsdrehzahlsignal zu erzeugen, ein Kupplungsaktuator (27), der an die Reibkupplung angeschlossen ist, um das Einrücken der Reibkupplung aus der vollständig ausgerückten Stellung entsprechend einem Kupplungseinrücksignal zu steuern, und eine Steuereinheit (64-69) für den Kupplungsaktuator gehören, wobei die Steuereinrichtung dadurch gekennzeichnet ist,

dass ein Generator (61-63) für eine Referenzdrehzahl vorgesehen ist, der mit dem Motordrehzahlsignal verbunden ist, um ein Referenzdrehzahlsignal zu erzeugen, und

dass die Steuereinrichtung an den Generator für die Referenzdrehzahl, den Getriebeeingangswellendrehzahlsensor und den Kupplungsaktuator angeschlossen ist, wobei es das Verfahren beinhaltet, dass ein algebraisches Summensignal entsprechend der Differenz zwischen (1) dem Referenzdrehzahlsignal und (2) dem Getriebeeingangsdrehzahlsignal mittels eines ersten algebraischen Summierers (64) erzeugt wird, und

dass ein Kupplungseinrücksignal aus dem algebraischen Summensignal erzeugt wird, das durch den ersten algebraischen Summierer (64) erzeugt wurde, um dieses Signal in den Kupplungsaktuator einzuspeisen und die Reibkupplung in einer Weise einzurücken, dass das Getriebeeingangsdrehzahlsignal sich asymptotisch dem Referenzdrehzahlsignal nähert.

18. Verfahren zum Steuern einer automatischen Kupplungssteuereinrichtung nach Anspruch 17, bei der der Kompensator die Schwingungsantwort auf die Drehmomentbelastung des wenigstens einen ein Trägheitsmoment aufweisenden Antriebsrades vermindert, indem die Übertragungsfunktion mittels eines Notch-Filters in dem Kompensator gefiltert wird, das ein Frequenzband im Bereich der erwarteten Frequenz der Schwingungsantwort auf die Drehmomentbelastung des wenigstens einen ein Trägheitsmoment aufweisenden Antriebsrades aufweist.