WO1998043846A1 - Adaptives-steuerungsverfahren eines kupplungssystems - Google Patents

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Martin-Peter Bolz
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Robert Bosch Gmbh
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    • F16H2342/04—Calibrating engagement of friction elements
    • F16H2342/044—Torque transmitting capability

Definitions

  • the system according to the invention is based on a servo clutch with the features of the preamble of claim 1.
  • Such automatic clutches or servo clutches are known, for example, from "Kraftfahrtechnisch.es Taschenbuch, Edition, 1991, pages 538 and 539.
  • servo clutches In conjunction with electronic control units, servo clutches either offer an automated starting process or, together with servo-operated manual transmissions, a fully automatic transmission. In such servo clutches, the opening and closing of the clutch is generally done by a servo drive. The control of this servo drive should realize a desired clutch torque. For this purpose, however, the relationship between the adjustment of the servo motor and the clutch torque to be transmitted by the clutch must be known. In such
  • Vehicles with electronic clutch management must constantly adapt the entire characteristic curve, which describes the relationship between the clutch position and the transmissible torque of the clutch. This is, as described for example in DE application 19540921.3, done well in the range from medium to strong moments by the fact that in normal driving The clutch is slowly opened until there is a difference between the clutch input speed and the
  • Clutch output speed results in a measurable speed difference.
  • the engine output torque reported by the engine when the speed difference occurs is the transferable clutch torque belonging to this position of the clutch.
  • the clutch characteristic can be adapted well over a wide range. This method is difficult to use at very low moments.
  • the clutch characteristic curve is very flat at low torques, and the torque specifications of the motor are quite imprecise.
  • the point at which the clutch begins to transmit a torque (also referred to as the pressure point) is of great interest both for starting and for gearshifts in the transmission, which are to take place when the clutch is partially closed. If the clutch is to be used to support the synchronization of the gears, precise knowledge of the clutch characteristic in the low torque range is of great benefit.
  • the object of the present invention is the precise and simple adaptation of a servo coupling system. This object is solved by the features of claim 1.
  • the invention is based on a system for controlling a servo clutch arranged in the drive train of a motor vehicle.
  • a vehicle engine with an adjustable output power and a transmission with at least one selectable gear stage are also arranged.
  • the clutch is opened and closed by engaging and disengaging an actuator controlled by a control unit.
  • the output power of the vehicle engine is determined by the operating parameters of the
  • Vehicle engine set If the operating conditions can be specified, the actuator is controlled arbitrarily.
  • the essence of the invention is that the operating parameters of the vehicle engine are set in such a way that the output power of the vehicle engine is essentially constant when the specifiable operating conditions exist.
  • the invention is based on the fact that the clutch torque can be determined relatively easily under certain operating conditions of the vehicle engine and with the engine output kept constant. With the procedure according to the invention, the clutch torques in the lower torque range can be determined with great accuracy. This means that there are good adaptation values for the clutch characteristic in this area, which are suitable for all tasks automated clutch can be used and improve the convenience of electronic clutch management.
  • condition in which the vehicle has essentially zero vehicle speed (standstill) is specified as the operating conditions.
  • an internal combustion engine can in particular be provided as the vehicle engine.
  • the operating parameter of the internal combustion engine can then be the
  • Throttle valve opening angle, the ignition setting, the amount of fuel supplied to the vehicle engine and / or the regulation of the fuel / air mixture composition ( ⁇ regulation) are set.
  • the operating parameters of the vehicle engine are kept substantially constant when the specifiable operating conditions are present. This fulfills an essential requirement for a constant output power of the engine.
  • a given gear stage (no neutral position) is engaged, particularly when the specifiable operating conditions exist.
  • the actuator controlled by the control unit can be acted on in such a way that the servo clutch is disengaged or closed in a predefinable manner.
  • the disengagement is carried out continuously at a predetermined speed or is interrupted at predeterminable values.
  • the instantaneous speed of the vehicle engine is detected during disengagement and / or after the servo clutch is disengaged, and the clutch torque currently transmitted by the servo clutch is determined as a function of the detected speed.
  • auxiliary units e.g. steering system, air conditioning and / or power generator
  • Servo coupling the auxiliary units are controlled such that the auxiliary units are driven by the vehicle engine by a defined torque. In particular, at least individual auxiliary units are switched off.
  • the clutch torque determined according to the invention is used to adapt the servo clutch.
  • the vehicle is moving and / or
  • vehicle brake and / or a mechanical lock of the transmission can be activated when the specifiable operating conditions exist.
  • FIG 1 shows schematically the structure of the system according to the invention
  • the invention is to be clarified on the basis of the exemplary embodiments described below.
  • FIG. 1 shows the reference number 10 to a vehicle engine, the output shaft of which is connected to the flywheel 1101 of the servo clutch 11.
  • the servo clutch 11 leads to the transmission 12.
  • the motor has the motor torque M M and the motor power P M.
  • the control unit 13 is supplied with the engine speed n ⁇ and the engine torque M ⁇ .
  • the control unit 13 is supplied, among other things, with the current engagement path S detected by the path sensor 1106.
  • the control unit 13 can also be supplied with the output speed n aj -, detected by the sensor 1107, of the clutch.
  • the control unit 13 controls the servomotor 1105 by means of the signal St to adjust the clutch.
  • the engine torque M ⁇ can be supplied to the control unit 13 from the engine control unit 101, but this with regard to does not matter to the present invention. It is more important for the invention that the control unit 13
  • Motor control unit 101 can supply a command P ⁇ c to keep the motor output constant.
  • a speed sensor 102 supplies the engine speed n M , this signal generally being present in the engine control unit 101, just like the engine torque M ⁇ , and can be supplied to the control unit 13 from there.
  • the clutch itself is equipped in a known manner with a flywheel 1101, a clutch disc 1110, a pressure plate 1111, a spring element (plate spring) 1102 and the release bearing 1112.
  • the torque that is transmitted by the clutch in sliding operation, the clutch torque M j ⁇ p, is given, among other things, by the preload of the plate spring 1102.
  • the preload of the plate spring 1102 is in turn dependent on the engagement path S of the clutch linkage, which in this exemplary embodiment is designed as a toothed rack 1104.
  • the rack 1104 is actuated by the output shaft of the servomotor 1105.
  • the path S ie the engagement path, is controlled via a control loop depending on a setpoint S so] _ ] _. This allows control of the clutch torque via the setpoint s soll ⁇ as.
  • the engagement path S is shown in FIG. 1 as the manipulated variable of the servo clutch, the angle of rotation of the servomotor 1105 or the force on the plate spring 1102 can of course also be used as the manipulated variable.
  • the pressure in the hydraulic system can be used as the manipulated variable.
  • the size S therefore generally represents the manipulated variable for the clutch torque in the grinding state.
  • a stepping motor for example, can be used as the servomotor.
  • the number the impulses applied to the stepper motor are then a measure of its relative angle of rotation.
  • the current potentiometer 1106 can dispense with complex detection of the current engagement path S- st . If the travel potentiometer 1106 is dispensed with, the rack must be moved back to a certain mechanical stop for calibration each time the clutch is disengaged.
  • Relationship (characteristic curve) between the engagement path S and the clutch torque to be transmitted by the clutch is adapted to the current situation.
  • the invention is first described below for a gasoline engine.
  • Longitudinal vehicle speed can be recorded by wheel speed sensors.
  • the gearbox is generally in neutral.
  • the engine idle speed is generally regulated by the engine control unit to a certain value (idle speed).
  • a gear (not the neutral gear) is engaged (with the clutch open).
  • the idle speed control is then "frozen" for a short time by the signal PM / C , that is to say that the last torque request of the idle controller is continued unchanged. This can be done in particular at a slightly increased idling speed.
  • the throttle valve is thereby set to a fixed value and no interventions are carried out on the ignition setting (constant ignition angle ⁇ z ) and on the injection (constant injection quantity ti).
  • auxiliary units driven by the engine e.g. steering system, air conditioning and / or power generator
  • the air conditioning compressor is switched off briefly and, if possible, the power consumption of the power generator is kept constant.
  • the excitation voltage can be switched off for a short time. The vehicle will then be supplied from the battery for a short time.
  • a possibly existing steering angle sensor could abort the adaptation according to the invention upon detection of changes in the steering angle and the associated change in the engine load situation.
  • Other measures for detecting load changes by the power steering pump such as detecting pressure changes in the hydraulic system, are conceivable. These measures are available to monitor the Power steering pump is not available, an indirect method for detecting load changes must be used. Such a method could be given, for example, by the fact that the measurement is not correlated with the actions on the coupling, or the new adaptation value deviates significantly from the previously recognized values.
  • n ⁇ is set in the engine 10, at which the engine torque generated by the combustion process (without taking other losses into account), the so-called indexed engine torque M M ⁇ nt ⁇ , equals the sum of the loss moments M verl un & Moments of friction in the engine 10.
  • air / fuel mixture composition ⁇ must be kept constant.
  • a corresponding ⁇ regulation is generally provided for this purpose.
  • Torque loss (eg stored as a characteristic curve / map) can be taken from the clutch torque taken from the clutch Determine M kup and relate it to the currently set clutch travel S.
  • a large area of the clutch characteristic (clutch travel depending on the transmittable clutch torque) can be measured.
  • the air mass flow is constant and independent of small changes in the vacuum in the intake manifold and independent of the engine speed.
  • the constant air mass flow means a constant engine output power P M.
  • M M Ind here refers to the already described indicated engine torque, K-rub ⁇ e Moto friction losses, ver ⁇ other torque losses and j ⁇ p the clutch torque sought. 3.
  • the friction torque re ib and the loss torque M ver ⁇ are each a function of the engine speed n ⁇ and the engine temperature and can be in a map with good
  • Closing the clutch according to the invention can take place continuously at a predetermined speed, the speed having to be predetermined such that the corresponding engine speed to be evaluated is established in a quasi-stationary manner.
  • the clutch can also be actuated step by step, with the stationary engine speed being evaluated after each step to determine the clutch torque.
  • the constant engine power is achieved by a constant amount of fuel to be injected per unit of time.
  • the vehicle brake and / or any mechanical locking of the transmission that may be present is actuated during the clutch closing according to the invention.
  • the adaptation according to the invention is stopped immediately when
  • the vehicle is moving (detected by wheel speed sensors) or -
  • the speed n ⁇ of the vehicle engine falls below a predeterminable threshold value (protection against "stalling" of the engine).

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem System zur Steuerung einer im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneten Servokupplung (11). In dem Antriebsstrang sind weiterhin ein Fahrzeugmotor (10) mit einer einstellbaren Ausgangsleistung und ein Getriebe (12) mit wenigstens einer einlegbaren Gangstufe angeordnet. Bei der Servokupplung (11) geschieht das Öffnen und Schließen der Kupplung mittels eines Ein- und Ausrückens eines von einer Steuereinheit gesteuerten Stellgliedes (1105). Die Ausgangsleistung des Fahrzeugmotors (10) wird durch Betriebsparameter des Fahrzeugmotors eingestellt. Bei Vorliegen vorgebbarer Betriebsbedingungen wird eine willkürliche Ansteuerung des Stellgliedes (1105) getätigt. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen die Betriebsparameter des Fahrzeugmotors (10) derart eingestellt werden, daß die Ausgangsleistung des Fahrzeugmotors (Pm, c) im wesentlichen konstant ist. Die Erfindung basiert darauf, daß bei bestimmten Betriebsbedingungen des Fahrzeugmotors (10) konstantgehaltener Motorausgangsleistung (Pm, c) das Kupplungsmoment relativ einfach zu bestimmen ist.

Description

ADAFΠVES-STEUERUNGSVERFAHREN EINES KUPPLUNGSSYSTEMS
Stand der Technik
Das erfindungsgemäße System geht aus von einer Servokupplung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Solche automatische Kupplungen bzw. Servokupplungen sind beispielsweise bekannt aus "Kraftfahrtechnisch.es Taschenbuch, Auflage, 1991, Seiten 538 und 539.
Servokupplungen bieten in Verbindung mit elektronischen Steuergeräten entweder einen automatisierten Anfahrvorgang oder, zusammen mit servobetätigten Schaltgetrieben, ein vollautomatisches Getriebe. Bei solchen Servokupplungen wird das Öffnen und Schließen der Kupplung im allgemeinen durch einen Servoantrieb getätigt. Die Ansteuerung dieses Servoantriebs sollte dabei ein gewünschtes Kupplungsmoment realisieren. Hierzu muß aber der Zusammenhang zwischen der Verstellung des Servomotors und dem von der Kupplung zu übertragenden Kupplungsmoment bekannt sein. Bei solchen
Fahrzeugen mit elektronischem Kupplungsmanagement muß also ständig die gesamte Kennlinie, die den Zusammenhang zwischen der Kupplungsposition und dem übertragbaren Moment der Kupplung beschreibt, adaptiert werden. Dies wird, wie beispielsweise in der DE Anmeldung 19540921.3 beschrieben, in den Bereichen mittlerer bis hin zu starken Momenten dadurch gut erledigt , daß im normalen Fahrbetrieb die Kupplung langsam so weit geöffnet wird, bis sich zwischen der Kupplungseingangsdrehzahl und der
Kupplungsausgangsdrehzahl eine meßbare Drehzahldifferenz ergibt. Das bei Auftreten der Drehzahldifferenz vom Motor gemeldete Motorausgangsmoment ist das zu dieser Position der Kupplung gehörende übertragbare Kupplungsmoment .
Mit solchen Verfahren läßt sich die Kupplungskennlinie in weiten Bereichen gut adaptieren. Schwierig anzuwenden ist dieses Verfahren aber bei sehr geringen Momenten. Die
Kupplungskennlinie ist bei niedrigen Momenten sehr flach, und die Momentenangaben des Motors sind recht ungenau. Der Punkt, an dem die Kupplung anfängt ein Moment zu übertragen (auch als Druckpunkt bezeichnet) , ist sowohl für das Anfahren als auch für Schaltvorgänge im Getriebe, die bei teilweise geschlossener Kupplung ablaufen sollen, von großem Interesse. Wenn die Kupplung zur Unterstützung der Synchronisation der Gänge mit benutzt werden soll, ist die genaue Kenntnis der Kupplungskennlinie im niedrigen Momentenbereich von großem Nutzen.
Aus der DE, AI, 40 11 850 ist zur Adaption der Kupplung bekannt, bei Fahrzeugstillstand und eingelegtem Getriebegang die Kupplung etwas zu schließen, bis sich das Moment oder die Drehzahl des Motors ändert. Weiterhin wird vorgeschlagen, bei Fahrzeugstillstand und nicht eingelegtem Getriebegang die Kupplung etwas zu schließen bis es zu einer bestimmten Änderung der Motordrehzahl kommt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der genauen und einfachen Adaption eines Servokupplungssystems . Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst .
Vorteile der Erfindung
Wie erwähnt, geht die Erfindung aus von einem System zur Steuerung einer im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeug angeordneten Servokupplung. In dem Antriebsstrang sind weiterhin ein Fahrzeugmotor mit einer einstellbaren Ausgangsleistung und ein Getriebe mit wenigstens einer einlegbaren Gangstufe angeordnet . Bei der Servokupplung geschieht das Öffnen und Schließen der Kupplung mittels eines Ein- und Ausrückens eines von einer Steuereinheit gesteuerten Stellgliedes. Die Ausgangsleistung des Fahrzeugmotor wird durch Betriebsparameter des
Fahrzeugmotors eingestellt. Bei Vorliegen vorgebbarer Betriebsbedingungen wird eine willkürliche Ansteuerung des Stellgliedes getätigt. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen die Betriebsparameter des Fahrzeugmotors derart eingestellt werden, daß die Ausgangsleistung des Fahrzeugmotors im wesentlichen konstant ist.
Wie im folgenden Ausführungsbeispiel noch genauer beschrieben wird, basiert die Erfindung darauf, daß bei bestimmten Betriebsbedingungen des Fahrzeugmotors und konstantgehaltener Motorausgangsleistung das Kupplungsmoment relativ einfach zu bestimmen ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise lassen sich die Kupplungsmomente im unteren Momentenbereich mit großer Genauigkeit bestimmen. Damit liegen in diesem Bereich gute Adaptionswerte für die Kupplungskennlinie vor, die für alle Aufgaben einer automatisierten Kupplung genutzt werden können und den Komfort eines elektronischen Kupplungsmanagement verbessern.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Betriebsbedingungen der Zustand vorgegeben wird, in dem das Fahrzeug im wesentlichen die Fahrzeuggeschwindigkeit Null (Stillstand) aufweist.
Darüber hinaus kann als Fahrzeugmotor insbesondere eine Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Als Betriebsparameter der Brennkraftmaschine kann dann der
Drosselklappenöffnungswinkel, die Zündungseinstellung, die dem Fahrzeugmotor zugeführte Kraftstoffmenge und/oder die Regelung der Kraftstoff/Luft-Gemischzusammensetzung (λ- Regelung) eingestellt werden. Hierbei ist insbesondere vorgesehen ist, daß bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen die Betriebsparameter des Fahrzeugmotors im wesentlichen konstant gehalten werden. Damit wird eine wesentliche Voraussetzung für eine konstante Ausgangsleistung des Motors erfüllt.
Weiterhin wird insbesondere bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen eine vorgegebene Gangstufe (keine Neutralstellung) eingelegt.
Liegt die vorgebbare Betriebsbedingung vor, so kann das von der Steuereinheit gesteuerte Stellglied derart beaufschlagt werden, daß die Servokupplung in vorgebbarer Weise ausgerückt bzw. geschlossen wird. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß das Ausrücken stetig mit einer vorgegebener Geschwindigkeit getätigt wird oder bei vorgebbaren Werten unterbrochen wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird während des Ausrückens und/oder nach dem Ausrücken der Servokupplung die momentane Drehzahl des Fahrzeugmotors erfaßt und abhängig von der erfaßten Drehzahl das momentan von der Servokupplung übertragene Kupplungsmoment bestimmt .
Um störende Verlustleistungen durch Nebenaggregate (z.B. Lenksystem, Klimaanlage und/oder Stromgenerator) auszuschließen, werden während des Ausrückens der
Servokupplung die Nebenaggregate derart angesteuert werden, daß die Nebenaggregate von dem Fahrzeugmotor durch ein definiertes Moment angetrieben werden. Hierbei ist insbesondere eine Abschaltung wenigstens einzelner Nebenaggregate vorgesehen.
Das erfindungsgemäß bestimmte Kupplungsmoment wird zur Adaption der Servokupplung herangezogen.
Insbesondere ist vorgesehen, daß die willkürliche
Ansteuerung des Stellgliedes dann abgebrochen wird, wenn
- ein Vortriebswunsch des Fahrers des Fahrzeugs erfaßt wird,
- das Fahrzeug sich bewegt und/oder
- die Drehzahl (nM) des Fahrzeugmotors einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet.
Weiterhin kann bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen die Fahrzeugbremse und/oder eine mechanischen Verriegelung des Getriebes aktiviert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in Unteranspüchen zu entnehmen. Zeichnung
Die Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau des erfindungsgemäßen Systems
Ausführungsbeispiel
Anhand der im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele soll die Erfindung verdeutlicht werden.
Die Figur 1 zeigt mit dem Bezugszeichen 10 einen Fahrzeugmotor, dessen Ausgangswelle mit der Schwungscheibe 1101 der Servokupplung 11 verbunden ist. Abtriebsseitig führt die Servokupplung 11 zu dem Getriebe 12. Der Motor weist das Motormoment MM und die Motorleistung PM auf. Der Steuereinheit 13 wird die Motordrehzahl n^ und das Motormoment M^ zugeführt . Der Steuereinheit 13 wird unter anderem der durch den Wegsensor 1106 erfaßte aktuelle Einrückweg S zugeleitet. Dem Steuergerät 13 kann darüber hinaus noch die durch den Sensor 1107 erfaßte Abtriebsdrehzahl naj-, der Kupplung zugeführt werden. Abhängig von diesen Eingangssignalen steuert die Steuereinheit 13 den Servomotor 1105 mittels des Signals St zur Verstellung der Kupplung an.
Das Motormoment M^ kann dabei der Steuereinheit 13 von der Motorsteuereinheit 101 zugeführt werden, was aber bzgl . der vorliegenden Erfindung keine Rolle spielt. Wesentlicher für die Erfindung ist, daß die Steuereinheit 13 der
Motorsteuereinheit 101 einen Befehl P^ c zur Konstanthaltung der Motorausgangsleistung zuführen kann. Ein Drehzahlsensor 102 liefert die Motordrehzahl nM, wobei dieses Signal im allgemeinen, ebenso wie das Motormoment M^, im Motorsteuergerät 101 vorliegt und von dort der Steuereinheit 13 zugeführt werden kann.
Die Kupplung an sich ist in bekannter Weise mit einer Schwungscheibe 1101, einer Kupplungsscheibe 1110, einer Druckplatte 1111, einem Federelement (Tellerfeder) 1102 und dem Ausrücklager 1112 ausgestattet. Das Drehmoment, das von der Kupplung im schleifenden Betrieb übertragen wird, das Kupplungsmoment Mj^p, ist unter anderem durch die Vorspannung der Tellerfeder 1102 gegeben. Die Vorspannung der Tellerfeder 1102 ist wiederum abhängig vom Einrückweg S des Kupplungsgestänges, das in diesem Ausführungsbeispiel als Zahnstange 1104 ausgebildet ist. Die Zahnstange 1104 wird durch die Ausgangswelle des Stellmotors 1105 betätigt. Im Normalbetrieb der Kupplung wird der Weg S, also der Einrückweg, über einen Regelkreis abhängig von einem Sollwert Sso]_]_ angeregelt. Damit läßt sich über den Sollwert ssoll ^as Kupplungsmoment steuern.
Während in der Figur 1 der Einrückweg S als Stellgröße der Servokupplung dargestellt ist, kann selbstverständlich auch der Drehwinkel des Stellmotors 1105 oder die Kraft auf die Tellerfeder 1102 als Stellgröße dienen. Bei einem zwischen Kupplung und Steller zwischengeschalteten Hydraulikkreis kann als Stellgröße der Druck im Hydrauliksystem verwendet werden. Die Größe S stellt daher ganz allgemein die Stellgröße für das Kupplungsmoment im schleifenden Zustand dar. In einem besonders einfachen System kann als Stellmotor beispielsweise ein Schrittmotor verwendet werden. Die Anzahl der Impulse, mit denen der Schrittmotor beaufschlagt wird, ist dann ein Maß für dessen relativen Drehwinkel. Auf diese Weise kann auf eine aufwendige Erfassung des aktuellen Einrückweges S-st durch das Wegpotentiometer 1106 verzichtet werden. Wird auf das Wegpotentiometer 1106 verzichtet, so wird muß allerdings bei jedem Ausrückvorgang (Schließen der Kupplung) die Zahnstange zur Kalibrierung bis zu einem bestimmten mechanischen Anschlag zurückgefahren werden.
Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist, daß der
Zusammenhang (Kennlinie) zwischen dem Einrückweg S und dem durch die Kupplung zu übertragenden Kupplungsmoment an die momentane Situation adaptiert wird. Im folgenden wird die Erfindung zunächst für einen Ottomotor beschrieben.
Bei der im folgenden zu beschreibenden Vorgehensweise wird am Motor 10 durch das Signal Signal PM c eine konstante Leistung PM eingestellt und die Lastsituation konstant gehalten. Bei dieser Methode lassen sich kleine aber auch etwas größere Punkte der Kupplungskennlinie (Weg S gegen übertragenes Kupplungsmoment Mj^p) finden.
Steht das Fahrzeugs still, das heißt ist die
Fahrzeuglängsgeschwindigkeit im wesentlichen gleich Null, so wird die erfindungsgemäße Adaption durchgeführt. Die
Fahrzeuglängsgeschwindigkeit kann durch Raddrehzahlsesnoren erfaßt werden. Das Getriebe ist dabei im allgemeinen in Neutralstellung. Die Leerlaufdrehzahl des Motors wird dabei im allgemeinen durch die Motorsteuereinheit auf einen bestimmten Wert (Leerlaufdrehzahl) geregelt. In einem ersten Schritt wird (bei geöffneter Kupplung) ein Getriebegang (nicht der Neutralgang) eingelegt. In der Motorsteuereinheit 101 wird dann durch das Signal PM/C für kurze Zeit die Leerlaufdrehzahlregelung "eingefroren", d.h., daß die letzte Momentenforderung des Leerlaufreglers unverändert fortgeschrieben wird. Dieses kann insbesondere bei einer leicht erhöhten Leerlaufdrehzahl erfolgen. Die Drosselklappe wird dadurch auf einen festen Wert eingestellt und es werden keine Eingriffe an der Zündungeinstellung (konstanter Zündwinkel αz) und an der Einspritzung (konstante Einspritzmenge ti) vorgenommen.
Gleichzeitig wird dafür gesorgt, daß keine Änderungen an der momentanen Lastsituation des Motors 10 vorkommen. Hierzu müssen die durch den Motor angetriebenen Nebenaggregate (z.B. Lenksystem, Klimaanlage und/oder Stromgenerator) berücksichtigt werden.
Insbesondere wird der Klimakompressor kurzfristig ausgeschaltet, und wenn möglich, die Leistungsaufnahme des Stromgenerators konstantgehalten. Bei heutigen nicht direkt beeinflußbaren Lichtmaschinen könnte z.B. kurzfristig die Erregerspannung abgeschaltet werden. Das Fahrzeug wird dann dann kurzfristig aus der Batterie versorgt.
Ein eventuell vorhandener Lenkwinkelsensor könnte bei dem Erkennen von Änderungen des Lenkwinkels und der damit verbundenen Änderung der Motorlastsituation die erfindungsgemäße Adaption abbrechen. Andere Maßnahmen zum Erkennen von Laständerungen durch die Lenkhilfepumpe wie z.B. ein Erkennen von Druckänderungen im Hydrauliksystem sind denkbar. Stehen diese Maßnahmen zur Überwachung der Lenkhilfepumpe nicht zur Verfügung, muß eine indirekte Methode zum Erkennen von Laständerungen herangezogen werden. Eine solche Methode könnte z.B. dadurch gegeben sein, daß die Messung nicht mit den Aktionen an der Kupplung korreliert ist, oder der neue Adaptionswert stark von den zuvor erkannten Werten abweicht .
Unter diesen konstanten Lastbedingungen stellt sich im Motor 10 eine stationäre Motordrehzahl n^ ein, bei der das durch den Verbrennungsvorgang erzeugte (ohne Berücksichtigung von sonstigen Verlusten) Motormoment, das sogenannte indizierte Motormoment MM ±nt^, gleich der Summe der Verlustmomente Mverl un& Reibmomente
Figure imgf000012_0001
im Motor 10 ist.
Weiterhin muß die Luft- /Kraf stoffgemisch-Zusammensetzung λ konstant gehalten werden. Hierzu ist im allgemeinen eine entsprechende λ-Regelung vorgesehen.
Ausgenutzt wird jetzt die Tatsache, daß bei einer festgehaltenen Drosselklappen mit einem kleinen
Öffnungsquerschnitt (bei λ=konstant) ein Ottomotor eine konstante Leistung PM bei einer bestimmten stationären Drehzahl nM1 abgibt. Wird jetzt durch Schließen der Kupplung bei eingelegtem Getriebgang ein kleines Moment vom Motor abgenommen, so sinkt die Motordrehzahl nM um einen bestimmten Wert. Da die Leistung konstant bleibt, steigt das vom Motor 10 indizierte Moment Mjyj incj. Es stellt sich eine neue stationäre Drehzahl n^ ein, die wieder dem oben erwähnten Momentengleichgewicht entspricht . Unter Berücksichtigung der zu dieser neuen Drehzahl n^ gehörenden
Verlustmomente (z.B. als Kennlinie/Kennfeld abgespeichert) läßt sich das an der Kupplung abgenommene Kupplungsmoment Mkup bestimmen und zu dem momentan eingestellten Kupplungsweg S in Beziehung setzen. Durch eine Variation des Kupplungsmoments bzw. Des Kupplungsweges S läßt sich ein großer Bereich der Kupplungskennlinie (Kupplungsweg in Abhängigkeit des übertragbaren Kupplungsmoments) ausmessen.
Dem oben beschriebenem Verfahren liegen die folgende Überlegungen und Gleichungen zugrunde:
1. Bei einem kleinen Öffnungswinkel αj^ der Drosselklappe liegt im allgemeinen eine überkritische Strömung durch den Öffnungsquerschnitt der Drosselklappe vor; die Strömungsgeschwindigkeit am Spalt der Drosselklappe ist also in der Größenordung der Schallgeschwindigkeit. Bei einer solchen überkritischen Strömung durch einen festen
Öffnungsquerschnitt der Drosselklappe ist der Luftmassenstrom konstant und unabhängig von kleinen Änderungen des Unterdrucks im Saugrohr und unabhängig von der Motordrehzahl. Bei einer konstanten Luft- /Kraftstoffgemisch-Zusammensetzung λ (insbesondere λ=l) bedeutet der konstante Luftmassenstrom eine konstante Motorausgangsleistung PM.
2. Beim Erreichen einer stationären Motordrehzahl gilt das folgende Momentengleichgewicht:
MM,ind = Mreib + Mverl + Mkup
MM,ind bezeichnet dabei das schon beschrieben indizierte Motormoment, K-reib ^e Motoreibungsverluste, ver^ die sonstigen Momentenverluste und j^p das gesuchte Kupplungsmoment . 3. Das Reibmoment reib und das Verlustmoment Mverι (z.B. verursacht durch die Öl- und/oder Wasserpumpe) ist jeweils eine Funktion der Motordrehzahl n^ und der Motortemperatur und kann in einem Kennfeld mit guter
Genauigkeit abgelegt werden.
Das erfindungsgemäße Schließen der Kupplung kann dabei stetig mit einer vorgegebener Geschwindigkeit erfolgen, wobei die Geschwindigkeit derart vorgegeben sein muß, daß sich quasi-stationär die entsprechende auszuwertende Motordrehzahl einstellt. Die Ansteuerung der Kupplung kann aber auch schrittweise erfolgen, wobei nach jedem Schritt die sich stationär einstellende Motordrehzahl zur Bestimnmung des Kupplungsmoments ausgewertet wird.
Im Falle eines Dieselmotors wird die konstante Motorleistung durch eine konstante einzuspritzende Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit erzielt.
Um eine Adaption bis hin zu höheren Kupplungsmomenten ohne eine Fortbewegung des Fahrzeugs zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, daß während des erfindungsgemäßen Schließens der Kupplung die Fahrzeugbremse und/oder eine eventuelle vorhandene mechanische Arretierung des Getriebes betätigt wird.
Die erfindungsgemäße Adaption wird sofort abgebrochen, wenn
- ein Vortriebswunsch des Fahrers des Fahrzeugs erfaßt wird (Fahrer drückt das Fahrpedal nieder) ,
- das Fahrzeug sich bewegt (Erfassung durch Raddrehzahsensoren) oder - die Drehzahl n^ des Fahrzeugmotors einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet (Schutz vor "Abwürgen" des Motors) .
Mit der erfindungsgemäßen Vorgehnsweise lassen sich die
Kupplungsmomente M]ςUp im unteren Momentenbereich mit großer Genauigkeit bestimmen. Damit liegen in diesem Bereich gute Adaptionswerte für die Kupplungskennlinie vor, die für alle Aufgaben einer automatisierten Kupplung genutzt werden können und den Komfort eines elektronischen Kupplungsmanagemet verbessern.

Claims

Ansprüche
1. System zur Steuerung einer im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeug angeordneten Servokupplung (11) , wobei der Antriebsstrang weiterhin einen eine einstellbare Ausgangsleistung (P^) aufweisenden Fahrzeugmotor (10) und ein wenigstens eine einlegbare Gangstufe aufweisendes Getriebe (12) aufweist, und wobei bei der Servokupplung das Öffnen und Schließen der Kupplung mittels eines Ein- und Ausrückens (S) eines von einer Steuereinheit (13) gesteuerten Stellgliedes (1105) geschieht, die Ausgangsleistung (P^) des Fahrzeugmotor durch Betriebsparameter (t-j_, αz, α^) des Fahrzeugmotors eingestellt wird und bei Vorliegen vorgebbarer Betriebsbedingungen eine willkürliche Ansteuerung des Stellgliedes (1105) getätigt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen die Betriebsparameter des Fahrzeugmotors derart eingestellt werden, daß die Ausgangsleistung (PM) des Fahrzeugmotors im wesentlichen konstant ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsbedingungen der Zustand vorgegeben wird, in dem das Fahrzeug im wesentlichen die Fahrzeuggeschwindigkeit Null (Stillstand) aufweist.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fahrzeugmotor eines Brennkraftmaschine vorgesehen ist und als Betriebsparameter der Drosselklappenöffnungswinkel (αDk) ' die Zündungseinstellung (αz) , die dem Fahrzeugmotor zugeführte Kraf stoffmenge (tj_) und/oder die Regelung der Kraftstoff/Luft-Gemischzusammensetzung (λ-Regelung) eingestellt werden, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen die Betriebsparameter des Fahrzeugmotors im wesentlichen konstant gehalten werden.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen eine vorgegebene Gangstufe eingelegt wird.
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen das von der Steuereinheit (13) gesteuerte Stellglied (1105) derart beaufschlagt wird, daß die Servokupplung in vorgebbarer
Weise ausgerückt/geschlossen wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß das Ausrücken (S) stetig mit einer vorgegebener Geschwindigkeit getätigt wird oder bei vorgebbaren Werten unterbrochen wird.
6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ausrückens und/oder nach dem Ausrücken der Servokupplung die momentane Drehzahl (nM) des Fahrzeugmotors erfaßt wird und abhängig von der erfaßten Drehzahl (nM) das momentan von der Servokupplung übertragene Kupplungsmoment
(Mup) bestimmt wird.
7. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugmotor Nebenaggregate wie ein Lenksystem, eine Klimaanlage und/oder einen Stromgenerator antreibt und während des Ausrückens der Servokupplung die Nebenaggregate derart angesteuert werden, daß die Nebenaggregate von dem Fahrzeugmotor durch ein definiertes Moment angetrieben werden, wobei insbesondere eine Abschaltung wenigstens einzelner Nebenaggregate vorgesehen ist.
8. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bestimmte Kupplungsmoment (M^p) zur Adaption der Servokupplung herangezogen wird.
9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die willkürliche Ansteuerung des Stellgliedes (1105) dann abgebrochen wird, wenn
- ein Vortriebswunsch des Fahrers des Fahrzeugs erfaßt wird,
- das Fahrzeug sich bewegt und/oder
- die Drehzahl (nM) des Fahrzeugmotors einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet.
10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen die Fahrzeugbremse und/oder eine mechanischen Verriegelung des Getriebes aktiviert wird.
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