WO2004027280A1 - Kupplungssteuerungssystem - Google Patents

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WO2004027280A1
WO2004027280A1 PCT/DE2003/002988 DE0302988W WO2004027280A1 WO 2004027280 A1 WO2004027280 A1 WO 2004027280A1 DE 0302988 W DE0302988 W DE 0302988W WO 2004027280 A1 WO2004027280 A1 WO 2004027280A1
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brake
clutch control
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Bernhard Boll
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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Definitions

  • the present invention relates to clutch control systems, and more particularly, to clutch control systems for automatically controlling engagement and disengagement of a friction clutch disposed in the powertrain between a vehicle engine and a transmission.
  • starting a vehicle presents a driver coordination problem that requires progressively releasing the parking brake while increasing engine speed and engaging the clutch to provide increasing drive torque for the transmission.
  • Starting a vehicle of this type on an incline and preventing the vehicle from rolling down the incline requires considerable skill from the driver and means for the driver that he is familiar with the characteristics of the engine, the clutch and the parking brake of the vehicle and must take the incline and the vehicle load into account.
  • the clutch control system may include, for example, an electronic control unit that initial clutch engagement when starting the vehicle, clutch engagement after a gear change, clutch disengagement controls to change the transmission's engaged gear and disengage the clutch when the vehicle is stopped, wherein the degree of clutch engagement is controlled while the vehicle is starting or starting in response to an engine speed error signal, which is a comparison of the current engine speed and a reference speed signal, generated by the control unit is derived.
  • Gear systems of this type usually do not provide a creep function.
  • the braking effect stops when starting from a standstill on an incline, the brake pedal and optionally the parking brake being used as soon as the driver's foot is put on the accelerator pedal by the brake pedal and the parking brake has been released , There is a delay during which the driver's foot is placed on the accelerator pedal from the brake pedal and a further delay after the accelerator pedal has been depressed before the engine speed increases and in response to this increased speed the clutch engages to apply the torque to the Transmission to transmit to set the vehicle in motion.
  • the creep torque is reduced to zero when the brakes are reapplied, and the creep torque is only applied when the brakes are fully released. Since there is a delay between the release of the brakes and the presence of sufficient creep torque, the vehicle will roll back even on a slight incline.
  • a clutch control system for a motor vehicle includes an engine, a transmission having a plurality of gear steps and a gear selection means, the engine being drivably connected to the transmission by a friction clutch; wherein the clutch control system automatically controls the engagement and disengagement of the clutch in accordance with the operation of the gear selection means to change the transmission gear stages,
  • the Clutch control system includes a speed sensor that generates an engine speed signal that changes with engine speed, a vehicle speed sensor, a gear selection sensor, a brake release sensor to sense the degree of application of a brake of the vehicle, and a clutch actuation means to partially engage the clutch if the degree of brake application decreases, if before a decrease in the degree of brake application the sensors indicate that the vehicle is substantially at a standstill, the brake is applied, a gear is engaged and the engine speed is below a predetermined value lies.
  • the degree of clutch engagement can be increased while the degree of application of the brake decreases, so that when the torque applied by the brake falls below that which is necessary to a vehicle keep on a slope, the creep torque applied by the clutch is sufficient to hold the vehicle.
  • the clutch control system preferably returns the clutch to a position where no torque is transmitted when the level of torque determined by the start control controls the creep torque within a predetermined time, for example four seconds after the braking effect has ceased.
  • the creep torque applied by the clutch may be reduced if the increase in the change in the degree of brake application during brake release falls below a predetermined value.
  • the brake release sensors of the present invention can also be used to control clutch release while the vehicle is stationary.
  • clutch disengagement has been controlled as a function of vehicle deceleration calculated based on vehicle speed, using, for example, wheel speed sensors.
  • the need to calculate deceleration from vehicle speed means delays and, furthermore, under a certain speed the signal from the wheel speed sensors becomes unreliable and cannot be used for this purpose.
  • the brake sensors of the present invention provide one more immediate display of vehicle braking ready, which minimizes the time delays.
  • Figure 1 is a schematic illustration of the general layout of the clutch control system according to the present invention.
  • Figure 2a shows graphical records of brake torque and clutch torque over time for a clutch control system as disclosed in GB 2338277;
  • Figure 2b shows graphical recordings of brake torque and clutch torque over time for a clutch control system in accordance with the present invention.
  • FIG. 1 of the accompanying drawings shows an engine 10 having a starter and an attached starter circuit 10a coupled by the main drive friction clutch 14 to a multi-stage, synchronized transmission of the countershaft type 12 via a transmission drive shaft 15.
  • the engine is supplied with fuel via a throttle 16, which includes a throttle valve 18 which is actuated by the accelerator pedal 19.
  • the invention is equally applicable to gasoline or diesel engines with electronic or mechanical fuel injection.
  • the clutch 14 is actuated by a release fork 20, which in turn is actuated by a sequence-controlled hydraulic cylinder 22, which is under the control of a clutch actuator control means 38.
  • a gear selector lever 24 operates in a control link 50 with two legs 51 and 52 which are connected by a transverse track 53 which extends between the end of the leg 52 and a position between the ends of the leg 51.
  • the control link 50 defines five positions; "R” at the end of the leg 52; “N” in the middle between the ends of the transverse track 53; “S” at the connection point of the leg 51 with the transverse track 53; and “+” and "-” at the ends of the leg 51.
  • the lever 24 is aligned from the outset to the central position "S".
  • the "N" position of the selector lever 24 corresponds to the idling; "R” corresponds to the selection of the reverse gear; “S” corresponds to the selection of a forward drive; the momentary movement of the lever into the "+” position represents a command that causes the transmission to shift up a gear; and the brief movement of gear lever 24 to the "-" position represents a command that causes the transmission to shift down a gear.
  • the positions of the lever 24 are detected by a series of sensors, for example microswitches or optical sensors, which are arranged around the control link 50.
  • the signals from the sensors are fed to an electronic control unit 36.
  • An output of the control unit 36 controls a gear engagement mechanism 25 that engages the gear stages of the transmission 12 according to the movement of the selector lever 24 by the driver of the vehicle.
  • the gear engagement mechanism 25 may include, for example, hydraulic pistons and solenoid controlled valves to move selector elements to engage and disengage the various gear ratios, such as disclosed in WO97 / 05410, the disclosure of which is inserted for reference purposes becomes.
  • control unit 36 receives signals from:
  • the control unit 36 uses the signals from these sensors to control the actuation of the clutch 14 during starting from standstill and during gear change, as described for example in the patents EP00381 13, EP0043660, EP0059035, EP0101220 and WO92 / 13208, the content of which is expressly referred to and the content of which is expressly included in the disclosure content of the present invention.
  • a buzzer 55 is connected to the control unit 36 to warn / indicate to the vehicle operator when certain operating conditions occur.
  • a flashing warning light or other display means can be used.
  • a gear indicator 60 is also provided to indicate the selected gear level.
  • a master brake system of the vehicle includes a brake pedal 62 that operates a master cylinder 64 to apply hydraulic pressure to a brake system to brake the vehicle.
  • a sensor 66 attached to the brake pedal 64 detects the movement of the pedal 64 and sends a signal to the control unit 36 indicating the degree of actuation of the main brake, and / or a pressure sensor 68 measures the hydraulic pressure in the brake system and sends one Signal to the control unit 36, which indicates the pressure in the brake system.
  • a sensor 72 detects movement of a parking brake lever 70 and sends a signal to the control unit 36 which indicates the degree of actuation of the parking brake.
  • control unit 36 also receives signals from a wheel speed sensor 57 and the ignition switch 54.
  • the operation of the gear shift lever 18 to engage a gear causes the clutch control unit 21 to disengage the clutch 14 via the hydraulic controller 22.
  • the control unit 36 when the brake pedal 62 and / or the parking brake lever 70 is subsequently released, the control unit 36, before the braking torque falls below a torque which is required to overcome the rolling resistance of the vehicle and any inclination resistance, causes the clutch control unit 21 via the hydraulic control 22, partially engage clutch 14 to a preset one Bring creep torque to the wheels of the vehicle, the preset creep torque being above the torque T c required to overcome the rolling resistance of the vehicle.
  • the clutch torque is preferably increased at a rate equal to or greater than the rate at which the brake torque is released so that the net torque applied by the brake and clutch is equal to or greater than that of the preset creep torque.
  • the degree to which the clutch is engaged increases under the normal start-up control of the clutch control system until it exceeds the partial pre-engagement of the clutch 14 such that the torque transmitted to the wheels then rises until the vehicle moves away.
  • FIG. 2a illustrates a start-up process that utilizes the clutch control system disclosed in GB2338277.
  • the release of the brakes begins at time t 0 .
  • clutch 14 does not begin to partially engage until the brake torque is reduced to zero, which happens at time t 5 .
  • the torque that is transmitted through the clutch 14 does not reach the preset creep torque level T c by the time t 7 .
  • T R the torque required to prevent the vehicle from rolling back when it is stopped on a slope.
  • the partial engagement of clutch 14 begins at time ⁇ that is before the braking torque falls below the torque T R at time t 2 , which is the torque required prevent the vehicle from rolling back when stopped on an incline.
  • the clutch torque is increased at a similar rate as the brake torque drops.
  • T R the torque required to cause the vehicle to roll back prevent.
  • the clutch engagement continues until, at time t 4, the torque applied by the clutch reaches the preset creep torque Tc, which is greater than the torque required to overcome the rolling and tilting resistance of the vehicle so that the vehicle begins to start from a standstill. Acceleration of the vehicle from standstill, however, depends on the driver operating the accelerator pedal 19 in a conventional manner.
  • the partial engagement of clutch 11 is stopped after the braking force ceases when the torque level caused by normal clutch control system startup control does not exceed creep torque within a timeout period, typically between one second and four seconds. Therefore, if the driver makes no attempt to move the vehicle within an allotted time after the braking has ceased, the aid provided by the application of a creep torque is ended.
  • the clutch control system may further be arranged to disengage the clutch 14 immediately after the braking action ceases when the accelerator pedal is not depressed and the engine speed falls below a threshold speed.
  • the threshold speed is below the engine idle speed when clutch 14 is fully disengaged.
  • the torque exerted by clutch 14 may also be reduced if the gradient of the change in braking torque during brake release falls below a predetermined value.

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Abstract

Ein Kupplungssteuerungssystem für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Motorgeschwindigkeitsfühler (26), einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler (57), einen Gangstufenauswahlfühler (32) und einen Bremsfreigabefühler (66,68,72), wobei das Steuerungssystem die Kupplung (14) veranlasst, teilweise bei einer Verringerung im Grad der Betätigung der Bremsen einzurücken, wenn vor der Freigabe der Bremsen sich das Fahrzeug im Wesentlichen im Stillstand mit angezogenen Bremsen befindet, eine Gangstufe ausgewählt ist und die Motorgeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt.

Description

Kupplunqssteuerunqssvstem
Die vorliegende Erfindung betrifft Kupplungssteuerungssysteme und insbesondere Kupp- lungssteuerungssysteme für automatisches Steuern des Einrückens und des Ausrückens einer Reibungskupplung, die im Antriebsstrang zwischen einem Fahrzeugmotor und einem Getriebe angeordnet ist.
Bei herkömmlichen Handschaltgetriebesystemen stellt das Anfahren eines Fahrzeugs ein Koordinationsproblem für den Fahrer dar, welches das fortschreitende Freigeben der Feststellbremse erfordert, während gleichzeitig die Motorgeschwindigkeit erhöht und die Kupplung eingerückt wird, um ein ansteigendes Antriebsdrehmoment für das Getriebe bereitzustellen. Das Anfahren eines Fahrzeugs dieser Bauart auf einer Steigung und das Verhindern , dass das Fahrzeug die Steigung hinunter rollt, verlangt eine beträchtliche Fertigkeit vom Fahrer und bedeutet für den Fahrer, dass er mit den Merkmalen des Motors, der Kupplung und der Feststellbremse des Fahrzeugs vertraut sein und die Steigung und die Fahrzeugbeladung miteinbeziehen muss.
Für Fahrzeuge mit automatischen Getrieben, die einen Drehmomentswandler zwischen dem Motor und dem automatischen Getriebe zwischengeschaltet haben, gibt es kein Kupplungspedal, so dass die Anforderungen an den Fahrer geringer sind, wenn er das Fahrzeug auf einer Steigung anfährt. Die Merkmale des Drehmomentwandlers sind der Gestalt, dass bei Motorleerlaufgeschwindigkeit bei ruhendem Fahrzeug ein kleines Drehmoment vom Motor auf das Getriebe übertragen wird, wenn eine Gangstufe eingelegt ist, die zum Anfahren aus dem Stillstand geeignet ist. Dieses Drehmoment, das durch das Getriebe verstärkt und auf die Antriebsräder übertragen wird, reicht aus, um die Haftrollreibung des Fahrzeugs zu überwinden. Die Folge dieses Umstands ist, dass, wenn die Feststellbremse freigegeben wird, das Fahrzeug sich in die Richtung, die durch den Gangwahlhebel festgelegt ist, in Bewegung setzt, wenn das Fahrzeug sich auf dem Flachen oder einer leichten Steigung befindet. Dieses Verhalten wird als "Kriechen" bezeichnet. Um das Fahrzeug auf einer etwas steileren Steigung ohne Zurückrollen in Bewegung zu setzen, reicht es aus, wenn der Fahrer den Motor beschleunigt und die Feststellbremse freigibt. Unter der Voraussetzung, dass der Motor beschleunigt wurde, um ausreichend Drehmoment bereitzustellen, um die Haftreibung und die Schwerkraft zu überwinden, bevor die Bremse gelöst wird, wird sich das Fahrzeug ohne Zurückrollen wegbewegen. Die Bereitstellung des Kriechens macht das Steuern des Anfahrens aus dem Stillstand auf der Ebene oder einer leichten Steigung für den Fahrer relativ einfach. Das Fahrzeug wird durch Einstellen des Gangwahlhebels und das Freigeben des Bremspedals in Bewegung gesetzt. Die darauf folgende Beschleunigung wird durch das Gaspedal gesteuert.
Bei Getriebesystemen der Art, die durch die vorliegende Erfindung betroffen sind, zum Beispiel wie in den Europäischen Patentschriften Nr. 0038113; 0043660; 0059035 und 0101220 offenbart, deren Offenbarungsgehalt in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung durch Bezugnahme darauf eingefügt sind, kann das Kupplungssteuerungssystem zum Beispiel eine elektronische Steuereinheit umfassen, welche das anfängliche Kupplungseinrücken beim Anfahren des Fahrzeugs, das Wiedereinrücken der Kupplung im Anschluss an einen Gangwechsel, das Kupplungsausrücken zum Wechseln des eingelegten Gangs des Getriebes und das Ausrücken der Kupplung beim Anhalten des Fahrzeugs steuert, wobei der Grad des Kupplungseinrückens während des Anrollens oder Anfahrens des Fahrzeugs als Reaktion auf ein Motorgeschwindigkeitsfehlersignal gesteuert wird, das von einem Vergleich der gerade anstehenden Motorgeschwindigkeit und eines Bezugsgeschwindigkeitssignals, das durch die Steuerungseinheit erzeugt wird, abgeleitet wird. Getriebesysteme dieser Art stellen üblicherweise keine Kriechfunktion bereit. Während ein Drehmomentwandler in der Lage ist, ein kleines Drehmoment ohne zeitliche Begrenzung an das Fahrzeuggetriebe zu liefern, während das Fahrzeug im Stillstand verbleibt, ist eine automatisierte Reibungskupplung , wie sie in Getriebesystemen der Art eingesetzt wird, auf die sich die vorliegende Anwendung bezieht, nicht in der Lage, ähnlich betrieben zu werden, ohne erhöhter nicht annehmbarer Abnützung unterworfen zu sein.
Bei Fahrzeugen, die Getriebesysteme dieser Art aufweisen, hört die Bremswirkung beim Anfahren aus dem Stillstand auf einer Steigung auf, wobei das Bremspedal und wahlweise die Feststellbremse eingesetzt wird, sobald der Fuß des Fahrers vom Bremspedal auf das Gaspedal gegeben wird und die Feststellbremse freigegeben worden ist. Es ergibt sich eine Verzögerung, währenddessen der Fahrerfuß vom Bremspedal auf das Gaspedal gegeben wird, und eine weitere Verzögerung , nachdem das Gaspedal niedergedrückt worden ist, bevor sich die Motorgeschwindigkeit erhöht und als Reaktion auf diese erhöhte Geschwindigkeit die Kupplung einrückt, um das Drehmoment auf das Getriebe zu übertragen, um das Fahrzeug in Bewegung zu setzen.
Während dieser Verzögerungsspanne neigt das Fahrzeug dazu, die Steigung zurückzurollen, außer der Fahrer steuert die Fahrzeugbewegung mit der Feststellbremse. Es besteht eine Abneigung unter Fahrern, die Feststellbremse unter diesen Umständen zu verwenden, da ihr Einsatz beträchtliche Fertigkeit erfordert, und es besteht eine Neigung unter Fahrern, das Fahrzeug die Steigung hinunter rollen oder den Motor aufheulen zu lassen. Es wäre daher in Getriebesystemen dieser Art vorteilhaft, ein Niveau an Drehmoment bereitzustellen, das dem Kriechdrehmoment entspricht, das normalerweise durch einen Drehmomentwandler eines automatischen Getriebesystems bereitgestellt wird, wenn das Bremsdrehmoment nicht mehr zur Verfügung steht. Sobald die Kupplung in eine Position bewegt worden ist, wo ein kleines Drehmoment übertragen wird, ist nur mehr eine kleine weitere Bewegung der Kupplung erforderlich, um das Drehmoment auf ein Niveau zu erhöhen, wo das Fahrzeug auf einer Steigung in Bewegung gesetzt werden kann.
Gemäß GB 2338277, deren Offenbarungsgehalt in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung durch Bezugnahme darauf eingefügt ist, wird bei Auswahl einer Gangstufe und Freigeben der Bremse die Kupplung teilweise eingerückt und liefert ein Drehmoment an die Antriebsräder des Fahrzeugs, welches ausreicht, die Haftrollreibung des Fahrzeugs zu überwinden. Diese strebt an, das Fahrzeug auf der Steigung zu halten, bis der Motor beschleunigt ist, um die Motorgeschwindigkeit und das Kupplungseinrücken auf einen Grad zu erhöhen, wo ausreichend Drehmoment an die Antriebsräder des Fahrzeugs geliefert wird, so dass das Fahrzeug sich wegbewegt. Mit solch einer Anordnung wird die Fähigkeit des Fahrers, das Fahrzeug auf einer Steigung in Bewegung zu setzen, auf Grund der Kriechfunktion stark verbessert, welche die anfängliche Handlung der Anfahrsteuerung durch Anheben des Kupplungsdrehmoments auf das Niveau des Kriechdrehmoments vorwegnimmt.
Jedoch wird gemäß GB 2338277 das Kriechdrehmoment auf null herabgesetzt, wenn die Bremsen wiederum angelegt werden, und das Kriechdrehmoment wird nur angelegt, wenn die Bremsen vollständig freigegeben sind. Da sich eine Verzögerung zwischen Freigabe der Bremsen und Vorliegen des ausreichenden Kriechdrehmoments ergibt, wird das Fahrzeug auch auf einer geringen Steigung zurückrollen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kupplungssteuerungssystem für ein Kraftfahrzeug, das einen Motor, ein Getriebe, das eine Mehrzahl von Gangstufen und ein Gangwahlmittel aufweist, wobei der Motor antriebsfähig mit dem Getriebe durch eine Reibungskupplung verbunden ist; wobei das Kupplungssteuerungssystem automatisch das Einrücken und Ausrücken der Kupplung in Übereinstimmung mit der Betätigung des Gangauswahlmittels steuert, um die Getriebegangstufen zu ändern, wobei das Kupplungssteuerungssystem einen Geschwindigkeitsfühler umfasst, der ein Motorgeschwindigkeitssignal erzeugt, das sich mit der Motorgeschwindigkeit verändert, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler, einen Gangwahlfühler, einen Bremsenfreigabefühler, um den Grad der Betätigung einer Bremse des Fahrzeugs zu erfassen, und ein Kupplungsbe- tätigungsmittel aufweist, um die Kupplung teilweise einzurücken, wenn sich der Grad der Betätigung der Bremse verringert, wenn vor einer Verringerung im Grad der Betätigung der Bremse die Fühler anzeigen, dass sich das Fahrzeug im Wesentlichen im Stillstand befindet, die Bremse angelegt, ein Gang eingelegt ist und die Motorgeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt.
Mit dem Kupplungssteuerungssystem der vorliegenden Erfindung kann der Grad des Ein- rückens der Kupplung erhöht werden, während der Betätigungsgrad der Bremse sinkt, so dass, wenn das Drehmoment, das durch die Bremse angelegt wird, unter jenes fällt, das notwendig ist, um ein Fahrzeug auf einer Steigung zu halten, das Kriechdrehmoment, das durch die Kupplung angelegt wird, ausreicht, um das Fahrzeug zu halten.
Um die Kupplung vor übermäßigem Verschleiß zu bewahren, führt das Kupplungssteuerungssystem die Kupplung vorzugsweise auf eine Position zurück, wo kein Drehmoment übertragen wird, wenn das Niveau des Drehmoments, das durch die Anfahrsteuerung bestimmt wird, das Kriechdrehmoment innerhalb einer vorbestimmten Zeit, zum Beispiel vier Sekunden nachdem die Bremswirkung aufgehört hat, überschritten hat. Alternativ oder zusätzlich kann das Kriechdrehmoment, das durch die Kupplung angelegt wird, verringert werden, wenn der Anstieg der Veränderung im Grad der Bremsenbetätigung während des Freigebens der Bremse unter einen vorbestimmten Wert fällt.
Die Bremsenfreigabefühler der vorliegenden Erfindung können des Weiteren eingesetzt werden, um das Ausrücken der Kupplung zu steuern, während das Fahrzeug zum Stillstand kommt. Bisher wurde das Ausrücken der Kupplung unter diesen Umständen als eine Funktion der Fahrzeugverzögerung gesteuert, die auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wurde, wobei zum Beispiel die Radgeschwindigkeitsfühler ausgenützt wurden. Jedoch bedeutet die Notwendigkeit, Abbremsung aus der Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen, Verzögerungen und darüber hinaus wird unter einer gewissen Geschwindigkeit das Signal von den Radgeschwindigkeitsfühlern unzuverlässig und kann für diesen Zweck nicht herangezogen werden. Die Bremsenfühler der vorliegenden Erfindung stellen eine direktere Anzeige der Fahrzeugabbremsung bereit, wodurch die zeitlichen Verzögerungen minimiert werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun als bloßes Beispiel mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
Figur 1 eine schematische Darstellung des allgemeinen Layouts des Kupplungssteue- rungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 2a graphische Aufzeichnungen des Bremsdrehmoments und des Kupplungsdrehmoments über der Zeit für ein Kupplungssteuerungssystem, wie es in GB 2338277 offenbart ist, zeigt; und
Figur 2b graphische Aufzeichnungen des Bremsdrehmoments und des Kupplungsdrehmoments über der Zeit für ein Kupplungssteuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Figur 1 der begleitenden Zeichnungen zeigt einen Motor 10 mit einem Starter und einer beigefügten Starterschaltung 10a, die durch die Hauptantriebsreibungskupplung 14 mit einem mehrstufigen, synchronisierten Getriebe von der Bauart mit Vorgelegewelle 12 über eine Getriebeantriebswelle 15 gekoppelt ist. Der Motor wird über eine Drossel 16, die ein Drosselventil 18 umfasst, das durch das Gaspedal 19 betätigt wird, mit Kraftstoff versorgt. Die Erfindung ist für Benzin- oder Dieselmotoren mit elektronischer oder mechanischer Kraftstoffeinspritzung gleichermaßen anwendbar.
Die Kupplung 14 wird durch eine Ausrückgabel 20 betätigt, die ihrerseits durch einen folgegesteuerten Hydraulikzylinder 22 betätigt wird, der unter der Steuerung eines Kupp- lungsstellgliedsteuermittels 38 steht.
Ein Gangwahlhebel 24 arbeitet in einer Steuerkulisse 50 mit zwei Schenkeln 51 und 52, die durch eine Querspur 53 verbunden sind, die sich zwischen dem Ende des Schenkels 52 und einer Position zwischen den Enden des Schenkels 51 erstreckt. Die Steuerkulisse 50 definiert fünf Positionen; „R" am Ende des Schenkels 52; „N" in der Mitte zwischen den Enden der Querspur 53; „S" am Verbindungspunkt des Schenkels 51 mit der Querspur 53; und „+" und „- " an den Enden des Schenkels 51. Im Schenkel 51 ist der Hebel 24 von vornherein auf die zentrale Position „S" ausgerichtet. Die „N" Position des Auswahlhebels 24 entspricht dem Leerlauf; „R" entspricht der Auswahl des Rückwärtsgangs; „S" entspricht der Auswahl eines Vorwärtsfahrtantriebs; die kurzzeitige Bewegung des Hebels in die „+" Position stellt einen Befehl dar, der das Getriebe veranlasst, eine Gangstufe hinauf zu schalten; und die kurzzeitige Bewegung des Ganghebels 24 in die „-" Position stellt einen Befehl dar, der das Getriebe veranlasst, eine Gangstufe hinunter zu schalten.
Die Positionen des Hebels 24 werden durch eine Reihe von Fühlern, zum Beispiel Mikro- schalter oder optische Fühler, erfasst, die um die Steuerkulisse 50 angeordnet sind. Die Signale der Fühler werden einer elektronischen Steuereinheit 36 zugeführt. Eine Ausgabe der Steuereinheit 36 steuert einen Gangeinrückmechanismus 25, der die Gangstufen des Getriebes 12 gemäß der Bewegung des Auswahlhebels 24 durch den Fahrer des Fahrzeugs einrückt. Der Gangeinrückmechanismus 25 kann zum Beispiel hydraulische Kolben und Solenoid gesteuerte Ventile umfassen, um Auswahlelemente zu bewegen, um die verschiedenen Gangstufen einzulegen und aus dem Eingriff zu nehmen, wie zum Beispiel in der Patentschrift WO97/05410 offenbart, deren Offenbarung zum Zwecke der Bezugnahme darauf eingefügt wird.
Zusätzlich zu den Signalen vom Gangauswahlhebel 24 empfängt die Steuereinheit 36 Signale vom:
Fühler 19a, der den Grad des Niederdrückens des Gaspedals 19 bezeichnet;
Fühler 30, der den Grad der Öffnung des Drosselregelventils 18 bezeichnet;
Fühler 26, der die Motorgeschwindigkeit bezeichnet;
Fühler 42, der die Geschwindigkeit der Abtriebskupplungsscheibe bezeichnet;
Fühler 34, der die Position des folgegesteuerten Kupplungszylinders bezeichnet; und
Fühler 32, der die ausgewählte Gangstufe bezeichnet. Die Steuereinheit 36 verwendet die Signale dieser Fühler, um die Betätigung der Kupplung 14 während des Anfahrens aus dem Stillstand und während der Gangwechsel zu steuern, wie es zum Beispiel in den Patentschriften EP00381 13, EP0043660, EP0059035, EP0101220 und WO92/13208 beschrieben ist, auf deren Inhalt ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Gehalt ausdrücklich in den Offenbarungsinhalt der vorliegenden Erfindung aufgenommen wird.
Ein Summer 55 ist mit der Steuerungseinheit 36 verbunden, um den Fahrzeuglenker zu warnen/ihm anzuzeigen, wenn bestimmte Betriebszustände auftreten. Zusätzlich oder an Stelle eines Summers 55 kann ein blinkendes Warnlicht oder ein anderes Anzeigemittel eingesetzt werden. Ein Ganganzeiger 60 ist ebenfalls vorgesehen, um die ausgewählte Gangstufe anzuzeigen.
Ein Hauptbremssystem des Fahrzeugs umfasst ein Bremspedal 62, welches einen Hauptzylinder 64 betreibt, um hydraulischen Druck auf ein Bremssystem auszuüben, um das Fahrzeug zu bremsen. Ein Fühler 66, der dem Bremspedal 64 beigefügt ist, erfasst die Bewegung des Pedals 64 und sendet ein Signal an die Steuerungseinheit 36, das den Grad der Betätigung der Hauptbremse anzeigt, und/oder ein Druckfühler 68 misst den hydraulischen Druck im Bremssystem und sendet ein Signal an die Steuerungseinheit 36, das den Druck im Bremssystem anzeigt. Alternativ dazu oder zusätzlich erfasst ein Fühler 72 eine Bewegung eines Feststellbremshebels 70 und sendet ein Signal an die Steuerungseinheit 36, das den Grad der Betätigung der Feststellbremse anzeigt.
Zusätzlich zu den oben erwähnten Fühlern empfängt die Steuerungseinheit 36 auch Signale von einem Radgeschwindigkeitsfühler 57 und dem Zündschalter 54.
Bei dem oben beschriebenen Getriebesystem veranlasst, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand angefahren wird, die Betätigung des Gangschalthebels 18, um einen Gang einzulegen, die Kupplungssteuerungseinheit 21 über die Hydrauliksteuerung 22, die Kupplung 14 auszurücken. Bei darauf folgender Freigabe des Bremspedals 62 und/oder des Feststellbremshebels 70 veranlasst die Steuerungseinheit 36, bevor das Bremsdrehmoment unter ein Drehmoment fällt, das erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs und einen beliebigen Neigungswiderstand zu überwinden, die Kupplungssteuerungseinheit 21 über die Hydrauliksteuerung 22, die Kupplung 14 teilweise einzurücken, um ein voreingestelltes Kriechdrehmoment auf die Räder des Fahrzeugs zu bringen, wobei das voreingestellte Kriechdrehmoment über dem Drehmoment Tc liegt, das erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeug zu überwinden. Das Kupplungsdrehmoment wird vorzugsweise mit einer Rate erhöht, die gleich oder größer ist als die Rate, mit welcher das Bremsdrehmoment abgebaut wird, so dass das Nettodrehmoment, das durch die Bremse und die Kupplung angelegt wird, gleich oder größer jenem des voreingestellten Kriechdrehmoments ist. Wenn sich die Motorgeschwindigkeit in weiterer Folge erhöht, erhöht sich der Grad, mit welchem die Kupplung eingerückt ist, unter der normalen Anfahrsteuerung des Kupplungssteuerungssystems, bis es die teilweise Voreingerücktheit der Kupplung 14 übersteigt, so dass das Drehmoment, das auf die Räder übertragen wird, dann ansteigt, bis das Fahrzeug sich wegbewegt.
Figur 2a stellt einen Anfahrvorgang dar, der das Kupplungssteuerungssystem nützt, das in GB2338277 offenbart ist. Wie in Fig. 2a dargestellt, beginnt das Freigeben der Bremsen zum Zeitpunkt t0. Jedoch beginnt die Kupplung 14 nicht teilweise eingerückt zu werden, bis das Bremsendrehmoment auf null verringert ist, was zum Zeitpunkt t5 passiert. Darüber hinaus erreicht das Drehmoment, das durch die Kupplung 14 übertragen wird, das voreingestellte Kriechdrehmomentniveau Tc bis zum Zeitpunkt t7 nicht. Daraus ergibt sich, dass das Nettodrehmoment, das durch die Bremsen und die Kupplung zwischen den Zeitpunkten t und t6 angelegt wird, unter dem Drehmoment TR liegt, welches das Drehmoment ist, das erforderlich ist, um das Fahrzeug am Zurückrollen zu hindern, wenn es auf einer Neigung angehalten wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung , wie in Figur 2B dargestellt, setzt das teilweise Einrücken der Kupplung 14 zum Zeitpunkt \ ein, das ist, bevor das Bremsdrehmoment unter das Drehmoment TR zum Zeitpunkt t2 fällt, welches das Drehmoment ist, das erforderlich ist, um das Fahrzeug am Zurückrollen zu hindern, wenn es auf einer Neigung angehalten wird. Darüber hinaus wird das Kupplungsdrehmoment mit einer ähnlichen Rate zum Abfall des Bremsendrehmoments erhöht. Auf diese Weise wird zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3 das Nettodrehmoment, das durch die Bremse und die Kupplung 14 angelegt wird, über dem Drehmoment TR gehalten, welches das Drehmoment ist, das erforderlich ist, um das Fahrzeug am Zurückrollen zu hindern. Das Kupplungseinrücken setzt sich fort, bis zum Zeitpunkt t4 das durch die Kupplung angelegte Drehmoment das voreingestellte Kriechdrehmoment Tc erreicht, das über jenem Drehmoment liegt, das erforderlich ist, um den Roll- und Neigungswiderstand des Fahrzeugs zu überwinden, so dass das Fahrzeug beginnt aus dem Stillstand anzufahren. Beschleunigung des Fahrzeugs aus dem Stillstand hängt jedoch von der Betätigung des Gaspedals 19 durch den Fahrer auf herkömmliche Weise ab.
Um nicht annehmbare Kupplungsabnützung zu verhindern, wird das teilweise Einrücken der Kupplung 11 nach dem Aufhören der Bremskraft beendet, wenn das Drehmomentsniveau, das durch die normale Anfahrsteuerung des Kupplungssteuerungssystems das Kriechdrehmoment innerhalb einer Auszeitperiode, typischerweise zwischen einer Sekunde und vier Sekunden, nicht überschreitet. Wenn durch den Fahrer kein Versuch unternommen wird, das Fahrzeug innerhalb einer zugewiesenen Zeit in Bewegung zu setzen, nachdem die Bremswirkung aufgehört hat, wird daher die Beihilfe, die durch das Anlegen eines Kriechdrehmoments bereitgestellt wird, beendet.
Wenn die Kupplung 14 teilweise während des Anfahrens aus dem Stillstand vorweg eingerückt wird, verursacht das Schleifen der Kupplung eine Verringerung der Motorgeschwindigkeit. Wenn diese Verringerung übermäßig ist, dann wird der Motor wahrscheinlich absterben. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines solchen Ereignisses wird von dem Grad, zu dem die Kupplung vorweg eingerückt wird, und der Verzögerung im Niederdrücken des Gaspedals nach dem Beenden des Bremsens abhängen. Um dieses Problem zu vermeiden, kann das Kupplungssteuerungssystem des Weiteren so angeordnet werden, um die Kupplung 14 unmittelbar nach dem Aufhören der Bremswirkung auszurücken, wenn das Gaspedal nicht niedergedrückt wird und die Motorgeschwindigkeit unter eine Schwellengeschwindigkeit fällt. Vorzugsweise liegt die Schwellengeschwindigkeit unter der Leerlaufgeschwindigkeit des Motors, wenn die Kupplung 14 voll ausgerückt ist.
Das Drehmoment, das durch die Kupplung 14 ausgeübt wird, kann auch herabgesetzt werden, wenn der Gradient der Veränderung im Bremsdrehmoment während des Freigebens der Bremsen unter einen vorbestimmten Wert fällt.
Verschiedene Modifikationen können ohne ein Abweichen von der Erfindung gemacht werden. Während die obige Beschreibung ein Kupplungssteuerungssystem betrifft, das in der Europäischen Patentschrift 0038113 offenbart wurde, lässt sich zum Beispiel diese Erfindung auf jedes Getriebesystem anwenden, in welchem der Antrieb zwischen einem Motor und dem Getriebe durch eine automatisch betätigte Reibungskupplung gesteuert wird. Während in der obigen Ausführungsform die Kupplung auch durch hydraulische Mittel gesteuert wird, kann jedes andere geeignete Mittel eingesetzt werden. Zum Beispiel kann der folgegesteuerte Zylinder 17 pneumatisch statt hydraulisch angetrieben werden. Alternativ dazu kann ein elektrisches Stellglied, zum Beispiel ein elektronischer Motor, der die Ausrückgabel 16 durch ein geeignetes Getriebesystem antreibt, wenn erforderlich, eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Kupplungssteuerungssystem für ein Motorfahrzeug, das einen Motor (10), ein Getriebe (12), das eine Mehrzahl von Gangstufen und ein Gangwahlmittel (50) aufweist, wobei der Motor (10) antriebsfähig mit dem Getriebe (12) durch eine Reibungskupplung (14) verbunden ist; wobei das Kupplungssteuerungssystem automatisch das Einrücken und Ausrücken der Kupplung (14) in Übereinstimmung mit der Betätigung des Gangauswahlmittels (50) steuert, um die Getriebegangstufen zu ändern, wobei das Kupplungssteuerungssystem einen Geschwindigkeitsfühler (26) umfasst, der ein Motorgeschwindigkeitssignal (57) erzeugt, das sich mit der Motorgeschwindigkeit verändert, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler (32), einen Gangwahlfühler, einen Bremsenfreigabefühler (66,68,72), um den Grad der Betätigung einer Bremse des Fahrzeugs zu erfassen, und ein Kupplungsbetätigungsmittel (38,22) aufweist, um die Kupplung (14) teilweise einzurücken, wenn sich der Grad der Betätigung der Bremse verringert, wenn vor einer Verringerung im Grad der Betätigung der Bremse die Fühler (57,66,68,72,32,26) anzeigen, dass sich das Fahrzeug im Wesentlichen im Stillstand befindet, die Bremse angelegt, ein Gang eingelegt ist und die Motorgeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt.
2. Kupplungssteuerungssystem nach Anspruch 1 , in welchem der Bremsenfreigabefühler (66,68,72) auf ein Bremspedal (62) und/oder einen Feststellbremsenhebel (70) wirkt.
3. Kupplungssteuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, in welchem der Bremsenfreigabefühler (66,72) den Grad der Bewegung des Bremspedals (62) und/oder des Feststellbremsenhebels (70) erfasst.
4. Kupplungssteuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, in welchem der Bremsenfreigabefühler (68) den Druck eines Bremsensteuerungssystems erfasst.
5. Kupplungssteuerungssystem nach jedem der Ansprüche 1 oder 4, in welchem das Einrücken der Kupplung (14) ein Drehmoment bereitstellt, das ausreicht, um die Rollreibung des Fahrzeugs zu überwinden.
6. Kupplungssteuerungssystem nach Anspruch 5, in welchem das Steuerungssystem die eingelegte Gangstufe miteinbezieht, um das Niveau des Kupplungseinrückens zu bestimmen, das durch ein oder mehrere Antriebsräder übertragen werden muss, um die Rollreibung des Fahrzeugs zu überwinden.
7. Kupplungssteuerungssystem nach jedem der vorangehenden Ansprüche, in welchem das volle Einrücken der Kupplung (14) in Übereinstimmung mit der Motorgeschwindigkeit gesteuert wird, wobei das teilweise Einrücken der Kupplung (14) nach Aufhören der Bremskraft beendet wird, wenn das Drehmomentsniveau, das durch die normale Anfahrsteuerung des Kupplungssteuerungssystems bestimmt wird, nicht das Drehmoment, das durch teilweises Vorwegeinrücken erzielt wird, innerhalb einer vorbestimmten Auszeitperiode übersteigt.
8. Kupplungssteuerungssystem nach Anspruch 7, in welchem die Auszeitperiode zwischen einer halben Sekunde und vier Sekunden ab Aufhören der Bremskraft liegt.
9. Kupplungssteuerungssystem nach jedem der vorangehenden Ansprüche, umfassend einen Drosselklappenfühler (30), wobei das Steuerungssystem so ausgelegt ist, um die Kupplung (14) unmittelbar nach dem Aufhören der Bremswirkung auszurücken, wenn der Drosselklappenfühler (30) anzeigt, dass die Drosselklappe (18) nicht bestätigt wird und die Motorgeschwindigkeit unter einen Schwellenwert abfällt.
10. Kupplungssteuerungssystem nach Anspruch 9, in welchem die Schwellenwertgeschwindigkeit unter der Leerlaufgeschwindigkeit des Motors (10) liegt, wenn die Kupplung (14) vollständig ausgerückt ist.
11. Kupplungssteuerungssystem nach jedem der vorangehenden Ansprüche, in welchem Einrücken und Ausrücken der Kupplung (14) mittels eines hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Stellglieds gesteuert wird.
12. Kupplungssteuerungssystem, im Wesentlichen wie hierin mit Bezugnahme auf die Figur 1 und 2b der begleitenden Zeichnungen beschrieben und in diesen dargestellt.
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