DE29623384U1 - Automatisch gesteuerte Kupplung - Google Patents

Automatisch gesteuerte Kupplung

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Description

Daim 26 1 15G/4
Daimler- Benz Aktiengesellschaft EP/VP-Ro/Ku
Stuttgart '
Automatisch gesteuerte Kupplung
Die Erfindung betrifft eine automatisch gesteuerte Kupplung zwischen Motor und Antriebstrang eines Kraftfahrzeuges mit ausgangsseitig der Kupplung angeordnetem, fahrerseitig zwischen unterschiedlichen Getriebestufen bzw. Gängen schaltba-
rem Getriebe, mit einem zum Öffnen und Schließen der Kupplung dienenden Stellaggregat, welches von einer Sensorik unter Berücksichtigung vorgegebener Parameter gesteuert wird, wobei die Sensorik Signalgeber für die jeweils eingelegte Getriebestufe bzw. den jeweils eingelegten Gang sowie eingangsseitig und ausgangsseitig der Kupplung angeordnete Signalgeber zur Drehzahlerfassung aufweist und das Schließen der Kupplung in Abhängigkeit von Drehzahldifferenzen zwischen Eingang und Ausgang der Kupplung steuert . · j
Bei Kraftfahrzeugen mit üblichen Verbrennungsmotoren muß im Antriebstrang ein Getriebe angeordnet sein, um das Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl des Fahrzeugmotors und der Drehzahl der Antriebsräder entsprechend der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit und Belastung des Fahrzeuges ändern zu können. Bei üblichen, vom Fahrer geschalteten Getrieben muß
Daim 26 115
während des Wechsels einer Getriebestufe bzw. eines Ganges der Kraftfluß zwischen Motor und Antriebsrädern durch Öffnen der Kupplung unterbrochen werden.
Es ist grundsätzlich bekannt, hierzu eine automatisch gesteuerte Kupplung einzusetzen, d.h. die Kupplung wird beim Wechsel einer Getriebestufe bzw. eines Ganges automatisch geöffnet und nachfolgend wieder geschlossen. Im Hinblick auf einen erhöhten Komfort ist es grundsätzlich bekannt, beim Schließen der Kupplung vorhandene Drehzahldifferenzen zwischen Kupplungseingang und Kupplungsausgang zu berücksichtigen. Damit besteht beispielsweise die Möglichkeit, im Falle einer größeren Drehzahldifferenz die Kupplung mit einer längeren Schlupfphase zu schließen. Außerdem kann die Drehzahldifferenz bei einer gegebenenfalls vorhandenen automatischen Motorsteuerung berücksichtigt werden, derart, daß die Motordrehzahl und damit die Drehzahl des Einganges der Kupplung der Drehzahl des Ausganges der Kupplung angeglichen wird.
Zur Ermittlung der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Drehzahlen der Kupplung werden in Regel am Fahrzeug ohnehin vorhandene Signalgeber ausgenutzt. So entspricht die eingangsseitige Drehzahl der Kupplung der Motordrehzahl, welche regelmäßig zum Zwecke einer Motorsteuerung registriert wird. Die ausgangsseitige Drehzahl der Kupplung kann aus den Drehzahlen der Antriebsräder ermittelt werden, welche bei moderneren Fahrzeugen regelmäßig mit Drehzahlgebern kombiniert
Daim 25 115G/4
sind, um beispielsweise ein Antiblockiersystem der Bremsanlage und/oder ein Antischlupfregelungssystem steuern zu können.
Die entsprechenden Signalgeber arbeiten mit hoher Zuverlässigkeit. Gleichwohl läßt sich auch bei funktionierenden Signalgebern nicht völlig ausschließen, daß die für die Kupplungssteuerung wünschenswerten Signale nicht zur Verfügung stehen, weil Fehler an den Signalleitungen oder deren Kontakten aufgetreten sind.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, auch bei Ausfall von Signalen eine gute Kupplungssteuerung zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer automatisch gesteuerten Kupplung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß bei fehlendem ausgangsseitigem Drehzahlsignal ein Ersatzsignal erzeugt wird, indem bei geöffneter Kupplung von einer gegenüber einer letzten Schließphase der Kupplung gleichgebliebenen Drehzahl des Getriebeausganges ausgegangen und unter Berücksichtigung der jeweils eingelegten Getriebestufe die Drehzahl des Kupplungsausganges errechnet wird.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Drehzahl des Kupplungsausganges bei geöffneter Kupplung im Notfall aus Parametern zu ermitteln, die zuletzt bei geschlossener Kupplung vorgelegen haben. Dabei wird berücksichtigt, daß die Drehzahl des Getriebeausganges ebenso wie die Drehzahl der Antriebsräder bei geschlossener Kupplung aus der Motor-
Daim 26 1 1 5 G/4
drehzahl errechnet werden kann, wenn die Übersetzung zwischen Motor und Getriebeausgang bekannt ist. Im Ergebnis ist dies gleichbedeutend damit, daß bekannt sein muß, welche Getriebestufe eingelegt ist.
In den meisten Fällen eines Wechsels der Getriebestufen bleibt die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges während des Zustandes der geöffneten Kupplung nahezu konstant. Dies ist gleichbedeutend damit, daß auch die Drehzahl des Getriebsausganges weitestgehend konstant bleibt. Bei konstant bleibender Drehzahl des Getriebeausganges kann aber beim Wechsel einer Getriebestufe am Getriebeeingang und damit am Kupplungsausgang nur eine Drehzahländerung auftreten, die durch die beim Wechsel der Getriebestufen aufgetretene Änderung der Übersetzung des Getriebes eindeutig bestimmt ist.
Bei geschlossener Kupplung haben Kupplungseingang und Kupplungsausgang gleiche Drehzahlen entsprechend der Motordrehzahl. Wenn nun bei gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit und dementsprechend gleichbleibender Drehzahl des Getriebeausganges die Kupplung geöffnet und die Getriebestufe gewechselt ■wird, so muß sich die Drehzahl des Kupplungseinganges entsprechend der Änderung der Getriebeübersetzung verändern.
Diese Tatsachen werden bei der Erfindung ausgenutzt, um nach Öffnen der Kupplung gegebenenfalls ein Ersatzsignal für die Drehzahl des Kupplungsausganges bestimmen zu können.
Daim 26 115G/ 4
Im Falle einer Betätigung einer Betriebsbremse des Fahrzeuges kann vor dem Öffnen der Kupplung der Gradient des durch das Bremsmanöver bewirkten Drehzahlabfalles des Motors ermittelt werden. Daraus kann dann ein analoger Gradient für den Drehzahlabfall des Getriebeausganges ermittelt werden.
Falls nun das Bremsmanöver nach Öffnen der Kupplung weitergeführt wird, kann der vorgenannte Gradient bei der Drehzahl des Getriebeausganges auch nach Öffnen der Kupplung während der Dauer des Bremsmanövers berücksichtigt werden, so daß im Falle einer tatsächlich gleichbleibenden Bremsverzögerung ein exakter Wert für die Drehzahl des Kupplungsausganges ermittelbar ist.
Bei sehr vielen Bremsrnanövern ist eine derartige Voraussetzung zumindest näherungsweise gegeben, so daß das Ersatzsignal eine vergleichweise gute Übereinstimmung mit der tatsächlichen Drehzahl des Kupplungsausganges aufweist.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt wird.
Dabei zeigt die einzige Figur eine schematisierte Darstellung eines Antriebstranges eines Kraftfahrzeuges sowie der für die erfindungsgemäße Kupplungssteuerung wesentlichen Komponenten.
Dairn 26 1 1 5G/4
Ein Verbrennungsmotor 1 ist über eine automatisch betätigte Kupplung 2 und ein Getriebe 3, dessen Getriebestufen bzw. Gänge durch manuelle Betätigung eines Schalthebels 4 gewechselt werden, und eine Antriebswelle 5, 2.3. eine Kardanwelle, mit Antriebsrädern 6 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges antriebsmäßig verbunden.
Die Betätigung der Kupplung 2 erfolgt automatisch mittels eines motorischen Stellaggregates 7, zu dessen Steuerung eine Steuerschaltung 8 vorgesehen ist, die bei Betätigung des Stellaggregates 7 vielfältige Parameter berücksichtigt.
Hierzu ist die Steuerschaltung 7 unter anderem mit einer Motorsteuerung 9 verbunden, die der Steuerschaltung 8 unter anderem Signale für die Motordrehzahl zuführt. Ein Signalgeber
10 am Getriebe 3 bzw. Abschalthebel 4 meldet die jeweils eingelegte Getriebestufe. Den Rädern 6 zugeordnete Drehzahlgeber
11 melden die jeweiligen Raddrehzahlen. Ein Signalgeber 12 zeigt an, ob eine Betriebsbremse des Fahrzeuges betätigt ist. Dieser Signalgeber 12 kann durch einen bei 3remsbetätigung eingeschalteten Bremslichtschalter gebildet werden.
"Wenn im Falle eines normalen Betriebes die Kupplung 2 für einen Wechsel einer Getriebestufe des Getriebes 3 geöffnet wird, so kennt die Steuerschaltung vor dem erneuten Schließen der Kupplung 2 einerseits die Drehzahl des Kupplungseinganges und andererseits die Drehzahl des Kupplungsausganges. Die Drehzahl des Kupplungseinganges entspricht der Motordrehzahl,
Daim 26 1 1 5.G/ 4
die von der Motorsteuerung 9 gemeldet wird. Die Drehzahl des Kupplungsausganges wird durch die von den Drehzahlgebern 11 gemeldete Raddrehzahl und die jeweils eingelegte Getriebestufe bestimmt, die vom Signalgeber 10 gemeldet wird.
Nun sei angenommen, daß die Signale der Drehzahlgeber 1 1 nicht mehr zur Verfügung stehen.
Vor Öffnen der Kupplung 2 kann bei federfrei arbeitender Kupplung 2 davon ausgegangen werden, daß Kupplungseingang und Kupplungsausgang gleiche Drehzahl haben. Wenn jetzt die Kupplung für einen wechsel der Getriebestufe geöffnet wird und davon ausgegangen werden kann, daß die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges und damit die Drehzahl der Räder 6 und des damit antriebsverbundenen Ausgangs des Getriebes 3 konstant bleiben, kann sich die Drehzahl des Kupplungsausganges bei geöffneter Kupplung nur entsprechend der beim Wechsel der Getriebestufen auftretenden Änderungen der Getriebeübersetzung verändern. Wenn also die Getriebeübersetzung vor Wechsel der Getriebestufe den Wert avor und nach dein Wechsel der Getriebestufe den Wert anach hat, so gilt für die Drehzahlen
des Kupplungsausganges vor dem Getriebestufenwechsel:
Daim 26 115G/4
wobei Uvo_ der Motordrehzahl vor dem Öffnen der Kupplung 2
entspricht.
Nun möge ein Bremsmanover erfolgen, welches vor Öffnen der Kupplung 2 eingeleitet und nach Öffnen der Kupplung 2 beendet wird.
Die Bremsbetätigung wird durch den Signalgeber 12 gemeldet. Die Steuerschaltung 8 kann nun den Gradienten des Abfalles der Motordrehzahl vor Öffnen der Kupplung 2 ermitteln. Dieser Gradient ist proportional zur Bremsverzögerung. Wenn nun davon ausgegangen wird, daß die 3remsverzögerung im wesentlichen konstant bleibt, muß sich die Drehzahl des Getriebeausganges auch nach dem Öffnen der Kupplung 2 mit gleichbleibendem Gradienten ändern, solange das Bremsmanöver andauert, "wenn dieser Effekt zusätzlich berücksichtigt wird, kann auch im Falle eines Bremsmanövers bei einem Wechsel der Getriebestufe und dem damit einhergehenden Öffnen der Kupplung 2 ein relativ genauer Wert für die Drehzahl des Kupplungsausganges bei geöffneter Kupplung 2 ermittelt werden.
Durch die Erfindung wird eine vorteilhafte Notfahrstrategie bei Ausfall der Signale für die Raddrehzahl bzw. für die Drehzahl des Kuoplunasausaanaes Geschaffen.

Claims (3)

  1. Daim 26 1 1 56/4
    Daimler-Benz Aktiengesellschaft EP/VP-Ro/Ku
    Stuttgart
    Schutzansprüche
    1 . Automatisch gesteuerte Kupplung zwischen Motor und Antriebstrang eines Kraftfahrzeuges mit ausgangsseitig der Kupplung angeordnetem, fahrerseitig zwischen unterschiedlichen Getriebestufen bzw. Gängen schaltbarem Getriebe, mit einem zum Öffnen und Schließen der Kupplung dienenden Steilaggregat, welches von einer Sensorik unter Berücksichtigung vorgegebener Parameter gesteuert wird, wobei die Sensorik Signalgeber für die jeweils eingelegte Getriebestufe sowie eingangsseitig und ausgangsseitig der Kupplung angeordnete Signalgeber zur Drehzahlerfassung aufweist und das Schließen der Kupplung in Abhängigkeit von Drehzahldifferenzen zwischen Eingang und Ausgang der Kupplung steuert,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei fehlendem ausgangsseitigen Drehzahlsignal (der Drehzahlgeber 11) ein Ersatzsignal erzeugt wird, indem bei geöffneter Kupplung (2) von einer seit einer letzten Phase des vorangegangenen Schließzustandes der Kupplung (2) gleichgebliebenen Drehzahl des Ausganges des Getriebes (3) ausgegangen und unter Berücksichtigung der jeweils eingelegten Ge-
    10 Daim 26 &Pgr; 5G/4
    triebestufe die Drehzahl des Ausganges der Kupplung ermittelt wird.
  2. 2. Kupplung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sensorik einen Signalgeber (12) für eine betätigte Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges aufweist und bei Erzeugung des Ersatzsignales im Falle einer vor und nach dem letzten Öffnen der Kupplung (2) durchgehend betätigten Betriebsbremse für die Drehzahl des Ausganges des Getriebes (3) von einem während des Bremseinsatzes gleichbleibenden Gradienten für die Drehzahlabnahme ausgegangen wird.
  3. 3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine automatische Motorsteuerung (9) vorgesehen ist, die beim Schließen der Kupplung (2) eine Angleichung der Motordrehzahl an die Drehzahl des Ausganges der Kupplung (2) bzw. die vom Ersatzsignal repräsentierte Drehzahl bewirkt.
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