DE4134669C2

DE4134669C2 - Anordnung zur Erfassung der Stellung beginnender Drehmomentübertragung einer Kraftfahrzeugkupplung

Info

Publication number: DE4134669C2
Application number: DE4134669A
Authority: DE
Inventors: Rainer Reuthal; Hans-Juergen Dipl In Schneider; Thomas Dipl Ing Kuhn; Reinhard Dipl Ing Horn
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1991-10-19
Filing date: 1991-10-19
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2011-10-20
Also published as: FR2682649B1; FR2682649A1; DE4134669A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung der Stellung beginnender Drehmomentübertragung (Grenzstellung) einer von einem Stellantrieb betätigbaren, im Antriebskraftweg zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs an geordneten Reibungskupplung.

Es ist bekannt, die im Antriebskraftweg zwischen einem Motor und einem Getriebe ei nes Kraftfahrzeugs angeordnete, von einem Stellantrieb betätigbare Reibungskupplung sowohl beim Anfahren des Kraftfahrzeugs als auch beim Wechseln der Gänge mittels einer Steuerung selbsttätig aus- bzw. einzukuppeln. Während die Bewegung in Aus kuppelrichtung vergleichsweise unproblematisch ist, sofern sie rasch genug erfolgt, muß für ein kupplungsschonendes und ruckfreies Einkuppeln dafür gesorgt werden, daß die Kupplung, ausgehend von der keine Drehmoment übertragenden, ausgekuppelten Stellung rasch in eine sogenannte Grenzstellung überführt wird, in der die Kupplung gerade beginnt, Drehmoment zu übertragen, um nachfolgend entsprechend der Fahrsi tuation mehr oder weniger langsam in die vollständig eingekuppelte Stellung bewegt zu werden. Für die Bewegung zwischen der Grenzstellung und der vollständig eingekup pelten Stellung sind eine Reihe von Kupplungsstellstrategien entwickelt worden, die im Schleifbereich, d. h. bei schlupfender Kupplung, ein möglichst schonendes und ruckfrei es Einkuppeln erlauben. Beispiele derartiger Einkuppelstrategien sind in der DE-A-39 35 438 sowie der DE-A-39 35 439 beschrieben.

Die herkömmlichen Einkuppelstrategien setzen voraus, daß die aktuelle Grenzstellung, in der die Kupplung entsprechend ihrer momentanen Betriebssituation beginnt Drehmoment zu übertragen, exakt bekannt ist. Wird die aus der Auskuppelstellung zur Grenzstellung führende rasche Kupplungsbewegung in den Schleifbereich hineinge führt, so äußert sich dies als unerwünschter Ruck. Wird die rasche Bewegung hingegen zu früh beendet, so entsteht Totzeit, innerhalb der der Motor zum Beispiel beim Anfah ren bereits auf unerwünscht hohe Drehzahlen beschleunigt, während die Kupplung noch kein oder zu wenig Drehmoment überträgt. Auch dies mindert den Fahrkomfort und bedingt erhöhten Kupplungsverschleiß.

Aus der DE-A-40 11 850 sowie der EP-A-392 762 ist es zur Ermittlung der aktuellen Grenzstellung bekannt, bei stillstehendem Kraftfahrzeug und neutraler Gangstellung des Getriebes die Kupplung zur Ermittlung der Grenzstellung aus der ausgekuppelten Stellung über die Grenzstellung hinweg in die vollständig eingekuppelte Stellung zu steuern und dann wieder zu öffnen. Die während dieser Bewegung überwachte Motor drehzahl ändert sich mit beginnender Drehmomentübertragung, was als Indikator für die mittels eines Kupplungsstellungssensors erfaßte Grenzstellung ausgenutzt wird. Nachteilig an den bekannten Grenzstellungs-Ermittlungsmethoden ist, daß sie spezielle Betriebssituationen voraussetzten, die unter Umständen im normalen Fahrbetrieb nur selten vorkommen. Andererseits ändert sich die Grenzstellung der Kupplung nicht nur abhängig vom verschleißbedingten Langzeitverhalten der Kupplung, sondern auch ab hängig von momentan sich ändernden Betriebsparametern, insbesondere der Kupp lungstemperatur. Es ist deshalb wünschenswert, daß die Grenzstellung der Kupplung möglichst oft aktualisiert wird, was jedoch mit den bekannten Ermittlungsmethoden nur unzureichend realisiert wird.

Eine ähnliche Grenzstellungs-Ermittlungsmethode ist aus der DE-C-32 18 933 bekannt, bei der jedoch nicht die Motordrehzahl, sondern die Getriebeeingangsdrehzahl für die Ermittlung der Grenzstellung ausgewertet wird. Bei dieser Methode wird die Übertra gung eines gewissen Drehmoments zugelassen, um Haftreibungseffekte der Kupplung, die zu einer Verfälschung der Grenzstellungsmessung führen können, auszuschließen. Aber auch bei dieser Methode wird die Grenzstellung der Kupplung bei neutraler Gang stellung und stillstehendem Kraftfahrzeug ermittelt, so daß sich die vorstehenden Nach teile ergeben.

Aus der britischen Patentanmeldung 2 170 571 ist eine Einrichtung zur Betätigung einer Reibungskupplung bekannt, bei welcher gespeicherte Daten für den Beginn der Drehmomentübertragung überwacht werden, wobei beispielsweise der Betätigungs druck für die Kupplungsbetätigung herangezogen wird. Dabei kann anhand von Verän derungen des Betätigungsdrucks auf den Verschleißzustand der Kupplung geschlossen werden.

Weiterhin ist es aus der deutschen Offenlegungsschrift 38 00 607 bekannt, im Bereich der Kupplung einen Temperatursensor anzuordnen, der mit der Kupplungsbetätigung in Verbindung steht und der ab einer bestimmten Grenztemperatur Schaltvorgänge der Kupplung unterbindet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Erfassung der Stellung beginnender Drehmomentübertragung (Grenzstellung) einer automatisch betätigten Reibungskupp lung eines Kraftfahrzeuges anzugeben, die einerseits eine exakte Ermittlung der Grenz stellung erlaubt und andererseits eine häufige Aktualisierung des gespeicherten Werts der Grenzstellung ermöglicht.

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung mit einem die Drehzahl des Motors erfas senden Motordrehzahlsensor, einem die Stellung der Kupplung erfassenden Kupplungs stellungssensor, Mitteln, die eine Anfahrbetriebsart des Kraftfahrzeugs erfassen, einer die Antriebsbewegung des Stellantriebs der Kupplung zumindest in der Anfahrbetriebs art selbsttätig über die Grenzstellung hinweg von einer kein Drehmoment übertragen den, ausgekuppelten Stellung in eine ein Drehmoment übertragende, zumindest teilwei se eingekuppelte Stellung steuernden Steuerung, einem Datenspeicher zur Speicherung von Kupplungssteuerdaten, einschließlich von Daten, die eine aktuelle Grenzstellung der Kupplung repräsentieren und Mitteln zur Korrektur der aktuellen Grenzstellungsdaten abhängig von der vom Motordrehzahlsensor erfaßten Motordrehzahl.

Ausgehend von einer solchen Anordnung wird die vorstehende Aufgabe erfindungsge mäß dadurch gelöst, daß die Grenzstellungsdaten-Korrekturmittel die Größe des Maxi mums eines beim Schließen der Kupplung während des Anfahrbetriebs auftretenden Motordrehzahl-Überschwingers erfassen und die im Datenspeicher gespeicherten Grenzstellungsdaten abhängig von der Größe des Maximums des Motordrehzahl- Überschwingers korrigieren.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß während des Anfahrens des Kraftfahr zeugs der Motor in der Regel rascher beschleunigt als sich die Kupplung zur Übertra gung des vom Motor hierbei erzeugten Drehmoments schließt. Es kommt zu einer kurz zeitigen Erhöhung der Motordrehzahl in Form eines Motordrehzahl-Überschwingers, bevor sich die Kupplung so weit geschlossen hat, daß sie den Motor wieder abbremst. Es hat sich gezeigt, daß die Größe des Maximums dieses Motordrehzahl-Überschwingers ein Maß für die aktuelle Grenzstellung der Kupplung ist und zur Aktualisierung des ge speicherten Grenzstellungswerts ausgenutzt werden kann. Das Maximum des Motor drehzahl-Überschwingers ist um so größer, je mehr Zeit dem Motor aufgrund von Ab weichungen des gespeicherten Grenzstellungswerts von der tatsächlichen Grenzstellung für die Beschleunigung verbleibt. Die Korrektur der gespeicherten Grenzstellungsdaten kann vergleichsweise häufig durchgeführt werden, da sie während des Anfahrbetriebs des Kraftfahrzeugs, also während einer vergleichsweise häufigen Betriebssituation, durchgeführt wird.

Die Zuordnung der Größe Maximum des Motordrehzahl-Überschwingers zur aktuellen Grenzstellung erfolgt empirisch. Je weniger Betriebstemperatur hierbei zu berücksichti gen sind, desto leichter und genauer lassen sich die gespeicherten Grenzstellungsdaten korrigieren. In einer besonders einfach zu realisierenden Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die den Anfahrbetrieb erfassenden Mittel einen die Einstellung eines Beschleunigungspedals des Kraftfahrzeugs erfassenden Beschleunigungspedalsensor aufweisen und in der Anfahrbetriebsart eine zeitlich im wesentlichen konstante Einstel lung des Beschleunigungspedals erfassen, und daß die Grenzstellungsdaten- Korrekturmittel die Grenzstellungsdaten lediglich bei im wesentlichen konstanter Einstel lung des Beschleunigungspedals korrigieren. Auf diese Weise wird zumindest einer der Motorparameter konstant gehalten. Bei diesem Parameter handelt es sich beispielsweise um das entsprechend der Pedalstellung vom Motor erzeugte Drehmoment, oder aber es wird bei einem Motor mit sollwertgeführter Drehzahlregelung die Motordrehzahl kon stant gehalten.

Das Konstanthalten des Motorparameters gelingt um so leichter, je geringer das vom Motor erzeugte Motordrehmoment bzw. um so geringer die Motordrehzahl ist. Zweck mäßigerweise wird durch Überwachen geeigneter Parameter dafür gesorgt, daß die ge speicherten aktuellen Grenzstellungsdaten nur bei langsamem Anfahren oder beim Rangieren korrigiert werden. Dies läßt sich in sehr einfacher Weise dadurch erreichen, daß die Grenzstellungsdaten-Korrekturmittel die Grenzstellungsdaten lediglich dann korrigieren, wenn das Beschleunigungspedal in der Anfahrbetriebsart um weniger als einen vorgegebenen Bruchteil, insbesondere weniger als 40% seiner maximalen Aus lenkstellung, ausgelenkt ist.

Um die aktuellen, gespeicherten Grenzstellungsdaten abhängig von der jeweils erfaßten Größe des Maximums des Motordrehzahl-Überschwingers korrigieren zu können, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Grenzstellungsda ten-Korrekturmittel einen Kennlinienspeicher umfassen, der vorbestimmte Grenzstel lungsdaten als Funktion der Größe des Maximums des Motordrehzahl-Überschwingers speichert und die aktuellen Grenzstellungsdaten abhängig von der erfaßten Größe des Maximums auswählt. Der Kennlinienspeicher speichert zumindest eine empirisch ermit telte Kennlinie, vorzugsweise jedoch mehrere für unterschiedliche Betriebsparameter des Motors ermittelte Kennlinien, beispielsweise in Form von Tabellen, die zur Aktualisierung der Grenzstellungsdaten ausgewertet werden.

Die in dem Kennlinienspeicher gespeicherten, empirisch ermittelten, vorbestimmten Grenzstellungsdaten werden zweckmäßigerweise als Funktion des Größe eines auf eine Referenzdrehzahl bezogenen Maximums des Motordrehzahl-Übeschwingers gespei chert. Bei der Referenzdrehzahl kann es sich beispielsweise um die Leerlaufdrehzahl des Motors handeln oder aber um die bereits vorstehend erwähnte, von der Beschleuni gungspedalstellung abhängige Soll-Motordrehzahl.

Während bei der vorstehend erläuterten Ausgestaltung der Erfindung ein vorgegebener Zusammenhang zwischen der Größe des Maximums des Motordrehzahl-Überschwingers und der Grenzstellung besteht, regeln die Grenzstellungsdaten-Korrekturmittel bei der nachfolgend erläuterten Ausgestaltung der Erfindung die aktuellen Grenzstellungsdaten selbsttätig auf einen korrekten Wert ein. In dieser Ausgestaltung steuert die Steuerung den Stellantrieb zumindest im Bereich Drehmoment übertragender Stellungen, abhängig von den gespeicherten aktuellen Grenzstellungsdaten. Die Grenzstellungsdaten-Korrek turmittel vergleichen hierbei die Größe des Maximums des Motordrehzahl-Überschwin gers mit dem Wert einer vorgegebenen Referenzdrehzahl und korrigieren die im Daten speicher gespeicherten Grenzstellungsdaten insbesondere schrittweise um Korrekturin kremente so, daß sich die Größe des Maximums auf einen Wert einregelt, der im we sentlichen gleich dem Referenzdrehzahlwert ist. Der Referenzdrehzahlwert wird empi risch ermittelt und legt den Wert fest, auf den sich die Motordrehzahl beim Anfahren in der korrekt eingestellten Grenzstellung erhöhen darf. Unter den vorstehend erläuterten Bedingungen möglichst konstanter Anfahrparameter ist die Referenzdrehzahl zweck mäßigerweise abhängig von der momentanen Leerlaufdrehzahl und/oder abhängig von der beim Anfahren entsprechend der Beschleunigungspedalstellung eingestellten Soll- Motordrehzahl.

Insbesondere für die letztgenannte Variante geeignet ist eine Ausführungsform, die da durch gekennzeichnet ist, daß die den Anfahrbetrieb erfassenden Mittel einen die Ein stellung des Beschleunigungspedals des Kraftfahrzeugs erfassenden Beschleunigungs pedalsensor aufweisen, und daß die Grenzstellungsdaten-Korrekturmittel einen Kennli nienspeicher umfassen, der vorbestimmte Referenzdrehzahldaten als Funktion der Ein stellung des Beschleunigungspedals speichert und die aktuellen Grenzstellungsdaten abhängig von den der erfaßten Beschleunigungspedalstellung zugeordneten aktuellen Referenzdrehzahldaten korrigiert. Eine Ausgestaltung dieser Art erlaubt besonders exak tes Korrigieren der Grenzstellungsdaten, insbesondere dann, wenn der Kennlinienspei cher Daten speichert, die, wie bereits erwähnt, Soll-Motordrehzahlen repräsentieren und die Steuerung Motordrehzahl-Regelmittel umfaßt, die die Motordrehzahl zumindest während eines Teils des Anfahrbetriebs auf die durch die erfaßte Beschleunigungspedal stellung bestimmte aktuelle Soll-Motordrehzahl einstellen, so daß die Grenzstellungsda ten-Korrekturmittel die aktuellen Grenzstellungsdaten abhängig von der aktuellen Soll- Motordrehzahl korrigieren können. Bei der Referenzdrehzahl kann es sich um die Soll- Motordrehzahl handeln; der Referenzdrehzahlwert kann jedoch auch um einen empi risch ermittelten, vorbestimmten Wert gegenüber der Soll-Motordrehzahl erhöht sein.

Kraftfahrzeuge werden üblicherweise bei stark schwankenden Außentemperaturen be trieben. Während im Winter die Temperaturen bei -20°C und weniger liegen können, können sie im Sommer auf 40°C und mehr ansteigen. Wenngleich die mittlere Betrieb stemperatur weit weniger schwankt und beispielsweise in der Größenordnung zwischen 70 und 90°C liegt, kann die Betriebstemperatur bei Überlastung der Kupplung kurzzei tig auch auf wesentlich höhere Werte von beispielsweise 150°C und mehr ansteigen. Trotzdem soll in diesem von einem Kaltstart im Winter bis zu einem Überhitzungszu stand im Sommer reichenden Temperaturbereich ein einwandfreier automatischer Kupplungsbetrieb ermöglicht werden. Der Erfindung liegt deshalb unter einem weiteren Aspekt die Aufgabe zugrunde, in einem sehr breiten Temperaturbereich für eine ruck freie und kupplungsschonende Betriebsweise einer automatisch betätigten Reibungs kupplung zu sorgen, die im Antriebskraftweg zwischen einem Motor und einem Getrie be eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist.

Unter diesem Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Grenzstellungs- Korrekturmittel einen die Temperatur im Bereich der Kupplung erfassenden Temperatur sensor aufweisen und die gespeicherten, aktuellen Grenzstellungsdaten lediglich dann während einer über die Grenzstellung führenden Antriebsbewegung korrigieren, wenn die erfaßte Temperatur kleiner als eine vorgegebene obere Grenztemperatur ist. Diesem Aspekt liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es für den Kupplungskomfort günstiger ist, außerhalb vorgegebener Temperaturgrenzen der Umgebungstemperatur der Kupplung auf die Ermittlung der aktuellen Grenzstellungsdaten zu verzichten oder die Korrektur der Grenzstellungsdaten nach anderen Prinzipien als der Messung der Grenzstellung durchzuführen, da sich außerhalb dieser Temperaturgrenzen die Eigenschaften der an der Stellungsmessung beteiligten Komponenten stark verändern können. Hierbei wird zweckmäßigerweise nicht nur eine vorgegebene obere Grenztemperatur berücksichtigt, sondern auch eine vorgegebene untere Grenztemperatur, wobei die Grenzstellungs- Korrekturmittel die gespeicherten aktuellen Grenzstellungsdaten lediglich dann während der über die Grenzstellung führenden Antriebsbewegung des Stellantriebs korrigierten, wenn die erfaßte Temperatur größer als die vorgegebene untere Grenztemperatur ist.

Um auch außerhalb des Bereichs zwischen oberer und unterer Grenztemperatur eine Korrektur der gespeicherten aktuellen Grenzstellungsdaten zu ermöglichen, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß die Grenzstellungs-Korrekturmittel die ge speicherten aktuellen Grenzstellungsdaten um ein Stellungsinkrement korrigieren, das proportional zur Temperaturdifferenz einer vorgegebenen mittleren Betriebstemperatur im Bereich der Kupplung minus der erfaßten Temperatur ist, wenn die erfaßt Tempera tur oberhalb der oberen Grenztemperatur oder unterhalb der unteren Grenztemperatur liegt. Diese Ausgestaltung berücksichtigt, daß sich die Umgebungstemperatur der Kupplung sowohl bei einem Kaltstart im Winter als auch bei einer momentanen Über hitzung der Kupplung in absehbarer Zeit wieder an die mittlere Betriebstemperatur an gleichen wird, die zwischen der oberen und der unteren Grenztemperatur liegt. Die ak tuellen Grenzstellungsdaten werden damit temperaturabhängig in Richtung des für die mittlere Betriebstemperatur geltenden Werts geführt, wobei durch geeignete Wahl der Proportionalitätskonstante Sprünge der Grenzstellungsdaten beim Übergang zwischen der normalen Korrekturmethode und der temperaturabhängigen Korrekturmethode weitgehend vermieden werden. Der Temperatursensor mißt zweckmäßigerweise die Lufttemperatur in einer die Kupplung umschließenden Gehäuseglocke beispielsweise des Getriebes.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Anordnung zum Betätigen einer Reibungskupplung eines Kraft fahrzeugs;

Fig. 2 bis 4 Diagramme zur Erläuterung der bei der An ordnung nach Fig. 1 gemäß der Erfindung vorgese henen Mittel zur Erfassung und Korrektur einer Grenzstellung der Kupplung und

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer bevorzug ten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine zwischen einem Motor 1 und einem Schalt getriebe 3 eines Kraftfahrzeugs angeordnete Reibungskupp lung 5, die mittels eines Positionierantriebs 7 auf eine durch ein Positions-Stellsignal bestimmte Ausrückerposi tion einstellbar ist. Ein Kupplungsstellungssensor 9 erfaßt hierbei die Ist-Position des als Positions-Regel kreis wirkenden Positionierantriebs 7. Eine Kupplungs steuerung 11, bei welcher es sich vorzugsweise um einen Mikroprozessor oder dergleichen handelt, liefert, abhän gig von der Fahrsituation des Kraftfahrzeugs Solldaten für das Positions-Stellsignal sowohl beim Anfahren, als auch beim Wechseln der Gänge des Getriebes 3. Hierfür benötigte Kupplungssteuerdaten sind in einem Datenspei cher 13 gespeichert. Die Leistung des Motors 1 wird an einem Fahr- bzw. Beschleunigungspedal 15 eingestellt, dessen Stellung α von einem Pedalstellungssensor 17 erfaßt wird. Die Steuerung 11, die mit dem Pedalstel lungssensor 17 verbunden ist, steuert im Fahrbetrieb abhängig von der erfaßten Pedalstellung einen Stellan trieb 19 eines Leistungsstellglieds 21 des Motors 1, beispielsweise dessen Drosselklappe oder Einspritzpumpe.

Für das Anfahren des Kraftfahrzeugs wird die Kupplung 5 von Drehzahlregelmitteln der Steuerung 11 positioniert, die mittels eines Drehzahlsensors 23 die Ist-Drehzahl des Motors 1 erfassen Und den Positionierantrieb 7 so stel len, daß der Fehler zwischen der mittels des Sensors 23 erfaßten Ist-Motordrehzahl und einer Soll-Motordrehzahl n_s verschwindet. Die Soll-Motordrehzahl n_s wird durch eine in dem Datenspeicher 13 gespeicherte Kennlinie abhängig von der Beschleunigungspedalstellung α bestimmt. Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer solchen Kennlinie, die beim Anfahren des Kraftfahrzeugs oder beim Rangieren einen Sollwert der Motordrehzahl vorgibt und den Posi tionierantrieb 7 so steuert, daß die Motordrehzahl auf der durch die aktuelle Beschleunigungspedalstellung vorgegebenen Soll-Motordrehzahl gehalten wird, während die Kupplung 5 ausgehend von einer kein Drehmoment über tragenden ausgekuppelten Stellung über eine Grenzstel lung, in der sie beginnt, Drehmoment zu übertragen, in ihre Drehmoment übertragende eingekuppelte Stellung verstellt wird. Einzelheiten der beim Anfahren benutzten Methode sind in der DE-A-39 35 439 beschrieben, auf die hierzu Bezug genommen wird. Für das Wechseln der Gänge kann eine andere Methode vorgesehen sein, wie sie bei spielsweise in der DE-A-39 35 438 beschrieben ist. Bei dieser Methode wird zusätzlich die Getriebeeingangsdreh zahl mittels eines Drehzahlsensors 25 erfaßt und der Schlupf der Kupplung 5 beim Gangwechsel zeitabhängig entsprechend einer vorbestimmten Kennlinie vermindert. Das Getriebe 3 umfaßt mit der Steuerung 11 verbundene Gangstellungssensoren sowie gegebenenfalls weitere Senso ren, wie zum Beispiel Fahrgeschwindigkeitssensoren, die es der Steuerung 11 ermöglichen, zwischen einer Anfahrbe triebsart und Gangwechselbetriebsarten zu unterscheiden.

Beim Einkuppeln der Kupplung 5 stellt der Positionieran trieb 7 die Kupplung 5 zunächst rasch bis in die Grenz stellung beginnender Drehmomentübertragung, um dann die Kupplung entsprechend der Anfahrbetriebsart oder der Gangwechselbetriebsart einzukuppeln. Die Grenzstellungs daten sind in dem Datenspeicher 13 gespeichert und müs sen, wenn ein ruckfreier und schonender Betrieb der Kupplung 5 erreicht werden soll, aktualisiert werden. Die Grenzstellungsdaten ändern sich nicht nur mit zunehmendem Verschleiß der Kupplung 5, sondern auch abhängig von der Betriebssituation der Kupplung, insbesondere ihrer Tempe ratur. Da sich die Betriebstemperatur der Kupplung 5 vergleichsweise rasch ändern kann, ist eine häufige Aktualisierung der Grenzstellungsdaten erwünscht. Im Rahmen der Erfindung wird dies durch die Überwachung eines bei langsamem Anfahren oder im Rangierbetrieb auftretenden Drehzahl-Überschwingers erreicht, wie dies nachfolgend anhand der Fig. 2 bis 4 erläutert wird.

Fig. 2 zeigt die Beschleunigungspedalstellung α über der Zeit t für einen langsamen Anfahrvorgang oder für den Rangierbetrieb, bei welchem zum Zeitpunkt t₀ begonnen wird, das Beschleunigungspedal 15 aus seiner Ruhestellung auszulenken, bis es zum Zeitpunkt t₁ einen Maximalwert α_m erreicht, auf dem es dann für den nun folgenden Rangier- oder Anfahrvorgang gehalten wird. Die Stellung α_m ist kleiner als ein vorgegebener Grenzwert α₀, welcher seinerseits beträchtlich kleiner ist als die Vollastauslenkung des Beschleunigungspedals 15. Der Grenzwert α₀ ist zweckmäßigerweise kleiner gewählt als etwa 40% der maximal möglichen Auslenkung des Beschleu nigungspedals 15 und liegt üblicherweise abhängig vom Kraftfahrzeug zwischen etwa 15% und etwa 25%.

Abhängig von der aktuellen Stellung α des Beschleuni gungspedals 15 gibt die Steuerung 11 entsprechend der in Fig. 4 dargestellten, im Datenspeicher 13 gespeicherten Kennlinie eine Soll-Motordrehzahl n_s vor, die aufgrund der nur geringen, durch α₀ begrenzten Auslenkung des Beschleunigungspedals 15 in der Nähe der Leerlaufdrehzahl n₀ des Motors 1 liegt und sich entsprechend der Stellung des Beschleunigungspedals ändert. Fig. 3 zeigt gestri chelt den zeitlichen Verlauf der Soll-Motordrehzahl n_s für die entsprechend Fig. 2 sich ändernde Beschleuni gungspedalstellung.

Fig. 3 zeigt mit einer ausgezogenen Linie den Verlauf der mittels des Sensors 23 gemessenen Motordrehzahl n_m und mit einer strichpunktierten Linie den Verlauf der Getrie beeingangsdrehzahl n_g. Auf den Anstieg der Soll-Motor drehzahl n_s im Zeitraum t₀ bis t₁ reagiert der Motor geringfügig zeitverzögert mit einer Erhöhung der Motor drehzahl n_m. Aufgrund der sich dadurch ergebenden Abwei chung der Motordrehzahl n_m von der Soll-Motordrehzahl n_s beginnt die Steuerung 11, über den Positionierantrieb 7 die Kupplung 5 einzukuppeln.

Da sich das von der Kupplung übertragene Drehmoment während des Einrückvorgangs langsamer aufbaut als das von dem Motor 1 erzeugte Drehmoment, kommt es kurzzeitig zu einem Überschwinger Δn der Motordrehzahl n_m über die Soll-Motordrehzahl n_s hinaus, bevor der Motor 1 durch die sich schließende Kupplung 5 abgebremst wird und sich die Getriebeeingangsdrehzahl n_g der Motordrehzahl n_m angleicht. Die Größe des Maximums des Überschwingers Δn ist ein Maß für die Grenzstellung. in welcher die Kupplung be ginnt, Drehmoment zu Übertragen. Die Grenzstellung, deren Daten in dem Datenspeicher 13 gespeichert sind, bestimmen diejenige Stellung der Kupplung 5, bei welcher die Steue rung 11 den Positionierantrieb 7 vom raschen Annäherungs betrieb umschaltet auf das ruckfreie Schließen der Kupp lung 5 in deren Schlupfbereich. Ist die gespeicherte aktuelle Grenzstellung zu weit in Einkuppelrichtung versetzt, so wird die Kupplung zu rasch in den Drehmoment übertragenden Bereich geführt, so daß es zu einem Einkup pelruck kommt, mit der Folge, daß der Motordrehzahl- Überschwinger eine nur geringe Größe erreicht. Ist ande rerseits die gespeicherte aktuelle Grenzstellung zu stark in Auskuppelrichtung versetzt, so verlangsamt die Steue rung 11 die Zustellrate der Kupplung, bevor die Grenz stellung tatsächlich erreicht ist, mit der Folge, daß der Motor 1 in der Zwischenzeit stärker beschleunigen kann, was sich als erhöhter Motordrehzahl-Überschwinger äußert.

Die Korrektur der von der Steuerung 11 für das Einrücken der Kupplung ausgenutzten, in dem Datenspeicher 13 ge speicherten aktuellen Grenzstellungsdaten kann beispiels weise anhand eines empirisch ermittelten, ebenfalls in dem Datenspeicher 13 gespeicherten Kennlinienfelds erfol gen, welches den Wert der Grenzstellung als Funktion der Größe des Motordrehzahl-Überschwingers Δn repräsen tiert. Hierbei kann es sich um eine einzelne Kennlinie handeln oder um eine Kennlinienschar, die weitere Para meter, insbesondere die Soll-Motordrehzahl n_s, berück sichtigen.

Alternativ können die gespeicherten aktuellen Grenzstel lungsdaten auch durch das nachfolgend anhand von Fig. 5 erläuterte Regelverfahren schrittweise korrigiert werden. Dieses Regelverfahren berücksichtigt die Temperaturabhän gigkeit empirisch ermittelter Werte und Kennlinien und ermöglicht es, auch in einem großen Betriebstemperaturbe reich die Kupplung 5 anhand korrekt ermittelter Grenz stellungsdaten ruckfrei und schonend zu steuern. Dieser Gesichtspunkt kann auch bei der vorstehend erläuterten Variante der kennlinienabhängigen Korrektur der gespei cherten Grenzstellungsdaten wie auch bei anderen, insbe sondere herkömmlichen Grenzstellungs-Korrekturanordnun gen eingesetzt werden.

Für die Berücksichtigung der Betriebstemperatur der Kupplung 5 bei der Ermittlung und Korrektur der Grenz stellungsdaten mißt ein Temperatursensor 27 die Tempera tur der Umgebungsluft der Kupplung 5 innerhalb einer bei 29 angedeuteten, die Kupplung 5 schützend umgebenden Kupplungsglocke. Die Korrekturmittel der Steuerung 11 sprechen auf den Temperatursensor 27 an und lassen eine Korrektur der gespeicherten aktuellen Grenzstellungsdaten anhand des Motordrehzahl-Überschwingers lediglich dann zu, wenn die Glockenlufttemperatur kleiner als eine obere Grenztemperatur und größer als eine untere Grenztempera tur ist. Die Grenztemperaturen sind so bemessen, daß sie die im Betrieb auftretende mittlere Glockenlufttemperatur zwischen sich einschließen und ordnungsgemäßes Arbeiten der Korrekturmittel aufgrund empirisch ermittelter Daten erlauben. Für eine mittlere Glockenlufttemperatur von beispielsweise 70 bis 80° liegt die obere Grenztemperatur bei etwa 120°, während die untere Grenztemperatur bei etwa 40°C gewählt ist.

Außerhalb des Temperaturbereichs zwischen unterer und oberer Grenztemperatur kann im Einzelfall auf eine Kor rektur der Grenzstellungsdaten verzichtet werden, wenn bis zur betriebsmäßigen Angleichung der Glockenlufttempe ratur an dem Bereich der mittleren Glockenlufttemperatur eine Komfortminderung in Kauf genommen wird. Die Komfort minderung kann jedoch beträchtlich verringert werden, wenn außerhalb des Temperaturbereichs zwischen unterer und oberer Grenztemperatur die Grenzstellungsdaten je weils um Korrekturwerte vorzeichenrichtig korrigiert werden, die proportional zur Differenz zwischen der durchschnittlichen Glockenlufttemperatur minus der aktu ell gemessenen Glockenlufttemperatur sind. Der Propor tionalitätsfaktor wird hierbei empirisch ermittelt. Beträgt beispielsweise die durchschnittliche Glockenluft temperatur 70° und die aktuelle Temperatur 150°, so ergibt sich bei einem Proportionalitätsfaktor von zum Beispiel 8 ein Korrekturwert von minus 10, um den die aktuell gespeicherten Grenzstellungsdaten vermindert werden. Das Vorzeichen des Korrekturwerts ist so gewählt, daß bei einer Unterschreitung der unteren Grenztemperatur die Grenzstellungsdaten in Einkuppelrichtung korrigiert werden und bei einer Überschreitung der oberen Grenztem peratur in Auskuppelrichtung.

Schritt 31 des Flußdiagramms nach Fig. 5 bezeichnet ein Verteilerprogramm der Steuerung 11, mit welchem perio disch sich wiederholend die Grenzstellungs-Korrektur- Routine aufgerufen wird. Im Schritt 33 wird abgefragt, ob die mittels des Temperatursensors 27 gemessene Glocken lufttemperatur innerhalb der vorstehend genannten Tempe raturgrenzen liegt. Liegt die Glockenlufttemperatur außerhalb, so wird das Programm über die NEIN-Verzweigung verlassen. Das Programm springt zum Schritt 35 "Ende" und wird gegebenenfalls in den Verteilerschritt 31 zurückge führt. Liegt die Glockenlufttemperatur zwischen der oberen und der unteren Grenztemperatur, so wird im Schritt 37 abgefragt, ob an dem Getriebe 3 ein zum Anfah ren geeigneter Gang eingelegt ist. Falls nein, wird das Programm über den Ende-Schritt 35 verlassen, falls ja, wird im Schritt 39 überprüft, ob die Fahrzeugbremse, insbesondere die Handbremse, gelöst ist. Falls nein, wird das Korrekturprogramm abgebrochen, falls ja, wird in einem Schritt 41 überprüft, ob eine vorbestimmte Zeit spanne seit Programmbeginn von beispielsweise 1 bis 2 Sekunden überschritten ist. Dieser Schritt erlaubt es zu erkennen, ob sich die Kupplung bereits in einem Schleif bereich befindet, bei welchem das Fahrzeug zum Beispiel an einer Steigung mit schleifender Kupplung gehalten wird. Bei Verneinung des Schritts 41 wird das Programm abgebrochen; bei Bejahung wird im Schritt 43 überprüft, ob das Beschleunigungspedal 15 aus seiner Ruhestellung ausgelenkt ist, sich jedoch in einer Stellung kleiner als die Grenzstellung α₀ befindet. Ist die Grenzstellung α₀ überschritten, wird das Korrekturprogramm abgebrochen; ist die Grenzstellung α₀ noch nicht erreicht, so wird in einem Schritt 45 überprüft, ob sich die Stellung α des Beschleunigungspedals 15 noch ändert. Ist die Stellung des Beschleunigungspedals 15 nicht konstant, wird das Korrekturprogramm abgebrochen; ist sie konstant, so wird in einem Schritt 47 der Wert α_m ermittelt, den die Stellung des Beschleunigungspedals 15 als Maximum er reicht hat. In einem Schritt 49 wird erneut überprüft, ob die so ermittelte maximale Stellung α_m des Beschleuni gungspedals 15 unterhalb der Grenzstellung α₀, geblieben ist. Überschreitet α_m die Grenzstellung α₀, so wird das Korrekturprogramm abgebrochen; ansonsten wird in einem Schritt 51 überprüft, ob die maximale Stellung α_m kon stant bleibt. Bleibt sie nicht konstant, wird das Korrek turprogramm abgebrochen; bleibt sie konstant, so wird in einem Schritt 53 die Motordrehzahl im Maximum des Motor drehzahl-Überschwingers ermittelt. In einem nachfolgenden Schritt 55 wird diese maximale Motordrehzahl mit der für die maximale Beschleunigungspedalstellung α_m entspre chend der Kennlinie aus Fig. 4 sich ergebenden Soll- Motordrehzahl n_s verglichen und die Differenz Δn zwi schen der maximalen Drehzahl des Motordrehzahl-Über schwingers und der Soll-Motordrehzahl ermittelt. In einem Schritt 57 wird der Wert Δn mit einer empirisch ermit telten, vorgegebenen Schwelle verglichen und abhängig von dem Vergleich wird der in dem Datenspeicher 13 gespei cherte, aktuelle Wert der Grenzstellung der Kupplung 5 um ein vorbestimmtes Inkrement vergrößert oder verkleinert. Ist Δn größer als die Schwelle, so wird die Grenzstellung um das Inkrement in Einkuppelrichtung verändert; ist Δn kleiner als die Schwelle, so wird die Grenzstellung in Auskuppelrichtung um das Inkrement korrigiert. Nach dem Schritt 57 wird das Korrekturprogramm über den Ende- Schritt 35 zum Verteilerschritt 31 hin beendet.

Claims

1. Anordnung zur Erfassung der Stellung beginnender Drehmomentübertragung (Grenzstellung) einer von einem Stallantrieb (7) betätigbaren, im Antriebskraftweg zwischen einem Motor (1) und einem Getriebe (3) eines Kraftfahrzeugs angeordne ten Reibungskupplung (5), umfassend:

1. - einen die Drehzahl des Motors (1) erfassenden Motordrehzahlsensor (23);
2. - einen die Stellung der Kupplung (5) erfassenden Kupplungsstellungssensor (9);
3. - Mittel (17, 49, 51), die eine Anfahrbetriebsart des Kraftfahrzeugs erfassen;
4. - eine die Antriebsbewegung des Stellantriebs der Kupplung zumindest in der An fahrbetriebsart selbsttätig über die Grenzstellung hinweg von einer kein Drehmo ment übertragenden, ausgekuppelten Stellung in eine ein Drehmoment übertra gende, zumindest teilweise eingekuppelte Stellung steuernde Steuerung;
5. - einen Datenspeicher (13) zur Speicherung von Kupplungssteuerdaten, einschließ lich von Daten, die eine aktuelle Grenzstellung der Kupplung (5) repräsentieren und
6. - Mittel zur Korrektur der aktuellen Grenzstellungsdaten abhängig von der vom Motordrehzahlsensor (23) erfaßten Motordrehzahl,

dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzstellungsdaten-Korrekturmittel die Größe des Maximums eines beim Schließen der Kupplung (5) während des Anfahrbetriebs auftretenden Motordreh zahl-Überschwingers erfassen und die im Datenspeicher (13) gespeicherten Grenz stellungsdaten abhängig von der Größe des Maximums des Motordrehzahl- Überschwingers korrigieren.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anfahrbetrieb erfassenden Mittel (17, 49, 51) einen die Einstellung eines Beschleunigungspedals (15) des Kraftfahrzeugs erfassenden Beschleunigungspedal sensor (17) aufweisen und in der Anfahrbetriebsart eine zeitlich im wesentlichen konstante Einstellung des Beschleunigungspedals (15) erfassen, und daß die Grenz stellungsdaten-Korrekturmittel die Grenzstellungsdaten lediglich bei im wesentli chen konstanter Einstellung des Beschleunigungspedals (15) korrigieren.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzstellungsdaten-Korrekturmittel die Grenzstellungsdaten lediglich dann korrigieren, wenn das Beschleunigungspedal (15) in der Anfahrbetriebsart um we niger als einen vorgegebenen Bruchteil, insbesondere weniger als 40% seiner ma ximalen Auslenkstellung ausgelenkt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzstellungsdaten-Korrekturmittel einen Kennlinienspeicher (13) umfas sen, der vorbestimmte Grenzstellungsdaten als Funktion der Größe des Maximums des Motordrehzahl-Überschwingers speichert und die aktuellen Grenzstellungsdaten abhängig von der erfaßten Größe des Maximums auswählt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzstellungsdaten-Korrekturmittel die vorbestimmten Grenzstellungsda ten als Funktion der Größe eines auf eine Referenzdrehzahl (n_s) bezogenen Maxi mums des Motordrehzahl-Überschwingers speichern.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (11) den Stellantrieb (7) zumindest im Bereich Drehmoment übertragender Stellungen abhängig von den gespeicherten, aktuellen Grenzstel lungsdaten steuert, und daß die Grenzstellungsdaten-Korrekturmittel die Größe des Maximums des Motordrehzahl-Überschwingers mit dem Wert einer vorgegebenen Referenzdrehzahl vergleichen und die im Datenspeicher (13) gespeicherten Grenz stellungsdaten insbesondere schrittweise so korrigieren, daß sich die Größe des Maximums auf einen Wert einregelt, der im wesentlichen gleich dem Referenzdreh zahlwert ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anfahrbetrieb erfassenden Mittel (13, 49, 51) einen die Einstellung eines Beschleunigungspedals des Kraftfahrzeugs erfassenden Beschleunigungspedalsen sor (17) aufweisen, und daß die Grenzstellungsdaten-Korrekturmittel einen Kennli nienspeicher (13) umfassen, der vorbestimmte Referenzdrehzahldaten (n_s) als Funk tion der Einstellung des Beschleunigungspedals speichert und die aktuellen Grenz stellungsdaten abhängig von den der erfaßten Beschleunigungspedaleinstellung zu geordneten aktuellen Referenzdrehzahldaten korrigiert.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kennlinienspeicher Daten speichert, die Soll-Motordrehzahlen (n_s) reprä sentieren, daß die Steuerung (11) Motordrehzahl-Regelmittel umfaßt, die die Mo tordrehzahl zumindest während eines Teils des Anfahrbetriebs auf die durch die er faßte Beschleunigungspedalstellung bestimmte aktuelle Soll-Motordrehzahl einstel len, und daß die Grenzstellungsdaten-Korrekturmittel die aktuellen Grenzstellungs daten abhängig von der aktuellen Soll-Motordrehzahl korrigieren.

9. Anordnung nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzdrehzahlwert gleich der um einen vorbestimmten Wert erhöhten Soll-Motordrehzahl gewählt ist.

10. Anordnung nach Anspruch 1 zur Erfassung der Stellung beginnender Drehmo mentübertragung (Grenzstellung) einer von einem Stellantrieb (7) betätigbaren, im Antriebskraftweg zwischen einem Motor (1) und einem Getriebe (3) eines Kraftfahr zeugs angeordneten Reibungskupplung (5), umfassend,

1. - einen die Stellung der Kupplung erfassenden Kupplungsstellungssensor (9);
2. - eine die Antriebsbewegung des Stellantriebs (7) der Kupplung (5) selbsttätig über die Grenzstellung hinweg zwischen einer kein Drehmoment übertragenden Stel lung und einer ein Drehmoment übertragenden, zumindest teilweise eingekup pelten Stellung steuernden Steuerung (11);
3. - einen Datenspeicher (13) zur Speicherung von Kupplungssteuerdaten, einschließ lich von Daten, die eine aktuelle Grenzstellung der Kupplung repräsentieren; und
4. - Mittel, die während der über die Grenzstellung führenden Antriebsbewegung des Stellantriebs die Grenzstellung repräsentierende Informationsdaten liefern und dementsprechend die im Datenspeicher (13) gespeicherten aktuellen Grenz stellungsdaten korrigieren,

dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzstellungs-Korrekturmittel einen die Temperatur im Bereich der Kupp lung erfassenden Temperatursensor (27) aufweisen und die gespeicherten aktuellen Grenzstellungsdaten lediglich dann während der über die Grenzstellung führenden Antriebsbewegung korrigieren, wenn die erfaßte Temperatur kleiner als eine vorge gebene obere Grenztemperatur ist.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzstellungs-Korrekturmittel die gespeicherten aktuellen Grenzstellungs daten lediglich dann während der über die Grenzstellung führenden Antriebsbewe gung des Stellantriebs (7) korrigieren, wenn die erfaßte Temperatur größer als eine vorgegebene untere Grenztemperatur ist.

12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzstellungs-Korrekturmittel die gespeicherten aktuellen Grenzstellungs daten um ein Stellungsinkrement korrigieren, das proportional zur Temperaturdiffe renz einer vorgegebenen mittleren Betriebstemperatur im Bereich der Kupplung (5) minus der erfaßten Temperatur ist, wenn die erfaßte Temperatur oberhalb der obe ren Grenztemperatur oder unterhalb der unteren Grenztemperatur liegt.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (27) die Lufttemperatur in einer die Kupplung (5) um schließenden Gehäuseglocke (29) mißt.