DE4326862A1 - Elektronisches Kupplungsmanagement-System - Google Patents

Elektronisches Kupplungsmanagement-System

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Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Kupplungs­ management-System (EKM-System) für Kraftfahrzeuge mit Brennkraftmaschinenantrieb bei dem das Aus- und Einrücken einer zwischen einem Getriebe, das über einen Gangschalthebel mechanisch zu schalten ist, und der Brennkraftmaschine angeordneten Kupplung mittels eines von einem Mikrocontroller gesteuerten Stellgliedes erfolgt und beim Betätigen des Gang­ schalthebels unverzüglich ausgekuppelt sowie nach dem Einlegen eines neuen Ganges dieser synchroni­ siert und, nachdem der neue Gang als eingelegt erkannt ist, die Kupplung wieder eingerückt wird.
Bei elektronischen Kupplungsmanagement-Systemen dieser Art, die bekannt sind, kann der Motor beim Einkuppeln infolge Massenträgheit des Fahrzeugs über seine Dreh­ zahlgrenze geschleppt werden, wenn der Fahrer beim Schalten einen zu kleinen Gang gewählt hat. Insoweit besteht das Bedürfnis nach einem wirksamen Überdreh­ schutz. In extremen Fahrsituationen, etwa bei unzu­ reichender Bremsleistung, kann jedoch ein Hochschleppen der Motordrehzahl durchaus gewollt sein, um das Schlepp­ moment des Motors zur Bremsleistungssteigerung zu nutzen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher in der Schaffung eines elektronischen Kupplungs­ management-Systems mit einer das Überdrehen des Antriebs­ motors wirksam verhindernden, gleichwohl aber die Nutzung des Motorschleppmoments zur Bremsleistungs­ steigerung zulassenden Einkuppelstrategie.
Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, daß bei dem elektro­ nischen Kupplungsmanagement-System nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 beim Synchronisieren eines eingelegten Ganges die Getriebedrehzahl überwacht und beim Überschreiten einer vorbestimmten Drehzahl­ schwelle die ausgerückte Kupplung bis zu ihrem Greif­ punkt eingerückt und danach fortlaufend der Soll-Kupp­ lungshub errechnet sowie die jeweilige Soll-Kupplungs­ position eingeregelt wird, bis die Getriebedrehzahl die vorbestimmte Drehzahlschwelle unterschreitet.
Es handelt sich bei der Erfindung mithin darum, daß beim versehentlichen Einlegen eines zu kleinen Ganges dieses "Verschalten" durch laufende Überprüfung der Getriebedrehzahl erkannt und dann die Kupplung nicht vollständig eingerückt wird, sondern lediglich bis zu ihrem Greifpunkt. Ab dieser Position kann die Kupplung das Drehmoment übertragen, arbeitet aber mit überhöhtem Schlupf dergestalt, daß die Motor­ drehzahl die vorbestimmte Drehzahlschwelle, bei der es sich insbesondere um die maximal zulässige Motordrehzahl handeln kann, nicht überschritten wird.
Zweckmäßigerweise erfolgt das Einrücken der Kupplung bis zu ihrem Greifpunkt mit einer vorgegebenen Ver­ stellgeschwindigkeit.
Der Betrieb mit überhöhtem Schlupf in der Kupplung wird im Rahmen der Erfindung aufrechterhalten, bis die Getriebedrehzahl unter die vorbestimmte Drehzahlschwelle absinkt. Erst danach wird entweder ein geringerer Soll­ schlupf ausgeregelt oder die Kupplung vollständig einge­ rückt.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der jeweilige Soll-Kupplungshub H (K) mit Hilfe des Algorithmus,
Δ (K) = [MotDrehzmax-MotDrehz (t)]· K1+
[MotDrehz (t)-MotDrehz(t-Δt)]·K2,
berechnet wird. Dabei sind K1, K2 programmierbare Faktoren, die eine voneinander unabhängige Gewichtung der Anteile von Δ(K) ermöglichen, und die Bewegungs­ richtung beim Betätigen der Kupplung vom Kennzeichen von ΔK abhängig ist.
Durch die eingesetzte Kupplungsstrategie läßt sich mit Hilfe der vorgenannten Faktoren K1 und K2 das Drehzahlverhalten beim Hochschleppen des Antriebsmotors gezielt beeinflussen. Ein unerwünschtes Überdrehen des Motors wird durch die aufgezeigte Einkuppelstrategie wirksam verhindert und das Schleppmoment des Motors steht im Bedarfsfalle in kritischen Fahrsituationen als zusätzlich nutzbare Bremsenergie zur Verfügung.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen nachstehend in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen:
Fig. 1 anhand eines Flußschaubildes die erfindungs­ gemäße Kupplungsstrategie und
Fig. 2 die Getriebe- und Motordrehzahl über der Zeit beim Synchronisieren eines eingelegten Ganges.
Bei der erfindungsgemäßen Kupplungsstrategie wird beim Nichterkennen eines neuen Ganges die Kupplung in die Neutralposition ausgerückt. Im Falle des Er­ kennens einese ingelegten Ganges wird dieser syn­ chronisiert und die Kupplung eingerückt, wenn die Drehzahl des Getriebes die vorbestimmte Drehzahl­ schwelle nicht überschreitet. Es handelt sich dann um die normale Gangwechselroutine. Die genannte Dreh­ zahlschwelle ist in dem in Fig. 1 veranschaulichten Flußschaubild durch die maximal zulässige Motordrehzahl bestimmt.
Sofern hingegen die Getriebedrehzahl nach dem Synchroni­ sieren eines eingelegten Ganges die genannte Drehzahl­ schwelle überschreitet, wird auf "Verschalten" erkannt und die Kupplung nur bis zu ihrem Greifpunkt eingerückt. Vom Greifpunkt an findet bei schlupfendem Kupplungsbetrieb eine Drehmomentenübertragung statt.
Der nächste Funktionsschritt besteht im Berechnen des oben in Verbindung mit den Merkmalen des Patentan­ spruchs 3 angegebenen Algorithmus Δ(K) und in Abhängig­ keit davon wird der Soll-Kupplungshub H (K) bestimmt. Für ΔK < 0 ist dieser Kupplungshub positiv und es findet eine Betätigung der Kupplung in Einrück­ richtung statt. Für ΔK < 0 ist der Kupplungshub hingegen negativ und es erfolgt eine Kupplungsbetätigung in Richtung Auskuppeln.
In Abhängigkeit von ΔK wird somit die Kupplung in ihre jeweilige Soll-Position eingeregelt und der Zustand "Verschalten" durch ein weiteres Einrücken der Kupplung beendet, wenn die Getriebedrehzahl die durch die maximal zulässige Motordrehzahl bestimmte Drehzahlschwelle unterschreitet.
Analog zu dem Flußschaltbild nach Fig. 1 ist in Fig. 2 die maximal zulässige Drehzahl des Motors als strich­ punktierte Drehzahlschwelle eingetragen. Ferner zeigt Fig. 2 die Getriebedrehzahl und die Motordrehzahl. Aus dem Verlauf der Getriebedrehzahl ist ersichtlich, daß letztere nach dem Einlegen eines neuen Ganges bei dessen Synchronisation sprunghaft ansteigt und die maxi­ male Motordrehzahl überschreitet, um nach ihrem steilen Anstieg von einem erreichten Maximum allmählich abzu­ fallen und nach einem Zeitintervall die maximale Motordrehzahl wieder zu unterschreiten.
Der Zustand "Verschalten" wird im Bereich des Steil­ anstiegs der Getriebedrehzahl erkannt, sobald letztere die maximal zulässige Drehzahl des Motors überschreitet.
Über die daraufhin bis zu ihrem Greifpunkt eingerückte Kupplung wird mit überhöhtem Schlupf der Motor auf seine maximal zulässige Drehzahl hochge­ schleppt und durch Einregeln der Kupplung auf diesem höchst zulässigen Drehzahlniveau gehalten, bis in Abhängigkeit von der abfallenden Getriebedrehzahl auch die Motordrehzahl unter das maximale Drehzahl­ niveau abfällt. Die voll ausgezogene und mit n1 be­ zeichnete Linie in Fig. 2 zeigt den Verlauf der Motor­ drehzahl.
Durch entsprechende Wahl geeigneter Faktoren K1, K2 kann der Verlauf der Motordrehzahl nach dem Erkennen des Zustandes "Verschalten" beeinflußt werden. Dies zeigt der mit n2 bezeichnete gestrichelte Linienzug in Fig. 2.

Claims (3)

1 . Elektronisches Kupplungsmanagement-System (EKM-System) für Kraftfahrzeuge mit Brennkraftmaschinenantrieb, bei dem das Aus- und Einrücken einer zwischen einem Getriebe, das über einen Gangschalthebel mechanisch zu schalten ist, und der Brennkraftmaschine angeordneten Kupplung mittels eines von einem Mikrocontroller gesteuerten Stellgliedes erfolgt und beim Betätigen des Gangschalthebels unverzüglich ausgekuppelt sowie nach dem Einlegen eines neuen Ganges dieser synchroni­ siert und, nachdem der neue Gang als eingelegt erkannt ist, die Kupplung wieder eingerückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Synchronisieren eines eingelegten Ganges die Getriebedrehzahl überwacht und beim Überschreiten einer vorbestimmten Drehzahlschwelle die ausgerückte Kupplung bis zu ihrem Greifpunkt (Gp) eingerückt und danach fortlaufend der Soll-Kupplungshub H (K) errechnet sowie die jeweilige Soll-Kupplungsposition eingeregelt wird, bis die Getriebedrehzahl die vorbe­ stimmte Drehzahlschwelle unterschreitet.
2. Elektronisches Kupplungsmanagement-System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung mit einer vorgegebenen Verstellgeschwindigkeit bis zu ihrem Greifpunkt (Gp) eingerückt wird.
3. Elektronisches Kupplungsmanagement-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der jewei­ lige Soll-Kupplungshub H (K) mit Hilfe des Algorithmus Δ (K) = [MotDrehzmax-MotDrehz (t)]·K1+ [MotDrehz (t)-MotDrehz(t-Δt)]·K2,berechnet wird, wobei K1, K2 programmierbare Faktoren sind, die eine voneinander unabhängige Gewichtung der Anteile von Δ(K) ermöglichen, und die Bewegungs­ richtung beim Betätigen der Kupplung vom Vorzeichen von ΔK abhängig ist, und wobeit der Zeitpunkt der Motordrehzahlmessung und
Δt der Zeitabstand zwischen zwei folgenden Motordrehzahlmessungen ist.
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