DE19733465A1 - Anordnung zur Steuerung einer automatisierten Kupplung - Google Patents

Anordnung zur Steuerung einer automatisierten Kupplung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Steuern einer automatisierten Kupplung eines Kraftfahrzeuges bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten mit einem Mittel zum Erfassen einer Betätigung eines Bremspedals, einem Mittel zum Erfassen eines Rückwärtsrollens und ei­ nem Mittel zum Erfassen eines Vorwärtsrollens, die entsprechende Ausgangssignale abge­ ben sowie ein Verfahren zum Steuern einer automatisierten Kupplung eines Kraftfahrzeuges bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten.
Fahrzeuge mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler erzeugen bei eingelegter Fahrstufe auch bei nicht betätigtem Fahrpedal ein Rad- bzw. Antriebsmoment, das für einen Fahrer insbesondere beim Rangieren und im Stau angenehm ist, da lediglich durch mehr oder weniger starkes Betätigen eines Bremspedals die Fahrzeuggeschwindigkeit bei niedri­ gen Geschwindigkeiten geregelt werden kann. Bei Fahrzeugen mit elektronisch gesteuerter bzw. automatisierter Kupplung wird daher ein ähnliches Verhalten, d. h. eine Neigung zum Kriechen bzw. das zur Verfügungstellen eines Kriechmomentes, erwartet.
Häufig wird dazu versucht, im Stillstand und bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten ein konstan­ tes Kupplungsmoment einzustellen. Ggf. werden auch zwei Kupplungsmomente vorgesehen und das höhere bei nicht betätigter, das kleinere bei betätigter Fußbremse eingestellt. In der Praxis ist es jedoch schwierig diese Sollmomente auch unter verschiedenen Betriebsbedin­ gungen reproduzierbar einzustellen, denn das einzustellende Kupplungs-Sollmoment beträgt beim Kriechen im allgemeinen nur etwa 2 bis 3% der maximal einstellbaren Kupplungska­ pazität. Dabei ist das Kupplungs-Sollmoment beim Kriechen i.a. kleiner als 10% des maxi­ mal zu übertragenden Kupplungsmomentes. Die maximal einstellbare Kupplungskapazität ist aufgrund vorgehaltener Reserven, z. B. für reduzierte Reibwerte bei heißen Belägen, min­ destens 2 bis 3 mal so groß wie das Kupplungsmoment bei maximalem Motordrehmoment unter Normalbedingungen.
Viele Störgrößen, die bezogen auf die maximale Kupplungskapazität praktisch vernachläs­ sigt werden können, führen beim Kriechen zu sehr großen Abweichungen für das optimale Kupplungsmoment beim Kriechen. Dies sind z. B. Hysterese in der Kupplungsmechanik, Verschiebung des Kupplungs-Einsatzpunktes usw.
Ferner ist die Messung des tatsächlich eingestellten Drehmoments zum Zwecke der Rege­ lung im allgemeinen zu aufwendig. Die Anforderungen an eine Sensierung, nämlich hohe Auflösung im Bereich von 0 bis 10% des Nenn-Meßbereiches bei kleinen Nullpunktfehlern sind seriennah schwer zu akzeptablen Kosten zu erfüllen.
Die Messung von Sekundär-Größen, wie z. B. Betätigungsdruck bei hydraulischer Kupplung, Ausrückweg bei Trockenkupplung usw., leidet ebenfalls unter der Forderung nach hoher Auflösung im unteren Teil des Meßbereiches und der Vermeidung von Nullpunktfehlern. Zu­ sätzlich treten weitere Fehler bei der Umsetzung dieser Sekundär-Größen in das Kupp­ lungsmoment auf.
Neben diesen technischen Problemen, ein kleines absolut vorgegebenes Kupplungs-Soll­ moment auch tatsächlich einzustellen ist es fraglich, ob dieses, selbst wenn es optimal er­ reicht würde, aus Sicht eines Fahrers wirklich die optimale Kriechfunktion gewährleisten würde. So sind die Forderungen des Endverbrauchers in etwa folgendermaßen:
  • a) Das Fahrzeug soll kurz nach Einlegen einer Fahrstufe ohne Ruck anrollen.
  • b) Das Fahrzeug sollte in Vorwärts-Fahrstufe möglichst nicht rückwärts und in Rückwärts-Fahr­ stufe möglichst nicht vorwärts rollen, dies bezeichnet man als sog. "Hillholder".
  • c) In Haftung und bei kleinem Kupplungsschlupf soll die Kupplungskapazität möglichst klein sein. Dies entspricht dem Verhalten des Wandlers, wo bei gleicher Drehzahl von Pumpen- und Turbinenwelle praktisch kein Drehmoment übertragen wird.
Aus der EP-B1-0 375 162 ist beispielsweise ein Fahrzeugkupplungs-Steuerungssystem be­ kannt, bei dem eine Kupplungseinrückungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Kupplungseinrückbetrages vorgesehen ist, wobei eine Feinsteuerung bei geringer Ge­ schwindigkeit durch Drücken und Loslassen des Bremspedals erzielt wird. Hierzu werden für verschiedene Gänge vorbestimmt Kennlinien für einen Kupplungseinrückbetrag entspre­ chend auftretenden Bremskräften verwendet. Dieses System hat jedoch die oben erwähnten Nachteile großer Nullpunktsfehler, geringer Auflösung im unteren Meßbereich und berück­ sichtigt das tatsächliche Kupplungsmoment nicht.
Aus der EP-B1-0 494 608 ist eine Anordnung zur Regelung einer automatisierten Reibungs­ kupplung bekannt, wobei einer Schlupfregeleinrichtung ein Kupplungskennlinienspeicher zugeordnet ist. Aufgrund einer Kupplungseingangs- und Kupplungsausgangsdrehzahl wird ein Positions-Sollsignal erzeugt dem ein Positions-Sollsignal aus dem Kennlinienspeicher überlagert wird. Diese Anordnung ermöglicht ein weiches und ruckfreies Einkuppeln, kann jedoch einen wie oben dargestellten gewünschten Kriechbetrieb nicht zur Verfügung stellen.
Aus der DE-OS-40 11 850 ist ein Verfahren zur Steuerung einer automatisierten Reibkupp­ lung bekannt, die eine Rollrichtungserkennung umfaßt, so daß eine Regelreaktion vermie­ den wird, die dem Zustand "Vorwärtsgang eingelegt Fahrzeug rollt rückwärts" nicht ent­ spricht. Die Regelung der Kupplung erfolgt aus Meßwerten des Kupplungsweges, Drossel­ klappenstellung, Motortemperatur und/oder Getriebestellung und ermittelt aus einer Abfrage gespeicherter Kennfelder einen Soll-Schlupf. Dieses Verfahren leidet ebenfalls unter den oben angegebenen Fehlern und ist daher für eine Kriechregelung ungeeignet.
Aus der EP-B1-0 240 283 ist ein System zur Steuerung einer Kupplung bekannt, welches ein Kupplungsmoment progressiv erhöht, wenn das Gaspedal niedergedrückt wird. Eine Kriech­ regelung mit ausschließlicher Bedienung über das Bremspedal ist mit diesem System daher nicht möglich.
Die EP-B1-0 243 196 beschreibt ein Schaltsystem für eine Kupplung, welches das Kupp­ lungsmoment inkremental reduziert, wenn ein Loslassen des Gaspedals sensiert wird. Die­ ses System ist ebenfalls für eine Kriechregelung ungeeignet.
Die EP-B1-0 153 051 beschreibt ein System zur Steuerung einer Kupplung mit einem Mo­ tordrehzahlsensor, wobei mit ansteigender Motordrehzahl das Kupplungsmoment erhöht wird. Dieses System unterstützt lediglich das Anfahren in einen Zustand mit Reisege­ schwindigkeit. Eine Regelung für einen Kriechbetrieb des Fahrzeuges ist nicht möglich, da beim Kriechbetrieb die Motordrehzahl nicht durch betätigen des Gaspedals erhöht wird und somit eine Regelgröße fehlt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Ver­ fahren der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei eine komfortable und robuste Regelung einer Anfahrkupplung bei Fahrzeug-Stillstand und kleinen Fahrgeschwindigkeiten erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung der obengenannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren der obengenannten Art durch die in Anspruch 13 angegebenen Schritte gelöst.
Ein einfacher Aufbau wird dadurch erzielt, daß ferner eine Entscheidungsvorrichtung vorge­ sehen ist, die mit den Mitteln zum Erfassen der Betätigung des Bremspedals, des Rück­ wärtsrollens und des Vorwärtsrollens verbunden ist, deren Ausgangssignale erhält und ent­ sprechend den Ausgangssignalen entscheidet, welcher Fahrzustand vorliegt und entspre­ chend des Fahrzustandes die Steuerung der automatisierten Kupplung an verschiedene, mit der Entscheidungsvorrichtung verbundene Steuereinrichtungen übergibt. Dies hat den Vor­ teil einer kostengünstigen und effektiven Regelung einer Kupplung, so daß ein komfortables Kriechverhalten erzielt wird, wobei flexibel auf sich ändernde Betriebsbedingungen reagiert werden kann.
Dabei steuern in vorteilhafter Weise die verschiedenen Steuervorrichtungen die automati­ sierte Kupplung derart, daß sich das Fahrzeug bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten insgesamt wie ein Fahrzeug mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler verhält und optional ein Rückwärtsrollen bei eingelegter Vorwärtsfahrstufe bzw. ein Vorwärtsrollen bei eingelegter Rückwärtsfahrstufe verhindert oder mindestens verlangsamt ist. Dies erzielt ein optimales Fahrverhalten bei niedrigen Geschwindigkeiten.
Für eine optimale Regelung sind die verschiedenen Fahrzustände die Zustände BREMSBETÄTlGUNG, FALSCHE_RICHTUNG und NORMAL_ZUG.
Im Folgenden wird davon ausgegangen, daß eine Vorwärts-Fahrstufe eingelegt ist. Für eine Rückwärts-Fahrstufe gilt entsprechendes bei Vertauschung von "rückwärts" und "vorwärts".
Dabei wählt die Entscheidungsvorrichtung den Zustand BREMSBETÄTlGUNG und aktiviert eine Steuerung für den Zustand BREMSBETÄTlGUNG, wenn die Bremse betätigt ist und das Fahrzeug nicht rückwärts rollt, oder wählt den Zustand NORMAL_ZUG und aktiviert eine Steuerung für den Zustand NORMAL_ZUG wenn die Bremse gelöst ist, das Fahrzeug nicht rückwärts rollt und der vorherige Zustand BREMSBETÄTlGUNG war, oder wenn die Bremse gelöst ist, das Fahrzeug vorwärts rollt und der vorherige Zustand FALSCHE_RICHTUNG war und/oder wählt den Zustand FALSCHE_RICHTUNG und aktiviert eine Steuerung für den Zustand FALSCHE_RlCHTUNG, wenn das Fahrzeug rückwärts rollt.
Für ein möglichst komfortables Kriechverhalten ähnlich dem eines Fahrzeugs mit hydrauli­ schem Drehmomentwandler stellt im Zustand BREMSBETÄTlGUNG die entsprechende Steuereinrichtung ein konstantes, vorgegebenes Kupplungs-Sollmoment ein, erhöht im Zu­ stand NORMAL_ZUG die entsprechende Steuereinrichtung ein Kupplungsmoment derart höchstens bis auf ein vorbestimmtes maximales Kupplungsmoment, daß das Fahrzeug ei­ nem vorgegebenen Soll-Geschwindigkeitsverlauf folgt und reduziert die entsprechende Steuereinrichtung das Kupplungsmoment höchstens bis zu einem vorgegebenen Minimal­ wert, wenn der Sollwert überschritten wird und/oder erhöht im Zustand FALSCHE_RICHTUNG die entsprechende Steuereinrichtung ein Kupplungsmoment so lange, bis das Fahrzeug nicht mehr rückwärts rollt oder ein vorbestimmtes maximales Kupplungsmoment erreicht ist.
In besonders vorteilhafter Weise ist ein PI-Regler vorgesehen, der das Kupplungsmoment regelt und anstelle einer der Fahrzeug-Geschwindigkeit proportionalen Größe eine Getriebe- Antriebs-Drehzahl als Regelgröße verwendet, wobei ein Solldrehzahlwertverlauf vorgegeben ist. Dies erzielt eine optimale Regelung des Kupplungsmomentes unter gleichzeitiger Be­ rücksichtigung äußerer Einflüsse. Durch die Verwendung der Antriebs-Getriebe-Drehzahl als Regelgröße kann zusätzlich ein Abwürgschutz und eine Momentenbegrenzung implemen­ tiert werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren sind folgende Schritte vorgesehen:
  • (a) Erfassen der gewählten Fahrstufe
  • (b) Erfassen, ob eine Betätigung eines Bremspedals vorliegt,
  • (c) Erfassen, ob ein Rückwärtsrollen des Kraftfahrzeuges vorliegt,
  • (d) Erfassen, ob ein Vorwärtsrollen des Kraftfahrzeuges vorliegt
  • (e) Entscheiden aufgrund der Ergebnisse der Schritte (a) bis (c) welcher Fahrzustand momentan vorliegt und
  • (f) Steuern der automatisierten Kupplung gemäß des momentanen Fahrzustandes.
Dies erzielt eine einfache und effektive Regelung ohne auf schwer zu bestimmende Werte, wie das Kupplungsmoment selbst zurückgreifen zu müssen.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, und
Fig. 2 ein Zustandsdiagramm der verschiedenen Kriechzustände für eine Vorwärts-Fahr­ stufe.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Motor 10 mit automatisierter Kupplung 12, Getriebe 14, Differential 16 und Antriebsrädern 18. Eine Entscheidungsvorrichtung erhält Signale von einem Mittel 22 zur Erfassung der Betätigung eines Bremspedals 20, von einem Mittel 24 zur Erfassung des Rückwärtsrollens und von einem Mittel 26 zur Erfassung des Vorwärtsrol­ lens eines Fahrzeugs. Die Mittel 24 und 26 können auch in einem Mittel bzw. Sensor zu­ sammengefaßt sein. Zusätzlich ist ein Fahrstufenwählhebel 40 abgebildet, dessen Position mit einem Sensor 42 erfaßt und an die Entscheidungsvorrichtung 28 weitergeleitet wird.
Aufgrund dieser Eingangsdaten entscheidet die Entscheidungsvorrichtung 28 welcher Zu­ stand gerade vorliegt und aktiviert eine der Steuereinrichtungen 30, 32 oder 34. Die Steuer­ vorrichtungen 30 und 34 steuern die Kupplung direkt und die Steuervorrichtung 32 steuert über einen PI-Regler 36 die Kupplung 12 derart, daß ein komfortables Kriechverhalten, wie es beispielsweise von Fahrzeugen mit hydraulischem Drehmomentwandler bekannt ist, er­ zielt wird.
Unter PI-Regler wird, über den engeren Sinn dieses Begriffs in der klassischen Regelungs­ technik hinaus, ein Regler verstanden, dessen Stellgröße sich im wesentlichen aus einem der aktuellen Regelabweichungen proportionalen und einem integralen, d. h. aus früheren Regelabweichungen akkumulierten Stellgrößenanteil zusammensetzt, also z. B. auch ein Fuzzy-Regler, der diese Eigenschaften hat.
Der PI-Regler verwendet dabei in besonders bevorzugter Weise als Regelgröße eine An­ triebs-Getriebe-Drehzahl, die er von einem Sensor 38 erhält.
Die einzelnen Fahrzustände sind wenigstens ein Zustand BREMSBETÄTIGUNG, für den die Steuervorrichtung 30 zuständig ist, ein Zustand NORMAL_ZUG, für den die Steuervorrich­ tung 32 zuständig ist und ein Zustand FALSCHE_RlCHTUNG, für den eine Steuervorrich­ tung 34 zuständig ist.
Diese verschiedenen Zustände, das unterschiedliche Reglerverhalten und die Bedingungen, unter denen die Steuervorrichtungen 30, 32, 34 von der Entscheidungsvorrichtung 28 aus­ gewählt werden, werden nachfolgend für eine Vorwärtsfahrstufe anhand der Fig. 2 be­ schrieben. Für eine Rückwärtsfahrstufe gilt entsprechendes bei Vertauschung von "rückwärts" und "vorwärts".
Der globale Zustand "Kriechen" umfaßt, wie oben dargelegt, wenigstens die 3 Zustände NORMAL_ZUG, BREMSBETÄTIGUNG und FALSCHE_RICHTUNG.
Wird bei Fahrzeugstillstand und betätigter Bremse ein Wählhebel eines Automatikgetriebes von N nach D verstellt, wird nach einer Initialisierung der Zustand BREMSBETÄTIGUNG gesetzt. Innerhalb dieses Zustandes wird ein konstantes Kupplungs-Sollmoment eingestellt. Für diese Einstellung sorgt die Steuervorrichtung 30 (Fig. 1).
Beim Lösen der Bremse in der Ebene wird das Fahrzeug nicht rückwärts rollen und es er­ folgt der Übergang in den Zustand NORMAL_ZUG. In diesem Zustand wird ein Fahrzeug- Soll-Geschwindigkeitsverlauf und damit auch die Fahrzeug-Soll-Beschleunigung vorgegeben und ein PI-Regler stellt das Kupplungsmoment entsprechend ein.
Hierzu verwendet der PI-Regler in vorteilhafter Weise eine Getriebe-Antriebs-Drehzahl als Regelgröße. Die Solldrehzahl wird bei Eintritt in diesen Zustand auf einen vorbestimmten Wert initialisiert (meist gleich 0) und verläuft rampenförmig mit einer Steigung von ca. 100U/min/s bis zu einem vorbestimmten Maximalwert von 600U/min, also einem Wert niedriger als die Motorleerlauf-Drehzahl. Sollte die Getriebe-Antriebs-Drehzahl dem Sollver­ lauf nicht folgen, wird die Differenz zwischen Soll- und Istwert auf 50U/min begrenzt d. h. der Sollwert läuft der Getriebe-Antriebs-Drehzahl maximal um diese begrenzte Differenz voraus.
Dieses bewirkt eine Begrenzung der Stellgrößenänderung und eine Verkleinerung mögli­ cherweise folgender Überschwinger. Bei stehendem Fahrzeug wird das Kupplungsmoment also langsam soweit erhöht, bis das Fahrzeug anrollt oder ein maximales Kupplungs-Kriech­ moment erreicht wird. Überschreitet die Getriebe-Antriebs-Drehzahl die Solldrehzahl, weil das Fahrzeug schneller beschleunigt als durch den Solldrehzahlverlauf vorgegeben oder weil die Getriebe-Antriebs-Drehzahl größer als 600U/min ist, wird das Kupplungsmo­ ment langsam reduziert, bis zu einem Minimalwert, der vorzugsweise gleich dem Wert im Zustand BREMSBETÄTIGUNG ist. Damit erhält man weitgehend das Wandlerverhalten nach Forderung c).
An einer leichten Steigung wird das Kupplungsmoment dann so geregelt, daß das Fahrzeug mit einer Antriebsdrehzahl von ca. 600U/min kriecht. An einer großen Steigung wird das maximale Kriechmoment eingestellt.
Rollt das Fahrzeug dagegen beim Einlegen der Fahrstufe D beim Lösen der Bremse oder bei nur leicht betätigter Bremse rückwärts, erfolgt ein Übergang in den Zustand FALSCHE_RlCHTUNG. Das Kupplungs-Sollmoment wird erhöht, solange eine Rückwärts­ bewegung sensiert wird und ein maximales Kupplungs-Sollmoment noch nicht erreicht ist. Dadurch ergibt sich bei nicht zu großer Fahrbahnsteigung eine über die Kupplung geregelte "Hillholder"-Funktion.
Bei stehendem Fahrzeug und betätigter Bremse wird das Kupplungs-Sollmoment nicht er­ höht und der Zustand beibehalten. Bei nicht betätigter Bremse wird das Kupplungs-Sollmo­ ment weiter erhöht, wenn das maximale Kupplungs-Sollmoment noch nicht erreicht ist.
Bei nicht betätigter Bremse und vorwärts rollendem Fahrzeug erfolgt ein Übergang in den Zustand NORMAL_ZUG. Ist die Steigung dagegen so steil, daß das Fahrzeug auch bei ma­ ximalem Kupplungs-Sollmoment nicht vorwärts anrollt, kann die Bremse beliebig oft betätigt werden, ohne daß der Zustand FALSCHE_RICHTUNG verlassen wird.
Ein Übergang vom Zustand FALSCHE_RICHTUNG in den Zustand BREMSBETÄTIGUNG bei stehendem Fahrzeug wird in vorteilhafter Weise nicht vorgesehen, um folgenden Zyklus zu vermeiden:
Bremse ist nur leicht betätigt - Fahrzeug rollt in Zustand BREMSBETÄTIGUNG zurück - Übergang in Zustand FALSCHE_RICHTUNG - Erhöhung des Kupplungsmoments - Fahr­ zeug kommt zum Stillstand - Übergang in Zustand BREMSBETÄTIGUNG - Verkleinerung des Kupplungsmoments - Fahrzeug rollt wieder rückwärts an - Übergang in Zustand FALSCHE-RICHTUNG. . .
Ein Übergang vom Zustand FALSCHE_RICHTUNG in den Zustand NORMAL_ZUG findet nie bei betätigter Bremse oder stehendem Fahrzeug statt, um in derselben Situation einen Zyklus BREMSBETÄTlGUNG - FALSCHE_RICHTUNG - NORMAL_ZUG - BREMSBETÄTlGUNG . . . zu vermeiden.
In vorteilhafter Weise könnte zur Verbesserung der Regelung z. B. der letzte Zustand vor Übergang in den Zustand NORMAL_ZUG gespeichert werden und dann, wenn es sich um FALSCHE_RICHTUNG handelt ein Übergang von NORMAL_ZUG in BREMSBETÄTIGUNG gesperrt werden.
Das in den oben beschriebenen Zuständen berechnete Kupplungsmoment darf einige Gren­ zen nicht über- bzw. Unterschreiten, welche in vorteilhafter Weise für alle Kriechzustände gleich sind.
Die Begrenzung mit der höchsten Priorität ist ein Abwürgschutz, realisiert als PI-Regler mit der Regelgröße Motordrehzahl. Er wird beispielsweise aktiviert, wenn die Motordrehzahl 750U/min unterschreitet und reduziert dann P- und I-Anteil des in dem gerade aktivierten Kriechzustand berechneten Kupplungs-Sollmoments.
Ein an der Abwürggrenze betriebener Motor ist für längere Zeit aus Komfortgründen nicht akzeptabel. Deshalb wird mit Priorität 2 eine Begrenzung des Kupplungs-Sollmoments auf ein maximales Kupplungs-Sollmoment vorgesehen. Dieses wird in Abhängigkeit des vom Motormanagement berechneten indizierten Motormoments, des sensierten Kupplungsdrucks oder Kupplungs-Ausrückwegs und des Kupplungs-Sollmoments adaptiert.
Im Prinzip könnte jede dieser Größen auch einzeln als Maß für das eingestellte Kupplungs­ moment dienen. Die jeweiligen Fehler können jedoch zu groß sein. Durch Verwendung einer solchen Kombination von Größen kann sich der Gesamtfehler durch teilweise gegenseitige Kompensation der Einzelfehler verkleinern.
Eine Begrenzung des Kupplungs-Sollmoments auf ein minimales Kupplungs-Sollmoment soll im wesentlichen ein vollständiges Öffnen mit den Problemen einer anschließenden Wieder-Zu­ stellung verhindern. Dieses minimale Kupplungs-Sollmoment kann in vorteilhafter Weise auch adaptiert oder geregelt werden.
Bezugszeichenliste
10 Motor
12 automatisierte Kupplung
14 Getriebe
16 Differential
18 Antriebsräder
20 Bremspedal
22 Mittel zur Erfassung der Betätigung eines Bremspedals
24 Mittel zum Erfassen der Rückwärtsbewegung
26 Mittel zum Erfassen der Vorwärtsbewegung
28 Entscheidungsvorrichtung
30 Steuerung für Zustand BREMSBETÄTIGUNG
32 Steuerung für Zustand NORMAL_ZUG
34 Steuerung für Zustand FALSCHE_RICHTUNG
36 PI-Regler
38 Sensor für Antriebs-Getriebe-Drehzahl
40 Fahrstufenwählhebel
42 Fahrstufensensor

Claims (24)

1. Anordnung zum Steuern einer automatisierten Kupplung (12) eines Kraftfahrzeuges bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten mit einem Mittel (22) zum Erfassen einer Betätigung eines Bremspedals (20), einem Mittel (24) zum Erfassen eines Rück­ wärtsrollens, einem Mittel (26) zum Erfassen eines Vorwärtsrollens und einem Mittel (42) zum Erfassen der gewählten Fahrstufe des Fahrzeuggetriebes (14), die entspre­ chende Ausgangssignale abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Entscheidungsvorrichtung (28) vorgesehen ist, die mit den Mitteln (22, 24, 26, 42) zum Erfassen der Betätigung des Bremspedals, des Rückwärtsrollens und des Vorwärtsrollens und der gewählten Fahrstufe verbunden ist, deren Aus­ gangssignale erhält und entsprechend den Ausgangssignalen entscheidet, welcher Fahrzustand vorliegt und entsprechend des Fahrzustandes die Steuerung der auto­ matisierten Kupplung (12) an verschiedene, mit der Entscheidungsvorrichtung (28) verbundene Steuereinrichtungen (30, 32, 34) übergibt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Steuervorrichtungen (30, 32, 34) die automatisierte Kupplung (12) derart steuern, daß sich das Fahrzeug bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten ins­ gesamt wie ein Fahrzeug mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler verhält und optional ein Rückwärtsrollen bei eingelegter Vorwärtsfahrstufe bzw. ein Vor­ wärtsrollen bei eingelegter Rückwärtsfahrstufe verhindert oder verlangsamt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei verschiedene Steuerungen (30, 32, 34) für wenigstens drei verschie­ dene Fahrzustände vorgesehen sind.
4. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Fahrzustände die Zustände BREMSBETÄTIGUNG, FALSCHE_RICHTUNG und NORMAL_ZUG sind.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungsvorrichtung (28) den Zustand BREMSBETÄTIGUNG wählt und eine Steuerung (30) für den Zustand BREMSBETÄTlGUNG aktiviert, wenn die Bremse betätigt ist und das Fahrzeug bei eingelegter Vorwärtsfahrstufe nicht rück­ wärts oder bei eingelegter Rückwärtsfahrstufe nicht vorwärts rollt.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungsvorrichtung (28) den Zustand NORMAL_ZUG wählt und eine Steuerung (32) für den Zustand NORMAL_ZUG aktiviert, wenn die Bremse gelöst ist, das Fahrzeug bei eingelegter Vorwärtsfahrstufe nicht rückwärts oder bei eingelegter Rückwärtsfahrstufe nicht vorwärts rollt und der vorherige Zustand BREMSBETÄTIGUNG war, oder wenn die Bremse gelöst ist, das Fahrzeug bei ein­ gelegter Vorwärtsfahrstufe vorwärts oder bei eingelegter Rückwärtsfahrstufe rück­ wärts rollt und der vorherige Zustand FALSCHE_RICHTUNG war.
7. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungsvorrichtung (28) den Zustand FALSCHE_RICHTUNG wählt und eine Steuerung (34) für den Zustand FALSCHE_RICHTUNG aktiviert, wenn das Fahrzeug bei eingelegter Vorwärtsfahrstufe rückwärts oder bei eingelegter Rück­ wärtsfahrstufe vorwärts rollt.
8. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß im Zustand BREMSBETÄTIGUNG die entsprechende Steuereinrichtung (30) ein konstantes, vorgegebenes Kupplungs-Sollmoment einstellt.
9. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Zustand NORMAL_ZUG die entsprechende Steuereinrichtung (32) ein Kupp­ lungsmoment derart bis auf ein vorbestimmtes maximales Kupplungsmoment erhöht, daß das Fahrzeug einem vorgegebenen Soll-Geschwindigkeitsverlauf folgt, und die entsprechende Steuereinrichtung (32) das Kupplungsmoment bis zu einem vorgege­ benen Minimalwert reduziert, wenn der Sollwert überschritten wird.
10. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Zustand FALSCHE_RICHTUNG die entsprechende Steuereinrichtung (34) ein Kupplungsmoment so lange erhöht, bis das Fahrzeug bei eingelegter Vorwärtsfahr­ stufe nicht mehr rückwärts oder bei eingelegter Rückwärtsfahrstufe nicht mehr vor­ wärts rollt oder ein vorbestimmtes maximales Kupplungsmoment erreicht ist.
11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein PI-Regler (36) vorgesehen ist, der das Kupplungsmoment regelt und eine Ge­ triebe-Antriebs-Drehzahl oder eine der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Größe als Regelgröße verwendet, wobei ein Sollwertverlauf vorgegeben ist.
12. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Berechnungsvorrichtung vorgesehen ist, die das maximale vorbestimmte Kupp­ lungsmoment in Abhängigkeit von einem indizierten Motormoment und/oder einem sensierten Kupplungsdruck und/oder einem sensierten Kupplungs-Ausrückweg und/oder einem Kupplungs-Sollmoment ständig neu berechnet.
13. Verfahren zum Steuern einer automatisierten Kupplung eines Kraftfahrzeuges bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten, mit folgenden Schritte,
  • (a) Erfassen der gewählten Getriebefahrstufe,
  • (b) Erfassen, ob eine Betätigung eines Bremspedals vorliegt,
  • (c) Erfassen, ob ein Rückwärtsrollen des Kraftfahrzeuges vorliegt,
  • (d) Erfassen, ob ein Vorwärtsrollen des Kraftfahrzeuges vorliegt,
  • (e) Entscheiden aufgrund der Ergebnisse der Schritte (a) bis (c) welcher Fahr­ zustand momentan vorliegt, und
  • (f) Steuern der automatisierten Kupplung gemäß des momentanen Fahrzu­ standes.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (f) die Steuerung der automatisierten Kupplung derart erfolgt, daß das Ver­ halten eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers simuliert wird und optional ein Rückwärtsrollen bei eingelegter Vorwärtsfahrstufe bzw. ein Vorwärtsrollen bei einge­ legter Rückwärtsfahrstufe verhindert ist.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (f) wenigstens drei verschiedene Fahrzustände unterschieden werden.
16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Fahrzustände die Zustände BREMSBETÄTlGUNG, FALSCHE_RICHTUNG und NORMAL_ZUG sind.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die automatisierte Kupplung gemäß dem Zustand BREMSBETÄTIGUNG gesteuert wird, wenn die Bremse betätigt ist und das Fahrzeug bei eingelegter Vorwärtsfahr­ stufe nicht rückwärts oder bei eingelegter Rückwärtsfahrstufe nicht vorwärts rollt.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die automatisierte Kupplung gemäß dem Zustand NORMAL_ZUG gesteuert wird, wenn die Bremse gelöst ist, das Fahrzeug bei eingelegter Vorwärtsfahrstufe nicht rückwärts oder bei eingelegter Rückwärtsfahrstufe nicht vorwärts rollt und der vorhe­ rige Zustand BREMSBETÄTIGUNG war, oder wenn die Bremse gelöst ist, das Fahr­ zeug bei eingelegter Vorwärtsfahrstufe vorwärts oder bei eingelegter Rückwärtsfahr­ stufe rückwärts rollt und der vorherige Zustand FALSCHE_RICHTUNG war.
19. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die automatisierte Kupplung gemäß dem Zustand FALSCHE_RICHTUNG gesteuert wird, wenn das Fahrzeug bei eingelegter Vorwärtsfahrstufe rückwärts oder bei einge­ legter Rückwärtsfahrstufe vorwärts rollt.
20. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Zustand BREMSBETÄTIGUNG ein konstantes, vorgegebenes Kupplungs-Soll­ moment eingestellt wird.
21. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß im Zustand NORMAL_ZUG ein Kupplungsmoment derart bis auf eine vorbestimmtes maximales Kupplungsmoment erhöht wird, daß das Fahrzeug einem vorgegebenen Soll-Geschwindigkeitsverlauf folgt, und das Kupplungsmoment bis zu einem vorge­ gebenen Minimalwert reduziert wird, wenn der Sollwert überschritten wird.
22. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß im Zustand FALSCHE_RICHTUNG ein Kupplungsmoment so lange erhöht wird, bis das Fahrzeug bei eingelegter Vorwärtsfahrstufe nicht mehr rückwärts oder bei einge­ legter Rückwärtsfahrstufe nicht mehr vorwärts rollt oder ein vorbestimmtes maxima­ les Kupplungsmoment erreicht ist.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein PI-Regler das Kupplungsmoment regelt und eine Getriebe-Antriebs-Drehzahl oder eine der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Größe als Regelgröße verwen­ det, wobei ein Sollwertverlauf vorgegeben ist.
24. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 21 bis 23 dadurch gekennzeichnet, daß das maximale vorbestimmte Kupplungsmoment in Abhängigkeit von einem indizierten Motormoment und/oder einem sensierten Kupplungsdruck und/oder einem sensierten Kupplungs-Ausrückweg und/oder dem Kupplungs-Sollmoment ständig neu berechnet wird.
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