DE4231563C2 - Steuerungseinrichtung für eine automatisch gesteuerte Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung für eine automatisch gesteuerte Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In jüngster Zeit wird eine automatisch gesteuerte Kupplung in Kraftfahrzeugen auch zur sanften Kraftübertragung vom Motor zum Automatikgetriebe eingesetzt. Dabei wird das Automatikgetriebe durch eine Steuerung zur Einstellung des Kupplungsdrehmoments angesteuert.

Das Automatikgetriebe soll mit einem Bereich hoher Untersetzung (Ds-Bereich) ausgestattet sein, in dem die Motorbremsung bei jeder Getriebedrehzahl erfolgen kann. Wird bei Bergabfahrt der Ds-Bereich eingestellt, erfolgt die Motorbremsung durch das hohe Untersetzungsverhältnis des Getriebes. Damit die Fahrsicherheit dabei gewährleistet bleibt, ist es jedoch erforderlich, daß die Fahrbahn einen hohen Reibungskoeffizienten µ (trockene Straße) aufweist, damit eine Motorbremsung überhaupt möglich ist.

Wird während der Fahrt auf rutschigem Straßenbelag, beispielsweise einer verschneiten Straße mit kleinem Reibungskoeffizienten µ, der Ds-Bereich eingestellt, so kann es sein, daß die Motorbremskraft größer ist, als die Kraft, mit der die Reifen auf der Fahrbahn greifen. Als folge davon blockieren die Räder des Fahrzeugs. Da die Reifen dann rutschen, wird ihre Drehzahl rasch verringert, was zu einem Verlust in der Lenkfähigkeit des Fahrzeugs führt.

Bei einem Getriebe mit automatisch gesteuerter Kupplung sollte diese - für den Fall, daß ein Reifenschlupf auftritt - zeitweise ausgedrückt werden, um so die Motorbremskraft zu vermindern. Wenn das Fahrzeug wieder in einen Bereich mit trockener Fahrbahn einfährt und die Reifen wieder normal greifen, sollte die Kupplung wieder eingerückt werden. Insgesamt sollte die Kupplung rasch in Abhängigkeit von der Kraft angesteuert werden, mit der die Reifen greifen.

In der JP 61-129 330 A wird eine automatische Getriebeanlage beschrieben, bei der das Kupplungsdrehmoment einer Kupplung verringert wird, wenn die Differenz der Drehzahlen der Antriebsräder einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Bei diesem System wird die Kupplung dann angesteuert, sobald an den Rädern beim Starten oder bei Beschleunigung ein Schlupf auftritt. Deshalb bietet sich diese Anlage nicht zur Ansteuerung bei Motorbremsung an.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für eine automatisch gesteuerte Kupplung zu schaffen, die das Fahrverhalten verbessert.

Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Demgemäß stellt die erfindungsgemäße Steuereinrichtung in Verbindung mit Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungen fest, ob ein Reifen des Fahrzeugs rutscht oder mit der Fahrbahn in festem Eingriff steht und erzeugt ein entsprechendes Signal. Aufgrund dieses Signals wird die steuerbare Kupplung so ein- oder ausgerückt, daß eine gute Bremswirkung bei einwandfreier Lenkfähigkeit sichergestellt ist. Insgesamt wird somit ein verbessertes Fahrverhalten erzielt. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung so ausgebildet oder so ansteuerbar, daß die Kupplung bei schwächer werdendem Griff zwischen Reifen und Fahrbahn ausgerückt und bei stärker werdendem Griff zwischen Reifen und Fahrbahn eingerückt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung so ausgebildet und ansteuerbar, daß die Kupplung nach einer vorgegebenen Zeit wieder einrückt, falls ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zu einem früheren Wert zurückkehrt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein kurzzeitiger Reifenschlupf, wie er zum Beispiel beim Aquaplaning passiert, auftritt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachste­ henden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Be­ zugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung für eine elektro­ magnetische Kupplung eines Kraftfahrzeugs;

Fig. 2a und 2b jeweils ein Blockschaltbild einer Steuereinheit in diesem System;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Funktionsab­ laufs des Systems bei Motorbremsung;

Fig. 4 Diagramme zur Veranschaulichung des zeitlichen Ab­ laufs bei einem Vorgang, bei dem die Drehzahl eines Rades rasch wieder hergestellt wird;

Fig. 5 Diagramme zur Veranschaulichung des zeitlichen Ab­ laufs bei einem Vorgang, bei dem die Drehzahl des Rades langsam wieder hergestellt wird;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Steuerungseinrichtung für eine elek­ tromagnetische Kupplung mit hydromechanisch betä­ tigtem, stufenlos einstellbarem Getriebe;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit für das zweite Ausführungsbeispiel;

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines dritten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Steuerungseinrichtung für eine Reibungs­ kupplung; und

Fig. 9a und 9b jeweils ein Blockschaltbild einer Steuerung für das dritte Ausführungsbeispiel.

Gemäß Fig. 1, die eine Steuerungseinrichtung für eine elektromagnetische Kupplung Getriebe zeigt, ist eine Kurbelwelle 2 eines Motors 1 funktionsmäßig mit einer elektromagnetischen Kupplung 3 zur Übertragung der An­ triebskraft vom Motor 1 über eine Schaltmechanik 9 auf ein stufenlos einstellbares Getriebe 10 mit elektro-hydrosta­ tischer Ansteuerung verbunden. Das Ausgangsmoment des Ge­ triebes 10 wird auf Achsen 18 der Antriebsräder 19 des Fahr­ zeugs über eine Abgangswelle 13, ein Paar zwischengeschal­ teter Untersetzungsgetriebe 16, eine Zwischenwelle 13a und ein Differential 17 übertragen.

Die elektromagnetische Kupplung 3 weist ein ringförmiges Antriebsteil 3a auf, das mit der Kurbelwelle 2 des Motors 1 verbunden ist, ein Abtriebsteil 3b, das an einer Eingangs­ welle 11a des Getriebes 10 angebracht ist, sowie eine im Ab­ triebsteil 3b vorgesehene Magnetisierspule 3c. In einem Spalt zwischen dem Antriebsteil 3a und dem Abtriebsteil 3b ist Ma­ gnetpulvermaterial vorgesehen. Wird die Magnetisierspule 3c durch den Kupplungsstrom erregt, wird das Abtriebsteil 3b ma­ gnetisiert und erzeugt dadurch einen durch das Antriebsteil 3a fließenden magnetischen Fluß. Das Magnetpulver sammelt sich infolge des magnetischen Flusses in dem Spalt, worauf durch das Pulver das Abtriebsteil 3b in Eingriff mit dem An­ triebsteil 3a gelangt. Wird andererseits der Kupplungsstrom abgeschaltet, so wird das Antriebsteil 3a außer Eingriff mit dem Abtriebsteil 3b gebracht.

Im Getriebe 10 ist die Schaltmechanik 9 zwischen der Ein­ gangswelle 11a und einer Hauptwelle 11 angeordnet. Die Schaltmechanik 9 weist eine Synchrongetriebemechanik mit Zahnrädern, einer Nabe und einer Verbindungsmuffe für den An­ schluß der Eingangswelle 11a und der Hauptwelle 11 auf.

In dem stufenlos einstellbaren Getriebe 10 sind die Haupt­ welle 11 und die Abgangswelle 13 parallel zur Hauptwelle 11 angeordnet. Eine Antriebsriemenscheibe 12 mit einem Hydrau­ likzylinder 12a ist auf der Hauptwelle 11 angeordnet. Eine Abtriebsriemenscheibe 14 mit einem Hydraulikzylinder 14a ist auf der Abgangswelle 13 angeordnet. Ein Antriebsriemen 15 steht mit der Antriebsriemenscheibe 12 und der Abtriebsrie­ menscheibe 14 in Eingriff. Die Hydraulikzylinder 12a und 14a stehen jeweils über Hydraulikleitungen 28b und 28a mit einem ölhydraulischen Steuerkreis 28 in Verbindung. Der Zylinder 12a wird von einer Ölpumpe P mit einem Primärdruck Pp aus ei­ nem Ölbehälter über ein Leitungsdruck-Steuerventil LC und ein Übersetzungsverhältnis-Steuerventil TR beaufschlagt. Auf den Zylinder 14a wirkt ein Leitungsdruck Ps von der Pumpe P über das Steuerventil LC. Der ölhydraulische Steuerkreis 28 spricht auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl und die Stellung eines Drosselventils an, um die den Zylin­ dern 12a und 14a zugeführte Ölmenge entsprechend zu regeln. Die Riemenscheiben 12 und 14 werden mittels der Zylinder 12a und 14a so betätigt, daß der Laufdurchmesser des Riemens 15 zur stufenlosen Veränderung des Übersetzungsverhältnisses (i) entsprechend verändert wird.

Die elektronische Steuerungseinrichtung für die elektromagnetische Kupp­ lung 3 und das Getriebe 10 weist einen Motordrehzahlfühler 22 und Umdrehungsfühler 24 und 25 auf, die jeweils die Umdre­ hungsgeschwindigkeit der Antriebsriemenscheibe 12 und der Ab­ triebsriemenscheibe 14 erfassen. Ein mit der Schaltmechanik 9 verbundener Gangschalthebel ist mit einem Schaltstellungsfüh­ ler 20 ausgestattet, der die Betriebsstellungen des Getriebes 10 erfaßt. Weiterhin sind ein Gaspedalschalter 21, der den Durchtrittsweg eines Gaspedals erfaßt, sowie ein Drosselstel­ lungsfühler 23 vorgesehen.

Die Ausgangssignale der Fühler 22 bis 25 und die Impulse der Schalter werden einer elektronischen Steuereinheit 27 zuge­ führt, die ein Kupplungsstrom-Regelsignal für die Kupplung 3 und ein Steuersignal zur Beeinflussung des Übersetzungsver­ hältnisses (i) sowie ein Leitungsdruck-Regelsignal für den Steuerkreis 28 erzeugt.

Gemäß Fig. 2a und 2b, welche die Steuereinheit 27 aus Fig. 1 veranschaulichen, weist ein Steuerteil 30 zur Regelung der Geschwindigkeit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses einen Rechner 32 zur Berechnung des Ist-Übersetzungsverhältnisses auf, dem die Ausgangssignale Np und N_s der Fühler 24, 25 zugeführt werden und der entsprechend der Beziehung i = N_p/N_s ein Ist-Übersetzungsverhältnis 1 ermittelt. Des weite­ ren weist das Steuerteil 30 zur Regelung der Geschwindigkeit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses einen Rechner 33 zur Berechnung des Soll-Übersetzungsverhältnisses auf, in welchem ein Soll-Übersetzungsverhältnis id entsprechend einer Soll-Umlaufzahl Npd der Antriebsriemenscheibe durch Ableitung aus einer Tabelle und der Umlaufzahl N_s der Abtriebsriemen­ scheibe ermittelt wird. Das Ist-Übersetzungsverhältnis i und das Soll-Übersetzungsverhältnis id werden einem Rechner 34 zur Ermittlung der Geschwindigkeit der Änderung des Überset­ zungsverhältnisses zugeführt, in welchem entsprechend der Differenz zwischen dem Ist-Übersetzungsverhältnis i und dem Soll-Übersetzungsverhältnis id eine Soll-Geschwindigkeit di/it der Veränderung des Übersetzungsverhältnisses ermittelt wird. Das Ist-Übersetzungsverhältnis i wird so geregelt, daß es an den Sollwert id des Übersetzungsverhältnisses angenä­ hert wird. Ein Betriebsverhältnissignal, das von der Soll-Geschwindigkeit di/dt der Änderung des Übersetzungsver­ hältnisses abhängt, wird einem Magnetventil 35 zugeführt. Das Ventil 35 ist in dem Hydraulikkreis angeordnet und verlagert einen Steuerschieber des Übersetzungsverhältnis-Steuerventils TR zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses i.

Das Getriebe 10 besitzt eine Fahrstellung (D-Bereich), eine Fahrstellung im oberen Drehzahlbereich (Ds-Bereich), eine Neutralstellung (N-Bereich), eine Rückwärtsgangstellung (R- Bereich) und eine Parkstellung (P-Bereich). Der Schaltstel­ lungsfühler 20 erfaßt diese Stellungen und erzeugt ein Schaltstellungssignal, das dem Soll-Übersetzungsverhältnis­ rechner 33 zugeführt wird. Erhält der Rechner 33 ein Schalt­ stellungssignal für den Ds-Bereich, so wird das Soll-Über­ setzungsverhältnis id auf einen Geschwindigkeitszustand ge­ setzt, der niedriger als ein vorgegebenes Übersetzungs­ verhältnis ist.

An ein Leitungsdruck-Regelteil 31 werden zur Ermittlung eines Motordrehmoments Te ein vom Fühler 22 kommendes Motordrehzahlsignal Ne und ein vom Fühler 23 kommendes Drosselöff­ nungssignal R angelegt. Entsprechend dem Motordrehmoment Te und dem Ist-Übersetzungsverhältnis i wird dann ein Soll-Leitungsdruck Psd ermittelt. Ein Betriebsverhältnissi­ gnal, das dem Soll-Leitungsdruck Psd entspricht, wird einem Magnetventil 36 zugeführt, das in dem Hydraulikkreis angeord­ net ist und zur Regelung des Leitungsdrucks einen Steuer­ schieber des Leitungsdruck-Steuerventils LC verschiebt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2b wird nun ein System zur Ansteue­ rung der elektromagnetischen Kupplung 3 beschrieben. Die Steuereinheit weist ein Kupplungsansteuerteil 40 auf, dem Si­ gnale vom Schaltstellungsfühler 20, vom Gaspedalschalter 21, vom Motordrehzahlfühler 22, vom Drosselstellungsfühler 23 und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V zugeführt werden, wel­ ches entsprechend der Umdrehungszahl N_s der Abtriebsrie­ menscheibe erhalten wurde. Das Kupplungsansteuerteil 40 weist ein Erfassungsteil 41 zur Bestimmung der Rückwärtsansteuerung auf, dem das Motordrehzahlsignal Ne des Fühlers 22 und die Antriebsstellungssignale des Schaltstellungsfühlers 20 zuge­ führt werden. Entspricht die Motordrehzahl Ne einer Leer­ laufdrehzahl bzw. befindet sich der Schalthebel in Neutral­ stellung (H-Bereich) bzw. Parkstellung (P-Bereich), so er­ zeugt das Erfassungsteil 41 zur Bestimmung der Rückwärts­ ansteuerung ein Rückwärtsansteuersignal, das einem Ausgangs­ bestimmungsteil 44 zugeführt wird, so daß über ein Kupplungs­ strom-Regelteil 45 ein kleiner Rückstrom in der Spule 3c der Kupplung 3 fließt und die Kupplung vollständig gelöst wird.

Die Signale aus dem Erfassungsteil 41 zur Bestimmung der Rückwärtsansteuerung, sowie vom Gaspedalschalter, und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V vom Umdrehungsfühler 25, der die Umdrehungszahl der Abtriebsriemenscheibe erfaßt, werden einem Kupplungsstromzustands-Erfassungsteil 42 zugeführt, um die Antriebsbedingungen wie beispielsweise den Anlaßbetrieb zu ermitteln und entsprechende Ausgangssignale zu erzeugen. Die Ausgangssignale werden einem Anfahransteuerteil 43a, einem Mitlaufansteuerteil 43b und einem Einkuppelschlußvorgabeteil 43c zugeführt.

Das Anfahransteuerteil 43a entscheidet über den Kupplungsstrom mit Anfahrcharakteristik in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne beim normalen Start bzw. beim Schließen eines Vordrossel­ ventils bzw. bei Betrieb einer Klimaanlage. Die Anfahrcharak­ teristik wird durch die Signale korrigiert, d. h. durch den Drosselöffnungsgrad R, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, und die Betriebsstellungen im D-, Ds- und R-Bereich.

Das Mitlaufansteuerteil 43b entscheidet über einen Mitlauf­ strom, wenn das Gaspedal bei niedriger Drehzahl und jeder Be­ triebsstellung losgelassen wird und gibt an die Kupplung 3 ein Mitlauf-Drehmomentsignal ab, um das im Getriebe 10 vor­ handene Spiel zu verringern und das Fahrzeug sanft zu star­ ten. Im D-Bereich wird der Kupplungsstrom bis zu einem un­ mittelbar vor dem Anhalten des Fahrzeugs liegenden Zeitpunkt auf Null gesetzt, um so ein Ausrollen des Fahrzeugs zu ge­ währleisten.

Das Einkuppelschlußvorgabeteil 43c entscheidet im Ansprechen auf die Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Drosselöffnungsgrad R bei jeder Antriebsstellung über einen Schließstrom, um die Kupplung 3 vollständig einzurücken. Die Ausgangssignale der Teile 43a, 43b und 43c werden über das Ausgangsbestimmungs­ teil 44 dem Kupplungsstrom-Regelteil 45 zugeführt, um den Kupplungsstrom entsprechend zu regeln.

Die Steuereinheit 27 weist ein System zum Ansteuern der elek­ tromagnetischen Kupplung 3 im Ds-Bereich bei Motorbremsung auf.

Die Steuereinheit besitzt einen Motorbremsdetektor 47, dem die Ausgangssignale vom Schaltstellungsfühler 20 und dem Gaspedalschalter 21 zugeführt werden. Der Detektor 47 erfaßt den Motorbremszustand und erzeugt ein Motorbremszustandssi­ gnal, wenn bei Fahrt im Ds-Bereich das Gaspedal losgelassen wird. Das Motorbremszustandssignal wird einem eine Steuerungsuntereinheit darstellenden Korrekturteil 50 zum Korrigieren des Ein- und Ausrückzustands der Kupplung zugeführt.

Des weiteren weist die Steuereinheit ein Bestimmungsteil 48 für eine Reifengriffminde­ rung und ein Bestimmungsteil 48 für eine Reifengriff-Wiederherstel­ lung auf, den beiden eine Radumdrehungszahl Vw zugeführt wird, die durch die Umdrehungszahl Ns der Abtriebsriemen­ scheibe repräsentiert wird. Das Reifengriffminderungs-Be­ stimmungsteil 48 berechnet eine Beschleunigung dVw/dt für die Raddrehzahl Vw, erfaßt eine Abbremsung -dVw/dt, wenn die Beschleunigung dVw/dt kleiner als Null ist (dVw/dt <O) und vergleicht den Abbremswert -dVw/dt mit einem vorgegebenen Sollwert a. Übersteigt der Abbremswert -dVw/dt den Sollwert a (-dVw/dt <a), so stellt das Bestimmungsteil 48 fest, daß sich der Reifengriff verringert hat. Das Reifengriff-Wiederherstellungs-Bestimmungsteil 49 berechnet eine Be­ schleunigung dVw/dt der Radumdrehungszahl Vw, die mit einem vorgegebenen Sollwert b verglichen wird. Das Bestimmungsteil 49 stellt die Wiederherstellung des Reifengriffs fest, wenn der Beschleunigungswert dVw/dt den Sollwert b übersteigt (dVw/dt <b). Die jeweiligen Bestimmungssignale werden dem Korrekturteil 50 zugeführt.

Wird das dem Griff zwischen Reifen und Fahrbahn entsprechende Griffverminderungs-Bestimmungssignal aus dem Bestim­ mungsteil 48 dem Korrekturteil 50 bei Motorbremsbetrieb zuge­ führt, so betätigt das Korrekturteil 50 einen Zeitschalter 51, um eine vorgegebene Auskuppelzeit Toff einzustellen, und erzeugt ein Ausrücksignal, das dem Kupplungsstrom-Regelteil 45 zugeführt wird. Wird andererseits dem Korrekturteil 50 vom Bestimmungsteil 49 das Griffwiederherstellungs-Bestimmungssi­ gnal zugeführt, so erzeugt das Korrekturteil 50 ein Einrück­ signal, das ebenfalls dem Kupplungsstrom-Regelteil 45 zuge­ leitet wird.

Im folgenden wird nun die Arbeitsweise des Systems erläutert.

Wird bei eingestelltem D-Bereich das Gaspedal niedergedrückt, so führt das Kupplungsstrom-Bestimmungsteil 42 dem Anfahran­ steuerteil 43a ein Signal zu. Über das Ausgangsbestimmungs­ teil 44 wird nun ein Anfahransteuersignal dem Kupplungsstrom- Regelteil 45 zugeführt, so daß in der Spule 3c der Kupplung 3 ein zum Anfahren des Fahrzeugs geeigneter Kupplungsstrom fließt. Erreicht die Fahrzeuggeschwindigkeit V einen vorgege­ benen Wert, wird dem Einkuppelschlußvorgabeteil 43c ein ent­ sprechendes Signal zugeführt, damit ein zum vollständigen Einrücken ausreichender Schließstrom fließt und die Kupplung 3 schließt. Wird bei einer vorgegebenen niedrigen Fahrge­ schwindigkeit das Gaspedal losgelassen, erhält das Mitlaufan­ steuerteil 43b ein Signal, so daß ein kleiner Mitlaufstrom in der Spule 3c fließt, um die Kupplung 3 auszurücken, wodurch verhindert wird, daß der Motor abgewürgt wird. Das kleine Mitlaufdrehmoment wird nun erzeugt, um das im Getriebe gebil­ dete mechanische Spiel zu verringern. Wird bei niedriger Motordrehzahl in den P-Bereich bzw. N-Bereich geschaltet, so erzeugt das Erfassungsteil 41 zur Bestimmung der Rückwärtsan­ steuerung ein Rückwärtsansteuersignal, das dem Ausgangsbe­ stimmungsteil 44 zugeführt wird, damit in der Spule 3c ein kleiner Rückstrom fließt und die Spule in umgekehrter Rich­ tung erregt wird. Dementsprechend wird die Restmagnetisierung in der Kupplung 3 abgebaut, um die Kupplung 3 vollständig auszurücken.

Wird die Kupplung 3 eingerückt, so wird die Antriebskraft des Motors 1 über das stufenlos einstellbare Getriebe 10 auf die Antriebsräder 19 übertragen, wobei das Getriebe durch das Steuerteil 30 zur Regelung der Geschwindigkeit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses und das Leitungsdruckregelteil 31 zum Anfahren des Fahrzeugs geregelt wird.

Das Leitungsdruckregelteil 31 erzeugt das dem gewünschten Leitungsdruck entsprechende Betriebsverhältnissignal, das zum Regeln des Leitungsdrucks dem Magnetventil 36 zugeführt wird.

Das Steuerteil 30 zur Regelung der Änderungsgeschwindigkeit des Übersetzungsverhältnisses beeinflußt das Soll-Überset­ zungsverhältnis id über den gesamten Getriebeschaltbetrieb im D-Bereich. Beim Anhalten und Anlassen des Motors wird das Soll-Übersetzungsverhältnis id auf dem maximalen Überset­ zungsverhältnis bestimmt (Zustand niedriger Geschwindigkeit). Je stärker die Fahrzeuggeschwindigkeit bei zunehmender Um­ drehungszahl Np der Primärriemenscheibe zunimmt, desto stär­ ker verringert sich das Soll-Übersetzungsverhältnis id. Das Übersetzungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeitssignal di/dt, das entsprechend dem Soll-Übersetzungsverhältnis id und dem Ist-Übersetzungsverhältnis i ermittelt wurde, wird dem Magnetventil 35 zur Erhöhung des Primärdrucks Pp zugeführt, der auf die Primärriemenscheibe 12 ausgeübt wird. Der Riemen 15 wird nun zur Seite der Primärriemenscheibe 12 hin verlagert, wodurch der Durchmesser der Riemenscheibe 12 ver­ größert und dabei das Getriebe auf ein kleineres Über­ setzungsverhältnis (Zustand hoher Geschwindigkeit) hoch­ geschaltet wird. Verringert sich bei Abbremsung die Fahr­ zeuggeschwindigkeit, so wird das Soll-Übersetzungsverhältnis id auf eine niedrige Geschwindigkeit gesetzt und dadurch das Getriebe auf einen niedrigeren Gang umgeschaltet.

Fährt das Fahrzeug im Ds-Bereich auf abschüssiger Fahrbahn, wobei das Gaspedal losgelassen wird, wird das Soll-Überset­ zungsverhältnis id auf eine niedrigere Geschwindigkeit als beim vorhergehenden Übersetzungsverhältnis eingeregelt. Auf diese Weise wird der Primärdruck Pp abgesenkt und damit das Getriebe zwangsweise in einen niedrigeren Gang geschaltet, so daß eine Motorbremsung erfolgt.

In diesem Zustand wird die Ansteuerung der Kupplung 3 in Ab­ hängigkeit von der Umdrehungszahl Vw der Räder korrigiert. Der Ablauf der Korrektur der Kupplung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 3 erläutert.

Im Schritt S2 wird bestimmt, ob die Fahrstellung aus dem D-Bereich in den Ds-Bereich geschaltet wurde oder nicht. Wurde nicht geschaltet, so geht das Programm zum Schritt S3 über, in dem bestimmt wird, ob die Fahrstellung im Ds-Bereich liegt oder nicht. Wurde in den D-Bereich geschaltet, geht das Programm zum Schritt S4 weiter, wo bestimmt wird, ob die Kupplung 3 ausgerückt ist oder nicht. Ist dies nicht der Fall, schaltet das Programm zum Schritt S5 weiter, in dem die Kupplung normalerweise betätigt wird. Im Schritt S6 wird dann der Zeitschalter rückgesetzt.

Wurde dagegen im Schritt S2 bzw. Schritt S3 in den Ds-Bereich geschaltet, so arbeitet das Programm mit einem Schritt S7 weiter, in dem bestimmt wird, ob der Abbremswert -dVw/dt bei Durchführung der Motorbremsung größer ist als ein Sollwert a oder nicht. Fährt das Fahrzeug auf trockener Fahrbahn, so ist die Kraft, mit der die Reifen greifen, ausreichend größer als die Motorbremskraft. Deshalb wird bei einem Abbremswert dVw/dt, der kleiner als der Sollwert a ist die Drehzahl Vw der Räder verringert. Auf diese Weise wird die Motorbremse im Normalfall betätigt. Das Programm schaltet dann über Schritt S4 zum Schritt S5 weiter.

Wechselt jedoch der Zustand der Fahrbahn und wird diese rut­ schig, so greifen die Reifen weniger gut. Dementsprechend sinkt die Drehzahl der Räder erheblich ab bzw. blockieren die Räder unter dem Einfluß der Motorbremse. Im Vergleich zur Ge­ schwindigkeit der Karosserie Vb sinkt die Drehzahl der Räder Vw rasch ab, wenn der Abbremswert -dVw/dt größer als der Sollwert a ist, wie Fig. 4 dies zeigt. Gilt im Schritt S7 -dVw/dt <a, so schaltet das Programm zum Schritt S8 weiter, in dem die Kupplung 3 entsprechend dem Auskuppelsignal sofort ausgerückt wird, wie Fig. 4 zeigt. Auf diese Weise wird die Antriebskraft des Motors 1 nicht auf die Räder 19 übertragen, und damit wirkt die Motorbremse nicht auf die Räder. Dement­ sprechend greifen die Räder wieder, wodurch die Fahrstabili­ tät und die Lenkbarkeit des Fahrzeugs gewährleistet sind. Im Schritt S9 wird der Zeitschalter auf einen vorgegebenen Zeitraum Toff zum Ausrücken der Kupplung gesetzt. Das Pro­ gramm schaltet nun zum Schritt S1 zurück.

Wird die Kupplung ausgerückt, so erhöht sich die Drehzahl der Räder Vw, und damit wird der Abbremswert dVw/dt kleiner. Das Programm schaltet aus Schritt S7 über Schritt S4 zu Schritt S19 weiter, in dem der Beschleunigungswert dVw/dt entspre­ chend dem Sollwert b bestimmt wird. Fährt das Fahrzeug von rutschiger Fahrbahn auf trockene Fahrbahn, greifen die Räder wieder. Gilt für die Beschleunigung dVw/dt b so schaltet das Programm zum Schritt S11 weiter, in dem die Kupplung ent­ sprechend dem Einkuppelsignal sofort eingerückt wird. Im Schritt S12 wird dann der Zeitschalter rückgesetzt. Der Motor 1 hat nun wieder Verbindung mit den Rädern 19, so daß die Mo­ torbremse auf die Räder im Ds-Bereich einwirkt.

Fährt das Fahrzeug immer noch auf rutschiger Fahrbahn und ist der Beschleunigungswert dVw/dt kleiner als der Sollwert b im Schritt S10, wie Fig. 5 zeigt, so schaltet das Programm zum Schritt S13 weiter, in dem bestimmt wird, ob die eingestellte Zeit Toff abgelaufen ist oder nicht (T=O). Ist dies nicht der Fall, schaltet das Programm zum Schritt S14 weiter, in dem die Kupplung in ausgerückter Stellung gehalten wird. Läuft die eingestellte Zeit ab, schaltet das Programm zu den Schritten S11 und S12 weiter. Auf diese Weise wird die Kupp­ lung 3 eingerückt, wodurch die Motorbremsung möglich wird, wie Fig. 5 dies zeigt.

Gemäß Fig. 6 und 7, die ein zweites Ausführungsbeispiel der Steuerungseinrichtung zeigen, wird diese bei einem hydromechanisch betätigten, stufenlos ein­ stellbaren Getriebe eingesetzt. Ein Detail eines hydromecha­ nisch betätigten und stufenlos einstellbaren Getriebes ist in der US-PS 49 48 370 beschrieben. Bei diesem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel wird anstelle des Umdrehungsfühlers 25 für die Abtriebsriemenscheibe ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29 in der Steuerung eingesetzt, und das Ausgangssignal des Gaspedalschalters 21 wird anstelle des Ausgangssignals des Drosselstellungsfühlers 23 verwendet. Der Fahrzeuggeschwin­ digkeitssensor erfaßt die Drehzahl Vw der Räder und liefert das Räderdrehzahlsignal Vw an das Bestimmungsteil 48 zur Er­ fassung der Reifengriffminderung sowie an das Reifengriffbe­ stimmungsteil 49. Anschließend ist bei diesem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der Ablauf genauso wie beim ersten.

Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, wobei eine Trockenreibungskupplung 29A vorgesehen ist, die zur Über­ tragung der Antriebskraft des Motors 1 über die Schaltmecha­ nik 9 auf das stufenlos einstellbare Getriebe 10 funktionsmä­ ßig mit der Kurbelwelle 2 des Motors 1 verbunden ist.

Die Trockenreibungskupplung 29A weist ein mit der Kurbelwelle 2 des Motors 1 verbundenes Schwungrad 4, eine diesem gegen­ überliegende Druckplatte 6, die an einer Eingangswelle 11a des Getriebes 10 befestigt ist, und eine Membranfeder 5 auf. Die Membranfeder 5 wird durch einen Lösehebel 7 betätigt, der mit einem Gleichstrommotor 8 als Stelleinrichtung verbunden ist. Der Gleichstrommotor 8 wird durch Treiberimpulse betä­ tigt und seine Umdrehung wird mittels einer Umsetzereinrich­ tung in eine geradlinige Bewegung umgesetzt, um so den Löse­ hebel 7 linear zu schalten. Sind die Treiberimpulse abge­ schaltet, wird die Drehung des Gleichstrommotors 8 durch eine darin vorgesehene Bremsvorrichtung angehalten, um den Lösehebel 7 in seiner Position zu halten. Dreht sich beispielsweise der Gleichstrommotor 8 in einer Richtung, wirkt der Lösehebel 7 auf die Membranfeder 5 so ein, daß die Druckplatte 6 gegen das Schwungrad 4 angedrückt wird. Auf diese Weise wird die Kupplung 29A durch Reibungskraft mechanisch eingerückt, um so die Abtriebskraft der Kurbelwelle 2 auf die Eingangswelle 11a zu übertragen. Dreht sich dagegen der Gleichstrommotor 8 in entgegengesetzter Richtung, wird die Kupplung 29A ausgerückt. Das Tastverhältnis der dem Motor 8 zugeführten Treiberimpulse ist veränderlich, wodurch die Schaltgeschwindigkeit entspre­ chend beeinflußt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 wird nun eine elektronische Steuerung zur Ansteuerung der Trockenreibungskupplung 29A beschrieben. Die­ ses System weist des weiteren einen Kupplungsstellungsfühler 26 auf, der die Stellung der Kupplung 29A in Abhängigkeit vom Betrieb des Gleichstrommotors 8 erfaßt. Eine Steuereinheit 27′ weist ein Kupplungsansteuerteil 60 auf, um den Gleich­ strommotor 8 für die Kupplung 29A anzusteuern. Das Kupplungs­ ansteuerteil 60 umfaßt ein Auskuppelbestimmungsteil 61, ein Teileinkuppelbestimmungsteil 62 sowie ein Einkuppelbestim­ mungsteil 63, wobei diesen Bestimmungsteilen jeweils Signale vom Schaltstellungsfühler 20 und vom Gaspedalschalter 21 so­ wie das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal vom Umdrehungsfühler 25 für die Abtriebsriemenscheibe zugeführt werden. Im Kupp­ lungsansteuerteil 60 werden der Auskuppelzustand, der Teil­ einkuppelzustand und der Einkuppelzustand der Kupplung 29A jeweils entsprechend der Betätigung des Schalthebels und des Gaspedals durch den Fahrer und unter Berücksichtigung der Fahrbedingungen bestimmt. Die jeweiligen Betriebszustandssi­ gnale werden einem Bestimmungsteil 64 zur Bestimmung einer Soll-Kupplungsstellung zugeführt, wo aufgrund der zugeführten Betriebszustandssignale eine Soll-Kupplungsstellung Sd er­ mittelt wird. Das Soll-Stellungssignal Sd wird dann einem Motorregelteil 65 zugeführt.

Die Steuereinheit 27′ weist einen Kupplungs-Iststellungs­ fühler 46 auf, an den vom Kupplungsstellungsfühler 26 ein Kupplungsstellungssignal angelegt wird, um eine Kupp­ lungs-Iststellung S zu ermitteln. An das Motorregelteil 65 wird ein Ist-Stellungssignal S angelegt, worauf das Regelteil 65 die Differenz S zwischen der Soll-Kupplungsstellung Sd und der Ist-Kupplungsstellung S berechnet und ein Motorregel­ signal mit einem Tastverhältnis entsprechend der Differenz erzeugt. Das Motorregelsignal wird dann dem Gleichstrommotor 8 zur Betätigung der Kupplung 29A zugeführt.

Die weiteren Anordnungen sind die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel, so daß gleiche Teile mit denselben Be­ zugszeichen wie in Fig. 1 und 2 angegeben sind.

In der Steuereinheit 27′ wird das Signal aus dem Kupplungs­ korrekturteil 50 dem Motorregelteil 65 zugeführt.

Es wird nun der Ablauf zur Ansteuerung der Kupplung 29A bei Schaltung in den D-Bereich und niedergetretenem Gaspedal be­ schrieben; hierbei stellt das Teileinkuppelbestimmungsteil 62 die teilweise Einrückung der Kupplung fest. Das Soll-Kupp­ lungsstellungs-Erfassungsteil 64 berechnet nun die Kupp­ lungsstellung Sd im teilweise eingerückten Zustand und gibt das entsprechende Signal an das Motorregelteil 65 aus. Auf diese Weise wird der Gleichstrommotor 8 allmählich in einer Richtung in Drehung versetzt, in der die Kupplung teilweise einrückt.

Erreicht die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert, stellt das Einkuppelbestimmungsteil 63 fest, daß die Kupplung 29A vollständig eingerückt werden soll.

Wird der Einkuppelzustand festgestellt, wird die Soll-Kupp­ lungsstellung Sd im Erfassungsteil 64 auf den Maximalwert ge­ setzt. Auf diese Weise dreht sich der Motor weiter, während die Kupplung 29A vollständig eingerückt und anschließend in eingerückter Stellung gehalten wird.

Wird bei Abbremsung bei einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwin­ digkeit das Gaspedal losgelassen, so wird im Auskuppelbestim­ mungsteil 61 der Ausrückzustand der Kupplung bestimmt. Die Soll-Stellung Sd der Kupplung wird auf den kleinsten Wert ge­ setzt, so daß sich der Motor 8 in umgekehrter Richtung dreht, um die Kupplung auszurücken und dadurch zu verhindern, daß der Motor abgewürgt wird.

Die Kupplung 29A wird bei Motorbremsung in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel betätigt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei rascher Abnahme der Drehzahl der Räder bei Motorbremsung die Kupplung ausgerückt wird, um zu verhindern, daß die Drehzahl der Räder noch wei­ ter abnimmt. Auf diese Weise bleiben die Fahrstabilität und die Lenkbarkeit des Fahrzeugs gewährleistet, wodurch sich die Fahrsicherheit noch erhöht. Wenn der Reifen wieder greift, wird die Kupplung sofort wieder eingerückt, damit eine Motor­ bremsung erfolgen kann. Wenn außerdem die Drehzahl der Räder nicht ausreichend wieder hergestellt wird, wird die Kupplung so angesteuert, daß sie nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit wieder eingerückt wird. Auf diese Weise wird eine Motorbrem­ sung in geeigneter Form vorgenommen.

Claims (3)

1. Steuerungseinrichtung für eine automatisch gesteuerte Kupplung (3), die im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen dem Motor (1) und einem stufenlos einstellbaren Getriebe (10) angeordnet ist,
wobei eine erste Sensoreinrichtung (21, 23) zur Erfassung des Öffnungsgrades (R) einer Motordrossel, eine zweite Sensoreinrichtung (20) zur Erfassung der Stellung (D, Ds, N, R, P) eines Bereichswahlhebels für das Getriebe,
ein Motordrehzahlsensor (22) und
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (25; 29) vorgesehen sind und die von den Sensoren (20, 21, 22, 23, 25, 29) erzeugten Signale einer Steuereinheit (27) zur Steuerung der Kupplung (3) zugeführt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (Ns, Vw) einer ersten Steuerungsuntereinheit (48, 49) zugeführt wird, die aus dem Vergleich der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit über der Zeit (dVw/dt) mit vorgegebenen Grenzwerten (a, b, 0) ein Signal für den Griff zwischen Reifen und Fahrbahn erzeugt,
daß das Signal (R), daß den Öffnungsgrad der Motordrossel repräsentiert und das Signal (D, Ds, N, R, P), das die Stellung des Bereichswahlhebels repräsentiert einer zweiten Steuerungsuntereinheit (47) zugeführt werden, die aus den zugeführten Signalen durch Vergleich mit vorgegebenen Größen (Ds-Stellung, Gaspedal losgelassen) einen Motorbremsbetrieb des Fahrzeugs erkennt und ein entsprechendes Signal erzeugt und
daß die Signale für den Griff zwischen Reifen und Fahrbahn und für den Motorbremsbetrieb einer dritten Steuerungsuntereinheit (50) zugeführt werden, die diese Signale logisch verknüpft und ein Ausgangssignal erzeugt, mittels dessen die Kupplungseingriffskraft veränderbar ist.

2. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Steuerungsuntereinheit (50) so ausgebildet und ansteuerbar ist, daß die Kupplung (3) bei schwächer werdendem Griff zwischen Reifen und Fahrbahn ausgerückt und bei stärker werdendem Griff zwischen Reifen und Fahrbahn eingerückt wird.

3. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Steuerungsuntereinheit (50) so ausgebildet und ansteuerbar ist, daß die Kupplung (3) nach einer vorgegebenen Zeit wieder ausgerückt wird, wenn das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (Ns; Vw) zu einem früheren Wert zurückgekehrt ist.