DE4409122A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Regeln einer Anfahreinrichtung eines Fahrzeugantriebes - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Regeln einer Anfahreinrichtung eines FahrzeugantriebesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Regeln einer Anfahreinrichtung
eines Fahrzeugantriebes nach der Gattung des Anspruchs 1.
Unter Anfahreinrichtungen sind allgemein Vorrichtungen zu verstehen, die bei Fahrzeugantrieben
ein Anfahren des Fahrzeuges ermöglichen. Hierunter fallen beispielsweise die bekannten Arten
von Drehzahlwandlern (Ein- und Ausgangsdrehzahl unterschiedlich, Eingangs- und
Ausgangsdrehmoment gleich) wie Reibungskupplungen, Magnet- und Magnetpulverkupplungen
sowie hydrodynamische (Wandler-)Kupplungen. Mit Fahrzeugantrieben sind hier insbesondere
solche Antriebe gemeint, die erst ab einer Drehzahl größer Null ein verwertbares Drehmoment
liefern, und demzufolge nicht in starrer Ankopplung an die anzutreibende Einrichtung angefahren
werden können. Der Bereich oberhalb dieser Drehzahl wird als Leistungsbereich, der Bereich
darunter als Anfahrbereich oder Anfahrlücke bezeichnet.
Aus der DE-32 09 645 A1 ist eine Vorrichtung zum Regeln einer Kraftfahrzeug-Antriebseinheit
bekannt geworden, bei der ein Steuergerät einen Stellantrieb einer hydraulischen Kupplung so
ansteuert, daß das Drehmoment an der Kupplung proportional einem Vorsteuerwert und
proportional dem Quadrat der Motordrehzahl ist. Der Vorsteuerwert wird über einen
Kennlinienwandler aus dem Signal eines Fahrpedalgebers gewonnen. Das Signal des
Drehzahlgebers steuert gleichzeitig über einen zweiten Kennlinienwandler die Drosselklappe und
damit das Motordrehmoment der Kraftfahrzeug-Antriebseinheit.
Ferner ist aus der DE 36 06 229 A1 eine Einrichtung zum automatischen Steuern des Starts eines
motorbetriebenen Fahrzeuges bekannt, welche dazu verwendet wird, um eine Reibungskupplung
entsprechend der Betätigung eines Gaspedales automatisch einzukuppeln. Hierzu wird die
Stellung des Gaspedales erfaßt und eine erste, auf den Motor wirkende Steuereinrichtung hält die
Motordrehzahl auf einer Solldrehzahl, die abhängig von der Stellung des Gaspedales bestimmt
wurde. Eine zweite, auf die Kupplung wirkende Steuereinrichtung steuert den Schlupf der
Kupplung über eine bestimmte Zeit entsprechend Kenndaten, die ebenfalls abhängig von der
Stellung des Gaspedales gewählt sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Regeln einer
Anfahreinrichtung zu schaffen, die bezüglich der Berücksichtigung von Wünschen des Fahrers
einerseits und der Berücksichtigung der Fahrzeugumgebung andererseits verbessert sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Von
besonderem Vorteil ist, daß die Anfahrdynamik und die Agilität ohne Abstriche am Parkierkomfort
verbessert werden. Gleichzeitig wird die Anfahreinrichtung besser geschont, vor Mißbrauch mit
Überlastung geschützt und sicher vor Zerstörung bewahrt. Hierzu wird der Anfahrvorgang in zwei
Phasen durchgeführt wird, nämlich in einer ersten Phase, in der die Eingangsdrehzahl zu einer
Solldrehzahl hingeführt wird, und in einer sich hieran anschließenden zweiten Phase, in der ein
aus der Differenz zwischen Eingangsdrehzahl und Ausgangsdrehzahl gebildetes
Differenzdrehzahlsignal einem vorgegebenen Sollverlauf bis zum Wert Null nachgeführt wird.
Das Anfahrverhalten ist durch die Erfindung unabhängig von Veränderungen der Verhältnisse an
der Anfahreinrichtung die beispielsweise als Folge von Belastung und Verschleiß auftreten
können.
Die in den Unteransprüchen beschriebenen Weiterbildungen können sowohl in Kombination als
auch jede für sich vorteilhafte Wirkungen entfalten.
So wird vorgeschlagen, die erste Phase beginnen zu lassen, wenn die Anfahreinrichtung nicht
vollständig geschlossen ist und die Stellung des Leistungssteuerorganes unterhalb eines
Grenzwertes liegt. Hierdurch wird jeder Anfahrvorgang erkannt, unabhängig davon, ob es sich um
ein Anfahren aus dem Stillstand oder eine Wiederanfahrt nach einem Verzögern nicht ganz bis
zum Stillstand handelt. Innerhalb der ersten Phase wird zunächst die Solldrehzahl abhängig von
der Stellung des Leistungssteuerorganes, der zeitlichen Änderung der Stellung des
Leistungssteuerorganes und einem den Fahrstil des Fahrers beschreibenden Signal bestimmt,
und so schon an den Fahrstil des Fahrers bzw. seinen Fahrwunsch angepaßt. Während der
Fahrstil über einen längeren Zeitraum erfaßt wird, und damit beim ersten Anfahren nach dem
Start des Fahrzeuges noch auf seinem Grundwert steht, kann der Anfahrvorgang über das
Leistungssteuerorgan deutlich beeinflußt werden, wobei neben der absoluten Stellung auch die
Geschwindigkeit, mit der das Leistungssteuerorgan dorthin gebracht wurde, berücksichtigt wird.
Mit Hilfe der so ermittelten Solldrehzahl wird anschließend eine Sollkurve eines Steuersignales
für ein Stellglied der Anfahreinrichtung so bestimmt, daß bei der aktuellen Stellung des
Leistungssteuerorganes diese Solldrehzahl auch erreicht wird. So wird berücksichtigt, daß
ausgehend von der Leerlaufdrehzahl nicht jede Solldrehzahl auf dem gleichen Wege, d. h. entlang
der gleichen Kennlinie, erreicht werden kann. Schließlich, und hier beginnt der eigentliche
Anfahrvorgang, wird über die Kennlinie abhängig von der Stellung des Leistungssteuerorganes
und dem Eingangsdrehzahlsignal die Stelleinrichtung so mit dem Steuersignal angesteuert, daß
sich das Eingangsdrehzahlsignal der Solldrehzahl annähert.
Für die zweite Phase des Anfahrvorganges wird vorgeschlagen, diese beginnen zu lassen, wenn
das Eingangsdrehzahlsignal die Solldrehzahl annähernd erreicht hat. Um auch Fälle zu
berücksichtigen, in denen nur langsam und mit konstanter Leistung beschleunigt wird, ist es
darüber hinaus vorgesehen, die zweite Phase in jedem Fall zu beginnen, wenn eine vorgegebene
Fahrgeschwindigkeit erreicht ist. In der zweiten Phase wird ein Drehzahldifferenzsignal, d. h. der in
der Anfahreinrichtung herrschende Schlupf, nach einer Sollkurve gegen Null geführt. Die
Geschwindigkeit, mit der nach dieser Sollkurve das Drehzahldifferenzsignal geändert wird, ist
wiederum von dem Drehzahldifferenzsignal abhängig und wird immer kleiner, je kleiner das
Drehzahldifferenzsignal ist. Durch die Sollkurve, die durch die Rückführung des
Drehzahldifferenzsignales in einem geschlossenen Regelkreis wirkt, bleibt diese zweite Phase
von äußeren Einflüssen wie Temperatur und Abnutzung unbeeinflußt. Der Verlauf der Sollkurve
und damit der Anfahrkomfort kann in weiten Bereichen eingestellt werden; durch den
vorgeschlagenen Verlauf der Sollkurve ist zum Beispiel ein besonders komfortables Einkuppeln
möglich, da in der Nähe des Kupplungspunktes Eingangs- uns Ausgangsdrehzahlsignal immer
langsamer und damit ruckfrei einander angenähert werden. Dieser Übergang zwischen fast
geschlossener und ganz geschlossener Anfahreinrichtung verläuft so ohne störende stoßartige
Übergänge.
Die Beobachtung der thermischen Belastung der Kupplung ist notwendig, um eine drohende
thermische Zerstörung rechtzeitig erkennen zu können. Hierzu wird vorgeschlagen, einen
Belastungswert zu ermitteln, der die bisher in Anspruch genommene Ausnutzung der
Belastungsfähigkeit der Anfahreinrichtung repräsentiert und mit dessen Hilfe der Anfahrvorgang
beeinflußt werden kann. Bei Belastung wird der Belastungswert durch Berechnung der in der
Kupplung entstehenden Reibleistung und bei Entlastung durch eine Abkühlfunktion berechnet.
Erfindungsgemäß wird der Anfahrvorgang abhängig von der Ausnutzung der Belastbarkeit der
Anfahreinrichtung durchgeführt und so ein plötzliches Erreichen oder Überschreiten der
Belastungsgrenze vermieden. Die Beeinflussung des Anfahrvorganges erfolgt in besonders
einfacher Weise durch eine vom Belastungswert abhängige Bestimmung der Solldrehzahl,
besonders durch Absenken der Solldrehzahl mit steigendem Belastungswert.
Die weiteren Unteransprüche betreffen Maßnahmen, die unabhängig bzw. zusätzlich zu den
bisher beschriebenen Maßnahmen unter besonderen Umständen eingesetzt werden, um das
Gesamtverhalten der Anfahreinrichtung unter allen denkbaren Umständen zu verbessern. So ist
für den Fall, daß die Belastungsgrenze der Anfahreinrichtung erreicht oder gar überschritten
werden könnte, vorgesehen, den Fahrer hiervon zu informieren, wobei außer dem Überschreiten
der Belastungsgrenze schon zuvor die Größe der noch verbliebenen Belastungsreserve angezeigt
wird. Ferner sind Maßnahmen vorgesehen, mit denen das antriebslose losrollen des Fahrzeuges
verbessert wird, wenn durch das Erreichen der Belastungsgrenze die Anfahreinrichtung geöffnet
werden muß. Damit werden vom Fahrer nicht erwartete Reaktionen des Fahrzeuges verhindert.
Um den Einfluß aus Abnutzung, Temperatur, Alterung etc. der Anfahreinrichtung sowie des auf
die Anfahreinrichtung wirkenden Stellelementes auf den Anfahrvorgang zu minimieren, sind
Maßnahmen zur Bestimmung eines Anlagestellsignales aufgezeigt. Dieses Anlagestellsignal wird
immer wieder so bestimmt, daß, wenn das Stellelement mit diesem Signal beaufschlagt ist, die
Anfahreinrichtung nahe am Eingriffs- oder Schleifpunkt betrieben wird, so daß mit einer weiteren
Erhöhung des Signales die Anfahreinrichtung unmittelbar zu fassen beginnt. Das aufgezeigte
Verfahren zur Bestimmung des Anlagestellsignales zeichnet sich hierbei durch eine besonders
robuste Wirkungsweise unter allen Betriebsbedingungen aus.
Weiter wird vorgeschlagen, unter bestimmten Bedingungen, z. B. bei Stillstand des Fahrzeuges,
durch Vermindern des Stellsignales um einen vorgegebenen Betrag die Anfahreinrichtung sicher
zu öffnen, umso die Belastung der Anfahreinrichtung zu minimieren und ein Kriechen des
Fahrzeuges zu verhindern.
In Ergänzung hierzu wird vorgeschlagen, unter bestimmten Bedingungen, z. B. nach Stillstand des
Fahrzeuges oder nach einem vorausgehenden (negativen) Stellimpuls, einen (positiven)
Stellimpuls abzugeben, mit dem in der Anfahreinrichtung vorhandene Leerwege überwunden
werden und damit im Stellelement möglichst rasch das Anlagestellsignal wieder erreicht wird, um
baldmöglichst wieder ein Fassen der Anfahreinrichtung einleiten und schneller auf einen
Anfahrwunsch des Fahrers reagieren zu können.
Durch selbsttätiges Schließen der Anfahreinrichtung bei Anrollen des Fahrzeuges ohne
Leistungsanforderung, wie z. B. an einem Gefälle, bleibt die Bremswirkung des Motors erhalten.
Schließlich sind Maßnahmen aufgezeigt mit denen die Leistungsfähigkeit des Motors in
größtmöglichem Umfange zur Beschleunigung des Fahrzeuges herangezogen wird. Von
besonderem Vorteil ist es hierbei, daß diese Maßnahmen nur auf ein besonderes
Anforderungssignal hin ergriffen werden, und daß hiermit unbeabsichtigter Gebrauch und
Mißbrauch verhindert werden.
Die Erfindung ist nachstehend anhand des in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispieles erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Übersicht über eine erfindungsgemäße, auf eine Fahrzeug-Abtriebseinheit wirkende
Regelvorrichtung,
Fig. 2 ein in einem ersten Kennlinienwandler vorgesehenes dreidimensionales Kennfeld einer
Solldrehzahl aus einem Drosselklappensignal, der zeitlichen Änderung dieses Signales,
sowie einer Fahraktivität,
Fig. 3 ein in einem zweiten Kennlinienwandler vorgesehenes Kennfeld eines Solldrucksignales
abhängig von einem Eingangsdrehzahlsignal,
Fig. 4 ein in einer Regeleinrichtung zur Bestimmung einer Führungsgröße verwendetes Kennfeld
einer Solländerung eines Differenzdrehzahlsignales in Abhängigkeit von dem
Differenzdrehzahlsignal sowie Verläufe des Differenzdrehzahlsignales über der Zeit für zwei
Anfahrvorgänge,
Fig. 5 Verläufe des Eingangsdrehzahlsignales über der Zeit für zwei Anfahrvorgänge und
Fig. 6 in einem schematisierten Ablaufdiagramm den Ablauf eines Anfahrvorganges.
Hier und im folgenden stehen die unterstrichen dargestellten Begriffe und/oder für die
gleichnamigen Verknüpfungen der Bool′schen Algebra.
In Fig. 1 ist eine Regelvorrichtung 1 eines als Reibungskupplung 2 ausgeführte Anfahreinrichtung
einer Antriebsmaschine 3 eines nicht dargestellten Fahrzeuges gezeigt, die auf ein mit der
Kupplung 2 verbundenes Stellglied 4 einwirkt. Das Stellglied 4 betätigt die Kupplung 2, so daß
diese einen Kraftfluß von der Antriebsmaschine 3 zwischen 0% (vollständig geöffnet) und 100%
(vollständig geschlossen) überträgt. Ein an der Antriebsmaschine 3 angeordneter
Drosselklappengeber 5 liefert an die Regelvorrichtung 1 ein Drosselklappensignal ALPHA. An der
Kupplung 2 sind ein Eingangsdrehzahlgeber 6, der ein Eingangsdrehzahlsignal NE liefert, sowie
ein Ausgangsdrehzahlgeber 7, der ein Ausgangsdrehzahlsignal NA liefert, angeordnet. Das
Stellglied 4 empfängt als Eingangssignal von der Regelvorrichtung 1 ein Solldrucksignal PS und
gibt an die Regelvorrichtung 1 ein Drucksignal P aus, das den auf die Kupplung 2 ausgeübten
Druck und damit das durch die Kupplung 2 übertragene Drehmoment repräsentiert. Das
Drucksignal P ist im vorliegenden Fall das Eingangssignal des Stellgliedes 4 und damit mit dem
Solldrucksignal PS identisch; wo der hierzu notwendige Aufwand vertretbar ist, kann das
Drucksignal P auch durch einen Druckgeber an der Kupplung 2 oder durch ähnliche Einrichtungen
tatsächlich ermittelt werden.
Die Regelvorrichtung 1 besteht aus einem ersten Kennlinienwandler 8, einer Regeleinrichtung 9,
einem zweiten Kennlinienwandler 10, einer Steuereinrichtung 11, einer Belastungsrecheneinheit
12 sowie einem Differenzbildner 13. Der erste Kennlinienwandler 8 bestimmt abhängig von dem
Drosselklappensignal ALPHA, dessen zeitlicher Ableitung dALPHA/dt sowie einer Fahraktivität SK
des Fahrers eine Solldrehzahl Nsoll. Die Solldrehzahl Nsoll wird an die Regeleinrichtung 9 und
den zweiten Kennlinienwandler 10 weitergegeben. Der zweite Kennlinienwandler 10 bestimmt aus
dem Drosselklappensignal ALPHA, der Solldrehzahl Nsoll und dem Eingangsdrehzahlsignal NE
ein erstes Solldrucksignal PS1, das als erstes Stellsignal an die Steuereinrichtung 11
weitergegeben wird. Diese modifiziert das erste Solldrucksignal PS1 dann noch mit weiteren
Größen und bildet so ein zweites Solldrucksignal PS2. Die Regeleinrichtung 9 bestimmt ein
Differenzsolldrucksignal DPS mit Hilfe des Eingangsdrehzahlsignales NE, eines mittels des
Differenzbildners 13 aus dem Eingangsdrehzahlsignal NE und dem Ausgangsdrehzahlsignal NA
gebildeten Differenzdrehzahlsignal DN sowie, wie bereits erwähnt, der Solldrehzahl Nsoll. Das
aus dem zweiten Solldrucksignal PS2 sowie dem Differenzsolldrucksignal DPS als Summensignal
gebildete Solldrucksignal PS wird an das Stellglied 4 ausgegeben, das nach Maßgabe des
Solldrucksignales PS auf die Kupplung 2 wirkt. Die Belastungsrecheneinheit 12 erhält das
Differenzdrehzahlsignal DN und das Drucksignal P und ermittelt hieraus einen Belastungswert
BINT, der an den ersten Kennlinienwandler 8 und die Regeleinrichtung 9 weitergegeben wird.
Der erste Kennlinienwandler 8 bestimmt die Solldrehzahl Nsoll mit Hilfe eines in Fig. 2
qualitativ dargestellten dreidimensionalen Kennfeldes aus dem Drosselklappensignal ALPHA, der
zeitlichen Änderung dALPHA/dt dieses Signales, d. h. der Drosselklappengeschwindigkeit, sowie
der Fahraktivität SK, die in der aus der DE 39 22 051 A1 bekannten Weise einen Fahrstil des
Fahrers oder dessen verkehrssituationsbedingtes Handeln beschreibt. Die Solldrehzahl Nsoll
steigt mit steigendem Drosselklappensignal ALPHA und mit steigender
Drosselklappengeschwindigkeit dALPHA/dt an, wobei der Anstieg bei einer Fahraktivität SK = 1,
die eher einer komfortorientierten Fahrweise entspricht, gering ist und bei einer Fahraktivität SK =
5, die einer sportlichen Fahrweise entspricht, sehr groß ist. Die höchste Solldrehzahl Nsoll wird
demnach bei maximalem Drosselklappensignal ALPHA, maximaler
Drosselklappengeschwindigkeit dALPA/dt und sportlicher Fahrweise erreicht.
An den bisher beschriebenen Bereich schließt sich ein Kick-Down-Bereich an, der durch
Überwinden eines Widerstandes am Anschlag der Drosselklappe erreicht wird. Das
Drosselklappensignal ALPHA behält hierbei unverändert seinen Maximalwert. Dieser Bereich
ähnelt der bekannten Kick-Down-Funktion eines Automatgetriebes; in diesem Bereich ist nur noch
eine Kennlinie vorgesehen, die unabhängig von der Fahraktivität SK ist, oberhalb der Kennlinie
für sportliche Fahrweise liegt und flacher als diese verläuft. Im Kick-Down-Bereich werden schon
bei geringer Drosselklappengeschwindigkeit dALPHA/dt hohe Solldrehzahlen Nsoll erreicht, so
daß in jedem Fall eine leistungsorientierte Sonderanfahrt unabhängig vom erkannten Fahrstil und
weitgehehend unabhängig von der Drosselklappengeschwindigkeit dALPHA/dt möglich ist.
Der zweite Kennlinienwandler 10 beinhaltet ein Kennfeld des ersten Solldrucksignales PS1 über
Eingangsdrehzahlsignal NE, Fig. 3, das aus einem Motormoment über Motordrehzahl
darstellenden Motorkennfeld gebildet ist. Eingetragen sind Linien des ersten Solldrucksignales
PS1 für ein konstantes Drosselklappensignal ALPHA in Abhängigkeit vom
Eingangsdrehzahlsignal NE, die dem Verlauf des Motormomentes über der Motordrehzahl für
eine vorgegebene Drosselklappeneinstellung entsprechen. Ferner ist eine Kennlinie B
eingetragen, die einen gewünschten Sollverlauf des ersten Solldrucksignales PS1 abhängig vom
Eingangsdrehzahlsignal NE darstellt. Die Kennlinie B steigt im dargestellten Beispiel exponentiell
mit wachsendem Eingangsdrehzahlsignal NE an.
Vergleichbar einer Vorsteuerung und einer Feinsteuerung wird die Kennlinie B zunächst abhängig
von der Drosselklappengeschwindigkeit dALPHA/dt angepaßt (Vorsteuerung) und anschließend
um einen Offsetwert DNE verschoben (Feinsteuerung), um so die vorgegebene Solldrehzahl
Nsoll möglichst genau zu erreichen.
Im dargestellten Beispiel wird die Kennlinie B abhängig von der Drosselklappengeschwindigkeit
dALPHA/dt um ihren Ursprung gedreht, wie dies in Fig. 3 durch die Kennlinien D und E kenntlich
gemacht ist. Mit steigender Drosselklappengeschwindigkeit dALPHA/dt steigt damit auch die
Eingangsdrehzahl NE, die bei vorgegebenem Drosselklappensignal ALPHA erreicht wird.
Damit die Eingangsdrehzahl NE beim vorgegebenen Drosselklappensignal ALPHA die
Solldrehzahl Nsoll erreicht, wird zur Eingangsgröße Eingangsdrehzahlsignal NE der Offsetwert
DNE hinzu addiert, so daß das Solldrucksignal nun für die Summe von Eingangsdrehzahlsignal
NE und Offsetwert DNE bestimmt wird:
PS1 = f(ALPHA, NE+DNE).
Der Offsetwert DNE wird bestimmt, indem der zweite Kennlinienwandler 10 zunächst das
Eingangsdrehzahlsignal NE ermittelt, das sich nach der Kennlinie B bei dem anliegenden
Drosselklappensignal ALPHA einstellen würde (siehe Punkt P1 in Fig. 3) und anschließend die
Differenz zu der im ersten Kennlinienwandler 8 ermittelten Solldrehzahl Nsoll (siehe Punkt P2 in
Fig. 3) bildet. Im dargestellten Kennfeld wirkt dies wie eine Verschiebung der Kennlinie B zu einer
Kennlinie B′, die nun am Punkt P2 der einzustellenden Solldrehzahl Nsoll die Kennlinie des ersten
Solldrucksignales PS1 für das anliegende Drosselklappensignal ALPHA schneidet.
Die gezeigte Form der Kennlinie B ist ein Beispiel für eine allgemeine Anfahrkennlinie, die in
vielfältiger Weise den Bedürfnissen angepaßt werden kann. Wird mittels der Fahraktivität SK
eine komfort- oder verbrauchsorientierte Fahrweise erkannt, so kann eine verbrauchsoptimale
Kennlinie C verwendet werden, entsprechend einer Linie im Motorkennfeld, die die Punkte
minimalen Verbrauches miteinander verbindet. Auch kann die Fahraktivität SK anstelle der
Drosselklappengeschwindigkeit dALPHA/dt zur Veränderung der Kennlinie B herangezogen
werden; im dargestellten Beispiel entspräche die Kennlinie B einer Fahraktivität SK=1,
entsprechend einer komfortablen Fahrweise, die Kennlinie D einer Fahraktivität SK=3,
entsprechend einer normalen Fahrweise, und die Kennlinie E einer Fahraktivität SK=5,
entsprechend einer sportlichen Fahrweise.
Die Steuereinrichtung 11 bestimmt aus dem im zweiten Kennlinienwandler 10 erzeugten ersten
Solldrucksignal PS1 und zumindest einem gespeicherten Anliegedruck PA ein zweites
Solldrucksignal PS2. Der Anliegedruck PA entspricht dem Anliegestellsignal für die
Stelleinrichtung 4, das das zweite Solldrucksignal PS2 darstellt, das notwendig ist, um in der
Kupplung 2 angeordnete Kupplungsscheiben an dem Punkt zu halten, an dem gerade noch keine
Momentenübertragung bzw. kein Kriechmoment auftritt.
Die Stelleinrichtung 4 erhält das Solldrucksignal PS, das als Summensignal sowohl das von der
Steuereinrichtung 11 mit dem zweiten Solldrucksignal PS2 das um den Anliegedruck PA
modifizierte erste Solldrucksignal PS1 als auch das von der Regeleinrichtung 9 ermittelte
Differenzsolldrucksignal DPS enthält. Hierbei kann der Anliegedruck PA als systemabhängiger
Grundwert, das erste Solldrucksignal PS1 als Vorsteuerwert und das Differenzsolldrucksignal
DPS als Feinsteuerwert oder Regelanteil aufgefaßt werden, die in der Summe dann das
eigentliche Stellsignal für die Stelleinrichtung 4 bilden.
Die Regeleinrichtung 9 beinhaltet zwei Regelalgorithmen. In der ersten Phase des
Anfahrvorganges bildet die vom ersten Kennlinienwandler 8 ermittelte Solldrehzahl Nsoll die
Führungsgröße, der das Eingangsdrehzahlsignal NE nachgeführt wird. Stellgröße ist das
Differenzsolldrucksignal DPS, das in Addition mit dem zweiten Solldrucksignal PS2 dem
Stellglied 4 zugeführt wird. Diese erste Phase beginnt, wenn das Drosselklappensignal ALPHA
einen Grenzwert überschreitet, die Kupplung 2 nicht vollständig geschlossen ist und in einem der
Kupplung 2 nachgeschalteten Getriebe des Fahrzeuges eine Anfahrübersetzung (vorwärts oder
rückwärts) gewählt ist. Sie endet, wenn das Eingangsdrehzahlsignal NE die Solldrehzahl Nsoll
annähernd erreicht hat. Im vorliegenden Beispiel gilt die Solldrehzahl Nsoll als erreicht, wenn das
Eingangsdrehzahlsignal NE zumindest 97% der Solldrehzahl Nsoll erreicht hat. Für den Fall, daß
der Fahrer nur langsam beschleunigt und das Drosselklappensignal ALPHA annähernd konstant
ist, gilt die erste Phase auch dann als beendet, wenn bei annähernd konstantem
Drosselklappensignal ALPHA eine vorgebene Fahrgeschwindigkeit von ca. 5 km/h erreicht wird.
In der sich anschließenden zweiten Phase bildet eine intern erzeugte Solländerung des
Differenzdrehzahlsignales dDNsoll die Führungsgröße, der die Änderung des vom
Differenzbildner 13 gelieferten Differenzdrehzahlsignales DN nachgeführt wird. Die Solländerung
des Differenzdrehzahlsignales dDNsoll wird mittels einer in Fig. 4 dargestellten Kennlinie aus
dem Differenzdrehzahlsignal DN ermittelt; diese in Fig. 4 dargestellte Funktion der Solländerung
des Differenzdrehzahlsignales dDNsoll in Abhängigkeit des Differenzdrehzahlsignales DN erzeugt
bei großem Differenzdrehzahlsignal DN, d. h. bei großem Schlupf eine große Solländerung des
Differenzdrehzahlsignales dDNsoll, die dann mit sinkendem Differenzdrehzahlsignal DN abnimmt,
jedoch beim Wert Null des Differenzdrehzahlsignales DN noch einen, wenn auch sehr kleinen,
Wert hat. In dieser zweiten Phase bewirkt die Regeleinrichtung 9 das das Differenzdrehzahlsignal
DN nach einer durch die Kennlinie vorgegebenen Funktion gegen Null geführt wird. Die zweite
Phase endet, wenn die Kupplung 2 vollständig eingerückt ist und damit das
Differenzdrehzahlsignal DN auf Null abgesunken ist; dies gilt im vorliegenden Beispiel als erreicht,
wenn das Differenzdrehzahlsignal DN unter den Wert 3% fällt.
Mit dem vollständigen Einrücken der Kupplung 2 ist der Anfahrvorgang abgeschlossen und die
Regeleinrichtung 9 gibt nun ein durch einen dritten, nicht näher dargestellten Regelalgorithmus
ein zweites Solldrucksignal PS2 an das Stellglied 4 ab, das aus einer Tabelle abhängig vom
Betriebspunkt der Antriebsmaschine 3 gewählt ist. Generell wird in diesem sogenannten
Leistungsbereich das zweite Solldrucksignal PS2 so groß sein, daß die Kupplung 2 das von der
Antriebsmaschine 3 gelieferte Drehmoment sicher übertragen kann, jedoch nicht wesentlich
höher.
Die Regeleinrichtung 9 umfaßt neben den beschriebenen Regelalgorithmen auch
Überwachungsfunktionen, die zu einem Abbruch des herrschenden Zustandes führen. Folgende
Zustände werden zumindest überwacht:
- - Wenn während der zweiten Phase des Anfahrvorganges oder im Leistungsbereich in einem Anfahrgang oder im Rückwärtsgang unterhalb einer Geschwindigkeitsschwelle (hier 30 km/h) eine plötzliche Leistungsanforderung erkannt wird, dann wird unverzüglich ein Abbruch eingeleitet und die erste Phase des Anfahrvorganges wird erneut eingeleitet. Eine plötzliche Leistungsanforderung wird hierbei erkannt, wenn das Drosselklappensignal ALPHA um einen mittleren Betrag (hier 30% vom Endwert) in kurzer Zeit (hier innerhalb von 0,5 Sekunden) erhöht wird, und nach der Erhöhung einen hohen Wert (hier 50% vom Endwert) einnimmt. Durch den Abbruch auftretende plötzliche Veränderungen des Solldrucksignales PS2 können durch Filterfunktionen vermindert werden.
- - Wenn während der zweiten Phase des Anfahrvorganges Schubbetrieb auftritt, so wird oberhalb einer Fahrgeschwindigkeit von ca. 5 km/h die zweite Phase beendet, hiermit die Kupplung 2 vollständig eingerückt und der Leistungsbereich beginnt. Wird zusätzlich zum Schub noch die Betätigung einer Betriebsbremse des Fahrzeuges erkannt, so wird hingegen die Kupplung 2 unmittelbar geöffnet und nachfolgend die erste Phase des Anfahrvorganges erneut eingeleitet, sobald die Bremse nicht mehr betätigt ist und die Bedingungen zur Einleitung der ersten Phase wieder erfüllt sind.
- - wenn im Leistungsbereich das Eingangsdrehzahlsignal unterhalb eines vorgegebenen Wertes NEmin fällt, wobei dieser Wert vorzugsweise im Bereich eines Leerlaufdrehzahlwertes der Antriebsmaschine 3 gewählt ist, wird die Kupplung 2 geöffnet und nachfolgend die erste Phase des Anfahrvorganges erneut eingeleitet, sobald die Bedingungen zur Einleitung der ersten Phase wieder erfüllt sind.
Der vom Belastungsrechner 12 ermittelte Belastungswert BINT ist ein Maß für die momentane
thermische Belastung der Kupplung 2. Die Art der Ermittlung des Belastungswertes BINT ist
abhängig von der Größe des Differenzdrehzahlsignales DN. Liegt das Differenzdrehzahlsignal DN
oberhalb eines Wertes, der einer Differenzdrehzahl von ca. 20 Umdrehungen pro Minute
entspricht, so wird der Belastungswert BINT ermittelt, indem das Drehzahldifferenzsignal DN
multipliziert mit der Differenz von Drucksignal P und Anliegedruck PA summiert oder integriert
wird. Im anderen Fall wird angenommen, daß die Kupplung 2 geschlossen ist und der
Belastungswert BINT wird vermindert. Der Wert, um den der Belastungswert BINT je Zeiteinheit
vermindert wird, wurde zuvor in Versuchen ermittelt und stellt eine Kupplungsabkühlfunktion dar.
Anstelle einerlinearen Abkühlfunktion kann eine annähernde Berechnung der realen Kühlleistung
aus weiteren Betriebsgrößen des Fahrzeuges, wie beispielsweise Eingangsdrehzahlsignal NE,
Fahrgeschwindigkeit oder übertragenes Drehmoment treten. Die Verminderung des
Belastungswertes BINT wird nur so lange durchgeführt, bis der Belastungswert BINT den Wert
Null erreicht hat.
Der Belastungswert BINT wirkt auf den ersten Kennlinienwandler 8, indem die Solldrehzahl Nsoll
mit steigendem Belastungswert BINT vermindert wird. Im Ausführungsbeispiel erfolgt diese
Verminderung nicht linear mit dem Belastungswert, sondern exponentiell: Während bei kleinen
Belastungswerten BINT bis etwa zur Hälfte eines maximalen Belastungswertes BINTmax die
Solldrehzahl Nsoll kaum vermindert wird, steigt danach der Einfluß des Belastungswertes BINT
und damit die Verminderung der Solldrehzahl Nsoll immer stärker an. Über die Solldrehzahl Nsoll
wirkt der Belastungswert BINT auch auf den zweiten Kennlinienwandler 10 und, in der ersten
Phase, auf die Regeleinrichtung 9. In der zweiten Phase arbeitet die Regeleinrichtung 9
unabhängig von der Solldrehzahl Nsoll; hier wirkt nun der Belastungswert BINT auf die
Regeleinrichtung 9, indem der Zusammenhang zwischen Differenzdrehzahlsignal DN und der
Solländerung der Differenzdrehzahl dDNsoll im Sinne eines rascheren Schließens der Kupplung 2
verändert wird. Auch dieser funktionelle Zusammenhang ist wie beim ersten Kennlinienwandler 8
exponentiell ausgebildet.
Die beschriebene Regelvorrichtung 1 wirkt wie folgt:
Die Regelvorrichtung 1, und hierin insbesondere die Regeleinrichtung 9, leitet die erste Phase des
Anfahrvorganges ein, wenn das vom Drosselklappengeber 5 erfaßte Drosselklappensignal
ALPHA einen Grenzwert überschreitet, die Kupplung 2 nicht vollständig geschlossen ist und in
einem der Kupplung 2 nachgeschalteten Getriebe des Fahrzeuges eine Anfahrübersetzung
(vorwärts oder rückwärts) gewählt ist. Hierbei ist es unerheblich, ob diese Bedingungen aufgrund
eines Anfahrens aus dem Stillstand oder durch Verzögern des Fahrzeuges bis zum Öffnen der
Kupplung 2 erreicht werden. Die Leistungsanforderung wird als Drosselklappensignal ALPHA
vom Drosselklappengeber 5 erfaßt und an den ersten Kennlinienwandler 8 und den zweiten
Kennlinienwandler 10 weitergegeben. Ziel der ersten Phase des Anfahrvorganges ist es, das
Eingangsdrehzahlsignal NE und damit die Drehzahl der Antriebsmaschine 3 zu einem
Drehzahlsollwert Nsoll hinzuführen.
Zunächst ermittelt der erste Kennlinienwandler 8 aus dem Drosselklappensignal ALPHA, der
zeitlichen Änderung des Drosselklappensignales dALPHA/dt sowie der Fahraktivität SK den
Motordrehzahlsollwert Nsoll. Dieser wird als Eingangssignal der nachgeschalteten
Regeleinrichtung 9 zugeführt. Der Leistungsanforderung folgend erhöht sich die Drehzahl der
Antriebsmaschine 3 und entsprechend das Eingangsdrehzahlsignal NE, das ebenfalls der
Regeleinrichtung 9 zugeführt wird. Die Regeleinrichtung 9 bestimmt nun aufgrund des in ihr für
die erste Phase des Anfahrvorgangs abgespeicherten Regelalgorithmus aus dem
Motordrehzahlsollwert Nsoll und dem Eingangsdrehzahlsignal NE das Differenzsolldrucksignal
DPS.
Der zweite Kennlinienwandler 10 bestimmt in beschriebener Weise abhängig vom
Eingangsdrehzahlsignal NE das erste Solldrucksignal PS1, das nachfolgend in der
Steuereinrichtung 11 um den gespeicherten Anliegedruck PA erhöht wird. Das so gebildete zweite
Solldrucksignal PS2 und das Differenzsolldrucksignal DPS werden addiert und an das Stellglied 4
ausgegeben, das hiernach die Kupplung 2 betätigt. Als Rückmeldung gibt das Stellglied 4 das
Drucksignal P an die Regelvorrichtung 1 aus. So ergibt sich insgesamt eine Vorsteuerung durch
den zweiten Kennlinienwandler 10, der das erste Solldrucksignal PS1 abhängig vom
Eingangsdrehzahlsignal NE so einstellt, daß der Motordrehzahlsollwert Nsoll im wesentlichen
erreicht wird, eine Grundsteuerung durch die Steuereinrichtung 11, die durch Hinzufügen des
Anliegedruckes PA Veränderungen in der Kupplung 2 berücksichtigt und eine Feinregelung durch
die Regeleinrichtung 9, die mittels des Differenzsolldrucksignales DPS die Dynamik beeinflußt
und dafür sorgt, daß der Motordrehzahlsollwert Nsoll genau erreicht werden kann.
Unabhängig und parallel zu den bisher beschriebenen Vorgängen bestimmt die
Belastungsrecheneinheit 10 seit dem Start des Fahrzeuges ständig aus dem
Differenzdrehzahlsignal DN und dem Drucksignal P den Belastungswert BINT und gibt diesen an
die Kennlinienwandler 8, 10 aus. Der Belastungswert BINT ist damit zu jedem Zeitpunkt ein Maß
für die thermische Belastung der Kupplung. Bei erstmaligem Anfahren nach längerem Stillstand
hat der Belastungswert BINT den Wert Null, entsprechend einer kalten Kupplung 2. Der
Belastungswert BINT hat daher nach längerem Stillstand des Fahrzeuges zunächst keinen Einfluß
auf den Anfahrvorgang. Dies gilt auch für eine gering belastete Kupplung 2; erst bei höheren
Belastungswerten oberhalb ca. 50% der thermischen Belastbarkeit der Kupplung 2 beginnt der
Einfluß des Belastungswertes BINT spürbar zu werden. Dieser Einfluß ist nachfolgend zunächst
nicht berücksichtigt und wird später gesondert beschrieben.
Bei den in Fig. 5 beispielhaft dargestellten Anfahrvorgängen hat im Punkt S das
Eingangsdrehzahlsignal NE den Motordrehzahlsollwert Nsoll im wesentlichen erreicht und die
Kupplung 2 ist soweit geschlossen, daß sich die Drehzahl der Antriebsmaschine 3 nicht weiter
erhöht (annähernd waagrechte Tangente im Punkt S). Hervorzuheben ist, daß die
Antriebsmaschine 3 ausschließlich durch das Leistungssteuerorgan, d. h. durch ihre Drosselklappe
und damit durch das Drosselklappensignal ALPHA, und somit durch den Fahrer beeinflußt ist; die
Regelvorrichtung 1 wirkt nur über die Kupplung 2 auf die Antriebsmaschine 3 ein. Der im Punkt S
erreichte Betriebspunkt der Antriebsmaschine 3 ist damit durch den Fahrer und das
Leistungssteuerorgan direkt vorgegeben, während die Regelvorrichtung 1 sich nach Maßgabe der
Kennlinienwandler 8,10 auf diesen Betriebspunkt einstellt.
Am Punkt S wechselt die in der Regeleinrichtung 9 verwendete Regelstrategie, und in
beschriebener Weise tritt nun an die Stelle des in die erste Phase als Führungsgröße
verwendeten Solldrehzahl Nsoll die Solländerung des Differenzdrehzahlsignales dDNsoll. Ziel
dieser zweiten, auch als Schlupfregelung bezeichneten Phase ist es, den durch das
Differenzdrehzahlsignal DN dargestellten Schlupf in der Kupplung 2 nach einer vorgegebenen
Funktion (Fig. 4) gegen Null zu führen und damit die Kupplung 2 vollständig zu schließen.
Dadurch wird bei sportlichem Anfahren der Beschleunigungsvorgang mit hoher Dynamik, d. h.
starker Beschleunigung durchgeführt und bei normalen Anfahren oder Parkieren stellt sich durch
sanftes Anfahren und Beschleunigen ein hoher Komfort ein. Für beide Fälle ist sichergestellt, daß
das endgültige Einkuppeln im Kupplungspunkt K sanft und stoßfrei erfolgt.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen zwei Anfahrvorgänge (je ein sportlicher (Fig. 5a) und ein
komfortorientierter (Fig. 5b) Anfahrvorgang) nebeneinander im Vergleich. Die beiden Diagramme
in Fig. 5 zeigen den Verlauf des Eingangsdrehzahlsignales NE sowie des
Ausgangsdrehzahlsignales NA über der Zeit t. Die beiden korrespondierenden Diagramme in Fig.
4 zeigen den Verlauf des Differenzdrehzahlsignales DN während der zweiten Phase des
Anfahrvorganges über der Zeit.
Bei sportlichem Anfahren ist der Motordrehzahlsollwert durch das große Drosselklappensignal
ALPHA und die hohe Änderungsgeschwindigkeit des Drosselklappensignales ALPHA hoch. Im
Punkt S hat das Eingangsdrehzahlsignal NE den Motordrehzahlsollwert nahezu erreicht und die
Regeleinrichtung 9 wird im folgenden in der zweiten Phase nach der bereits erläuterten
Schlupfregelung arbeiten. Zu diesem Zeitpunkt, also zu Beginn der Schlupfregelung ist bei
sportlichem Anfahren das Differenzdrehzahlsignal DN sehr groß, da die Antriebsmaschine 3 zügig
den Motordrehzahlsollwert Nsoll erreicht hat und das Fahrzeug in dieser Zeit kaum beschleunigt
werden konnte (kleines Ausgangsdrehzahlsignal NA). Die Regeleinrichtung 9 erhöht daraufhin
zügig das Differenzsolldrucksignal DPS, weil wie in Fig. 4 gezeigt, bei hohem
Differenzdrehzahlsignal DN die Solländerung des Differenzdrehzahlsignales dDNsoll ebenfalls
groß ist. Für den Fahrer wird dies in Form des abfallenden Eingangsdrehzahlsignales NE deutlich
und er kann die Leistungsabgabe der Antriebsmaschine 3 erhöhen, sofern der zweite
Kennlinienwandler 8 und die Steuereinrichtung 11 es nicht vermögen, das
Eingangsdrehzahlsignal NE in der Nähe des Motordrehzahlsollwertes zu halten. Mit
fortschreitendem Anfahrvorgang wird das Differenzdrehzahlsignal DN immer kleiner und damit
auch die Solländerungsgeschwindigkeit des Differenzdrehzahlsignales dDNsoll geringer. Im
Kupplungspunkt K ist die Solländerungsgeschwindigkeit dDNsoll sehr klein, so daß das
vollständige Einrücken der Kupplung 2 sanft erfolgen kann. Der sportliche Anfahrvorgang
zeichnet sich demnach durch eine hohe Dynamik bzw. eine starke Beschleunigung aus.
Der Extremfall des komfortablen Anfahrens ist das Parkieren, bei dem der Fahrer das
Leistungssteuerorgan nur wenig und langsam betätigt. Der Motordrehzahlsollwert Nsoll liegt nun
nur geringfügig über der Leerlaufdrehzahl. Damit sind zu Beginn der Schlupfregelung das
Differenzdrehzahlsignal DN und auch die Solländerung des Differenzdrehzahlsignales dDNsoll
klein und die Solländerungsgeschwindigkeit des Differenzdrehzahlsignales ist sehr klein. Der
Abfall des Eingangsdrehzahlsignales NE ist nun kaum noch spürbar, da der zweite
Kennlinienwandler 8 und die Steuereinrichtung 11 das Eingangsdrehzahlsignal NE in der Nähe
des Motordrehzahlsollwertes halten können, so daß ein Erhöhen der Leistungsanforderung nicht
mehr notwendig ist und das Fahrzeug mit schleifender Kupplung 2 und geringer
Fahrgeschwindigkeit bewegt werden kann. Erst wenn eine Fahrgeschwindigkeit von ca. 5 km/h
überschritten wird, leitet die Regeleinrichtung 9 in beschriebener Weise die zweite Phase ein und
schließt die Kupplung 2.
Nachfolgend sind die Wirkungen des Belastungswertes BINT auf den Anfahrvorgang beschrieben.
Durch den Belastungswert BINT wird der Anfahrvorgang nicht qualitativ, sondern ausschließlich
quantitativ verändert. Grundsätzlich gilt, daß mit steigendem Belastungswert BINT die weitere
Belastung der Kupplung 2 reduziert werden soll. Dies geschieht, indem durch den Belastungswert
BINT der Drehzahlsollwert Nsoll sowie ggf. die Kennlinie der Solländerung des
Differenzdrehzahlsignales dDNsoll beeinflußt werden. Die Einflußnahme erfolgt progressiv, so
daß sie im Bereich unterhalb ca. 50% der thermischen Belastbarkeit der Kupplung 2 für den
Fahrer kaum spürbar und oberhalb von ca. 50% der thermischen Belastbarkeit dann schnell
zunehmend stärker spürbar wird.
Mit steigendem Belastungswert BINT wird der Drehzahlsollwert Nsoll zurückgenommen, und zu
Beginn der zweiten Phase ist das Differenzdrehzahlsignal DN kleiner als bei unbelasteter
Kupplung 2. In der zweiten Phase wird die in Fig. 4 dargestellte Kennlinie in Richtung größerer
Solländerungen des Differenzdrehzahlsignales dDNsoll verschoben. Im Ausführungsbeispiel
geschieht dies, indem die Solländerung des Differenzdrehzahlsignales DNsoll mit einem zum
Belastungswert BINT in funktionellem Zusammenhang stehenden Faktor multipliziert wird. Durch
diese Maßnahmen wird im wesentlichen die Belastung der Kupplung 2 durch Verringerung des
Schlupfes in der Kupplung 2 sowie durch die Verminderung der Schlupfzeit in geringerem Maße
ansteigen.
Mit dem vollständigen Einrücken der Kupplung 2 ist der Anfahrvorgang abgeschlossen und die
Regelvorrichtung 1 gibt nun ein durch einen weiteren in der Regeleinrichtung 9 vorgesehenen
Algorithmus ermitteltes zweites Solldrucksignal PS2 an das Stellglied 4 ab, das aus einer Tabelle
abhängig vom Betriebspunkt der Antriebsmaschine 3 gewählt ist. Generell wird in diesem
sogenannten Leistungsbereich das zweite Solldrucksignal PS2 so groß sein, daß die Kupplung 2
das von der Antriebsmaschine 3 gelieferte Drehmoment sicher übertragen kann, jedoch nicht
wesentlich höher.
Fig. 6 zeigt zusammenfassend in einem schematisierten Ablaufdiagramm den Ablauf eines
Anfahrvorganges. Außerdem sind in Fig. 6 die schon vorstehend beschriebenen
Überwachungsfunktionen der Regeleinrichtung 9 eingetragen. Die mit 14 bezeichnete erste Phase
besteht aus einem ersten Schritt 15 zur Überprüfung der Eingangsbedingungen für die erste
Phase 14, einem zweiten Schritte 16, in dem von der Regelvorrichtung 1 das Solldrucksignal PS
ermittelt wird und einem abschließenden Schritt 17, mit dem das Ende der ersten Phase 14
festgestellt wird. Die in Schritt 15 geprüften Eingangsbedingungen sind:
- - das Drosselklappensignal ALPHA überschreitet einen Grenzwert und
- - die Kupplung 2 ist nicht vollständig geschlossen, d. h. das Differenzdrehzahlsignal DN ist ungleich 0 und
- - im Getriebe ist eine Anfahrübersetzung gewählt.
In Schritt 16 wird das Solldrucksignal PS als Summensignal aus folgenden Einzelsignalen
bestimmt:
- - dem ersten Solldrucksignal PS1, das im zweiten Kennlinienwandler 10, wie bspw. durch die Kurve B′ in Fig. 3 dargestellt, abhängig vom Motordrehzahlsollwert Nsoll und dem Eingangsdrehzahlsignal NE bestimmt ist,
- - dem Anliegedruck PA, der in der Steuereinrichtung 11 gespeichert ist und
- - dem Differenzdrucksignal DPS, das von der Regeleinrichtung 9 abhängig von der Abweichung des Eingangsdrehzahlsignales NE vom Motordrehzahlsollwert Nsoll ermittelt wird.
In Schritt 17 wird geprüft, ob
- - das Eingangsdrehzahlsignal NE einen Wert von 97% des Motordrehzahlsollwertes Nsoll erreicht hat oder
- - die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 5 km/h erreicht oder überschritten hat.
Nach Vorliegen dieser Bedingungen wird die erste Phase 14 verlassen.
Die zweite Phase 19 besteht aus einem ersten Schritt 20, in dem das Solldrucksignal PS ermittelt
wird, sowie einem nachfolgenden Schritt 21, in dem abgefragt wird, ob die zweite Phase 19
verlassen werden kann.
Im Schritt 20 wird hierbei das Solldrucksignal PS als Summensignal aus folgenden Bestandteilen
ermittelt:
- - dem ersten Solldrucksignal PS1, das im zweiten Kennlinienwandler 10, wie in Fig. 3 dargestellt, abhängig vom Motordrehzahlsollwert Nsoll und dem Eingangsdrehzahlsignal NE bestimmt ist,
- - dem Anliegedruck PA, der in der Steuereinrichtung 11 gespeichert ist und
- - dem Differenzdrucksignal DPS, das von der Regeleinrichtung 9 abhängig von dem durch das Differenzdrehzahlsignal DN dargestellten Schlupf in der Kupplung 2 nach einer vorgegebenen Funktion (Fig. 4) so ermittelt wird, daß das Differenzdrehzahlsignal DN gegen Null geführt und damit die Kupplung 2 vollständig geschlossen wird.
Für die Abfrage in Schritt 21 wird geprüft, ob der Wert des Differenzdrehzahlsignales DN unter
3% liegt und, wenn dies der Fall ist, die zweite Phase 19 verlassen.
Der Leistungsbereich besteht aus Schritt 23, in dem das Solldrucksignal PS in der
Regeleinrichtung 9 beispielsweise aus einer Tabelle mit Hilfe der Eingangswerte
Drosselklappensignal ALPHA und Eingangsdrehzahlsignal NE bestimmt wird.
Ferner sind als Überwachungsfunktionen eine Erkennung einer plötzlichen Leistungsanforderung
24, eine Schubüberwachung 25 und ein Abwürgeschutz 26 vorgesehen. Die Erkennung einer
plötzlichen Leistungsanforderung 24 besteht aus der Prüfung, ob
- - das Drosselklappensignal ALPHA innerhalb einer kurzen Zeitspanne (0,5 sec.) wesentlich (um 30%) erhöht wird und
- - der Wert des Drosselklappensignales ALPHA nach der Erhöhung hoch ist (oberhalb von 50% liegt) und
- - eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges noch gering ist (30 km/h nicht überschritten sind).
Das Erkennen einer plötzlichen Leistungsanforderung 24 ist jeweils aus dem Schritt 20 und dem
Schritt 23 vorgesehen. Wenn die notwendigen Bedingungen erfüllt sind, erfolgt damit sowohl aus
der zweiten Phase 19 als auch aus dem Leistungsbereich 23 ein Sprung zum Schritt 15 und damit
in die erste Phase 14.
Die Schubüberwachung 25 setzt am Schritt 20 an und prüft zunächst an einem Schritt 27 ob
Schub vorliegt. Ist dies der Fall, so wird weiter in Schritt 28 geprüft, ob die Bremse des
Fahrzeuges betätigt ist. Ist dies nicht der Fall, so wird in den Leistungsbereich 23 verzweigt.
Wenn die Bremse betätigt ist wird hingegen in einen Schritt 29 verzweigt mit dem die Kupplung 2
vollständig geöffnet wird und aus dem ein Sprung zu Schritt 15 und damit in die erste Phase 14
erfolgt. Hiermit ist es im ersten Fall möglich, im Schubbetrieb die Bremswirkung des Motors
auszunutzen, da durch den Übergang in den Leistungsbereich 23 die Kupplung 2 vollständig
geschlossen wird, und im zweiten Fall möglich bei einem Bremsmanöver die Antriebsmaschine 3
abzukoppeln, um den Bremsvorgang nicht zu beeinflussen.
Der Abwürgeschutz 26 besteht schließlich aus der Abfrage. ob das Eingangsdrehzahlsignal NE
den Leerlaufdrehzahlwert der Antriebsmaschine 3 unterschreitet und, wenn dies der Fall ist, einer
Verzweigung zu Schritt 15 und damit in die erste Phase 14.
Generell ist ein Wiederbeginn der Phase 14 nach einer Verzweigung zu Schritt 15 nur dann
möglich, wenn die in Schritt 15 aufgezählten Bedingungen erfüllt sind, da anderenfalls Schritt 16
nicht erreicht wird, somit kein Solldrucksignal PS ausgegeben wird und die Kupplung 2 geöffnet
bleibt.
Auch im Leistungsbereich ist die Belastungseinheit 10 immer noch aktiv. Wie bereits dargestellt
wird hier der Belastungswert BINT langsam in Form einer Abkühlfunktion vermindert, da das
Differenzdrehzahlsignal DN eine Differenzdrehzahl kleiner als 20 Umdrehungen pro Minute
repräsentiert. Wenn das Fahrzeug nun angehalten wird und die Antriebsmaschine 3 dadurch
erneut in den Anfahrbereich gelangt steht auch dann ein Belastungswert BINT zur Verfügung, der
die aktuelle thermische Ausnutzung der Kupplung 2 beschreibt. Ein erneuter Anfahrvorgang bei
thermisch noch belasteter Kupplung 2 wird nun angepaßt an die noch vorhandenen
Belastungsreserven der Kupplung 2 ausgeführt werden. D.h. insbesondere, daß die Kupplung 2
schneller eingerückt werden wird und daß die einzustellende Solldrehzahl bei gleicher Stellung
des Leistungssteuerorganes geringer sein wird.
Für den Fall, daß der Belastungswert BINT den maximalen Belastungswert BINTmax erreicht,
wird die Kupplung 2 vollständig geöffnet. Die darauffolgende Erholungsphase der Kupplung wird
mittels der bereits beschriebenen Abkühlfunktion nachgebildet. Sobald der Belastungswert BINT
wieder unter einen Warnwert BINTwarn in Höhe von etwa 90% des maximalen Belastungswertes
BINTmax abgesunken ist, kann die Kupplung 2 wieder geschlossen werden und ein Anfahren ist
somit wieder möglich. Ein erneuter Anfahrvorgang wird jedoch erst dann eingeleitet, wenn ein
eindeutiges Signal des Fahrers vorliegt. Hierzu ist es vorgesehen, daß nach dem Unterschreiten
des Warnwertes BINTwarn das Drosselklappensignal ALPHA zumindest einmal den der
Leerlaufstellung entsprechenden Wert erreicht haben muß.
Es ist auch möglich anstelle der in Fig. 3 dargestellten Kennlinie B das erste Solldrucksignal PS1
im zweiten Kennlinienwandler 10 mit Hilfe einer Vorsteuerfunktion zu gewinnen. Hierzu bestimmt
der zweite Kennlinienwandler 10 aus dem Drosselklappensignal ALPHA einen Vorsteuerwert A,
aus dem dann in einer nicht dargestellten Steuereinrichtung in Verbindung mit dem
Eingangsdrehzahlsignal NE das erste Solldrucksignal PS1 gewonnen wird. Dabei bestimmt die
Steuereinrichtung das erste Solldrucksignal PS1 ähnlich einer Fliehkraftkupplung proportional mit
dem Vorsteuerwert A und progressiv mit dem Eingangsdrehzahlsignal NE. Der progressive
Einfluß des Eingangsdrehzahlsignales NE bewirkt mit zunehmender Eingangsdrehzahl ein immer
schneller fortschreitendes Einrücken der Kupplung. Der zweite Kennlinienwandler 10 ermittelt den
Vorsteuerwert A mit Hilfe der Eingangsgrößen Belastungswert BINT und Drosselklappensignal
ALPHA aus einem mehrdimensionalen Kennfeld. Für den Fall, daß nur die genannten
Eingangsgrößen verwendet werden, wird der Vorsteuerwert A jedoch in vorteilhafter Weise aus
zwei Kennlinien ermittelt, nämlich einer ersten Kennlinie A(BINTmin, ALPHA), die den
Vorsteuerwert A als Funktion des Drosselklappenwertes ALPHA für den Fall minimaler Belastung
BINT = BINTmin, d. h. BINT ungefähr Null, darstellt und einer zweiten Kennlinie A(BINTmax,
ALPHA), die den gleichen Zusammenhang für maximale Kupplungsbelastung BINT = BINTmax
angibt. Bei gegebenem Drosselklappenwert ALPHA werden aus den Kennlinien zunächst aus den
genannten Kennlinien zwei Vorsteuerwerte A(BINTmax, ALPHA) und A(BINTmin, ALPHA)
ermittelt, hieraus die Differenz gebildet und mit dem Verhältnis von aktuellem Belastungswert
BINT zu maximalem Belastungswert BINTmax multipliziert. Ein hierdurch ermittelter
Differenz-Vorsteuerwert wird zum Vorsteuerwert A(BINTmin, ALPHA) für minimale
Kupplungsbelastung hinzuaddiert und schließlich als Vorsteuerwert A ausgegeben. Erreicht
aufgrund von an der Kupplung 2 auftretendem Schlupf der Belastungswert BINT an, so steigt
sowohl der Vorsteuerwert A und hiermit auch das erste Solldrucksignal PS1 an.
Der Vorsteuerwert A steigt mit wachsendem Drosselklappensignal ALPHA zunächst an, um dann
wieder abzufallen. Hierdurch ist erreicht, daß oberhalb des Scheitelpunktes der
Vorsteuerwert-Kennlinie die Kupplung 2 weniger stark geschlossen wird, damit wieder stärker
rutscht und damit bei höherer Anfahrdrehzahl und höherem Motormoment angefahren werden
kann. Nimmt nun der Fahrer in diesem Teil der Vorsteuerwert-Kennlinie die
Drosselklappenstellung ALPHA zurück, um beispielsweise den Anfahrvorgang zu verändern oder
gar abzubrechen, so würde der Vorsteuerwert A rasch ansteigen und hieraus resultierend die
Kupplung 2 durch das Stellglied 4 rasch geschlossen werden. Um den damit verbundenen Ruck
zu vermeiden, wird mit einer A-Rücklauffunktion bei Rücknahme des Drosselklappensignales
ALPHA und gleichzeitigem Ansteigen des Vorsteuerwertes A dieser so lange konstant gehalten
wird, wie sich das Drosselklappensignal ALPHA ändert. Ist das Drosselklappensignal ALPHA
wieder innerhalb vorgegebener Grenzen stabil, so wird der Vorsteuerwert A langsam als Funktion
der Zeit erhöht, bis der aktuelle Vorsteuerwert A wieder den aus der Kennlinie entnommenen
Vorsteuerwert A = f(BINT, ALPHA) erreicht und diese Funktion beendet wird.
Es versteht sich, daß für die beschriebenen Regeleinrichtungen alle bekannten Regelalgorithmen
unter Einschluß der Fuzzy-Logik grundsätzlich verwendbar sind; für die Wahl eines speziellen
Regelalgorithmus sind dann die näheren Randbedingungen der Regeleinrichtung zu beachten.
Zur Steigerung des Bedienkomforts und zur Erhöhung der Betriebssicherheit eines mit der
erfindungsgemäßen Regelvorrichtung 1 ausgerüsteten Fahrzeuges sind in dieser ergänzend die
nachfolgend beschriebenen Funktionen vorgesehen, die in der Regel von der Steuervorrichtung
11 ausgeführt werden.
Um den Fahrer auf die Ausschöpfung der Belastungsreserven der Kupplung 2 hinzuweisen, ist
eine akustische Warnfunktion vorgesehen. Diese wird aktiviert, wenn der Belastungswert BINT
den Warnwert BINTwarn erreicht oder überschritten hat. Ist dies der Fall, so wird ein periodischer
Warnton erzeugt, dessen Wiederholfrequenz mit wachsendem Belastungswert BINT weiter
ansteigt. Erreicht der Belastungswert BINT den maximalen Belastungswert BINTmax, so wird
parallel zum Öffnen der Kupplung 2 ein Dauer-Warnton erzeugt, der so lange aufrecht erhalten
wird, bis der Belastungswert BINT wieder unter den Warnwert BINTwarn abgesunken ist. Ein
Aussetzen des Dauer-Warntones weist gleichzeitig darauf hin, daß die Kupplung 2 nun wieder
geschlossen werden kann und somit ein Anfahren wieder möglich ist.
Wie soeben beschrieben, wird die Kupplung 2 unbedingt geöffnet, wenn der Belastungswert BINT
den Grenzwert BINTmax erreicht oder überschreitet. In diesem Fall hat der Fahrer keinen Einfluß
auf die Kupplung 2, so daß dadurch das Fahrzeug teilweise dem Einfluß des Fahrers entzogen
ist. Da das daraus resultierende Verhalten des Fahrzeuges, selbst bei vorausgegangener
akustischer Warnung des Fahrers durch die oben beschriebene Warnfunktion, für den Fahrer
immer vorhersehbar ist und andererseits nicht sichergestellt ist, daß der Fahrer in angemessener
Weise und für andere Verkehrsteilnehmer vorhersehbar reagiert, ist für diesen Fall des Öffnens
der Kupplung 2 aufgrund des Belastungswertes BINT eine Haltefunktion vorgesehen. Diese
Haltefunktion betätigt automatisch Einrichtungen des Fahrzeuges, die verhindern, daß sich das
Fahrzeug bewegt. Dies sind im Ausführungsbeispiel Bremseinrichtungen des Fahrzeuges, die in
Verbindung mit einer im Fahrzeug vorgesehenen automatischen Bremseinrichtung
(Antiblockiersystem) betätigt werden. Es ist in gleicher Weise möglich, beispielsweise eine
Parksperre oder ähnliche Mittel anzusteuern.
Die Haltefunktion wird beendet, wenn aufgrund des absinkenden Belastungswertes BINT die
Kupplung 2 wieder geschlossen werden kann und der Fahrer aktiv Gas gibt.
Da die Wirkelemente der Kupplung 2 und das Stellelement 4 über die Betriebsdauer hinweg keine
konstante Wirkung zeigen, sondern sich ihre Wirkung je nach Betriebsbedingungen und
Verschleiß verändert, wird in einer weiteren Funktion zur Anliegedruckerkennung der
Anliegedruck PA immer wieder unter bestimmten Bedingungen ermittelt und, auch über den
Stillstand des Fahrzeuges bzw. ein Abstellen des Fahrzeuges hinaus, gespeichert. Die
Anliegedruckerkennung versucht den Anliegedruck PA so zu ermitteln, daß die Kupplung 2 nahe
am Schleifpunkt betrieben wird. So kann die Kupplung 2 beim Anfahren gleich greifen, ohne erst
einen störenden Leerweg durchfahren zu müssen.
Der Anliegedruck PA wird unter folgenden Bedingungen ermittelt:
- - die Bremse des Fahrzeuges ist betätigt und
- - das Drosselklappensignal ALPHA ist annähernd Null und
- - die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges ist annähernd Null und
- - das Eingangsdrehzahlsignal NE ist kleiner als der vorgegebener, etwas oberhalb der Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine 3 liegender Grenzwert NEmin und
- - die Anfahrübersetzung oder der Rückwärtsgang ist an einem Getriebe des Fahrzeuges eingelegt.
Die Steuervorrichtung 11 gibt bei Vorliegen dieser Bedingungen zunächst ein zweites
Solldrucksignal PS2 ab, das so weit unter dem bisher gespeicherten Anliegedruck PA liegt, daß
die Kupplung 2 sicher geöffnet wird. Im Ausführungsbeispiel ist dies durch die Verwendung eines
vorgegebenen Wertes für den Anliegedruck PA realisiert; mit gleicher Wirkung ist es auch
möglich, z. B. den zuletzt gespeicherten Anliegedruck PA zu halbieren oder den zuletzt
gespeicherten Anliegedruck PA um einen festen Betrag zu vermindern. Anschließend wird das
zweite Solldrucksignal PS2 in kleinen Stufen erhöht; nach jeder Erhöhung ist eine Wartezeit
vorgesehen, um die Reaktion der Kupplung 2 und damit des Eingangsdrehzahlsignales NE
abzuwarten. Liegt die Erhöhung des aktuellen Eingangsdrehzahlsignalwertes NE gegenüber dem
zu Beginn der Anliegedruckerkennung herrschenden und zwischengespeicherten
Eingangsdrehzahlsignalwert NE unterhalb einer vorgegebenen Schwelle, so wird das
Solldrucksignal wiederum erhöht. Dies wird solange fortgeführt, bis sich das
Eingangsdrehzahlsignal NE um zumindest einen vorgegebenen Betrag vermindert hat. Das
zweite Solldrucksignal PS2 wird um einen geringfügigen Betrag zurückgenommen, als neuer
Anliegedruck PA zwischengespeichert und es wird geprüft, ob das Eingangsdrehzahlsignal NE in
den Bereich der zu Beginn der Anliegedruckerkennung herrschenden und zwischengespeicherten
Drehzahl zurückkehrt. Ist dies der Fall, so wird erneut der soeben ermittelte neue Anliegedruck
PA als zweites Solldrucksignal PS2 ausgegeben und endgültig gespeichert. An die Stelle des
Drehzahlabfalles tritt bei leerlaufdrehzahlgeregelten Systemen die Überwachung auf ein
Ansteigen der Einspritzzeiten um ein vorgegebenes Maß.
Die Bestimmungen des Anliegedruckes PA wird abgebrochen, sobald eine der vorgenannten
Bedingungen verletzt ist. Konnte die Anliegedruckerkennung erfolgreich abgeschlossen werden,
so wird sie erst nach dem Verlassen und erneuten Erreichen des Anfahrbereich es wiederholt.
Um im Stillstand des Fahrzeuges eine unnötige Kupplungsbelastung, wie sie beim Betrieb der
Kupplung 2 nahe des Schleifpunktes unumgänglich ist, zu vermeiden, ist eine
Standabkopplungs-Funktion vorgesehen, die bei bestimmten Voraussetzungen das zweite
Solldrucksignal PS2 an das Stellglied 4 um einen vorgegebenen Betrag reduziert. Diese
Bedingungen sind:
- - Die Bremse des Fahrzeuges ist betätigt und
- - das Drosselklappensignal ALPHA ist annähernd Null und
- - die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges ist nahezu Null (v < 3 km/h) und
- - die Anfahrübersetzung oder der Rückwärtsgang ist an einem Getriebe des Fahrzeuges eingelegt.
Durch diese Bedingung ist sichergestellt, daß die Funktion nur dann ausgeführt wird, wenn sich
das Fahrzeug im Stillstand befindet und kurzfristig kein Anfahrvorgang zu erwarten ist. Das
Stellglied 4 wird so lange mit dem verminderten zweiten Solldrucksignal PS2 angesteuert, wie
folgende Bedingungen erfüllt sind:
- - Die Bremse des Fahrzeuges ist betätigt und
- - das Drosselklappensignal ALPHA ist annähernd Null und
Um generell, und insbesondere beim Abbruch der im vorhergehenden Absatz beschriebenen
Standabkoppelungs-Funktion, ein schnelles Ansprechen der Kupplung 2 sicherzustellen, wird in
einer Funktion zum Anlegen der Kupplung 2 unter gewissen Bedingungen das Stellglied 4 mit
einem kurzen Stellimpuls Si beaufschlagt. Dieser Stellimpuls Si ist im Ausführungsbeispiel eine
kurzzeitige Erhöhung des zweiten Solldrucksignales PS2 um einen vorgegebenen Wert, wobei die
Größe und die Länge dieses Impulses abhängig von Betriebsgrößen des Stellgliedes 4 und der
Kupplung 2 so eingestellt werden, daß ein oben beschriebender Betrieb der Kupplung 2 nahe des
Schleifpunktes sicher erreicht wird. Vorzugsweise sind daher die Sollwerte für Impulsdauer und
Impulshöhe in einem Kennfeld abhängig von den Betriebsgrößen gespeichert.
Der Stellimpuls Si wird unter folgenden Bedingungen ausgelöst:
- - Die Bremse des Fahrzeuges wurde gelöst und war zuvor zumindest eine vorgegebene Zeit lang, im Ausführungsbeispiel ca. 1,5 sec, betätigt und
- - die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges ist annähernd Null und
- - das Eingangsdrehzahlsignal NE liegt unterhalb eines vorgegebenen Wertes NEmin, wobei dieser Wert klein, vorzugsweise etwas oberhalb eines Leerlaufdrehzahlwertes der Antriebsmaschine 3, gewählt ist und
- - seit einem vorausgegangenen Stellimpuls Si ist zumindest eine vorgegebene Zeitspanne, im Ausführungsbeispiel ca. 1,5 sec, vergangen. In der Regel wird sich der Stellimpuls Si an die vorausgehend beschriebene Standabkopplungs-Funktion anschließen; dies ist nur dann nicht der Fall, wenn die Standabkopplungs-Funktion verlassen wurde, weil die Bedingungen über den eingelegten Getriebegang verletzt wurde oder wenn bei Verlassen der Standabkopplung die Drehzahl bereits über den vorgegebenen Wert angestiegen ist.
An Gefällen oder unter ähnlichen Bedingungen in anderen Situationen kann das Fahrzeug bei
gelöster Bremse losrollen, ohne daß die Drosselklappe der Antriebsmaschine 3 geöffnet wird. Da
in diesem Falle das Eingangsdrehzahlsignal NE und das Drosselklappensignal ALPHA annähernd
Null ist, kann das Fahrzeug an rollen, ohne daß die Kupplung 2 geschlossen wird und damit die
Antriebsmaschine 3 als bremsendes Element hinzutritt. Zur Verhinderung dieses sogenannte
Freilaufes ist es in einer Freilauf-Funktion vorgesehen, bei Vorliegen bestimmter Bedingungen
das Stellglied 4 im Sinne eines Schließens der Kupplung 2 anzusteuern.
Es gelten hierbei folgende Bedingungen für das Auslösen dieser Funktion:
- - das Drosselklappensignal ALPHA ist annähernd Null und
- - das Eingangsdrehzahlsignal ist kleiner als ein vorgegebener, etwas oberhalb der Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine 3 liegender Grenzwert NEmin und
- - das Ausgangsdrehzahlsignal NA ist größer als das Eingangsdrehzahlsignal NE und
- - in dem der Kupplung 2 nachgeschalteten Getriebe ist die Anfahrübersetzung, z. B. der erste Getriebegang, oder der Rückwärtsgang eingelegt und
- - keine andere Zusatzfunktion ist aktiv.
Die Funktion wird beendet, wenn
- - das Drosselklappensignal ALPHA größer als ungefähr Null oder
- - das Ausgangsdrehzahlsignal NA kleiner als der Grenzwert NEmin ist oder
- - ein anderer als die genannten Gänge des Getriebes eingelegt wird.
Die im Ausführungsbeispiel beschriebene Anfahrsteuerung ist für einen normalen Anfahrbereich
ausgelegt. Der beschriebene und in Fig. 4 dargestellte Kick-Down-Bereich ermöglicht darüber
hinaus Sonderanfahrten mit erhöhter Leistung. Sonderanfahrten mit hoher Motordrehzahl zur
Ausnutzung des Schwungmomentes der Antriebsmaschine 3 im Sinne einer kurzzeitigen
Überhöhung des Antriebsmomentes bedürfen, nicht zuletzt aus Sicherheitsgründen, einer
gesonderten Anfahrstrategie. Während bei normalen Anfahrten das Eingangsdrehzahlsignal NE
der in Fig. 3 gezeigten Kennlinie B nachgeführt wurde, verläuft diese Kennlinie für die
Sonderanfahrt-Funktion zunächst deutlich flacher und im Bereich der Solldrehzahl Nsoll dann
deutlich steiler noch jenseits der Kennlinie E. Dementsprechend sind die Parameter der
Regeleinrichtung 9 für die erste Phase des Anfahrvorganges nun so ausgelegt, daß der Eingriff
der Regeleinrichtung 9 später, jedoch dann mit höherem Differenzsolldrucksignal DS erfolgt.
Hierdurch kann die Antriebsmaschine 3 zunächst nahezu frei hochdrehen; dies ist insbesondere
bei turboaufgeladenen Motoren von Bedeutung. Erreicht die Motordrehzahl damit das
Eingangsdrehzahlsignal NE die Nähe der Solldrehzahl Nsoll, so greift die Regeleinrichtung 9 ein,
indem die Kupplung 2 rasch und damit vergleichsweise hart geschlossen wird. Durch diese
Maßnahme wird der Schwungmoment der drehenden Massen der Antriebsmaschine 3
ausgenutzt.
Für den Einstieg in die Sonderanfahrt-Funktion ist es wesentlich, daß diese Funktion nur durch
ein bewußtes Signal des Fahrers ausgelöst werden kann. Ein solches Signal kann beispielsweise
über ein Festbremsen des Fahrzeuges bei gleichzeitigem hohen Drosselklappensignal ALPHA
oder durch ein Betätigen eines au einem Getriebeschalthebel oder einem
Handbremsbedienelement angeordneten Schalters erfolgen.
Claims (20)
1. Verfahren zur Anfahrsteuerung eines Kraftfahrzeugantriebes, bestehend aus einer
Antriebsmaschine (3) und einer Anfahreinrichtung (2), bei dem zur Anfahrsteuerung die Größen:
- - Stellung des Leistungssteuerorganes (ALPHA) der Antriebsmaschine (3),
- - Eingangsdrehzahl (NE) der Anfahreinrichtung (2) und
- - Ausgangsdrehzahl (NA) der Anfahreinrichtung (2), herangezogen werden und der Anfahrvorgang in zwei Phasen durchgeführt wird, nämlich
- - in einer ersten Phase die Eingangsdrehzahl (NE) zu einer Solldrehzahl (Nsoll) hingeführt wird und
- - in einer sich anschließenden zweiten Phase ein aus der Differenz zwischen Eingangsdrehzahl (NE) und Ausgangsdrehzahl (NA) gebildetes Differenzdrehzahlsignal (DN) einem Sollverlauf bis zum Wert Null nachgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Phase, die beginnt,
wenn die Anfahreinrichtung nicht vollständig geschlossen ist und die Stellung des
Leistungssteuerorganes (ALPHA) unterhalb eines Grenzwertes liegt,
- - zunächst die Solldrehzahl (Nsoll) abhängig von der Stellung des Leistungssteuerorganes (ALPHA) bestimmt wird,
- - dann eine Sollkurve (B) eines ersten Stellsignales (PS1) für ein Stellglied (4) der Anfahreinrichtung (2) so bestimmt wird, daß bei der aktuellen Stellung des Leistungssteuerorganes (ALPHA) die Solldrehzahl (Nsoll) erreicht wird und
- - anschließend das ersten Stellsignales (PS1) abhängig von der Stellung des Leistungssteuerorganes (ALPHA) und dem Eingangsdrehzahlsignal (NE) nach der Sollkurve so bestimmt und eingestellt wird, daß sich das Eingangsdrehzahlsignal (NE) der Solldrehzahl (Nsoll) annähert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Solldrehzahl (Nsoll) abhängig
von der Stellung des Leistungssteuerorganes (ALPHA), der zeitlichen Änderung der Stellung des
Leistungssteuerorganes (ALPHA) und einem den Fahrstil des Fahrers beschreibenden Signal
(SK) bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (4) mit einem
aus der Summe eines systemabhängigen Anlagestellsignales (PA), dem ersten Stellsignal (PS1)
sowie eines Differenzstellsignales (DPS) gebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daß in der zweiten Phase, die
beginnt, wenn die Differenz zwischen dem Eingangsdrehzahlsignal (NE) und der Solldrehzahl
(Nsoll) unterhalb eines Grenzwertes liegt oder eine vorgegebene
Mindest-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht ist,
- - ein Differenzstellsignal (DPS) so bestimmt wird, daß eine Solländerung des Differenzdrehzahlsignales (dDNsoll) abhängig von dem Differenzdrehzahlsignal (DN) nach einer Sollkurve gegen den Wert Null geführt wird, wobei die Sollkurve mit sinkendem Differenzdrehzahlsignal (DN) sinkende Solländerungen (dDNsoll) ausweist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte
- - Erfassen des von der Anfahreinrichtung (2) übertragenen Drehmomentes (M),
- - Ermitteln eines Belastungswertes (BINT) der Anfahreinrichtung (2) aus der Eingangsdrehzahl (NE), der Ausgangsdrehzahl (NA) und dem Drehmoment (M),
- - Bestimmen der Solldrehzahl (Nsoll) abhängig von der Stellung des Leistungssteuerorganes (ALPHA) und dem Belastungswert (BINT).
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Schritte
- - Bestimmen des Belastungswertes (BIN) als Produkt aus Drehmoment (M) und der Differenz des Eingangsdrehzahlsignales (NE) und des Ausgangsdrehzahlsignales (NA), wenn die Drehzahldifferenz einen Grenzwert überschreitet und anderenfalls
- - Bestimmen des Belastungswertes (BINT) durch Vermindern nach einer vorgegebenen Funktion.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Warnfunktion
ein Warnsignales abgegeben wird, sobald der Belastungswert (BINT) einen vorgegebenen Teil
eines maximalen Belastungswertes (BINTmax) erreicht hat, wobei das abgegebene Warnsignal
durch die Größe des Belastungswertes (BINT) moduliert wird, und die Anfahreinrichtung (2)
geöffnet wird, sobald der Belastungswert (BINT) den maximalen Belastungswert (BINTmax)
erreicht oder überschreitet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Haltefunktion eine
Halteeinrichtung, die das Fahrzeug am Rollen hindert, aktiviert wird, sobald die Anfahreinrichtung
(2) aufgrund des Erreichens oder Überschreitens des maximalen Belastungswertes (BINTmax)
geöffnet wird und die Halteeinrichtung deaktiviert wird, sobald der Belastungswert (BINT) den
maximalen Belastungswert (BINTmax) unterschreitet und die Stellung des
Leistungssteuerorganes (ALPHA) auf ein Betätigen des Leistungssteuerorganes schließen läßt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Funktion zur
Anliegedruckerkennung zur Bestimmung eines Anlagestellsignales (PA) die Stelleinrichtung (4) im
Sinne des Schließens der Anfahreinrichtung (2) angesteuert wird, wenn
- - eine Bremse betätigt ist und
- - die Stellung des Leistungssteuerorganes (ALPHA) auf ein unbetätigtes Leistungssteuerorgan schließen läßt und
- - eine Fahrgeschwindigkeit annähernd Null ist und
- - das Eingangdrehzahlsignal (NE) unterhalb einer vorgegebenen, geringen Schwelle liegt und
- - in einem der Anfahreinrichtung (2) nachgeschalteten Drehmomentwandler eine Anfahrübersetzung gewählt ist,
wobei ein zweites Stellsignal (PS2) für ein Stellglied (4) der Anfahreinrichtung (2) zunächst soweit
vermindert wird, das die Anfahreinrichtung (2) sicher geöffnet ist, das zweite Stellsignal (PS2)
dann stufenweise erhöht wird, bis das Eingangsdrehzahlsignal (NE) um einen vorgegebenen Wert
abgefallen ist oder eine Einrichtung zur Stabilisierung des Eingangsdrehzahlsignales (NE) ein
Nachstellen aufgrund eines Abfalles des Eingangsdrehzahlsignales (NE) meldet, und
anschließend das zu diesem Zeitpunkt vorliegende und um einen vorgegebenen Betrag
verminderte zweite Stellsignal (PS2) des Stellgliedes (4) als Anlagestellsignal (PA) gespeichert
wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder stufenweisen
Erhöhung des zweiten Stellsignal (PS2) eine Wartezeit eingelegt wird, das Ansteuern der
Stelleinrichtung (4) abgebrochen wird, sobald eine der eingangs genannten Bedingungen nicht
mehr erfüllt ist und nach dem Speichern des um einen vorgegebenen Betrag verminderten
zweiten Stellsignales (PS2) dieses zunächst an die Stelleinrichtung (4) ausgegeben wird und erst
wenn sich daraufhin das ursprüngliche Eingangsdrehzahlsignal (NE) einstellt bzw. die Einrichtung
zur Stabilisierung des Eingangsdrehzahlsignales (NE) kein Nachstellen mehr meldet als
Anlagestellsignal (PA) gespeichert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer
Standabkopplungs-Funktion das an das Stellelement (4) abgegebene zweite Stellsignal (PS2) um
einen vorgegebenen Betrag vermindert wird, wenn
- - eine Bremse des Fahrzeuges für eine vorgegebene Zeit aktiv war und dann gelöst wurde und
- - eine Fahrgeschwindigkeit annähernd Null ist und
- - in einem der Anfahreinrichtung (2) nachgeschalteten Drehmomentwandler eine Anfahrübersetzung gewählt ist.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Funktion zum Anlegen
der Anfahreinrichtung (2) ein Stellimpuls (Si) an das Stellelement (4) abgegeben wird, wenn
- - eine Bremse des Fahrzeuges gelöst wird und
- - das Ausgangsdrehzahlsignal (NA) gering ist und
- - das Eingangsdrehzahlsignal (NE) unterhalb eines vorgegebenen, kleinen Wertes liegt und
- - seit der vorhergehenden Abgabe des Stellimpulses (Si) eine vorgegebene Zeitspanne vergangen ist,
wobei der Stellimpuls (Si) so bemessen ist, daß in der Anfahreinrichtung (2) vorhandene
Leerwege überwunden werden.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Freilauf-Funktion zur
Verhinderung des Losrollens die Stelleinrichtung (4) im Sinne des Schließens der
Anfahreinrichtung (2) angesteuert wird, wenn
- - die Stellung des Leistungssteuerorganes (ALPHA) annähernd Null ist und
- - in einem der Anfahreinrichtung (2) nachgeschalteten Drehmomentwandler eine Anfahrübersetzung gewählt ist und
- - das Eingangsdrehzahlsignal (NE) höchstens etwas oberhalb der Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine (3) liegt und
- - das Ausgangsdrehzahlsignal (NA) größer als das mit der eingestellten Übersetzung bewertete Eingangsdrehzahlsignal (NE) ist.
15. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Sonderanfahrt-Funktion
auf ein besonderes Anforderungssignal des Fahrers des Kraftfahrzeuges hin eine besondere
Sollkurve des ersten Stellsignales (PS1) gewählt wird, die gegenüber den gewöhnlich benutzten
Sollkurven (ß) zunächst einen deutlich geringeren Anstieg des ersten Stellsignales (PS1) und in
der Nähe der Solldrehzahl dann einen sehr raschen Anstieg des ersten Stellsignales (PS1) über
dem Eingangsdrehzahlsignal vorsieht.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als besonderes
Anforderungssignal entweder eine Betätigung einer Bremse des Fahrzeuges bei gleichzeitigem
hohen Drosselklappensignal (ALPHA) oder ein Betätigen gesondert angeordneten Schalters ist.
17. Steuervorrichtung (1) für eine Antriebsmaschine (3) und eine nachgeschaltete
Anfahreinrichtung (2) mit
- - einem Geber (5) für die Stellung des Leistungssteuerorganes (ALPHA) der Antriebsmaschine (3),
- - einem Geber (6) für ein Eingangsdrehzahlsignal (NE) der Anfahreinrichtung (2),
- - einem Geber (7) für ein Ausgangsdrehzahlsignal (NA) der Anfahreinrichtung (2),
- - einem Differenzbildner (13) zur Bestimmung eines Differenzdrehzahlsignales (DN) als Differenz zwischen Eingangsdrehzahlsignal (NE) und Ausgangsdrehzahlsignal (NA),
- - einem ersten Kennlinienwandler (8) zur Bestimmung einer Solldrehzahl (Nsoll) abhängig vom Signal (ALPHA) des ersten Gebers (5),
- - einer Regeleinrichtung (9), die in einer ersten Phase des Anfahrvorganges ein Differenzstellsignal (DPS) so erzeugt, daß das Eingangsdrehzahlsignal (NE) zum Solldrehzahlsignal (Nsoll) hingeführt wird und in einer zweiten Phase das Differenzstellsignal (DPS) so erzeugt, daß das Differenzdrehzahlsignal (DN) sich mit einer von der Größe des Differenzdrehzahlsignales (DN) abhängigen Geschwindigkeit (dDN/dt) ändert
- - einem zweiten Kennlinienwandler (10) zur Bestimmung eines ersten Stellsignales (PS1) abhängig von der Stellung des Leistungssteuerorganes (ALPHA), dem Eingangsdrehzahlsignal (NE) und der Solldrehzahl (Nsoll),
- - einer Steuereinrichtung (11) zur Bestimmung eines zweiten Stellsignales (PS2) aus dem ersten Stellsignal (PS1) und einem Anlegestellsignal (PA) und
- - einer nach Maßgabe der Summe aus zweitem Stellsignal (PS2) und Differenzstellsignal (DPS) auf die Anfahreinrichtung (2) wirkenden Stelleinrichtung (4).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kennlinienwandler
(11) die Solldrehzahl (Nsoll) abhängig von der Stellung des Leistungssteuerorganes (ALPHA), der
Änderung dieses Signales und einem den Fahrstil des Fahrers beschreibenden Signal (SK)
bestimmt.
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |