DE3214494A1

DE3214494A1 - Vorrichtung zur automatischen betaetigung einer kraftfahrzeug-reibungskupplung

Info

Publication number: DE3214494A1
Application number: DE19823214494
Authority: DE
Inventors: Rudy 8720 Schweinfurt Tellert
Original assignee: Sachs Systemtechnik GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1982-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1983-10-20
Also published as: FR2525163A1; US4854433A; FR2525163B1; DE3214494C2; JPS58191636A

Description

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Sachs-Systemtechnik GmbH ~ £ - Fall 793

Johann-Georg-Gademann-Str. 13 11 987

D-8720 Schweinfurt

Vorrichtung zur automatischen Betätigung einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Betätigung einer im Drehmomentübertragungsweg zwischen Motor und Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs angeordneten Reibungskupplung, deren Betätigungsorgan von einer steuerbaren Antriebsvorrichtung zwischen einer Auskuppelposition, bei der die Kupplung drehzahlunabhängig ausgekuppelt ist und einer Einkuppelposition, bei der die Kupplung vollständig eingekuppelt ist, bewegbar ist, wobei die Position des Betätigungsorgans im Bereich (Schleifbereich) zwischen einer Position beginnender Drehmomentübertragung und der Einkuppelposition von einer auf die Motordrehzahl ansprechenden, den Einkuppelbetrieb der Antriebsvorrichtung steuernden Programmsteuerung nach einer mittels eines Funktionsgebers vorgegebenen Positionscharakteristik als Funktion der Motordrehzahl einstellbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist in der deutschen Patentanmeldung P 30 28 250.9 beschrieben. Die Kupplung wird ausgekuppelt, wenn der Schaltknüppel des Schaltgetriebes zum Einleiten des GangWechöels betätigt wird oder die Motordrehzahl unter einen Drehzahlwert im Bereich oder kleiner als die Leerlaufdrehzahl absinkt. Der Funktionsgeber wird beim Einkuppeln, insbesondere während des Anfahrens, wirksam und rückt die Kupplung abhängig von der beim Anfahren

anwachsenden Motordrehzahl ein.

Die für ruckfreies Einkuppeln beim Anfahren geeignet bemessene Positioniercharakteristik, mit der der Funktionsgeber das Betätigungsorgan der Kupplung verstellt, hat sich beim Einkuppeln nach Gangwechsel während der Fahrt des Kraftfahrzeugs als verbesserungsbedürftig herausgestellt. In manchen Fahrsituationen erfolgte das Einkuppeln nicht ruckfrei.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs erläuterte automatische Kupplungsbetätigungsvorrichtung so zu verbessern, daß sowohl beim Anfahren als auch beim Gangwechsel während der Fahrt ruckfrei eingekuppelt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Programmsteuerung eines zweiten, die Position des Betätigungsorgans unabhängig von dem ersten auf die Motordrehzahl ansprechenden Funktionsgeber steuernden Funktionsgeber aufweist, der mehrere das Betätigungsorgan als Funktion der Zeit unterschiedlich rasch über den Schleifbereich hinweg verstellende Positionscharakteristika vorgibt und daß die Programmsteuerung abhängig von der Motordrehzahl und der Eingangsdrehzahl der Eingangswelle des Schaltgetriebes eine vergleichsweise raschere Positionscharakteristik einschaltet, wenn die Motordrehzahl größer als die Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes ist und eine vergleichsweise langsamere Positionscharakteristik, wenn die Motordrehzahl kleiner als die Eingangsdrehzahl ist.

Die Positionierung des Betätigungsorgans und damit das Einkuppeln erfolgt während der Fahrt nicht als Funktion der Motordrehzahl, sondern nach vorgegebenen Positioniergeschwindigkeitsprogrammen. Die Positioniergeschwindigkeit kann über den Schleifbereich der Kupplung konstant vorgegeben sein; sie kann sich aber auch abhängig von der momentanen Position des Betätigungsorgans im Schleifbereich

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— Zl ~

kontinuierlich ändern. Die Programmsteuerung bestimmt die Zeitspanne, in der der Schleifbereich der Kupplung durchlaufen wird, bzw. die Geschwindigkeit, mit der sich das Betätigungsorgan bewegt, abhängig vom Verhältnis der Motordrehzahl zur Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes. Wenn die Motordrehzahl niedriger als die Eingangsdrehzahl ist, wird das Fahrzeug beim Einkuppeln abgebremst und seine Insassen nach vorne beschleunigt. In diesem Betriebszustand wird langsam eingekuppelt. Ist die Motordrehzahl höher als die Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes, so wird das Fahrzeug beim Einkuppeln beschleunigt. In diesem Fall wird schnell eingekuppelt, um unerwünschtes Ansteigen der Motordrehzahl bei ausgekuppelter Kupplung, das heißt "Drehzahlüberschwinger", zu vermeiden.

Die Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes kann unmittelbar mittels eines Drehzahlgebers, beispielsweise eines Impulsgebers, dessen Impulsfrequenz der Drehzahl proportional ist, gemessen werden. Die Eingangswelle des Getriebes ist bei herkömmlichen Getriebekonstruktionen nicht oder nur mit relativ großem konstruktivem Aufwand zugänglich. In einer bevorzugten Ausführungsform ist deshalb der Drehzahlgeber mit der Abtriebswel2e beispielsweise über die ohnehin vorhandene Tachometer-Abtriebswelle gekuppelt.

Eine Rechenschaltung, beispielsweise eine Multiplizierschaltung multipliziert das von diesem Drehzahlgeber abgegebene Signal mit einem Faktor, welcher das Verhältnis von Eingangsdrehzahl zu Abtriebsdrehzahl des Schaltgetriebes für jeden der Gänge repräsentiert. Die Rechenschaltung liefert so ein der Eingangsdrehzahl proportionales Signal.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Programmsteuerung zumindest bei Motordrehzahlen größer als der Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes auf die Gangschaltstellung des Schaltgetriebes anspricht und für jede Gangschaltstellung oder für Gruppen von Gangschalt-

Stellungen unterschiedliche Positionscharakteristika des zweiten Funktionsgebers einschaltet, wobei mit wachsendem Verhältnis der Abtriebsdrehzahl zur Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes raschere Positionscharakteristika eingeschaltet werden. Die Einkuppelgeschwindigkeit wird also abhängig von dem eingelegten Gang gesteuert. Je höher das Verhältnis der Abtriebsdrehzahl zur Eingangsdrehzahl ist, desto geringer wirken sich ruckartige Drehmomentänderungen, die durch das Einkuppeln hervorgerufen werden, auf das Fahrzeug aus und umso rascher kann eingekuppelt werden.

Zweckmäßigerweise ist jeder Gangschaltstellung des Schaltgetriebes eine gesonderte Positionscharakteristik des zweiten Funktionsgebers zugeordnet. Die Positionscharakteristika der Vorwärts-Gangschaltstellungen, mit Ausnahme der Vorwärts-Gangsschaltstellung mit dem kleinsten Verhältnis der Abtriebsdrehzahl zur Eingangsdrehzahl, werden eingeschaltet, wenn die Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes größer als ein vorgegebener Drehzahlwert ist. Diese vorgegebene Drehzahlschwelle kann beispielsweise bei 800 Umdrehungen/Minute liegen und liegt damit über der Leerlaufdrehzahl. Die Positionscharakteristik des zweiten Funktions-'gebers für den Rückwärtsgang und/oder den Vorwärtsgang mit kleinstem Verhältnis der Abtriebsdrehzahl zur Eingangsdrehzahl kann entsprechend eingeschaltet werden, wenn die Abtriebsdrehzahl und damit die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs überfeinem vorgegebenen Wert liegt. Dieser Wert kann beispielsweise so gewählt sein, daß er einer Fahrgeschwindigkeit von mehr als 15 km pro Stunde entspricht.

Eine weitere Verbesserung bringt ein dritter Funktionsgeber, dessen Positionscharakteristik der Positionscharakteristik des ersten, auf die Motordrehzahl ansprechenden Funktionsgebers überlagert wird. Die Programm-Steuerung schaltet den dritten Funktionsgeber zusätzlich zu dem ersten Funktionsgeber ein, wenn die Abtriebsdrehzahl des Schaltgetriebes größer als ein vorgegebener Wert ist, zugleich ein Vorwärtsgang mit einem Verhältnis von

-i-

Abtriebsdrehzahl zu Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes größer als das kleinste Verhältnis der Vorwärtsgänge eingeschaltet ist und darüber hinaus die Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

Der dritte Funktionsgeber verkürzt unnötig lange Schleifzeiten beim Anfahren. Darüber hinaus wird beim langsamen Fahren in den höheren Gängen die Kupplung nach dem Gangwechsel kontinuierlich eingerückt, selbst wenn die Motordrehzahl nicht durch Gasgeben beschleunigt wird.

Die Programmsteuerung schaltet den dritten Funktionsgeber unabhängig von dem eingestellten Gang nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne zusätzlich zum ersten Funktionsgeber ein. Diese Maßnahme verhindert zu langsames Einrücken der Kupplung beim Anfahren am Berg oder aus dem Stand, wenn nur wenig beschleunigt wird und die Kupplung durch langen Schleifbetrieb thermisch belastet würde. Da die Kupplung mit steigender Anfahrdrehzahl thermisch stärker belastet wird, ist bevorzugt vorgesehen, daß die Zeitspanne, nach der die Programmsteuerung den dritten Funktionsgeber einschaltet, abhängig vom Quadrat der Motordrehzahl vorgegeben wird.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer automatischen Kupplungs-Betätigungsvorrichtung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines die Kupplung zeitabhängig mit vorgegebener Einrückgeschwindigkeit einkuppelnden Funktionsgebers und

Fig. 3a und b Zeitdiagramme zur Erläuterung des Funktionsgebers nach Fig. 2.

In Fig. 1 treibt ein Motor 1 eines Kraftfahrzeugs über eine Reibscheiben-Trockenkupplung 3 ein Mehrganggetriebe 5, dessen Gänge über einen Gangschalthebel 7 oder über dine nicht dargestellte Servosteuerung geschaltet werden. Die Kupplung 3 ist herkömmlich ausgebildet und wird von nicht dargestellten Federn normalerweise eingerückt gehalten. Mit einem Betätigungsorgan 9 der Kupplung ist ein Servoantrieb 11 verbunden, der die Ist-Position des Betätigungsorgans 9 entsprechend einem über eine Leitung 13 aus einer allgemein mit 15 bezeichneten Programmsteuerung zugeführten Sollwert-Signal auf eine Soll-Position einstellt. Der Servoantrieb 11 umfaßt z.B. einen Elektromotor, der die Ist-Position des Betätigungsorgans 9 abhängig vom einem Sollwert-Istwert-Vergleich steuert.

Zum Ausrücken der Kupplung 3 wird dem Servoantrieb 11 über einen elektronischen, steuerbaren Umschalter 17 aus einer Signalquelle 19 ein Sollwert-Signal zugeführt, welches das Betätigungsorgan 9 in die Auskuppelposition der Kupplung 3 bewegt. Der Umschalter 17 wird von einer Auskuppelsteuerung 21 gesteuert, die auf mehrere Auskuppelbedingungen anspricht, wie dies z.B. in der deutschen Patentanmeldung P 30 28 250 erläutert ist. Auskuppelbedingungen sind beispielsweise die Betätigung eines an dem Gangschalthebel 7 angeordneten Schaltkontakts, der den Gangwechsel einleitet oder aber das Absinken der Motordrehzahl η unter einen vorgegebenen Drehzahlwert beim Abbremsen des Fahrzeugs. Die Motordrehzahl η wird mittels eines Drehzahlgebers 23 erfaßt. Entsprechende Signalgeber für die Auskuppelbedingungen sind an Eingänge 25 der Auskuppelsteuerung 21 angeschlossen. Sofern eine der Auskuppelbedingungen erfüllt ist, schaltet die Auskuppelsteuerung 21 den Umschalter 17 in seine erste, die Signalquelle 19 mit der Leitung 13 verbindende Stellung, wodurch der Servoantrieb 11 die Kupplung 3 rasch und vollständig auskuppelt.

Der Einkuppelvorgang wird beim Anfahren aus dem Stand ab-

hängig von der mittels des Drehzahlgebers 23 erfaßten Motordrehzahl η gesteuert. Der Drehzahlgeber 23 gibt vorzugsweise zeitlich kurz verzögert ein drehzahlproportionales Signal an einen ersten Funktionsgeber 27 der Programmsteuerung 15 ab. Das Ausgangssignal des ersten Funktionsgebers 27 ändert sich drehzahlabhängig, und wird über eine Summierstufe 29 über die zweite Stellung des Umschalters 17 dem Servoantrieb 11 zugeführt. Die Auskuppelsteuerung 21 schaltet den Umschalter 17 in die zweite Stellung, wenn keine der Auskuppelbedingungen erfüllt ist, womit die Kupplung 3 beim Gasgeben und damit bei der Erhöhung der Motordrehzahl entsprechend der von dem ersten Funktionsgeber 27 vorgegebenen Kupplungsweg-Drehzahl-Charakteristik eingekuppelt wird. Der Einkuppelvorgang verläuft, wie in Fig. 1 durch eine schematische Figur bei 27 dargestellt ist, wie folgt: Mit der beim Gasgeben zunehmenden Motordrehzahl η gibt der Funktionsgeber 27 bei Überschreiten einer vorgegebenen Motordrehzahl ein sprunghaft sich änderndes Positions-Sollwertsignal s ab, daß den Servoantrieb 11 rasch in eine Position beginnender Drehmomentübertragung steuert. Bei weiter anwachsender Motordrehzahl η wird ein der Motordrehzahl beispielsweise direkt proportionales Positions-Sollwertsignal abgegeben, dem der Servoantrieb 11 folgt und das Betätigungsorgan 9 entsprechend verstellt. Der Schleifbereich der Kupplung 3 bis zum vollständigen Einrücken wird damit motordrehzahlabhängig durchlaufen.

Beim Gangwechsel während der Fahrt kann das drehzahlabhängige Einrücken der Kupplung zu ruckartigem Beschleunigen oder Verzögern des Fahrzeugs führen. In diesen Einkuppelsituationen wird das Einrücken der Kupplung von einem zweiten Funktionsgeber 31 abhängig von der Drehzahl N der Eingangswelle des Getriebes 5 gesteuert. Die Eingangsdrehzahl des Getriebes 5 kann mittels eines Drehzahlgebers unmittelbar erfaßt werden oder, was aus konstruktiven Gründen vielfach erwünscht ist, aus der Abtriebsdrehzahl des Getriebes 5, insbesondere der Abtriebsdrehzahl des

Tachometers durch Multiplikation mit einem dem übersetzungsverhältnis von Eingangsdrehzahl zu Abtriebsdrehzahl entsprechenden Faktor abgleitet wird. In Fig. 1 wird der Auskuppelsteuerung 21 über eine Leitung 33 ein der Abtriebsdrehzahl proportionales Signal eines Drehzahlgebers 35 zugeführt. Eine Leitung 37 liefert der Auskuppelsteuerung 21 Signale, die dem eingelegten Gang, des Getriebes 5 entsprechen. Der Funktionsgeber 31 steuert über die Summierstufe 29 und den Umschalter 17 den Servoantrieb 11 anstelle des Funktionsgebers 27, wenn die Eingangsdrehzahl N des Getriebes 5 über einem vorgegebenem Drehzahlwert/ beispielsweise 800 Umdrehungen pro Minute liegt. Der Funktionsgeber 31 gibt mehrere zeitabhängige Geschwindigkeitsprogramme vor, die, wie bei 31 schematisch dargestellt ist, den Positions-Sollwert s für den Servoantrieb 11 abhängig von der Zeit t vorgeben. Diese Geschwindigkeitsprogramme oder Positionscharakteristika sind so bemessen, daß der Schleifbereich der Kupplung 3 langsam durchlaufen wird, wenn die Motordrehzahl η kleiner als die Eingangsdrehzahl N des Getriebes 5 ist, wohingegen der Schleifbereich der Kupplung 3 rasch durchlaufen wird, wenn die Motordrehzahl η größer als die Eingangsdrehzahl N ist. Bei Motordrehzahlen η kleiner als der Eingangsdrehzahl N wird das Fahrzeug beim Einrücken der Kupplung gebremst, so daß das Einrücken weich erfolgt. Bei größerer Motordrehzahl η als der Eingangsdrehzahl N wird das Fahrzeug analog dem Gasgeben beschleunigt, ohne daß es jedoch zu "Drehzahlüberschwingen" während des Gangwechsels kommt.

Die Einkuppelgeschwindigkeit des Funktionsgebers 31 wird zusätzlich abhängig von dem eingelegten Gang gesteuert. Das Einkuppeln erfolgt am schnellsten im größten Gang, in dem das Verhältnis der Abtriebsdrehzahl zur Eingangsdrehzahl am größten ist und sich ruckartige Änderungen des von der Kupplung übertragenen Drehmoments am wenigstens auf das Fahrzeug auswirken. In den unteren Gängen wird entsprechend langsamer eingekuppelt.

Während der Funktionsgeber 31 unabhängig vom Funktionsgeber 27 den Servoantrieb 11 steuert, kann für bestimmte Anfahrsituationen ein dritter Funktionsgeber 39 vorgesehen sein, dessen Positions-Sollwertsignale entsprechend einem zeitabhängig vorgegebenen Geschwindigkeitsprogramm bzw. einer zeitabhängigen Positionscharakteristik der Positionscharakteristik des Funktionsgebers 27 überlagert wird. Mit Hilfe des Funktionsgebers 39 werden lange Schleifzeiten der Kupplung beim langsamen Anfahren verhindert. Beim langsamen Anfahren steigt die Motordrehzahl nur langsam an, womit der Funktionsgeber 27 die Kupplung nur langsam einrückt. Der Funktionsgeber 39 sorgt in diesen Situationen dafür, daß die Kupplung mit vorgegebener Einrückgeschwindigkeit kontinuierlich eingerückt Wird. Der Funktionsgeber 39 wird von der Auskuppelsteuerung 21 eingeschaltet, wenn der zweite oder ein höherer Gang eingeschaltet ist und die Abtriebsdrehzahl des Getriebes 5 einen, beispielsweise einer Fahrgeschwindigkeit von wenigstens 2 km pro Stunde, entsprechenden Viert überschreitet und darüber hinaus die Eingangsdrehzahl N unter dem vorstehend erläuterten vorgegebenen Wert verbleibt, also beispielsweise kleiner als 800 Umdrehungen pro Minute ist.

Ähnliche Kupplungssituationen, die zu thermischen Schäden an der Kupplung 3 führen können, können beim Anfahren am Berg oder durch bewußtes Schleifenlassen der Kupplung durch entsprechende Betätigung des Gaspedals entstehen. Um dies zu verhindern, ist vorgesehen, daß die Auskuppelsteuerung 21 den Funktionsgeber 39 nach einer vorgegebenen Zeitspanne, beispielsweise 15 Sekunden einschaltet und so das Einrücken der Kupplung veranlaßt. Diese Zeitspanne kann variiert werden, insbesondere in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, da die thermische Belastung der Kupplung mit steigender Motordrehzahl wächst. Geeignet ist z.B. eine von der Motordrehzahl quadratische Abhängigkeit der Einschaltverzögerung.

Ein typisches von der Auskuppelsteuerung 21 vorgegebenes

TK)

Kupplungsprogramiti genügt folgenden Bedingungen:

Auskuppeln: Gangschalthebel 7 betätigen oder Motordrehzahl η kleiner 500 Umdrehungen/Minute oder 2. bzw. höherer Gang eingelegt und Fahrgeschwindigkeit kleiner 2 km/h oder Gaspedal nicht betätigt bei eingeschalteter Freilauffunktion und eingelegtem 2. bzw. höherem Gang.

Anfahrprogramm des Funktionsgebers 27, wenn der 1. Gang bzw. der Rückwärtsgang

Anfahrprogramm des Funktionsgebers 39 zusätzlich zum Anfahrprogramm des Funktionsgebers 27, wenn der 2. oder ein höherer Gang eingelegt ist und die Fahrgeschwindigkeit größer 2 km/h und die Eingangsdrehzahl N kleiner als 800 Umdrehungen pro Minute ist oder wenn der 1. Gang oder der Rückwärtsgang eingelegt ist und nach dem Einschalten des Funktionsgebers 27 15 Sekunden verstrichen sind.

Schaltprogramm des Funktionsgebers 31, wenn der 1. Gang oder der Rückwärtsgang eingelegt ist und die Fahrgeschwindigkeit mehr als 15 km/h beträgt oder wenn der 2. oder ein höherer Gang eingelegt ist und die Eingangsdrehzahl N des Getriebes 5 mehr als 800 Umdrehungen pro Minute beträgt.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines in der Schaltung nach Fig. 1 verwendbaren Funktionsgebers 31. An einem Eingang 41 wird ein Impulssignal zugeführt, dessen Frequenz der Abtriebsdrehzahl V des Getriebes 5 proportional ist.

Das Signal wird über einen Frequenz-Spannungs-Wandler 43 dem nicht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 45 zugeführt, dessen Verstärkung zur Bildung eines der Eingangsdrehzahl N des Getriebes 5 proportionalen Spannung entsprechend den Ubersetzungsstufen des Getriebes einstellbar ist. An den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 4 5 ist hierzu herkömmlich ein zum Ausgang führender Gegenkopplungswiderstand 47 sowie mehrere

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durch gesonderte Widerstände einschaltbare, nach Masse führende Widerstände 49, 51, 53, 55 angeschlossen. Das Verhältnis des Widerstands 47 zu den einzelnen Widerständen 49 bis 55 ist abhängig von den Übersetzungsverhältnissen ■05 der einzelnen Gänge gewählt. Der Schalter S_R ist bei eingelegtem Rückwärtsgang geschlossen; die Schalter S.., S2 und S₃ werden bei Einlegen des 1. bis 3. Gangs geschlossen. Sofern weitere Gänge vorhanden sind, sind zusätzliche Schalter und Widerstände vorzusehen. Am Ausgang des Operationsverstärkers 45 ist ein der Eingangsdrehzahl N des Getriebes proportionales Signal verfügbar. Ein Komparator 57 vergleicht das der Eingangsdrehzahl N proportionale Signal mit einem der Motordrehzahl η proportionalen Signal, welches über einen Frequenz-Spannungs-Wandler 59 seinem invertierenden Eingang zugeführt wird. Der Komparator 57 steuert einen elektronischen Schalter 61, der geschlossen ist, wenn die Motordrehzahl η größer oder gleich der Eingangsdrehzahl N des Getriebes 5 ist. Ist die Motordrehzahl η kleiner, so ist der Schalter 61 geöffnet.

Der Schalter 61 ist in einen ersten Ladekreis eines Kondensators 63 geschaltet, der über einen zweiten Ladekreis bei ausgerückter Kupplung auf einen vorgegebenen Anfangspegel E . (Fig. 3a, b) aufgeladen wird. Der zweite Ladekreis ur.faßt einen elektronischen Schalter 65, der bei Vorlegen einer der Auskuppelbedingungen von der Auskuppelsteuerung geschlossen wird und den Kondensator 63 mit einer einstellbaren Spannungsquelle 67, beispielsweise in Form eines Potentiometers, verbindet. Ein elektronischer Schalter 69 verbindet über einen Ladewiderstand 71 den Kondensator 63 mit einer zweiten einstellbaren Spannungsquelle 73, über die er auf einen Spannungspegel E aufgeladen wird, wenn

max

die Auskuppelsteuerung 21 zum Einschalten des Funktionsgebers 31 den Schalter 69 schließt. 35

Dem Widerstand 71 sind über den Schalter 61 mehrere Widerstände 75, 77, 79 parallel geschaltet, von denen jeder über

einen zusätzlichen, in Serie geschalteten Schalter S_R /.., S~ bzw. S₃ usw. eingeschaltet werden kann. Die Schalter ^SR/1 ' ^S2' ^S3 ^wer(^^en abhängig von dem eingelegten Gang des Getriebes 5 geschlossen und legen die Zeitkonstante fest, mit der der Kondensator 63 ausgehend vom Spannungspegel E auf den Spannungspegel E aufgeladen wird. Dem Widerstand 71 ist ferner ein weiterer Widerstand 81 über einen Schalter S parallel geschaltet, der beim Einlegen des 2. oder eines höheren Gangs geschlossen ist und der ebenfalls die Ladezeitkonstante des Kondensators 63 beeinflußt. Die Widerstände 75, 77, 79 und 81 sind so bemessen, daß sich in den einzelnen Gängen unterschiedliche Anstiegsgeschwindigkeiten des Spannungspegels des Kondensators 6 3 ergeben. Ein mit dem Kondensator 63 verbundener Verstärker 83 liefert das Ausgangssignal des Funktionsgebers 31 an die Summierstufe 29 bzw. den Umschalter 17.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel bei einem 5-Gang-Getriebe wurden die Widerstände so bemessen, daß der Schleifbereich in den Einkuppelzeiten gemäß folgender Tabelle durchlaufen wurde:

Gang

Motor bremst

< N

Ladewiderst.

Motor beschleunigt

N

Ladewiderst.

71

Il

R

81

3

R

75

η

sek.

η έ

sek.

71

Il

R

81

Il

R

77

1/R

4,8

sek.

R 71

1,6

sek.

R

71

Ii

R

81

Il

R

79

2

2,4

R 71 (j R 81

0,4

sek.

R

3

It

Il Il

0,2

sek.

R

4

Il

0,1

0,05 sek.

5

Il

Vorteil der getrennten Justierung ..von E . und E ist,

mm max

daß das Geschwindigkeitsprogramm, welches nach einer exponentiellen Zeitfunktion die Kupplung einrückt, so justiert werden kann, daß die Einkuppelgeschwindigkeit in einer Einrückposition, in der die Kupplung nahezu geschlossen ist, also große Drehmomente zu übertragen hat, verlangsamt wird. Wie der

Verlauf des Spannungspegels an dem Kondensator 63 in Abhängigkeit von der Zeit t in Fig. 3a und b zeigt, ist der zeitliche Verlauf des Spannungspegels im Bereich des die Kupplung vollständig einrückenden Pegels E . stärker gekrümmt, wenn der maximale Spannungspegel

E näher an den Pegel E . herangerückt wird. Durch max em

Variation des Pegels E kann damit die Einkuppelzeit im Bereich großer Drehmomentübertragung variiert werden. Die einstellbaren Spannungsquellen 73 und 67 können in bestimmten Anwendungsfällen auch durch Festwiderstände oder dergleichen ersetzt sein.

Die Schaltung der Fig. 1 und 2 kann in Digitalform, insbesondere in Form eines Mikroprozessors verwirklicht sein.

Claims

Sachs-Systemtechnik GmbH Fall 793

Johann-Georg-Gademann-Str. 13 11 987

D-8720 Schweinfurt

Vorrichtung Zur automatischen Betätigung einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung.

Patentansprüche

! 1.J Vorrichtung zur automatischen Betätigung einer im Drehmomentübertragungsweg zwischen Motor (1) und Schaltgetriebe (5) eines Kraftfahrzeugs angeordneten Reibungskupplung (3) , deren Betätigungsorgan (9) von einer steuerbaren Antriebsvorrichtung (11) zwischen einer Auskuppelposition, bei der die Kupplung (3) drehzahlunabhängig ausgekuppelt ist und einer Einkuppelposition, bei der die Kupplung (3) vollständig eingekuppelt ist, bewegbar ist, wobei die Position des Betätigungsorgans

(9) im Bereich (Schleifbereich) zwischen einer Position beginnender Drehmomentübertragung und der Einkuppelposition von einer auf die Motordrehzahl ansprechenden, den Einkuppelbetrieb der Antriebsvorrichtung (11) steuernden Programmsteuerung (15) nach einer mittels eines Funktionsgebers (27) vorgegebenen Positions-Charakteristik als Funktion der Motordrehzahl (n) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Programmsteuerung (15) einen zweiten, die Position des Betätigungsorgans (9) unabhängig von dem ersten, auf die Motordrehzahl (n) .ansprechenden Funktionsgeber (27) steuernden Funktionsgeber (31) aufweist, der mehrere das Betätigungsorgan (9) als Funktion der Zeit unterschiedlich rasch über den Schleifbereich

hinweg verstellende Positionscharakteristika vorgibt und daß die Programmsteuerung (15) abhängig von der Motordrehzahl (n) und der Eingangsdrehzahl (N) der Eingangswelle des Schaltgetriebes (5) eine vergleichsweise raschere Positionscharakteristik einschaltet, wenn die Motordrehzahl (n) größer als die Eingangsdrehzahl (N) des Schaltgetriebes (5) ist und eine vergleichsweise langsamere Positionscharakteristik, wenn die Motordrehzahl (n) kleiner als die Eingangsdrehzahl (N) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Rechenschaltung (45-55) zur Ermittlung der Eingangsdrehzahl (N) des Schaltgetriebes (5) ein der Drehzahl der Abtriebswelle des Schaltgetriebes (5) proportionales Signal eines Drehzahlgebers (35) mit einem abhängig von der Gangschaltstellung des Schaltgetriebes (5) vorgegebenen, das Verhältnis von Eingangsdrehzahl zu Abtriebsdrehzahl des Schaltgetriebes (5) repräsentierenden Faktor multipliziert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet* daß die Programmsteuerung (15) zumindest bei Motordrehzahlen größer als der Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes (5) auf die Gangschalt- stellung des Schaltgetriebes (5) anspricht und für die einzelnen Gangschaltstellungen oder für Gruppen von Gangschaltstellungen unterschiedliche Positionscharakteristika des zweiten Funktionsgebers (31) einschaltet, wobei mit wachsendem Verhältnis der Abtriebsdrehzahl zur Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes (5) raschere Positionscharakteristika eingeschaltet werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet» daß für Eingangsdrehzahlen des Schalt- getriebes (5) größer als ein vorgegebener Drehzahlwert jeder Vorwärts-Gangschaltstellung mit Ausnahme der Vorwärts-Gangschaltstellung mit dem kleinsten Verhältnis der Abtriebsdrehzahl zur Eingangsdrehzahl eine gesonderte Positionscharakteristik des zweiten Funktions-

gebers (31) zugeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet / daß die Programmsteuerung (15) eine dem Rückwärtsgang und/oder dem Vorwärtsgang mit kleinstem Verhältnis der Abtriebsdrehzahl zur Eingangsdrehzahl zugeordnete Positionscharakteristik des zweiten Funktionsgebers (31) einschaltet, wenn ein der Abtriebsdrehzahl des Schaltgetriebes (5) proportionales Signal eines Drehzahlgebers (35) über einem vorgegebenen Wert liegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Funktionsgeber einen an eine Ladeschaltung (73) angeschlossenen Kondensator (63) und ein in Stufen von der Programmsteuerung (15) schaltbares Widerstandsnetzwerk (71, 75-79, 81) in der Ladeschaltung oder einer Entladeschaltung aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Programmsteuerung (15) einen dritten, die Position des Betätigungsorgans (9) unabhängig von dem ersten Funkx-ionsgeber (27) steuernden Funktionsgeber (39) aufweist, der eine das Betätigungsorgan (9) als Funktion der Zeit über den Schleifbereich hinweg verstellende, der Positionscharakteristik des ersten Funktionsgebers (27) überlagerte Positionscharakteristik vorgibt und daß die Programmsteuerung (15) auf ein der Drehzahl der Abtriebswelle des Schaltgetriebes (5) proportionales Signal eines Drehzahlgebers (35) sowie auf die Vorwärts-Gangschaltsteilung des Schaltgetriebes (5) anspricht und den dritten Funktionsgeber (39) zusätzlich zum ersten Funktionsgeber (25) einschaltet, wenn die Abtriebsdrehzahl des Schaltgetriebes (5) größer als ein vorgegebener Wert ist und ein Vorwärtsgang mit einem Verhältnis von Abtriebsdrehzahl zu Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes (5) größer

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als das kleinste Verhältnis der Vorwärtsgänge eingeschaltet ist und die Eingangsdrehzahl des Schaltgetriebes (5) kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet/ daß die Programmsteuerung (15) den dritten Funktionsgeber (39) nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne nach Einschalten des ersten Funktionsgebers (27) zusätzlich einschaltet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß sich die vorgegebene Zeitspanne abhängig vom Quadrat der Motordrehzahl ändert.