DE3306519A1

DE3306519A1 - Kupplungssteuereinrichtung

Info

Publication number: DE3306519A1
Application number: DE19833306519
Authority: DE
Inventors: Kenji Hiki Saitama Arai; Masaharu Kawagoe Saitama Inamo; Kazumasa Oura Gumma Kurihara
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1982-02-24
Filing date: 1983-02-24
Publication date: 1983-09-08
Anticipated expiration: 2003-02-25
Also published as: DE3306519C3; JPH039330B2; JPS58146722A; DE3306519C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Kupplungssteuereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und betrifft insbesondere eine Kupplungssteuereinrichtung, um automatisch das Ein-/Auskuppeln einer Kupplung zu steuern.
Die Kupplungsbetätigung, die zum Antreiben eines Fahrzeuges, beispielsweise eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor, erforderlich ist, ermüdet den Fahrer sehr. Insbesondere wenn im Stadtbereich gefahren wird, muß die Kupplung häufig betätigt werden, und die Ermüdung des Fahrers ist folglich noch größer. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist in größerem Umfang ein automatisches Ubertragungssystem verwendet worden, bei welchem ein Fluid oder ein elektromagnetisches Pulver verwendet wird und bei welchem dann die Notwendigkeit einer herkömmlichen Kupplungseinrichtung entfällt. Bei dem automatischen Ubertragungssystem ist jedoch nachteilig, daß der Aufbau kompliziert ist, die Wartung schwierig ist und die Verluste bei der Übertragung groß sind. Dies ist darauf zurückzuführen, daß ein Schlupf zwischen der Antriebswelle und der Ausgangs- oder Hauptwelle entsteht, wenn eine große Belastung an den Antriebsrädern aufzubringen ist, da dessen Aufbau so ist, daß der Motorausgang an ein Teil übertragen wird, das über das Fluid oder das elektromagnetische Pulver anzutreiben ist.
Ferner wird dadurch bei einem solchen Fahrzeug der Kraftstoff-Wirkungsgrad und damit die Fahrzeugleistung geringer.
Aus diesen Gründen ist es sehr schwierig, ein großes Fahrzeug, wie beispielsweise einen Lastwagen, mit einem automatischen Ubertragungssystem auszustatten.
Unter diesen Umständen ist vor kurzem eine Kupplungssteuereinrichtung mit einem Stellglied zum Ansteuern und Antreiben der herkömmlichen Kupplung vorgeschlagen worden, um durch Steuern des Stellgliedes ein automatisches Ein-/Auskuppeln der Kupplung zu bewirken. Mit der vorgeschlagenen Kupplungssteuere in r 4 c1tunq kann jedoch das Steuern des Einkuppelns der Kupplung in einem sogenannten halb-eingekuppelten Zustand, d.h. einem eingekuppelten Zustand mit Schlupf, nicht glatt und zügig durchgeführt werdenrund es besteht die Schwierigkeit, daß das Gefühl des Fahrers beim EinkuppeLn der Kupplung nicht so gut ist, wie bei einer unmittelbar betätigten Kupplung.
Gemäß der Erfindung soll daher eine Kupplungssteuereinrichtung zum automatischen Ein-/Auskuppeln einer Kupplung dahingehend verbessert werden, daß das automatische Ein-/Auskuppeln der Kupplung glatt und zügig sowie sicher durchgeführt werden kann, und daß insbesondere die Kupplung in dem sogenannten halb-eingekuppelten Zustand glatt und sicher betätigt werden kann. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Kupplungssteuereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Einkuppelvorgang für das Kupplungsteil mittels des Stellglieds gestartet, wenn die Motordrehzahl bei Drücken des Gaspedals gleich oder höher als der vorbestimmte Wert ist, und das Einkuppeln der Kupplung wird bei einer Geschwindigkeit durchgeführt, die zu der Motordrehzahl in Beziehung steht. Wenn das Gaspedal schnell gedrückt wird, steigt daher die Drehzahl des Motors schnell an, und das Stellglied, das mit dem Kupplungsteil oder -gelenk verbunden ist, beendet das Einkuppeln des Kupplungsgelenks in einer verhältnismäßig kurzen Zeit. Wenn dagegen das Gaspedal langsam gedrückt wird, steigt die Motordrehzahl nur allmählich an, und das Stellglied erzielt das Einkuppeln der Kupplung mit einer niedrigen Arbeitsgeschwindigkeit. Folglich wird das Einkuppeln der Kupplung mit einer Geschwindigkeit durchgeführt, die der Betätigung des Gaspedals angepaßt ist. Inbesondere kann das Halb-Einkuppeln der Kupplung sicher und glatt bzw. zügig bewirkt werden, und das Gefühl des Fahrers während des Einkuppeln der Kupplung kann dadurch sehr verbessert werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform, in welcher eine Kupplungssteuereinrichtung gemäß der Erfindung bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor angewendet ist; Fig. 2 ein Blockdiagramm der Steuereinheit der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung; Fig. 3 ein Flußdiagramm des Steuerprogramms, das in einer Zentraleinheit (CPU) der Steuereinheit der Fig. 1 gespeichert ist; Fig. 4 eine Kurvendarstellung eines Beispiels des Einkuppelns der Kupplung mit der Kupplung steuereinrichtung der Fig. 1, und Fig. 5 ein Blockdiagramm eines weiteren Ansteuersystems zum Erregen von Wicklungen von Magnetventilen der Fig. 1.
In Fig. 1 ist schematisch ein System einer Ausführungsform dargestellt, in welchem eine Kupplungssteuereinrichtung gemäß der Erfindung in einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor angewendet ist. Die Kupplungssteuereinrichtung 1 ist zum automatischen Ein-/Auskuppeln einer Kupplung bzw. eines Kupplungsgelenks 2 vorgesehen, welches zwischen einer Ausgangs- oder Hauptwelle 3 eines Verbrennungsmotors 4 zum Antreiben des (nicht dargestellten Fahrzeugs) und einer Radantriebseinrichtung 5 des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Kupplungssteuereinrichtung 1 weist einen Hydraulikkreis 6 mit einem hydraulischen Zylinder 7 zum Betätigen der Kupplung 2 auf. Der hydraulische Zylinder 7 weist eine Betätigungsstange 8 auf, und ein am Ende der Betätigungsstange 8 angebrachter Bolzen ist in einer Öffnung 10 eines Betätigungshebels 11 gehaltert, welcher schwenkbar an dem (nicht dargestellten) Fahrzeugrahmen gehaltert ist. Der Betätigungshebel 11 ist normalerweise durch eine in dem Kupplungsgelenk 2 vorgesehene Feder in der durch einen Pfeil A angezeigten Richtung (in der Richtung Einkuppeln der Kupplung 2) vorgespannt, und somit wird die Betatigungsstange 8 auch in der durch den Pfeil A angezeigten Richtung gedrängt. Eine hydraulische oder Druckleitung 13 mit einem normalerweise geschlossenen Magnetventil 14 ist zwischen einer Kammer 15 des hydraulischen Zylinders 7 und einer hydraulischen Druckquelle 19 vorgesehen. Wenn die Erregungswicklung 14a des normalerweise geschlossenen Magnetventils 14 erregt wird, wird das Magnetventil 14 geöffnet, und hydraulischer Druck von der hydraulischen Druckquelle 16 wird auf die Kammer 19 ausgeübt, so daß der llydrokolben 17 bewegt wird, um den Betätigungsstab entgegen der Wirkung der Feder 12 in der Richtung eines Pfeils B zu verschieben. Um den hydraulischen Ladedruck in der Kammer 15 auf einen gewünschten Wert zu verringern, ist ein Durchlaß 18 mit einem normalerweise geschlossenen Magnetventil 19 zwischen der Hydraulikzylinderseite des Magnetventils 14 und einem ölbehälter 20 vorgesehen. Ein Verbindungsweg 21 mit einer Öffnung 22 und einem normalerweise offenen Magnetventil 23 ist zwischen der Kammer 15 und dem Ölbehälter 20 vorgesehen. Ferner ist ein Weg 24 vorgesehen, um den Druck in einer Kammer 25 des hydraulischen Zylinders 7 normalerweise auf atmosphärischem Druck zu halten, und um einen Gegendruck an dem Kolben 17 zu entlasten.
Wenn in der vorstehend beschriebenen Anordnung sich jede der Erregungswicklungen 14a, 19a und 23a der Magnetventile 14, 19 und 23 nicht erregt ist, ist der Druck in der Kammer 19 annähernd gleich dem atmosphärischen Druck, und die Betätigungsstange 8 befindet sich in ihrer äußersten linken Stellung, um dadurch das Kupplungsteil 2 in einen vollständig eingekuppelten Zustand zu bringen. Wenn in diesem Zustand alle Erregungswicklungen 14a, 19a und 23a erregt werden, wird, da das Magnetventil 14 geöffnet wird und die Magnetventile 19 und 23 geschlossen werden, die hydraulische Druckquelle 16 über die Hydraulikleitung 13 mit der Kammer 15 in Verbindung gebracht, und der Druck in der Kammer 15 wird erhöht. Somit wird die Betätigungsstange 8 in der durch einen Pfeil B angezeigten Richtung bewegt, wodurch die Kupplung 2 in eine ausgekuppelte Stellung kommt.
Wenn in diesem Zustand das Magnetventil 14 geschlossen und das Magnetventil 19 geöffnet wird, wird der Druck in der Kammer 19 über den Weg 18 entspannt und verhältnismäßig schnell niedriger.Die Betätigungsstange 8 wird mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit, die der Verringerung des Drucks in der Kammer 15 entspricht, in der Richtung des Pfeils A bewegt, so daß die Kupplung 2 mit einer hohen Geschwindigkeit eingekuppelt werden kann. Wenn dagegen statt des Magnetventils 19 das Magnetventil 23 geöffnet wird, wird die Druckreduziergeschwindigkeit in der Kammer 15 niedriger, so daß das Einkuppeln der Kupplung 2 mit einer geringeren Geschwindigkeit durchgeführt werden kann.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, daß, wenn die Magnetventile 19 und 23 gleichzeitig geöffnet werden, die Kupplung 2 sehr schnell eingekuppelt wird. Ferner können nicht nur die drei Kupplungsbetätigungsgeschwindigkeiten, wie oben beschrieben, sondern auch irgendeine gewünschte Betätigungsgeschwindigkeit erhalten werden, indem ein impulsförmiges Signal zum periodischen öffnen und Schließen der Magnetventile verwendet wird und ein geeignetes Tastverhältnis bei dem impulsförmigen Signal gewählt wird.
Eine Steuereinheit 26 zum Steuern der Ansteuerströme in den Erregungswicklungen 14a, 19a und 23a der jeweiligen Solenoidventile 14, 19 und 23 erhält ein Bremssignal S1, das durch einen ersten Signalgenerator 27 erzeugt wird und den Betriebszustand einer (nicht dargestellten) Bremse anzeigt, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal S1, das durch einen ersten Detektor 28 erzeugt wird und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigt, ein Drehzahlsignal S3, das durch einen zweiten Detektor 29 erzeugt wird und die Drehzahl des Verbrennungsmotors 4 anzeigt, sowie ein Startsignal S4, welches von einem zweiten Signalgenerator 30 erzeugt wird und einen hohen Pegel einnimmt, wenn das Fahrzeug gestartet wird. Die Steuereinheit erhält auch ein Stellungssignal S5 von einem Stellungsfühler 31, das die Stellung der Betätigungsstange 8 anzeigt. Entsprechend diesen Eingangssignalen gibt die Steuereinheit 26 Erregungsströme Ii, I2 und I3 zum Steuern des Öffnens/Schließens der Magnetventile 14, 19 und 23 ab. Die Geschwindigkeit des Einkuppelns der Kupplung 2 kann entsprechend der Kombination der Werte der Erregungsströme 12 und I3 bestimmt werden.
In der dargestellten Ausführungsform weist die Steuereinheit 26 einen Mikrocomputer auf, und das Einkuppeln des Kupplungsteils 2 mittels des hydraulischen Zylinders 7 wird durch den Mikrocomputer auf der Basis der Eingangsdaten gesteuert, wie oben beschrieben ist.
In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der Steuereinheit 26 dargestellt. Die Signale S1, S3 und S5 werden an entsprechende Analog-Digital-(A/D-)Umsetzer 32, 33 und 34 angelegt, um entsprechende binäre Digitaldaten D2, D3 und D5 zu erhalten.
Das Bremsensignal S1, dessen Pegel hoch wird, wenn ein (nicht dargestelltes) Bremspedal gedrückt wird, das Startsignal S4 und die Digitaldaten D2, D3 und D5 werden über eine Kopplungsschaltung 35 an die Zentraleinheit (CPU) 36 eines Mikrocomputers 37 angelegt. Die Zentraleinheit (CPU) 36 ist mit einem internen Speicher 38, in welchem ein Steuerprogramm zum Durchführen des Einkuppelvorgangs der Kupplung 2 gespeichert ist, und mit einem Festwertspeicher (ROM) 39 verbunden. Ausgangsleitungen 40 bis 42 der Zentraleinheit (CPU) 36 sind mit Ansteuer- oder Treiberschaltungen 43 bis 45 verbunden, um Erregungsströme 11 bis I3 den entsprechenden Wicklungen 14a, 19a und 23a zuzuführen. Diese Treiberschaltungen 43 bis 45 werden durch die entsprechenden Signale gesteuert, die über die Ausgangsleitungen 40 bis 42 angelegt werden. In dieser Ausführungsform erzeugt jede der Treiberschaltungen 43 bis 45 einen vorbestimmten Erregungsstrompegel an der entsprechenden Wicklung, wenn der Pegel der entsprechenden Ausgangsleitung einPegel H" ist.
In Fig. 3 ist ein Flußdiagramm dargestellt, welches das in dem Mikrocomputer 37 gespeicherte Steuerprogramm wiedergibt, durch welches das Einkuppeln der Kupplung 2 gesteuert wird. In der nachstehenden Beschreibung ist festgelegt, daß der Wert der Stellung L gleich null ist, wenn die Betätigungsstange 8 in ihre äußerste linke Stellung bewegt wird, und gleich LmaX ist, wenn die Betätigungsstange 8 in ihre max äußerste rechte Stellung bewegt wird. Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, befindet sich die Kupplung bzw. das Kupplungsteil 2 in dem vollständig eingekuppelten Zustand, wenn L = 0 ist, und befindet sich in einem vollständig ausgekuppelten Zustand, wenn L = Lmax ist.
Die Zone, die durch einen unteren Grenzwert L der Stellung a L und einen oberen Grenzwert Lb der. Stellung L festgelegt ist, ist die sogenannte halb-eingekuppelte Zone, in welcher die Kupplung oder das Kupplungsteil 2 aufgrund einer Schlupfbedingung nicht vollständig eingekuppelt ist.
Wenn der (nicht dargestellte) Energieversorgungsschalter der Einrichtung ausgeschaltet ist, ist, da alle Wicklungen der Magnetventile 14, 19 und 23 entregt sind, die Stellung L der Betätigungsstange 8 gleich null, so daß die Kupplung 2 vollständig eingekuppelt ist.
Die Durchführung des in Fig. 3 dargestellten Programms beginnt, wenn die elektrische Energie der Einrichtung 1 durch Anschalten des (nicht dargestellten) Energieversorgungsschalters zugeführt wird. Entsprechend dem Zuführen der elektrischen Energie werden die Wicklungen der Magnetventile 14, 19 und 23 erregt, um den hydraulischen Druck in der Kammer 15 (Schritt 41) zu erhöhen, so daß die Betätigungsstange 8 in die äußerste rechte Stellung gebracht wird.
Beim Schritt 42 wird unterschieden, ob die Stellung L gleich Lmax geworden ist oder nicht, und der Schritt 41 wird wiederholt durchgeführt, wenn das Ergebnis der Unterscheidung beim Schritt 42 Nein ist. Das Ergebnis der Unterscheidung beim Schritt 42 wird Ja, wenn der Wert der Stellung L Lmax erreicht (Schritt 43). Das Verfahren geht dann auf den Schritt 44 über, bei welchem entschieden wird, ob der Pegel des Startsignals S4 hoch ist oder nicht. Folglich wird das Kupplungsteil, welches zu Beginn in dem vollständig eingekuppelten Zustand ist, vollständig gelöst, so daß dann das Fahrzeug bereit zum Starten ist, worauf dann der Schritt 44 wiederholt wird, bis der Pegel des Startsignals, S4 H wird.
Wenn der Pegel des Startsignals S4 hoch wird, und das Ergebnis der Unterscheidung beim Schritt 44 Ja wird, werden beide Magnetventile 19 und 23 durch Entregen der Wicklungen 19a und 23a gleichzeitig geöffnet (Schritt 45). Folglich nimmt dann der Druck in der Kammer mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit ab. Dadurch wird dann die Betätigungsstange 8 sehr schnell in der Richtung bewegt, in welcher die Kupplung 2 einkuppelt (in der Richtung, welcher der Wert von L abnimmt). Der Wert der Stellung L wird durch die auf dem Stellungssignal S5 basierenden Daten D5 angzeigt, und ob der Wert der Stellung L Lc erreicht oder nicht, welches der Wert unmittelbar vor der vorstehend erwähnten halb-eingekuppelten Zone ist, oder nicht, wird dann festgelegt (Schritt 45). Wenn L 4 L ist, dann wird beim Schritt c 46 festgelegt, ob die Drehzahl N einen vorbestimmten Wert Na erreicht hat oder nicht, der ausreicht, um den Einkuppelvorgang der Kupplung 2 zu starten. Der Wert Na kann hin sich lich der Leistung des Motors usw. entsprechend festgesetzt werden. Wenn N<N ist (d.h. wenn die Maschine leerläuft), a werden die Magnetventile 19 und 23 durch Erregen der Wicklungen 19a und 23a (Schritt 48) geschlossen, und die Stellung der Betätigungsstange 8 wird in der durch den Wert Lc angezeigten Stellung gehalten.
Wenn die Drehzahl N gleich oder größer als Na wird, da der Fahrer das Gaspedal gedrückt hat, wird von der Steuereinheit 26 (Schritt 49) der Erregungsstrom zum Ansteuern des hydraulischen Zylinders 7 in der Weise erzeugt, daß das Einkuppeln der Kupplung bzw. des Kupplungsteils 2 mit einer Geschwindigkeit durchgeführt wird, die zu der Drehzahl N in Beziehung steht. In dieser Ausführungsform werden dann die Erregungsströme von den Treiberschaltungen 44 und 45 erzeugt. Es gibt drei mögliche Kombinationen der Pegel der zwei Erregungsströme von den Treiberschaltungen 44 und 45, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit des hydraulischen Zylinders 7 in drei Stufen geändert werden kann. Das heißt, die höchste Arbeitsgeschwindigkeit wird erhalten, wenn die beiden Ansteuer- oder Treiberschaltungen 44 und 45 entsprechend den hohen Pegeln auf den Ausgangsleitungen 41 und 42 Erregungsströme (I2 und I3) erzeugen, die mittlere Betriebsgeschwindigkeit wird erhalten, wenn nur die Treiberschaltung 44 entsprechend dem hohen Pegel der Ausgangsleitung 41 einen Erregungsstrom (I2) erzeugt, und die niedrigste bzw. langsamste Betriebsgeschwindigkeit wird erhalten, wenn nur die Treiberschaltung 45 entsprechend dem hohen Pegel auf der Ausgangsleitung 42 einen Erregungsstrom (13) erzeugt.
Eine Datentabelle, welche erkennen läßt, welche Arbeitsgeschwindigkeit des hydraulischen Zylinders 7 bezüglich der Drehzahl zu wählen ist, ist in dem Festwertspeicher (ROM) 39 gespeichert; Daten Dg, welche die zu diesem Zeitpunkt anzuwendende Betriebsgeschwindigkeit anzeigen, werden aus dem Festwertspeicher (ROM 39) entsprechend dem Anliegen der Daten D3 an dem Festwertspeicher (ROM) 39 ausgelesen. Die Daten Do werden in der Zentraleinheit (CPU) 36 verarbeitet, und die Ansteuer- oder Treiberschaltungen 44 und 45 werden in der Weise angesteuert, daß das Einkuppeln der Kupplung 2 bei der durch die Daten Do angezeigten Betriebsgeschwindigkeit durchgeführt werden. Folglich wird der hydraulische Zylinder 7 so gesteuert, daß das Einkuppeln der Kupplung 2 mit einer Geschwindigkeit durchgeführt wird, die zu der Motordrehzahl in Beziehung steht. Wenn daher die Stellung L der Betätigungsstange 8 sich in der halb-eingekuppelten Zone befindet, steigt, wenn das Gaspedal langsam gedrückt wird, die Drehzahl des Motors allmählich an, so daß die Geschwindigkeit beim Einkuppeln der Kupplung 2 niedrig ist.
Wenn dagegen das Gaspedal schnell gedrückt wird, steigt die Motordrehzahl schnell an, so daß die Geschwindigkeit beim Einkuppeln der Kupplung hoch wird. Da sich die Geschwindigkeit beim Einkuppeln der Kupplung 2 in Abhängigkeit davon ändert, wie schnell bzw. langsam das Gaspedal gedrückt wird, kann das Fahrzeug entsprechend dem Drücken des Gaspedals aus dem Stand beschleunigen.
Um zu verhindern, daß der Motor durch fortwährendes Einkuppen der Kupplung 2 zum Stillstand gebracht wird, wenn die Motordrehzahl wegen des Loslassen des Gaspedals oder wegen einer plötzlichen Belastungszunahme bei dem halb-eingekuppelten Zustand der Kupplung 2 auf eine Motor-Stillstandsdrehzahl abgesenkt wird, wird festgestellt, ob die Motordrehzahl N niedriger als der vorbestimmte Wert Nb ist, welcher die Motor-Stillstandsgeschwindigkeit anzeigt (Schritt 50). Wenn M < Nb ist, werden die Wicklungen 14a, 19a und 23a der Magnetventile 14, 19 und 23 erregt, und die Stellung L des Betätigungsstabs 8 kehrt einmal auf L c zurück (Schritt 51) und dann wird der Steuervorgang von dem Schritt 47 an wiederholt. Folglich ist der Wert der Motordrehzahl N während der Dauer, während welcher die Kupp- lung eingekuppelt ist, immer überwacht, und die Stellung der Betätigungsstange 8 kehrt bei dem Zustand N < Nb auf L zurück, so daß verhindert wird, daß der Motor zum Stillc stand gebracht wird, solange die Kupplung halb-eingekuppelt ist.-Wenn N > Nb ist, wird unterschieden (Schritt 52), ob die Änderungsgröße R in der Fahrzeuggeschwindigkeit, d.h. die Beschleunigung, größer als der vorbestimmte Wert Ro ist oder nicht. Wenn der Wert R nicht größer als der vorbestimmte Wert Rg ist, wird ein Schlupfwert S auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Motordrehzahl N und dem Ubersetzungsverhältnis des Geschwindigkeitswechselgetriebes berechnet (Schritt 53). Wenn dagegen der Wert R größer als der vorbestimmte Wert Ro ist, wird das Magnetventil 14 durch Erregen der Wicklung 14a für kurze Zeitdauer geöffnet, um die Betätigungsstange 8 etwas in Richtung des Pfeils B umzukehren (Schritt 54), und dann geht das Steuerverfahren beim Schritt 53 weiter. Durch diese Anordnung kann eine plötzliche Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit und folglich ein unruhiges Fahren beim Start verhindert werden, wodurch dann ein angenehmes Fahren gewährleistet ist.
Ob der beim Schritt 53 berechnete Wert von S null oder nicht ist, wird dann entschieden (Schritt 55). Wenn der Wert von S nicht null ist, d.h. wenn die Kupplung 2 nicht vollständig eingekuppelt ist, kehrt das Steuerverfahren auf den Schritt 49 zurück,um das Einkuppeln der Kupplung 2 zu wiederholen, wie oben beschrieben ist. Wenn der Wert von S null ist, werden die beiden Magnetventile 19 und 23 durch Erregen der Wicklungen 19a und 23a erregt, und die Betätigungsstange 8 wird mit der höchsten Geschwindigkeit in der Richtung des Pfeils A bewegt (Schritt 56). In diesem Fall wird der Betrieb so überwacht, daß die Stellung L der Betätigungsstange 8 null erreicht (Schritt 56). Wenn L = 0 ist, ist das Einkuppeln des Kupplungsteils bzw. der Kupplung 2 beendet.
In Fig. 4 ist ein Beispiel eines Einkuppelvorgangs der Kupplung 2 mittels der Einrichtung 1 dargestellt. Wenn der Energieversorgungsschalter zum Zeitpunkt t = t1 angeschaltet wird, werden die Wicklungen 14a, 19a und 23a der Magnetventile 14, 19 und 23 erregt, und die Betätigungsstange 8 wird in der Richtung des Pfeils B bewegt. Wenn dann die Betätigungsstange 8 die äußerste rechte Stellung erreicht (t = t2), wird das Magnetventil 14 geschlossen. Wie oben beschrieben, ist die Kupplung 2, welche zum Zeitpunkt t =t1 in eingekuppeltem Zustand war, zum Zeitpunkt t = t2 vollständig gelöst, so daß das Fahrzeug zum Starten bereit ist, der Steuervorgang wartet dann darauf, bis der Pegel des Startsignals S4 H" wird. Wenn der Pegel des Startsignals S4 zum Zeitpunkt t = t3 H" wird, wird die Betätigungsstange 8 in der Richtung des Pfeils A bewegt.
Nachdem die Kupplung 2 zum Zeitpunkt t = t4 halb-eingekuppelt wird, bewegt sich die Betätigungsstange 8 mit einer Geschwindigkeit, die zu der Motordrehzahl in Beziehung steht, in der Richtung des Pfeils A. Wenn jedoch N aus irgendeinem Grund zum Zeitpunkt t5 kleiner als Nb wird, wird die Betätigungsstange 8 in der Richtung des Pfeils B vorgeschoben, und die Stellung L wird auf L zurückgebracht, soc bald die halb-eingekuppelte Zone verlassen wird. Wenn die Stellung L zum Zeitpunkt t6 L wird, wird wieder entschiec den, ob N gleich oder größer als N geworden ist. Wenn a N > N ist, wird der Einkuppelvorgang der Kupplung 2 wieder = a aufgenommen, und der Zustand der Kupplung 2 geht wieder in den halb-eingekuppelten Zustand.
Wenn zum Zeitpunkt t = t7 unterschieden wird, daß die Geschwindigkeit des Einkuppelvorgangs der Kupplung 2 zu schnell ist und die Beschleunigung der Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der vorbestimmte Wert wird, wird die Betätigungsstange 8 durch Öffnen des Magnetventils 14 für einen kurzen Zeitabschnitt um einen vorbestimmten Wert in der Richtung des Pfeils 13 umgekehrt und wird dann in der Richtung des Pfeils A bewegt. Wenn folglich zum Zeitpunkt t8 die Kupplung 2 aus dem halb-eingekuppelten Zustand herausgeht und der Schlupf null wird, werden die Magnetventile 19 und 23 geöffnet, um die Betätigungsstange 18 mit der höchsten Geschwindigkeit in der Richtung des Pfeils A zu bewegen.
Wenn der Zustand, wenn L = 0 ist auf der Basis des Signals S5 von dem Stellungsdetektor 31 festgestellt wird, ist das Einkuppeln des Kupplungsteils d.h. der Kupplung (zum Zeitpunkt t = tg) beendet.
Die Entscheidungspunkte, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, sollten einer Entscheidung in einem kurzen sich wiederholenden Zyklus unterzogen werden, und vorzugsweise sollte die Entscheidung im Hinblick auf die Ansprechgeschwindigkeit der Magnetventile jeweils alle 50ms getroffen werden. Das Bremsensignal Slr das durch die Betätigung des Bremspedals erhalten worden ist, wird als ein Unterbrechungssignal an der Zentraleinheit (CPU) 36 in der Steuereinheit 26 verwendet. Entsprechend dem Eingang des Bremssignals 1 wird das Einkuppeln der Kupplung 2 gestoppt, und deren Lösen wird durchgeführt. Wie oben beschrieben, besteht in der erfindungsgemäßen Einrichtung, da der Einkuppelvorgang nicht durchgeführt wird, wenn nicht das Startsignal S4 eingegeben ist, nicht die Gefahr eines plötzlichen Starts, selbst wenn der Motor nach dem Einschalten des Zündschalters versehentlich im Leerlauf belassen wird.
Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Ansteuersystem des hydraulischen Zylinders 7 in der Weise eingerichtet werden kann, daß die Geschwindigkeit des Einkuppelns der Kupplung 2 so gesteuert werden kann, daß sie in drei Stufen geändert wird, kann das Ansteuersystem in der Weise eingerichtet oder ausgelegt werden, daß die Geschwindigkeit des Einkuppelvorgangs der Kupplung 2 entsprechend der Motordrehzahl stufenlos gesteuert wird.
In Fig. 5 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Ansteuer- systems für die Wicklungen 19a und 23a dargestellt, in welchem die Geschwindigkeit des Einkuppelvorgangs der Kupplung 2 stufenlos proportional zu der Motordrehzahl gesteuert wird. Das in Fig. 5 dargestellte Ansteuersystem hat einen Impulsgenerator 61 zum Erzeugen eines Impulsfolge-Signals PT, dessen Tastverhältnis entsprechend dem Pegel des Signals S2 gesteuert wird. Das Tastverhältnis wird proportional zu der Motordrehzahl geändert, und das Impulsfolge-Signal PT wird an einen Eingangsanschluß jeder der UND-Schaltungen 62 und 63 angelegt. Die anderen Eingangsanschlüsse der UND-Schaltungen 62 und 63 sind mit den Ausgangsleitungen 41 bzw. 42 verbunden, und die Ausgangsanschlüsse der UND-Schaltungen 62 und 63 sind mit entsprechenden Leistungsverstärkern 64 und 65 verbunden, um die impulsförmigen Erregungsströme an den Wicklungen 19a bzw.
23a zu erzeugen.
Wenn bei dieser Anordnung die Pegel der Ausgangsleitungen 41 und/oder 42 hoch werden, werden die Wicklungen 19a und/ oder 23a durch die Impulsströme erregt, deren Tastverhältnisse proportional zu der Motordrehzahl groß werden. Folglich kann die Geschwindigkeit des Einkuppelvorgangs der Kupplung 2 stufenlos proportional zu der Drehzahl gesteuert werden.
Obwohl die vorstehende Beschreibung sich auf eine Ausführungsform bezieht, in welcher die Erfindung bei der Starteinrichtung eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor angewendet ist, ist die Erfindung selbstverständlich auf diese Ausführungsform nicht beschränkt und kann auch bei dem automatischen Einkuppeln einer Kupplung für irgendeinen anderen Zweck angewendet werden.
Da, wie oben beschrieben, gemäß der Erfindung die Geschwindigkeit des Einkuppelvorgangs der Kupplung bezüglich der Drehzahl gesteuert wird, kann der Einkuppelvorgang entsprechend dem Grad des Durchdrückens des Gaspedals glatt und zügig bewirkt werden. Ferner ist der Motor davor geschützt, daß er während des Einkuppelns der Kupplung zum Stillstand gebracht wird und das Einkuppeln der Kupplung kann glatter und ruhiger als bei herkömmlichen Einrichtungen durchgeführt werden.
Ende der Beschreibung

Claims

Kupplungssteuereinrichtung Patentansprüche zum automatischen Steuern des \äKuPlungssteuereinrichtung Ein-/Auskuppelns eine Kupplung, die zwischen einer Last und der Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, dessen Drehzahl entsprechend der Betsitigung eines Gaspedals gesteuert wird, g e k e n n z e i c Ii n e t durch eine Einrichtung (7,16) zum Betätigen der Kupplung (2) um das Ein-/Auskuppeln der Kupplung (2) durchzuführen; eine Einrichtung (28) zum Erzeugen eines Geschwindigkeitssignals (S2),das eine Umlaufgeschwindigkeit anzeigt, die zu der Drehzahl des Verbrennungsmotors in Beziehung steht; eine Einrichtung (26), die auf das Geschwindigkeitssignal anspricht, um ein Betriebssignal zu erzeugen, durch das die Betätigungseinrichtung (7,16) in der Weise gesteuert wird, daß der Einkupplungsvorgang der Kupplung (2) mit einer Geschwindigkeit durchgeführt wird, die zu der Drehzahl in Beziehung steht; eine erste Fühleinrichtung (29), um festzustellen, ob die Motordrehzahl eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat oder nicht, welche ausreicht, um den Einkupplungsvorganq der Kupplung (2) zu starten, und eine Einrichtung, die auf das Fühleryebnis mittels der ersten Fühleinrichtung (29) anspricht, damit die Betätigungs- einrichtung (7,18) durch das Betriebssignal angesteuert werden kann, wenn die Drehzahl die vorbestimmte Drehzahl erreicht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Betätigungseinrichtung einen mit der Kupplung (2) verbundenen, hydraulischen Zylinder (7), eine hydraulische Druckquelle (16) zum Erzeugen des hydraulischen Drucks an dem hydraulischen Zylinder (7) und eine Einrichtung aufweist, die auf das Betriebssignal anspricht, um den an dem hydraulischen Zylinder (7) geschaffenen, hydraulischen Druck zu regulieren.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Reguliereinrichtung eine erste Druckreguliereinrichtung (14) zum Verringern des Druckes, der auf den hydraulischen Zylinder (7) bei einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit ausgeübt wird, und eine zweite Druckreguliereinrichtung (19) zum Verringern des Druckes aufweist, der auf den hydraulischen Zylinder (7) bei einerverhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit ausgeübt wird, und daß die beiden Druckreguliereinrichtungen (14,19) selektiv durch das Betriebssignal betätigt werden, um dadurch den Einkupplungsvorgang der Kupplung (2) bei einer auf die Motordrehzahl bezogenen Geschwindigkeit einzuleiten.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Reguliereinrichtung zumindest ein Magnetventil (14;19) zum Verringern des an dem hydraulischen Zylinder (7) ausgeübten, hydraulischen Drucks aufweist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Impulse erzeugende Einrichtung einen Impulsgenerator (30) zum Erzeugen eines impulsförmigen Signals aufweist, dessen Tastverhältnis entsprechend dem Geschwindigkeitssignal gesteuert wird, und daß das impulsförmige Signal an das Magnetventil (14;19) angelegt wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß sie ferner eine zweite Fühleinrichtung, die auf das Geschwindigkeitssignal anspricht, um festzustellen, ob die Motordrehzahl so niedrig ist oder nicht, daß der Einkupplungsvorgang der Kupplung (2) nicht fortgesetzt werden kann, und eine Einrichtung aufweist, um den Auskupplungsvorgang der Kupplung (2) entsprechend dem mittels der zweiten Fühleinrichtung festgestellten Ergebnis vorzunehmen.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch eine dritte Fühleinrichtung, um festzustellen, ob die Beschleunigung des Verbrennungsmotors einen vorbestimmten Wert erreicht hat, und durch eine Einrichtung, die auf das mittels der dritten Fühleinrichtung erhaltene Feststellergebnis anspricht, um die Betätigungseinrichtung (7,16) für eine kurze Zeitspanne in der Weise anzusteuern, daß die Kupplung (2) in ihrer Auskuppelrichtung betätigt wird, wenn die Beschleunigung den vorbestimmten Wert erreicht.
8. Kupplungssteuereinrichtung zum automatischen Steuern des Ein-/Auskuppelns einer Kupplung, die zwischen einer Last und der Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, dessen Drehzahl entsprechend der Betätigung eines Gaspedals gesteuert wird, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung (7,16) zum Betätigen der Kupplung (2), um den Ein-/Auskupplungsvorgang der Kupplung (2) durchzuführen; eine Einrichtung (28) zum Erzeugen eines Geschwindigkeitssignals (S2), das eine auf die Drehzahl des Verbrennungsmotors bezogene Umlaufgeschwindigkeit anzeigt; eine Einrichtung (26), die auf das Geschwindigkeitssignal anspricht, um ein Betriebssignal zu erzeugen, durch welches die Betätigungseinrichtung (7,16) in der Weise gesteuert wird, daß der Einkupplungsvorgang der Kupplung (2) bei einer auf die Drehzahl bezogenen Geschwindigkeit durchgeführt wird; eine erste Fühleinrichtung (29), um festzustellen, ob die Drehzahl eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat oder nicht, die ausreicht, um den Einkupplungsvorgang der Kupplung (2) zu starten; eine Einrichtung, die auf das Ergebnis der mittels der ersten Fühleinrichtung (29) erhaltenen Feststellung anspricht, damit die Betätigungseinrichtung (7,16) durch das Betriebssignal angesteuert werden kann, wenn die Motordrehzahl die vorbestimmte Drehzahl erreicht; eine Einrichtung (37) zum Berechnen eines Schlupfwerts in der Kupplung (2) und eine Einrichtung, die auf das Ergebnis der mittels der Recheneinrichtung (37) durchgeführten Berechnung anspricht, um den mittels der Betätigungseinrichtung (7,16) durchgeführten Einkupplungsvorgang zu stoppen.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Stoppeinrichtung eine Einrichtung, um festzustellen, daß der Schlupfwert null geworden ist, und eine Einrichtung (7,8,16) aufweist, um die Kupplung (2) in der Einkuppelrichtung mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit zu betätigen, wenn der Nullschlupfzustand der Kupplung (2) mittels der Fühleinrichtung festgestellt wird.