Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Einstellen einer Drehzahl einer Welle eines Zahnräderwechselgetriebes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Drehzahl einer Welle eines Zahnräderwechselgetriebes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Steuerungseinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 13.

Die DE 102 09 512 Al beschreibt ein Verfahren zum Einstellen einer Drehzahl einer Welle eines synchronisierten Zahnräderwechselgetriebes. Zwischen dem

Zahnräderwechselgetriebe und einer Antriebsmaschine in Form eines Motors ist eine automatisierte Kupplung angeordnet. Bei einem Gangwechsel des Zahnräderwechselgetriebes wird zur Entlastung der Synchronisierung des Zielgangs die Kupplung so eingestellt, dass ein Drehmoment von der Antriebsmaschine auf die Welle übertragen und die Welle dadurch beschleunigt wird. über den Wert des Drehmoments bzw. die einzustellende Kupplungsposition macht die DE 102 09 512 Al keine Angaben.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Steuerungseinrichtung vorzuschlagen, mittels welchen eine genaue und schnelle Einstellung der Drehzahl der Welle in einen Bereich um eine Zieldrehzahl ermöglicht wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den

Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Steuerungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.

Erfindungsgemäß wird ein Sollwert für eine Kupplungsposition der Kupplung und damit das übertragbare Drehmoment der Kupplung in Abhängigkeit von einer Drehzahldifferenz zwischen einer gemessenen Drehzahl der Welle und einer Zieldrehzahl festgelegt. Die Kupplung ist insbesondere als eine Reibungskupplung ausgeführt. Die Zieldrehzahl kann beispielsweise genau oder ungefähr der so genannten Synchrondrehzahl des Zielgangs entsprechen. Die Synchrondrehzahl des Zielgangs ist die Drehzahl der Welle, die sich nach dem Einlegen des Zielgangs einstellt. Diese' Drehzahl ist von der übersetzung des Zielgangs und von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängig.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise eine Vorgelegewelle oder eine Getriebeeingangswelle in einen Bereich um die Zieldrehzahl eingestellt, insbesondere beschleunigt werden. Bei einem so genannten unsynchronisierten Getriebe oder Klauengetriebe, also einem Getriebe ohne Synchronisiereinrichtungen für jeden Gang, ist das Einlegen des Zielgangs nur möglich, wenn sich die Drehzahl der Vorgelegewelle in einem Bereich um die Synchrondrehzahl befindet.

Die Einstellung der Drehzahl ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch dann schon möglich, wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine noch nicht in einem Bereich um die Drehzahl liegt, die sich nach dem Einlegen des Zielgangs einstellt. Diese Drehzahl ergibt sich beispielsweise aus der Synchrondrehzahl der Vorgelegewelle und einer etwaigen übersetzung einer Vorschaltgruppe . Damit kann die Synchronisation im Zahnräderwechselgetriebe weitgehend

unabhängig von der Einstellung der Drehzahl der Antriebsmaschine erfolgen. Der Zielgang kann damit sehr schnell eingelegt werden. Falls die Drehzahl der Antriebsmaschine nach dem Einlegen des Zielgangs noch nicht die erforderliche Drehzahl erreicht hat, so kann durch Schließen der Kupplung die Anpassung der Drehzahl der Antriebsmaschine erreicht werden.

Falls sich die Drehzahl der Antriebsmaschine schon in dem genannten Bereich befindet, kann die Kupplung so weit geschlossen werden, dass kein Schlupf an der Kupplung auftritt, wodurch die Drehzahl der Welle des Zahnräderwechselgetriebes in den gewünschten Bereich um die Zieldrehzahl gebracht wird.

Durch die Berücksichtigung der Drehzahldifferenz zwischen einer gemessenen Drehzahl und der Zieldrehzahl kann die Einstellung der Drehzahl sehr genau erfolgen. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, da beim Einsatz des Verfahrens der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs aufgetrennt ist und damit schon sehr kleine Drehmomente eine große Beschleunigung der Welle und damit eine starke Veränderung der Drehzahl bewirken. Eine sehr einfache Berücksichtigung der Drehzahldifferenz kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass in einer Steuerungseinrichtung des Zahnräderwechselgetriebes ein Zusammenhang, beispielsweise in Form einer Kennlinie, zwischen der Drehzahldifferenz und dem Sollwert der Kupplungsposition gespeichert ist.

Die gemessene Drehzahl muss dabei nicht immer der aktuellen Drehzahl der Welle entsprechen. Es ist auch möglich, dass zu einem oder mehreren Zeitpunkten die Drehzahl gemessen wird und aufbauend auf der sich damit ergebenden Drehzahldifferenz der Sollwert der Kupplungsposition bestimmt wird.

In Ausgestaltung der Erfindung ist in einer die Kupplung und das Zahnräderwechselgetriebe ansteuernden Steuerungseinrichtung eine Kupplungsposition für einen Kontaktpunkt der Kupplung abgespeichert. Der Kontaktpunkt ist der Punkt, ab dem die Kupplung ein Drehmoment übertragen kann. Bei einer Reibungskupplung ist der Kontaktpunkt der Punkt, bei dem sich die Kupplungsbeläge berühren. Der Sollwert der Kupplungsposition wird dann relativ zum Kontaktpunkt festgelegt. Verfahren zur Bestimmung des Kontaktpunkts sind bekannt. Die Bestimmung kann beispielsweise mittels den in der DE 199 52 862 Al oder der DE 102 32 495 Al beschriebenen Verfahren erfolgen.

Die Position des Kontaktpunktes kann bei prinzipiell baugleichen Kupplungen fertigungs- und toleranzbedingt schwanken. Außerdem kann sich die Kupplungsposition des Kontaktpunktes über die Betriebsdauer der Kupplung durch Verschleiß stark verändern. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Einstellung der Drehzahl der Welle genauer. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Kupplungsposition des Kontaktpunktes an die tatsächlichen Gegebenheiten an der Kupplung angepasst und damit adaptiert wird. Damit kann sichergestellt werden, dass der gespeicherte Kontaktpunkt immer dem tatsächlichen Kontaktpunkt der Kupplung entspricht.

Die Kupplung und das Zahnräderwechselgetriebe können auch von getrennten Steuerungseinrichtungen angesteuert werden. Diese Steuerungseinrichtungen stehen dann miteinander in Signalverbindung, so dass sie die notwendigen Signale austauschen können.

In Ausgestaltung der Erfindung wird der Sollwert der Kupplungsposition so festgelegt, dass sich bei einer großen Drehzahldifferenz die Drehzahl der Welle schneller ändert als bei einer kleinen Drehzahldifferenz. Damit wird erreicht, dass die Drehzahl der Welle zum einen sehr schnell in Richtung der Zieldrehzahl verändert wird und gleichzeitig verhindert wird, dass die Drehzahl der Welle einen Bereich um die Zieldrehzahl zu schnell wieder verlässt. Damit wird erreicht, dass bei einem Gangwechsel sehr schnell ein Einlegend des Zielgangs möglich wird und dennoch das mögliche Zeitfenster zum Einlegen des Zielgang nicht zu kurz wird.

In Ausgestaltung der Erfindung ist ein Zusammenhang zwischen einer eine erwartete änderung der Drehzahl der Welle kennzeichnenden Kenngröße und der Kupplungsposition in der Steuerungseinrichtung gespeichert. Die Kenngröße kann insbesondere als ein zeitlicher Gradient der Drehzahl der Welle ausgeführt sein. Ausgehend von der genannten Drehzahldifferenz wird ein Sollwert für die Kenngröße, also insbesondere ein Sollwert für den Gradienten der Drehzahl, bestimmt und mit Hilfe des Sollwerts für die Kenngröße und dem gespeicherten Zusammenhang der Sollwert für die Kupplungsposition ermittelt. Der Zusammenhang kann beispielsweise als ein funktionaler Zusammenhang oder als eine Kennlinie ausgeführt sein. Es ist ebenfalls möglich, dass die Kenngröße in einem Kennfeld in Abhängigkeit von der Kupplungsposition und einer weiteren Größe, wie beispielsweise einer Temperatur der Kupplung oder eines Getriebeöls abgespeichert ist.

Die Kupplungsposition kann dabei absolut oder relativ zum abgespeicherten Kontaktpunkt der Kupplung berücksichtigt werden .

Der gespeicherte Zusammenhang kann insbesondere ausgehend von einem Vergleich der sich bei einer eingestellten Kupplungsposition tatsächlich ergebenden Kenngröße mit der gespeicherten Kenngröße angepasst werden. Damit kann der Zusammenhang an die tatsächlichen Begebenheiten angepasst werden, womit eine besonders genaue Einstellung einer gewünschten Kenngröße ermöglicht wird.

In Ausgestaltung der Erfindung wird ausgehend von einer aktuell gemessenen Drehzahl der Welle und der sich daraus ergebenden Drehzahldifferenz zur Zieldrehzahl ein gewünschter Verlauf der Drehzahl der Welle bestimmt. Der gewünschte Verlauf der Drehzahl ist insbesondere aus wenigstens zwei Abschnitten mit einem konstanten Drehzahlgradienten zusammengesetzt. Ausgehend von dem gewünschten Verlauf wird ein Verlauf für den Sollwert der genannten Kenngröße und mittels des gespeicherten Zusammenhangs zwischen der Kenngröße und der Kupplungsposition der Sollwert für die Kupplungsposition bestimmt. Damit kann ein gewünschter Verlauf der Drehzahl vorgegeben werden, der ein möglichst schnelles Erreichen des Bereichs um die Zieldrehzahl ermöglicht und gleichzeitig ein überschwingen, also ein schnelles Verlassen des Bereichs um die Zieldrehzahl verhindert. Bei der Bestimmung des Sollverlaufs können Reaktionszeiten der Kupplung berücksichtigt werden. Diese treten insbesondere bei hydraulisch oder pneumatisch betätigten Kupplungen auf. Unter der Reaktionszeit ist die Zeit zwischen der Ansteuerung der Kupplung und der tatsächlichen änderung der Drehzahl der Welle zu verstehen.

Der Sollwert der Kupplungsposition kann dabei in Abhängigkeit vom zeitlichen Abstand zu einem Startzeitpunkt festgelegt werden; der Ablauf kann also zeitgesteuert sein. Es ist ebenfalls möglich, dass der Sollwert der Kupplungsposition in

Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz zwischen der gemessenen Drehzahl der Welle und der Zieldrehzahl festgelegt wird; der Ablauf kann also drehzahlgesteuert sein. Im dem Fall, in dem der gewünschte Verlauf aus Abschnitten mit konstantem Drehzahlgradienten zusammengesetzt ist, kann beispielsweise bei Erreichen bestimmter

Drehzahldifferenzschwellen auf einen anderen Gradienten umgeschaltet werden. Es ist auch eine Kombination aus zeit- und drehzahlgesteuertem Ablauf möglich.

In Ausgestaltung der Erfindung wird bei der Bestimmung des gewünschten Verlaufs der Drehzahl der Welle eine mögliche änderung der Zieldrehzahl berücksichtigt. Die Zieldrehzahl kann sich beispielsweise ändern, wenn die Fahrbahn eine Steigung oder ein Gefälle aufweist oder wenn das Kraftfahrzeug mittels einer Betriebsbremse abgebremst wird. Der Verlauf der Fahrbahn kann beispielsweise aus einem Vergleich des Antriebsmoments mit der tatsächlichen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs oder aus einer digitalen Straßenkarte bestimmt werden.

Damit wird gewährleistet, dass bei einem Gangwechsel der Zielgang auch dann sicher eingelegt werden kann, wenn sich die Synchrondrehzahl durch eine änderung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ändert.

In Ausgestaltung der Erfindung wird die Kupplungsposition ausgehend von einer Startposition in Richtung geschlossene Position der Kupplung verändert, die Drehzahl der Welle beobachtet und bei einer signifikanten änderung der Drehzahl der gewünschte Verlauf der Drehzahl bestimmt. Das Verhalten einer Kupplung ist nicht immer reproduzierbar. Es treten langfristige und kurzfristige Schwankungen auf. Die Bestimmung des gewünschten Verlaufs der Drehzahl führt

insbesondere dann zum gewünschten Ergebnis, wenn die Kupplung eine Position erreicht hat, ab der ein weiteres Schließen der Kupplung eine signifikante änderung der Drehzahl der Welle bewirkt. Diese Position kann sehr sicher durch das beschriebene Vorgehen gefunden werden. Die Startposition wird insbesondere so gewählt, dass sich noch keine änderung der Drehzahl ergibt. Die signifikante änderung wird beispielsweise dann erkannt, wenn der Gradient der Drehzahl einen Schwellwert überschreitet oder die Abweichung der Drehzahl der Welle von der Drehzahl beim Anfahren der Startposition einen Schwellwert überschreitet.

Bei dem beschriebenen Zusammenhang zwischen der Kenngröße und der Kupplungsposition, kann die Kupplungsposition auch relativ zu der Kupplungsposition, bei der sich die signifikante änderung der Drehzahl ergibt, abgespeichert sein.

In Ausgestaltung der Erfindung wird der Verlauf der Drehzahl der Welle überwacht, geprüft, ob der Verlauf eine festgelegte Bedingung erfüllt und beim Erfüllen der Bedingung ein Offsetwert bestimmt, um welchen die während des Verfahrens bestimmten Sollwerte der Kupplungspositionen in Richtung geschlossene Position verschoben werden. Es kann beispielsweise geprüft werden, ob der Gradient der Drehzahl nach einer festgelegten Zeitspanne nach Einstellen der Startposition kleiner ist als ein Grenzwert, beispielsweise 0. In diesem Fall wird angenommen, dass die Startposition zu weit in Richtung offene Position der Kupplung gewählt wurde. Der Offset kann fest vorgegeben sein oder in Abhängigkeit von der Startposition, der änderungsgeschwindigkeit der Kupplungsposition, der gespeicherten Kontaktposition der Kupplung und/oder dem gespeicherten Zusammenhang zwischen der Kenngröße und der Kupplungsposition bestimmt werden.

Damit kann eine Startposition, die zu weit in Richtung offener Position der Kupplung gelegen ist, ausgeglichen werden. Es wird so auch in dem genannten Fall eine schnelle und sichere Einstellung der Drehzahl ermöglicht.

In Ausgestaltung der Erfindung wird ausgehend von einer aktuellen Drehzahl der Welle und einem aktuellen Drehzahlgradienten ein zukünftiger Verlauf der Drehzahl abgeschätzt. Anhand dieser Abschätzung wird geprüft, ob der Verlauf eine festgelegte Bedingung erfüllt. Es wird beispielsweise geprüft, ob der Gradient der Drehzahl eine Schwelle überschreitet oder ob die abgeschätzte Drehzahl innerhalb einer festgelegten Zeitspanne einen Bereich um die Zieldrehzahl erreicht. Bei einem positiven Ergebnis der Prüfung wird der Sollwert der Kupplungsposition so festgelegt, dass sich voraussichtlich ein Gradient der Drehzahl von 0 ergibt. Wie bereits ausgeführt, wird das Verfahren bei geöffnetem Antriebsstrang ausgeführt, so dass schon kleine Drehmomente ausreichen, um eine änderung der Drehzahl der Welle zu bewirken. Das Einstellen von kleinen Drehmomenten ist sehr schwierig, so dass es auch passieren kann, dass sich ein zu großer Gradient der Welle einstellt und sich damit die Gefahr ergibt, dass die Drehzahl der Welle den Bereich um die Zieldrehzahl zu schnell wieder verlässt. Sobald diese Gefahr erkannt wird, wird eine Kupplungsposition eingestellt, bei der sich voraussichtliche ein Drehzahlgradient von 0 einstellt. Die Kupplungsposition ist insbesondere in der Steuerungseinrichtung gespeichert und kann beispielsweise aus dem beschriebenen Zusammenhang zwischen der Kenngröße und der Kupplungsposition bestimmt werden.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen :

Fig. 1 ein unsynchronisiertes automatisiertes

Zahnräderwechselgetriebe,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 3 ein gewünschter Verlauf einer Drehzahl einer Welle des Zahnräderwechselgetriebes bei einem Gangwechsel und

Fig. 4 eine Kennlinie, in der ein Drehzahlgradient über einer Kupplungsposition aufgetragen ist .

Gemäß Fig.l verfügt ein unsynchronisiertes Zahnräderwechselgetriebe 10 über eine Eingangswelle 11, welche über eine automatisierte Kupplung 12 mit einer koaxial angeordneten Ausgangswelle 13 einer Antriebsmaschine 35 koppelbar ist. Die Kupplung 12 kann mittels einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung, welche von einer Steuerungseinrichtung 34 angesteuert wird, ein- und ausgerückt werden. Die Steuerungseinrichtung 34 kann also eine Position der Kupplung 12 einstellen. Ein Zahnrad 14 ist mit der Antriebswelle 11 verdrehfest verbunden und kämmt mit einem Zahnrad 15, welches mit einer, parallel zur Eingangswelle 11 angeordneten, Vorgelegewelle 16 verdrehfest verbunden ist. Auf der Vorgelegewelle 16 sind verdrehfest Festräder 17, 18, 19, 20 und 21 für den 6., 3., 4., 2. und 1. Gang angeordnet. Die Festräder 17, 18, 19, 20 und 21 kämmen

jeweils mit zugehörigen Losrädern 22, 23, 24, 25 und 26, welche drehbar auf einer koaxial zur Eingangswelle 11 angeordneten Getriebeausgangswelle 27 angeordnet sind. Das Losrad 22 kann mit einer Schiebemuffe 28, die Losräder 23 und 24 mit einer Schiebemuffe 29, das Losrad 25 mit einer Schiebemuffe 30 und das Losrad 26 mit einer Schiebemuffe 31 verdrehfest mit der Getriebeausgangswelle 27 verbunden werden. Die Schiebemuffen 28, 29, 30, 31 können dazu mittels einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung, welche ebenfalls von der Steuerungseinrichtung 34 angesteuert wird, auf der Getriebeausgangswelle 27 in gewissen Grenzen axial bewegt werden. Die Betätigungseinrichtung kann beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigbar sein.

Wenn beispielsweise der 4. Gang eingelegt ist, ist das Losrad 24 mittels der Schiebemuffe 29 verdrehfest mit der Getriebeausgangswelle 27 verbunden. Die Drehzahl und das Drehmoment der Antriebsmaschine 35 wird dann über die Ausgangswelle 13, die Kupplung 12, die Eingangswelle 11, die Zahnräder 14 und 15, die Vorgelegewelle 16, das Festrad 19, das Losrad 24 und die Schiebemuffe 29 auf die Getriebeausgangswelle 27 übertragen. Von der

Getriebeausgangswelle 27 wird die Drehzahl und das Drehmoment mittels einer nicht dargestellten Antriebswelle an ein nicht dargestelltes Achsgetriebe übertragen, welches in an sich bekannter Weise das Drehmoment in gleichen oder unterschiedlichen Anteilen über zwei nicht dargestellte Abtriebswellen an nicht dargestellte Antriebsräder überträgt.

Bei einem Gangwechsel des Zahnräderwechselgetriebes 10 muss die Synchronisierung des Zielgangs, also das Einstellen der Drehzahl der Vorgelegewelle 16 in einen Bereich um eine Zieldrehzahl in der Nähe der Synchrondrehzahl mittels der Antriebsmaschine 35 erfolgen. Das Zahnräderwechselgetriebe

kann auch über eine Getriebebremse verfügen, mittels welcher die Vorgelegewelle abgebremst werden kann.

In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Einstellung der Drehzahl der Vorgelegewelle dargestellt. Bei dem Ablauf wird davon ausgegangen, dass sich die auf die Drehzahl der Vorgelegewelle umgerechnete Drehzahl der Antriebsmaschine nicht in dem für das Einlegen des Zielgangs erforderlichen Bereich um die Zieldrehzahl befindet. In diesem Fall könnte die Kupplung so weit geschlossen werden, dass kein Schlupf an ihr auftritt. Die Drehzahl der Vorgelegewelle würde damit ohne weitere Maßnahmen in den Bereich um die Zieldrehzahl gebracht.

Das Verfahren startet im Block 40. Im Block 41 wird ein Startwert für die Kupplungsposition eingestellt. Der Startwert ergibt sich aus einer in der Steuerungseinrichtung gespeicherten Kupplungsposition für einen Kontaktpunkt der Kupplung und einer gespeicherten Abweichung vom Kontaktpunkt in Richtung geschlossener Stellung der Kupplung. Der Kontaktpunkt der Kupplung wird in einem anderen, hier nicht weiter beschriebenen Verfahren bestimmt. Der Startwert ist so festgelegt, dass sich noch keine änderung der Drehzahl der Vorgelegewelle ergibt .

Anschließend wird im Block 42 die Kupplung über eine Rampe langsam geschlossen. Dazu wird bei jedem Durchlaufen des Blocks 42 die Kupplung um ein festgelegtes Maß weiter geschlossen. Im darauf folgenden Abfrageblock 43 wird geprüft, ob ein Offset für die Kupplungsposition notwendig ist. Dazu wird geprüft, ob nach Ablauf einer festgelegten Zeitspanne der Gradient der Drehzahl der Vorgelegewelle kleiner als 0 ist. Ist das Ergebnis der Prüfung positiv, so wird ein Offset, berechnet, um den alle in dem aktuellen

Durchlauf des Verfahrens berechneten Sollwerte der Kupplungsposition in Richtung geschlossene Position verschoben werden. Der Offset berechnet sich aus dem Mittelwert der bisherigen Sollwerte der Kupplungsposition abzüglich der Kupplungsposition, die einen Gradienten der Drehzahl der Vorgelegewelle von 0 ergeben müsste. Die Kupplungsposition für einen Gradienten von 0 wird aus einer in der Steuerungseinrichtung gespeicherten Kennlinie, in der der erwartete Gradient der Vorgelegewelle über der Kupplungsposition relativ zur Kontaktposition aufgetragen ist, bestimmt. Auf diese Kennlinie wird weiter unten noch näher eingegangen.

Falls ein Offset notwendig ist, wird der Block 42 wiederholt. Falls kein Offset notwendig ist, wird das Verfahren im Abfrageblock 44 fortgesetzt.

Im Abfrageblock 44 wird geprüft, ob die Vorgelegewelle eine Reaktion auf das Schließen der Kupplung zeigt. Dazu wird in jedem Durchlauf des Abfrageblocks 44 geprüft, ob der Gradient der Drehzahl der Vorgelegewelle größer als ein Schwellwert ist. Ist die Prüfung negativ, so wird der Block 42 wiederholt .

Ist die Prüfung positiv, so wird das Verfahren im Block 45 fortgesetzt. Im Block 45 wird ausgehend von der aktuellen Drehzahl der Vorgelegewelle, der Zieldrehzahl und einer erwarteten änderung der Zieldrehzahl ein gewünschter Verlauf der Drehzahl der Vorgelegewelle festgelegt. Die Zieldrehzahl ist um einen kleinen Differenzwert kleiner als die Synchrondrehzahl des Zielgangs, welche sich aus der aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und der übersetzung des Zielgangs ergibt. Ausgehend von einer Information über eine Steigung oder ein Gefälle der Fahrbahn werden außerdem ein

zukünftiger Verlauf der Geschwindigkeit und damit eine änderung der Zieldrehzahl abgeschätzt.

In Fig. 3 ist ein gewünschter Verlauf der Drehzahl der Vorgelegewelle über der Zeit dargestellt. Die Zieldrehzahl 51 sinkt in dem dargestellten Beispiel leicht ab, da sich das Kraftfahrzeug in einer leichten Steigung befindet. Die gepunkteten Linien 52 kennzeichnen einen Bereich um die Zieldrehzahl 51, in den die Drehzahl der Vorgelegewelle gebracht werden soll . Der gewünschte Verlauf der Drehzahl der Vorgelegewelle ist als Linie 53 dargestellt. Der Drehzahlwert nθ zum Zeitpunkt tθ repräsentiert dabei den aktuellen Wert der Drehzahl. Der gewünschte Verlauf ist aus drei Abschnitten mit gleicher Dauer und jeweils konstantem Gradienten zusammengesetzt. Bei der Festlegung der Dauer der einzelnen Abschnitte wurde die Reaktionszeit der Kupplung und des Zahnräderwechselgetriebes berücksichtigt. Die Dauer beträgt beispielsweise zwischen 70 und 100 ms. Zur Bestimmung der einzelnen Gradienten wird zunächst der letzte Gradient bestimmt. Dazu wird der Gradient dn2 so festgelegt, dass der gewünschte Verlauf für das Durchfahren durch den Bereich um die Zieldrehzahl eine festgelegte Zeit benötigt. Dabei wird auch die änderung der Zieldrehzahl berücksichtigt.

Der Gradient des dritten Abschnitts dn2 berechnet sich nach folgender Formel dn2 = 2*n_Tol / t_syn + dn_ziel wobei n_Tol die Breite des Toleranzbereichs in eine Richtung, t_syn die Zeit für das Durchqueren des Bereichs und dn_ziel den Gradienten der Zieldrehzahl repräsentieren. Damit lässt sich eine Drehzahl n2 zum Beginn (t2) des dritten Abschnitts berechnen .

Der Gradient dnl des mittleren Abschnitts wird so festgelegt, dass er um einen festgelegten Wert, beispielsweise 1000 l/min/s größer ist als dn2. Damit lässt sich eine Drehzahl nl zum Beginn (tl) des mittleren Abschnitts berechnen. Abschließend wird der Gradient dnO des ersten Abschnitts so festgelegt, dass die gewünschte Drehzahl der Vorgelegewelle zum Zeitpunkt tl den Wert nl erreicht: dnO = (n_zielθ - nθ + (3*dn_ziel - dnl - dn2) * t_ab) /t_ab wobei n_zielθ die Zieldrehzahl zum Zeitpunkt tθ und t_ab die Dauer der einzelnen Abschnitte repräsentieren.

Damit sind die Sollgradienten der Drehzahl der Vorgelegewelle bestimmt, womit das Verfahren gemäß Fig. 2 im Block 46 fortgesetzt werden kann. Der Sollgradient beim ersten Durchlaufen des Blocks 46 entspricht dem Gradienten dnO des ersten Abschnitts aus Fig. 3.

In Block 46 wird ausgehend vom Sollgradient der Drehzahl der Vorgelegewelle aus einer in der Steuerungseinrichtung abgespeicherten Kennlinie ein Sollwert für die Kupplungsposition bestimmt. Ein Beispiel für eine derartige Kennlinie ist in Fig. 4 dargestellt. In der Kennlinie 54 ist der Sollgradient dn in [l/min/s] über der Abweichung der Kupplungsposition delta_KP vom Kontaktpunkt in [%] aufgetragen. Eine negative Abweichung bedeutet dabei eine Kupplungsposition, welche im Vergleich zum Kontaktpunkt in Richtung geschlossener Position verschoben ist. Die Kennlinie wird durch drei Punkte Pl, P2, P3 festgelegt, zwischen welchen linear interpoliert wird. Für delta_KP-Werte kleiner als der delta_KP-Wert von Pl oder größer P3 werden die jeweiligen dn-Werte beibehalten. Der aus der Kennlinie Sollwert der Kupplungsposition wird anschließend an der Kupplung eingestellt.

Im folgenden Abfrage-Block 47 wird geprüft, ob eine Gefahr besteht, dass der Verlauf der Drehzahl der Vorgelegewelle über die Zieldrehzahl überschwingt. Dazu wird ausgehend von der aktuellen Drehzahl der Vorgelegewelle unter der Annahme, dass der aktuelle Drehzahlgradient beibehalten wird, der Verlauf der Drehzahl vorausberechnet. Dabei wird geprüft, ob die Drehzahl innerhalb einer festlegbaren Zeitspanne, welche beispielsweise 20 - 50 ms betragen kann, den gewünschten Bereich um die Zieldrehzahl voraussichtlich erreichen wird. Fällt die Prüfung positiv aus, so wird in Block 48 ein Sollgradient von 0 festgelegt und der Sollwert für die Kupplungsposition entsprechend festgelegt..

Fällt die Prüfung negativ aus, so wird im Abfrageblock 49 geprüft, ob eine änderung des Sollgradienten der Drehzahl der Vorgelegewelle notwendig ist. Falls der Sollgradient momentan den Wert dnO hat, so wird geprüft, ob die aktuelle Drehzahl größer oder gleich nl; falls der Sollgradient momentan den Wert dnl hat, so wird geprüft, , ob die aktuelle Drehzahl größer oder gleich n2 ist. Falls die Prüfung positiv ausfällt, so wird im Block 50 ein neuer Soll-Gradient festgelegt. Der Sollgradient ändert sich also entweder von dnO nach dnl oder von dnl nach dn2.

Bei einem negativen Ergebnis er Prüfung im Abfrage-Block 49 oder nach Beendigung des Blocks 50 wird der Block 46 wiederholt .

Das Verfahren hat keinen Ende-Block, da es so lange ausgeführt wird, bis der Zielgang von einem anderen, hier nicht beschriebenen Verfahren eingelegt wird und das Verfahren gemäß der Fig. 2 abgebrochen wird. Ein Abbruch kann auch durch andere übergeordnete Verfahren abgebrochen werden.

Die Kennlinie gemäß Fig. 4, in welcher der Sollgradient dn über der Abweichung der Kupplungsposition delta_KP vom Kontaktpunkt aufgetragen ist, wird laufend an die tatsächlichen Gegebenheiten angepasst. Dazu wird der Gradient der Vorgelegewelle bestimmt, der sich bei einer eingestellten Kupplungsposition ergibt. Ein Beispiel für einen derartig erfassten Betriebspunkt ist in der Fig. 4 als „x" mit einem delta_KP-Wert delta_KP_akt und einem dn-Wert dn_akt dargestellt. Mit diesem dn-Wert von dn_akt wird der delta_KP- Wert delta_KP_KL bestimmt, der sich bei diesem dn-Wert aus der Kennlinie ergeben hätte. Anschließend wird die Differenz aus delta_KP_akt und delta_KP_KL gebildet und mit einem Faktor, welcher beispielsweise zwischen 0,05 und 0,3 liegen kann, multipliziert. Diese Multiplikation liefert als Ergebnis einen Wert, um welchen die zugehörigen Kennlinienpunkte (hier Pl und P2) umgekehrt proportional zu ihrem Abstand zu dn_akt in Richtung des erfassten Betriebspunkts verschoben werden. Die sich ergebenden Punkte Pl' und P2' sind ebenfalls in Fig. 4 dargestellt. Die gestrichelte Linie 55 zeigt die sich dann neu ergebende Kennlinie, die beim nächsten Durchlauf des Verfahrens verwendet wird.

Bei der Adaption der Kennlinie können die sich neu ergebenden Punkte Pl' und P2' direkt abgespeichert werden. Alternativ dazu können auch nur die Abweichungen der neuen Punkte von den ursprünglich gespeicherten Punkten abgespeichert werden.

Da das Verhalten der Kupplung auch von der Temperatur der Kupplung oder der Temperatur eines Getriebeöls abhängt, kann bei der Kennlinie auch noch ein temperaturabhängiger Offset berücksichtigt werden. Der Offset ist in einer Temperaturkennlinie über der Temperatur in der Steuerungseinrichtung gespeichert. Der Offset wird bei der

Bildung und Auswertung der Kennlinie zu den delta_KP-Werten der Stützpunkte Pl, P2 und P3 hinzuaddiert.

Das beschriebene Verfahren nutzt an mehreren Stellen die Kontaktposition der Kupplung. Diese Kontaktposition kann beispielsweise von einem weiteren Verfahren bestimmt werden. Neben der direkten Nutzung der Kontaktposition kann auch jeweils der bislang kleinste und größte Wert der Kontaktposition erfasst werden und als Grundlage für die beschriebenen Berechnungen der Mittelwert der beiden Werte herangezogen werden. Die beiden Extremwerte können ebenfalls adaptiert werden, indem beispielsweise bei jeder Initialisierung der Steuerungseinrichtung (beispielsweise bei jedem Einschalten der Zündung des Kraftfahrzeugs) der kleinste Wert um einen gespeicherten Wert, beispielsweise 0,2 %, erhöht und der größte Wert um den selben Betrag verkleinert wird.

Außerdem ist es möglich, als Kontaktposition für den aktuellen Durchlauf des Verfahrens die Kupplungsposition zu nutzen, bei der die Vorgelegewelle eine Reaktion auf das Schließen der Kupplung zeigt. Diese Kupplungsposition entspricht der Kupplungsposition beim übergang vom Abfrageblock 43 zum Abfrageblock 44.