Unter einer Kupplung im Sinne der Erfindung ist eine Anfahrkupplung zu verstehen. Hierunter fallen Kupplungen, die zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Automate- triebe angeordnet sind, Wandlerüberbrückungskupplungen als auch im Automatgetriebe angeordnete Kupplungen und Bremsen, die sowohl zum Anfahren als auch als Schaltkupplung verwen- det werden können.

Insbesondere betrifft die Erfindung nasslaufende An- fahrkupplungen, die im Automatgetriebe integriert sein kön- nen. Meistens sind solche Anfahrkupplungen jedoch als Bau- gruppe am Getriebeeingang angeordnet, beispielsweise auch als Anfahrelement in einem Automatgetriebe speziell in stu- fenlosen Getrieben (Continuously Variable Transmission) wird die nasse Anfahrkupplung auch als Baugruppe am Getrie- beabtrieb angeordnet.

Üblicherweise werden Kupplungen und Bremsen im Auto- matgetriebe oder im automatisierten Stufengetriebe elek- trohydraulisch betätigt, unabhcngig vom Einsatz des Schalt- elements als Gangwechselkupplung, Anfahrkupplug oder Wand- lerüberbrückungskupplung. Hierzu werden üblicherweise fahr- zeugspezifische, getriebespezifische und fahrzustandsabhän- gige Grö#en, wie beispielsweise Achs-und Gangübersetzun- gen, Motordrehmoment, Motordrehzahl, Fahrpedalstellung, oder ähnliche, in einem elektronischen Getriebesteuergerät verarbeitet und entsprechende kupplungsrelevante Ausgangs- signale, beispielsweise zur Drucksteuerung bzw. Druckrege- lung oder während eines Gangwechsels oder zur Drehzahlrege- lung während eines Schlupfbetriebs, an ein hydraulisches Steuergerät übermittelt und dort mittels Aktuatoren und Hydraulikventil in hydraulische Steuerdrücke für die ent- sprechende Kupplung umgesetzt.

Ein Verfahren zum Steuern einer Anfahrkupplung ist unter anderem aus der DE 44 09 122 Al bekannt. Die Anfahr- steuerung besteht hierbei aus zwei Phasen ; in einer ersten Phase wird die Eingangsdrehzahl der Kupplung auf eine Solldrehzahl hingeführt, wobei die Solldrehzahl aus der Leistungsvorgabe des Fahrers und einer Fahraktivität fest- gelegt wird. In der zweiten Phase wird die Differenz der Eingangs-zur Ausgangsdrehzahl der Kupplung nach einem Sollwertverlauf auf Null reduziert.

Aus der DE 39 37 976 AI ist ein Verfahren zur Regelung einer Kupplung bekannt, die zur Schwingungsentkopplung dient. Der Schlupf in der Kupplung wird hierbei in zbhcn-

gigkeit einer am Getriebeausgang ermittelten Drehungleich- förmigkeit verändert.

Aus der EP 0 214 989 B2 wiederum ist bekannt, eine im Automatgetriebe integrierte Kupplung als Anfahrelement zu verwenden.

Die bislang unveröffentlichte DE 198 40 573 der Anmel- derin beschreibt ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem stufenlosen Automatgetriebe four sein Kraftfahrzeug, wonach die Kupplung während zwei Fahrzustän- den mittels eines ersten Regelkreises gesteuert und gere- gelt wird ; die Regelgröße entspricht hierbei dem Istwert einer Differenzdrehzahl der Kupplung. Der erste Zustand entspricht einem Anfahrvorgang und der zweite Zustand ent- spricht dem Fahren mit variable Übersetzung.

Aus der ebenfalls noch unveröffentlichten DE 198 40 572 der Anmelderin ist ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem automatisierten Stufengetriebe mit Zug- kraftunterbrechung, bzw. in einem automatisierten last- schaltbaren Stufengetriebe bekannt. Dabei wird während drei Fahrzuständen mittels eines ersten Regelkreise gesteuert, bzw. geregelt ; die Regelgröße entspricht dem Istwert einer Differenzdrehzahl der Kupplung. Der erste Zustand ent- spricht einem Anfahrvorgang, der zweite Zustand entspricht dem Fahren mit konstanter Übersetzung und der dritte Zu- stand liegt dann vor, wenn eine Lastschaltung, bzw. eine Verstellung der Übersetzung von einer ersten in eine zweite Ubersetzungssstufe des Automatgetriebes initiiert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik, ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem automatisierten Stufengetriebe für ein Kraftfahrzeug sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Steu- ern und Regeln der Kupplung anzugeben und diese im Hinblick auf die Mehrfachnutzung einer einzigen Kupplung, insbeson- dere bezüglich verbesserter Regelqualität und Regeldynamik, in Verbindung mit einem automatisierten Stufengetriebe wei- terzuentwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegen- stande der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere orteil- hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran- sprüchen beschrieben.

Die Erfindung besteht vorteilhafterweise darin, daß zur Steuerung und Regelung der Kupplung während eines er- sten Fahrzustands der erste Regelkreis verwendet wird ; die Regelgröße entspricht dem Istwert der Motordrehzahl nMOTIST, welche der Eingangsdrehzahl der Kupplung ent- spricht. Während des zweiten Fahrzustands wird ein zweiter Regelkreis verwendet, dessen Regelgröße dem Istwert der Differenzdrehzahl der Kupplung dnK_IST äquivalent ist, und schließlich wird während des dritten Fahrzustands die Kupp- lung mit einem gesteuerten, von verschiedenen Einflu#grö#en abhängigen Druckwert beaufschlagt. Die drei Fahrzustände entsprechen hierbei einem Anfahrvorgang unterhalb einer Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit im Zugbetrieb als erstem Zu- stand, dem Fahren jenseits des Anfahrvorganas oberhalb ei- ner Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit mit einem positiven oder

negativen Moment im Zug-bzw. Schubbetrieb als zweitem Zu- stand sowie dem Fahren unterhalb einer Fahrzeuggrenzge- schwindigkeit mit negativem Moment am Abtrieb im Schubbe- trieb während-des dritten Zustands, wobei sich der Anfahr- vorgang von den anderen Fahrzuständen dadurch unterschei- det, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner einem Grenz- wert ist und der Fahrzeugmotor unterhalb dieser Grenzge- schwindigkeit abgewürgt werden kann.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaf- terweise eine bessere Reaktion der Getriebesteuerung auf Lastwechsel erreicht, insbesondere beim Gaswegnehmen in dem dritten Zustand, da hier der Druckwert der Kupplung nur gesteuert und nicht geregelt ist.

Ferner wird die Kupplungsdifferenzdrehzahl nicht bis zu einem Wert Null nachgeführt, so daß hierdurch orteil- hafterweise eine Schwingungsentkopplung zwischen dem Motor und dem Getriebe erreicht wird.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschla- gen, das Druckniveau pAK der Kupplung im ersten und im zweiten Zustand aus der Summe aus einem Offsetwert pAKOFF und einem Summenwert pSUM zu berechnen. Der Summenwert pSUM wird maßgeblich aus der Bilanz von dem gesteuerten Mo- ment MK (ST) der Kupplung, dem geregelten Summenmo- ment MK (RE) der Kupplung und entkoppeltem Lastschaltmo- ment MLSENT bestimmt.

Das gesteuerte Moment MK (ST) wird maßgeblich aus dem dynamischen Moment der Kupplung MDYNK und dem Motormo- ment MMOT bestimmt.

Das geregelte Summenmoment MK (RE) @ der Kupplung wird aus dem dynamischen Motormoment MDYNMOT und einem geregel- ten Moment MK (RE) bestimmt.

Das geregelte Moment MK (RE) im ersten Fahrzusland wird maßgeblich aus dem Soll-/Ist-Vergleich einer der Motordreh- zahl n MOT aquivalenten Größe und einer Leistungsvorga- be DKI eines Fahrers mittels eines Reglers bestimmt.

Die gangabhängige Solldifferenzdrehzahl dn_SW (i) für einen Anfahrgang des automatisierten Stufengetriebes wird im zweiten Fahrzustand über ein Kennfeld KF (i) bestimmt.

Dieses Kennfeld stellt dabei eine Zuordnung von Leistungs- vorgabe des Fahrers DKI und Abtriebsdrehzahl nAB der Kupp- lung dar.

Während einer zugkraftunterbrochenen Schaltung des automatisierten Stufengetriebes erfolgt vorteilhafterweise eine Umschaltung von einem gangabhängigen Kennfeld KF (il) auf ein Kennfeld KF (i2).

Das geregelte Moment im zweiten Fahrzustand MK (RE) wird maßgeblich aus dem Soll-/Ist-Vergleich der Drehzahl- differenz dnKSW, dnKIST der Kupplung und einer Leistungs- vorgabe DKI eines Fahrers mittels eines Reglers bestimmt.

Vorteilhafterweise beinhaltet der Regler einen be- grenzten Integrator, wobei dem Integrator als Eingangsgrö- ßen die Regelabweichung aus dem Soll-/Ist-Vergleich der Drehzahldifferenz dnKSW, dnKIST der Kupplung, die Ver- stellgeschwindigkeit der Leistungsvorgabe DKI und dem Ver- hältnis Ist-zu Sollwert der Differenzdreh- zahl dnK-IST/dnK-SW der Kupplung zugeführt wird.

Vorteilhafterweise wird bei einem Übergang von dem er- sten oder dritten Fahrzustand in den zweiten Fahrzustand der Sollwert der Differenzdrehzahl dnKSW über ein Filter, insbesondere ein dynamisches Verzögerungsglied geleitet, wobei als Anfangswert des Verzögerungsglieds der aktuelle Istwert der Differenzdrehzahl dnKIST gesetzt wird.

Auch hier erfolgt die Umschaltung zwischen den gangab- hängigen Kennfeldern während der zugkraftunterbrochenen Schaltung.

Die Kennfelder sind hierbei derart gestaltet, daß sich bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit v kleiner einem Grenzwert GW eine erhöhte Differenzdrehzahl dn SW (i) der Kupplung ergibt. Hierdurch wird ein aktiver Abwürgeschutz für Nicht- anfahrgänge, also z. B. dem vierten oder fünften Gang des automatisierten Stufengetriebes, erzielt.

Vorteilhafterweise wird auch im zweiten Fahrzustand bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit v kleiner einem Grenzwert GW eine erhöhte Differenzdrehzahl dn SW (i) der Kupplung als Abwürgeschutz berechnet. Dabei ist die erhöhte Differenz- drehzahl dn SW (i) größer eingestellt als die Differenz aus

der minimalsten Drehzahl der Brennkraftmaschine n_MOT_MIN und der Abtriebsdrehzahl der Kupplung nAB.

Im dritten Fahrzustand ergibt sich das Druckniveau pAK der Kupplung aus einem Druckwert, welcher von einer oder mehreren der folgenden Größen abhängig ist : Drosselklappen- stellung, Bremsbetätigung, Bremsdruck, Motormoment, Last- schaltung oder ähnliches und wobei der Druckwert eine ge- steuerte Größe ist.

Vorteilhafterweise wird auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Steuern und Regeln einer Kupplung in einem automatisierten Stufengetriebe für ein Kraftfahrzeug angegeben. Hierzu sind ein elektronisches Steuergerät mit einem ersten und einem zweiten Regelkreis vorgesehen, wobei die Regelgröße des ersten Regelkreises dem Istwert der Motordrehzahl und die Regelgröße des zwei- ten Regelkreises dem Istwert einer Differenzdrehzahl der Kupplung äquivalent ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand des in den Zeich- nungen dargestellten Ausführungsbeispiels für eine zugkraf- tunterbrochene Schaltung erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine Ubersicht des ersten Regelkreises ; Fig. 2 Funktionsblock Sollwert-Vorgabe ; Fig. 3 Funktionsblock Regler ; Fig. 4 Kennfeld für Nicht-Anfahrgänge.

Fig. 1 zeigt den ersten Regelkreis 3 zur Steuerung und Regelung der Kupplung 2. Unter Kupplung 2 im Sinne der Er- findung ist eine Anfahrkupplung zu verstehen. Diese kann dem automatisierten Stufengetriebe 1 vorgeschaltet sein oder der Wandlerüberbrückungskupplung oder einer im Getrie- be integrierten Kupplung entsprechen. Dem ersten Regelkreis 3, 4 werden Eingangsgrößen 17 zugeführt. Eingangsgrößen 17 sind : das Signal der Leistungsvorgabe durch einen Fahrer, z. B. Drosselklappeninformation DKI bzw. deren Gradient, das Moment einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, welches das automatisierte Stufengetriebe 1 antreibt und die Ein-/Ausgangsdrehzahl der Kupplung 2. Der Regelkreis 3 besteLt aus den Blöcken : Sollwert-Vorgabe 5, Regler 6, Ab- solutwert 9 und Konstante 10. Die Sollwert-Vorgabe 5 lie- fert als Ausgangsgrößen den Regler-Sollwert und das gesteu- erte Moment MK (ST) der Kupplung 2 sowie das dynamische Mo- tormoment MDYNMOT. Die innere Struktur der Sollwert- Vorgabe 5 wird in Verbindung mit der Fig. 2 erklärt. Am Regler 6 liegen die Eingangsgrößen 17, der Reglersollwert sowie der Istwert an. Im ersten Zustand entspricht der Reg- ler-Sollwert der Motor-Solldrehzahl n MOT SW und der Ist- wert entspricht der Motor-Istdrehzahl n_MOT_IST. Im zweiten Zustand entspricht der Regler-Sollwert der Soll- Differenzdrehzahl an der Kupplung 2 dnKSW und der Istwert entspricht der Ist-Differenzdrehzahl an der Kupplung 2 dnK-IST. Die innere Struktur des Reglers 6 wird in Verbin- dung mit der Fig. 3 erklärt. Ausgangsgröße des Reglers 6 ist das geregelte Moment MK (RE) der Kupplung 2. Aus dem geregelten Moment MK (RE) der Kupplung 2 und dem dynamischen Motormcment MDYNMOT ergibt sich das geregelte Slzzenmome.

MK (RE)', Summationspunkt A. Diese wird am Punkt B mit dem aus der Sollwert-Vorgabe 5 stammenden gesteuerten Moment MK (ST) der Kupplung 2 summiert. Von dieser Summe wird mit- tels des Funktionsblocks 9 der Absolutwert gebildet und das Ergebnis mit einer Konstanten gewichtet, Funktionsblock 10.

Ausgangsgröße ist ein summierter Druck pSUM. Diesem sum- mierten Druck pSUM wird am Summationspunkt C ein Druck- Offset pAKOFF überlagert. Das sich hieraus ergebende Druckniveau pAK ist das auf die Kupplung 2 wirkende Druck- niveau.

In Fig. 2 ist die innere Struktur der Sollwert-Vor- gabe 5 dargestellt. Dieser werden die Eingangsgrößen 17 zugeführt. Im Funktionsblock 18, Sollwert-Management, wird aus den Eingangsgrößen Drehzahl der Brennkraftmaschine, Drosselklappeninformation DKI und Moment der Brennkraftma- schine ein Roh-Sollwert der Differenzdrehzahl der Kupp- lung 2 bestimmt. Dieser Wert wird sodann im Filter 19, üb- licherweise als PT1-Glied mit Gradienten-Begrenzung ausge- führt, gefiltert. Eine Ausgangsgröße des Filters 19 ist der Sollwert dnk SW der Differenzdrehzahl der Kupplung 2. Die- ser Sollwert wird am Ausgang der Sollwert-Vorgabe 5 bereit- gestellt. Eine weitere Ausgangsgröße des Filters 19 wird im Funktionsblock 20 mit dem Motorträgheitsmoment Theta-MOT und einem Faktor, Bezugszeichen 23A, verknüpft. Ausgangs- größe ist sodann das dynamische Moment der Brennkraftma- schine MDYNMOT. Aus der Eingangsgröße Abtriebsdrehzahl der Kupplung nAB wird mittels des Funktionsblocks 21 der Win- kelgeschwindigkeitsgradient dOmega/dt ermittelt. Das Ergeb- nis wird im Funktionsblock 22 mit dem Motorträgheitsmo- ment Theta-MOT und der aktuellen Übersetzung des automati-

sierten Stufengetriebes i multipliziert. Ausgangsgröße ist das dynamische Moment MDYNK an der Kupplung 2. Hierbei gilt folgende Beziehung in der Gradient-Einstellphase : MDYNK = Theta-MOT. il. dOmega/dt Am Summationspunkt E wird sodann dieses dynami- sche Moment der Kupplung 2 mit dem von der Brennkraftma- schine abgegebenen Moment MMOT verknüpft. Das Ergebnis wird am Summationspunkt F zu dem zuvor berechneten dynamischen Moment der Brennkraftmaschine MDYNMOT addiert. Das Ergeb- nis wird im Funktionsblock 23 mit einem abstimmbaren Faktor gewichtet, dessen Ausgangsgröße das gesteuerte Mo- ment MK (ST) der Kupplung 2 ist.

In Fig. 3 ist die innere Struktur des Reglers 6 darge- stellt. Diesem werden die Eingangsgrößen 17 sowie der Soll- wert dr_K SW und der Istwert dnK IST der Differenzdrehzahl der Kupplung 2 zugeführt. Aus dem Istwert dnK-IST wird im Funktionsblock 24 der Absolutwert gebildet. Dieser Absolut- wert ist sodann die Eingangsgröße für den Teiler 27 bzw. den Summationspunkt G. Auf den Teiler 27 ist als zweite Eingangsgröße der Sollwert dnKSW der Differenzdrehzahl der Kupplung 2 geführt. Der Quotient ist auf den Funktions- block 28, Kennlinie dynamisches. Absenken, geführt. Über diese Kennlinie wird bei sehr kleinen Schlupfwerten, z. B. kleiner 10 Umdrehungen, der Eingangswert des Intergrierers, Bezugszeichen 31, künstlich vergrößert. Hierdurch wird eine zusätzliche rampenförmige Druckreduzierung erzielt. Der

Einsatzpunkt ergibt sich aus dem Verhältnis von Ist-zu Sollwert der Drehzahldifferenz der Kupplung 2.

Die Eingangsgröße Drosselklappeninformation DKI ist das Eingangssignal für ein dTl-Glied, Bezugszeichen 29. Das Ausgangssignal dieses Filters ist sodann das Eingangssigna für die Kennlinie"schnell Offnen", Bezugszeichen 30. Über diese Kennlinie wird in Abhängigkeit der Leistungswunsch des Fahrers bzw. dessen Gradient bei schneller Gasrücknahme der Eingangswert des Integrierers 31 künstlich vergrößert.

Hieraus ergibt sich eine zusätzliche rampenförmige Druckre- duzierung. Die Druckreduzierung ist über die Kennlinie ver- änderbar.

Am Summationspunkt G wird der Sollwert dnK SW mit dem im Funktionsblock 24 gebildeten Absolutwert des Istwertes der Differenzdrehzahl Kupplung 2 summiert. Das Ergebnis wird sodann parallel zum einen über einen Funktionsblock P- Anteil, Bezugszeichen 25, und zum zweiten über einen I- Anteil, Bezugszeichen 26, geführt. Die Ausgangsgröße desF- Anteils, Bezugszeichen 25, wirkt auf den Summationspunkt H.

Die Ausgangsgröße des Funktionsblockes 26 wirkt auf den begrenzten Integrierer, Bezugszeichen 31. Der Ausgangswert des begrenzten Integrierers 31 wird am Summationspunkt H mit dem Proportional-Anteil aus dem Funktionsblock 25 ver- knüpft und auf den Funktionsblock 32, Wirkfaktor, geführt.

Über den Wirkfaktor wird bestimmt, in welche Richtung das aktuelle Regelmoment wirken soll. Dies ist zur Bestimmung des entkoppelnden Moments MK ENT notwendig.

In Fig. 4 ist ein gangabhängiges Kennfeld KF (i) darge- stellt. Über dieses Kennfeld KF (i) wird die Differenzdreh- zahl dn SW (i) ; also z. B. der fünfte Gang, des automati- sierten Stufengetriebes bestimmt. Das Kennfeld enthält ei- nen durch die beiden Begrenzunaskennlinien Fl und F2 defi- nierten Bereich. Die Begrenzungslinie F2 entspricht 0 % und die Begrenzungslinie Fl entspricht 100 % Drosselklappenin- formation DKI. Auf der Begrenzungslinie F1 ist ein Punkt C eingezeichnet. Diese Drehzahlüberhöhung, Wert n (c), be- wirkt, daß die Kupplung im schlupfenden Zustand gehalten wird, so daß eine aktive Schwingungsentkopplung erzielt wird. Innerhalb des Kennfelds ist ein schraffiert gezeich- neter Bereich dargestellt. Dieser Bereich dient dem Abwür- geschutz, d. h., bei kleinen Abtriebsdrehzahlen nAB der Kupplung 2 wird diese mit einem definierten Sollwert der Differenzdrehzahl beaufschlagt.

Der Abwürgeschutz kann auch gemaß folgender Beziehung be- rechnet werden : dnK_SW (i) > NMOTMIN-nAB, mit NMOT MIN : minimalste Drehzahl der Brennkraft- machine nAB : Abtriebsdrehzahl der Kupplung 2.

Bezugszeichen 1 automatisiertes Stufenaetriebe 2 Kupplung 3 erster Regelkreis 4 zweiter Regelkreis 5 Sollwert-Voraabe 6 Regler 9 Absolutwert 10 Konstante 17 Eingangsgrößen 18 Sollwert-Management 19 Filter 20 Trägkeitsmoment 21 Berechnungsblock dOmega/dt 22 Berechnungsblock 23, 23A Faktor 24 Absolutwert 25 P-Anteil 26 I-Anteil 27 Teiler 28 Kennlinie dynamisches Absenken <BR> 29 dTl-Glied<BR> 30 Kennlinie"schnell Öffnen" 31 begrenzter Intergrierer 32 Wirkfaktor n_EIN Eingangsdrehzahl Kupplung n-. A-B Abtriebsdrehzahl Kupplung n MOT Motordrehzahl

nMOTISTIstwert Motordrehzahl nMOTSWgangabhängige Solldrehzahl nMOTMINMinimaldrehzahl Brennkraftmaschine dn_SW (i) gangabhängige Differenzdrehzahl Kupplung dnKSWSollwert Differenzdrehzahl Kupplung dnkISTIstwert Differenzdrehzahl Kupplung MK (ST) gesteuertes Moment Kupplung MK (RE) geregeltes Summenmoment MKENTentkoppelndes Moment Kupplung pAK_OFF Druckoffset Anfahrkupplng pSUM summmierter Druck pAK Druckniveau Kupplung MDYNKdynamisches Moment Kupplung MMOT Motormoment MDYN MOT dynamisches Motormoment DKI Drosselklappeninformation = Laststellung <BR> <BR> <BR> <BR> dnLSSWSollwert-Offset<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> il erste Übersetzungsstufe<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> i2 zweite Übersetzungsstufe KF (i) Kennfeld V Fahreuggeschwindigkeit GW Grenzwert Fahrzeuggeschwindigkeit CVT Continuously Variable Transmission