Solche automatische Kupplungen bzw. Servokupplungen sind beispielsweise bekannt aus"Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, Auflage, 1991, Seiten 538 und 539.

Servokupplungen bieten in Verbindung mit elektronischen Steuergeräten entweder einen automatisierten Anfahrvorgang oder, zusammen mit servobetätigten Schaltgetrieben, ein vollautomatisches Getriebe. Bei solchen Servokupplungen wird das Öffnen und Schließen der Kupplung im allgemeinen durch einen Servoantrieb getätigt. Die Ansteuerung dieses Servoantriebs sollte dabei ein gewünschtes Kupplungsmoment realisieren. Hierzu muß aber der Zusammenhang zwischen der Verstellung des Servomotors und dem von der Kupplung zu übertragenden Kupplungsmoment bekannt sein. Bei solchen Fahrzeugen mit elektronischem Kupplungsmanagement muß also ständig die gesamte Kennlinie, die den Zusammenhang zwischen der Kupplungsposition und dem übertragbaren Moment der Kupplung beschreibt, adaptiert werden. Dies wird, wie beispielsweise in der DE Anmeldung 19540921.3 beschrieben, in den Bereichen mittlerer bis hin zu starken Momenten dadurch gut erledigt, daß im normalen Fahrbetrieb die

Kupplung langsam so weit geöffnet wird, bis sich zwischen der Kupplungseingangsdrehzahl und der Kupplungsausgangsdrehzahl eine meßbare Drehzahldifferenz ergibt. Das bei Auftreten der Drehzahldifferenz vom Motor gemeldete Motorausgangsmoment ist das zu dieser Position der Kupplung gehörende übertragbare Kupplungsmoment.

Mit solchen Verfahren läßt sich die Kupplungskennlinie in weiten Bereichen gut adaptieren. Schwierig anzuwenden ist dieses Verfahren aber bei sehr geringen Momenten. Die Kupplungskennlinie ist bei niedrigen Momenten sehr flach, und die Momentenangaben des Motors sind recht ungenau. Der Punkt, an dem die Kupplung anfängt ein Moment zu übertragen (auch als Druckpunkt bezeichnet), ist sowohl für das Anfahren als auch für Schaltvorgänge im Getriebe, die bei teilweise geschlossener Kupplung ablaufen sollen, von großem Interesse. Wenn die Kupplung zur Unterstützung der Synchronisation der Gänge mit benutzt werden soll, ist die genaue Kenntnis der Kupplungskennlinie im niedrigen Momentenbereich von großem Nutzen.

Aus der DE, A1, 40 11 850 ist zur Adaption der Kupplung bekannt, bei Fahrzeugstillstand und eingelegtem Getriebegang die Kupplung etwas zu schließen, bis sich das Moment oder die Drehzahl des Motors ändert. Weiterhin wird vorgeschlagen, bei Fahrzeugstillstand und nicht eingelegtem Getriebegang die Kupplung etwas zu schließen bis es zu einer bestimmten Änderung der Motordrehzahl kommt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der genauen und einfachen Adaption eines Servokupplungssystems.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung Wie erwähnt, geht die Erfindung aus von einem System zur Steuerung einer im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeug angeordneten Servokupplung. In dem Antriebsstrang sind weiterhin ein Fahrzeugmotor mit einer einstellbaren Ausgangsleistung und ein Getriebe mit wenigstens einer einlegbaren Gangstufe angeordnet. Bei der Servokupplung geschieht das Öffnen und Schließen der Kupplung mittels eines Ein-und Ausrückens eines von einer Steuereinheit gesteuerten Stellgliedes. Die Ausgangsleistung des Fahrzeugmotor wird durch Betriebsparameter des Fahrzeugmotors eingestellt. Bei Vorliegen vorgebbarer Betriebsbedingungen wird eine willkürliche Ansteuerung des Stellgliedes getätigt. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen die Betriebsparameter des Fahrzeugmotors derart eingestellt werden, daß die Ausgangsleistung des Fahrzeugmotors im wesentlichen konstant ist.

Wie im folgenden Ausführungsbeispiel noch genauer beschrieben wird, basiert die Erfindung darauf, daß bei bestimmten Betriebsbedingungen des Fahrzeugmotors und konstantgehaltener Motorausgangsleistung das Kupplungsmoment relativ einfach zu bestimmen ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise lassen sich die Kupplungsmomente im unteren Momentenbereich mit großer Genauigkeit bestimmen. Damit liegen in diesem Bereich gute Adaptionswerte für die Kupplungskennlinie vor, die für alle Aufgaben einer

automatisierten Kupplung genutzt werden können und den Komfort eines elektronischen Kupplungsmanagement verbessern.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Betriebsbedingungen der Zustand vorgegeben wird, in dem das Fahrzeug im wesentlichen die Fahrzeuggeschwindigkeit Null (Stillstand) aufweist.

Darüber hinaus kann als Fahrzeugmotor insbesondere eine Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Als Betriebsparameter der Brennkraftmaschine kann dann der Drosselklappenöffnungswinkel, die Zündungseinstellung, die dem Fahrzeugmotor zugeführte Kraftstoffmenge und/oder die Regelung der Kraftstoff/Luft-Gemischzusammensetzung (X- Regelung) eingestellt werden. Hierbei ist insbesondere vorgesehen ist, daß bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen die Betriebsparameter des Fahrzeugmotors im wesentlichen konstant gehalten werden. Damit wird eine wesentliche Voraussetzung für eine konstante Ausgangsleistung des Motors erfüllt.

Weiterhin wird insbesondere bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen eine vorgegebene Gangstufe (keine Neutralstellung) eingelegt.

Liegt die vorgebbare Betriebsbedingung vor, so kann das von der Steuereinheit gesteuerte Stellglied derart beaufschlagt werden, daß die Servokupplung in vorgebbarer Weise ausgerückt bzw. geschlossen wird. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß das Ausrücken stetig mit einer vorgegebener Geschwindigkeit getätigt wird oder bei vorgebbaren Werten unterbrochen wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird während des Ausrückens und/oder nach dem Ausrücken der Servokupplung die momentane Drehzahl des Fahrzeugmotors erfaßt und abhängig von der erfaßten Drehzahl das momentan von der Servokupplung übertragene Kupplungsmoment bestimmt.

Um störende Verlustleistungen durch Nebenaggregate (z. B.

Lenksystem, Klimaanlage und/oder Stromgenerator) auszuschließen, werden während des Ausrückens der Servokupplung die Nebenaggregate derart angesteuert werden, daß die Nebenaggregate von dem Fahrzeugmotor durch ein definiertes Moment angetrieben werden. Hierbei ist insbesondere eine Abschaltung wenigstens einzelner Nebenaggregate vorgesehen.

Das erfindungsgemäß bestimmte Kupplungsmoment wird zur Adaption der Servokupplung herangezogen.

Insbesondere ist vorgesehen, daß die willkürliche Ansteuerung des Stellgliedes dann abgebrochen wird, wenn -ein Vortriebswunsch des Fahrers des Fahrzeugs erfaßt wird, -das Fahrzeug sich bewegt und/oder -die Drehzahl (nM) des Fahrzeugmotors einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet.

Weiterhin kann bei Vorliegen der vorgebbaren Betriebsbedingungen die Fahrzeugbremse und/oder eine mechanischen Verriegelung des Getriebes aktiviert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in Unteranspüchen zu entnehmen.

Zeichnung Die Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau des erfindungsgemäßen Systems Ausführungsbeispiel Anhand der im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele soll die Erfindung verdeutlicht werden.

Die Figur 1 zeigt mit dem Bezugszeichen 10 einen Fahrzeugmotor, dessen Ausgangswelle mit der Schwungscheibe 1101 der Servokupplung 11 verbunden ist. Abtriebsseitig führt die Servokupplung 11 zu dem Getriebe 12. Der Motor weist das Motormoment MM und die Motorleistung PM auf. Der Steuereinheit 13 wird die Motordrehzahl nM und das Motormoment MM zugeführt. Der Steuereinheit 13 wird unter anderem der durch den Wegsensor 1106 erfaßte aktuelle Einrückweg S zugeleitet. Dem Steuergerät 13 kann darüber hinaus noch die durch den Sensor 1107 erfaßte Abtriebsdrehzahl nab der Kupplung zugeführt werden. Abhängig von diesen Eingangssignalen steuert die Steuereinheit 13 den Servomotor 1105 mittels des Signals St zur Verstellung der Kupplung an.

Das Motormoment MM kann dabei der Steuereinheit 13 von der Motorsteuereinheit 101 zugeführt werden, was aber bzgl. der vorliegenden Erfindung keine Rolle spielt. Wesentlicher für die Erfindung ist, daß die Steuereinheit 13 der Motorsteuereinheit 101 einen Befehl PM c zur Konstanthaltung der Motorausgangsleistung zuführen kann.

Ein Drehzahlsensor 102 liefert die Motordrehzahl nM, wobei dieses Signal im allgemeinen, ebenso wie das Motormoment MM, im Motorsteuergerät 101 vorliegt und von dort der Steuereinheit 13 zugeführt werden kann.

Die Kupplung an sich ist in bekannter Weise mit einer Schwungscheibe 1101, einer Kupplungsscheibe 1110, einer Druckplatte 1111, einem Federelement (Tellerfeder) 1102 und dem Ausrücklager 1112 ausgestattet. Das Drehmoment, das von der Kupplung im schleifenden Betrieb übertragen wird, das Kupplungsmoment Mkup, ist unter anderem durch die Vorspannung der Tellerfeder 1102 gegeben. Die Vorspannung der Tellerfeder 1102 ist wiederum abhängig vom Einrückweg S des Kupplungsgestänges, das in diesem Ausführungsbeispiel als Zahnstange 1104 ausgebildet ist. Die Zahnstange 1104 wird durch die Ausgangswelle des Stellmotors 1105 betätigt.

Im Normalbetrieb der Kupplung wird der Weg S, also der Einrückweg, über einen Regelkreis abhängig von einem Sollwert Ssoll angeregelt. Damit läßt sich über den Sollwert Ssoll das Kupplungsmoment steuern.

Während in der Figur 1 der Einrückweg S als Stellgröße der Servokupplung dargestellt ist, kann selbstverständlich auch der Drehwinkel des Stellmotors 1105 oder die Kraft auf die Tellerfeder 1102 als Stellgröße dienen. Bei einem zwischen Kupplung und Steller zwischengeschalteten Hydraulikkreis kann als Stellgröße der Druck im Hydrauliksystem verwendet werden. Die Größe S stellt daher ganz allgemein die Stellgröße für das Kupplungsmoment im schleifenden Zustand dar. In einem besonders einfachen System kann als Stellmotor beispielsweise ein Schrittmotor verwendet werden. Die Anzahl

der Impulse, mit denen der Schrittmotor beaufschlagt wird, ist dann ein Maß für dessen relativen Drehwinkel. Auf diese Weise kann auf eine aufwendige Erfassung des aktuellen Einrückweges Sist durch das Wegpotentiometer 1106 verzichtet werden. Wird auf das Wegpotentiometer 1106 verzichtet, so wird muß allerdings bei jedem Ausrückvorgang (Schließen der Kupplung) die Zahnstange zur Kalibrierung bis zu einem bestimmten mechanischen Anschlag zurückgefahren werden.

Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist, daß der Zusammenhang (Kennlinie) zwischen dem Einrückweg S und dem durch die Kupplung zu übertragenden Kupplungsmoment an die momentane Situation adaptiert wird. Im folgenden wird die Erfindung zunächst für einen Ottomotor beschrieben.

Bei der im folgenden zu beschreibenden Vorgehensweise wird am Motor 10 durch das Signal Signal PM c eine konstante Leistung PM eingestellt und die Lastsituation konstant gehalten. Bei dieser Methode lassen sich kleine aber auch etwas größere Punkte der Kupplungskennlinie (Weg S gegen übertragenes Kupplungsmoment Mkup) finden.

Steht das Fahrzeugs still, das heißt ist die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit im wesentlichen gleich Null, so wird die erfindungsgemäße Adaption durchgeführt. Die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit kann durch Raddrehzahlsesnoren erfaßt werden. Das Getriebe ist dabei im allgemeinen in Neutralstellung. Die Leerlaufdrehzahl des Motors wird dabei im allgemeinen durch die Motorsteuereinheit auf einen bestimmten Wert (Leerlaufdrehzahl) geregelt.

In einem ersten Schritt wird (bei geöffneter Kupplung) ein Getriebegang (nicht der Neutralgang) eingelegt. In der Motorsteuereinheit 101 wird dann durch das Signal PM c für kurze Zeit die Leerlaufdrehzahlregelung"eingefroren", d. h., daß die letzte Momentenforderung des Leerlaufreglers unverändert fortgeschrieben wird. Dieses kann insbesondere bei einer leicht erhöhten Leerlaufdrehzahl erfolgen. Die Drosselklappe wird dadurch auf einen festen Wert eingestellt und es werden keine Eingriffe an der Zündungeinstellung (konstanter Zündwinkel az) und an der Einspritzung (konstante Einspritzmenge ti) vorgenommen.

Gleichzeitig wird dafür gesorgt, daß keine Änderungen an der momentanen Lastsituation des Motors 10 vorkommen. Hierzu müssen die durch den Motor angetriebenen Nebenaggregate (z. B. Lenksystem, Klimaanlage und/oder Stromgenerator) berücksichtigt werden.

Insbesondere wird der Klimakompressor kurzfristig ausgeschaltet, und wenn möglich, die Leistungsaufnahme des Stromgenerators konstantgehalten. Bei heutigen nicht direkt beeinflußbaren Lichtmaschinen könnte z. B. kurzfristig die Erregerspannung abgeschaltet werden. Das Fahrzeug wird dann dann kurzfristig aus der Batterie versorgt.

Ein eventuell vorhandener Lenkwinkelsensor könnte bei dem Erkennen von Änderungen des Lenkwinkels und der damit verbundenen Änderung der Motorlastsituation die erfindungsgemäße Adaption abbrechen. Andere Maßnahmen zum Erkennen von Laständerungen durch die Lenkhilfepumpe wie z. B. ein Erkennen von Druckänderungen im Hydrauliksystem sind denkbar. Stehen diese Maßnahmen zur Überwachung der

Lenkhilfepumpe nicht zur Verfügung, muß eine indirekte Methode zum Erkennen von Laständerungen herangezogen werden.

Eine solche Methode könnte z. B. dadurch gegeben sein, daß die Messung nicht mit den Aktionen an der Kupplung korreliert ist, oder der neue Adaptionswert stark von den zuvor erkannten Werten abweicht.

Unter diesen konstanten Lastbedingungen stellt sich im Motor 10 eine stationäre Motordrehzahl nM ein, bei der das durch den Verbrennungsvorgang erzeugte (ohne Berücksichtigung von sonstigen Verlusten) Motormoment, das sogenannte indizierte Motormoment MM ind, gleich der Summe der Verlustmomente mverl und Reibmomente Mreib im Motor 10 ist.

Weiterhin muß die Luft-/Kraftstoffgemisch-Zusammensetzung konstant gehalten werden. Hierzu ist im allgemeinen eine entsprechende R-Regelung vorgesehen.

Ausgenutzt wird jetzt die Tatsache, daß bei einer festgehaltenen Drosselklappen mit einem kleinen Öffnungsquerschnitt (bei B=konstant) ein Ottomotor eine konstante Leistung PM bei einer bestimmten stationären Drehzahl nM, abgibt. Wird jetzt durch Schließen der Kupplung bei eingelegtem Getriebgang ein kleines Moment vom Motor abgenommen, so sinkt die Motordrehzahl nM um einen bestimmten Wert. Da die Leistung konstant bleibt, steigt das vom Motor 10 indizierte Moment MM ind. Es stellt sich eine neue stationäre Drehzahl nM2 ein, die wieder dem oben erwähnten Momentengleichgewicht entspricht. Unter Berücksichtigung der zu dieser neuen Drehzahl nM2 gehörenden Verlustmomente (z. B. als Kennlinie/Kennfeld abgespeichert) läßt sich das an der Kupplung abgenommene Kupplungsmoment

Mkup bestimmen und zu dem momentan eingestellten Kupplungsweg S in Beziehung setzen. Durch eine Variation des Kupplungsmoments bzw. Des Kupplungsweges S läßt sich ein großer Bereich der Kupplungskennlinie (Kupplungsweg in Abhängigkeit des übertragbaren Kupplungsmoments) ausmessen.

Dem oben beschriebenem Verfahren liegen die folgende Überlegungen und Gleichungen zugrunde : 1. Bei einem kleinen Öffnungswinkel aDk der Drosselklappe liegt im allgemeinen eine überkritische Strömung durch den Öffnungsquerschnitt der Drosselklappe vor ; die Strömungsgeschwindigkeit am Spalt der Drosselklappe ist also in der Größenordung der Schallgeschwindigkeit. Bei einer solchen überkritischen Strömung durch einen festen Öffnungsquerschnitt der Drosselklappe ist der Luftmassenstrom konstant und unabhängig von kleinen Änderungen des Unterdrucks im Saugrohr und unabhängig von der Motordrehzahl. Bei einer konstanten Luft- /Kraftstoffgemisch-Zusammensetzung k (insbesondere B=1) bedeutet der konstante Luftmassenstrom eine konstante Motorausgangsleistung PM.

2. Beim Erreichen einer stationären Motordrehzahl gilt das folgende Momentengleichgewicht : MM, ind = Mreib + Mverl + Mkup MM, ind bezeichnet dabei das schon beschrieben indizierte Motormoment, Mreib die Motoreibungsverluste, Merl die sonstigen Momentenverluste und Mkup das gesuchte Kupplungsmoment.

3. Das Reibmoment Mreib und das Verlustmoment MVerl (z. B. verursacht durch die Öl-und/oder Wasserpumpe) ist jeweils eine Funktion der Motordrehzahl nM und der Motortemperatur und kann in einem Kennfeld mit guter Genauigkeit abgelegt werden.

Das erfindungsgemäße Schließen der Kupplung kann dabei stetig mit einer vorgegebener Geschwindigkeit erfolgen, wobei die Geschwindigkeit derart vorgegeben sein muß, daß sich quasi-stationär die entsprechende auszuwertende Motordrehzahl einstellt. Die Ansteuerung der Kupplung kann aber auch schrittweise erfolgen, wobei nach jedem Schritt die sich stationär einstellende Motordrehzahl zur Bestimnmung des Kupplungsmoments ausgewertet wird.

Im Falle eines Dieselmotors wird die konstante Motorleistung durch eine konstante einzuspritzende Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit erzielt.

Um eine Adaption bis hin zu höheren Kupplungsmomenten ohne eine Fortbewegung des Fahrzeugs zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, daß während des erfindungsgemäßen Schließens der Kupplung die Fahrzeugbremse und/oder eine eventuelle vorhandene mechanische Arretierung des Getriebes betätigt wird.

Die erfindungsgemäße Adaption wird sofort abgebrochen, wenn -ein Vortriebswunsch des Fahrers des Fahrzeugs erfaßt wird (Fahrer drückt das Fahrpedal nieder), -das Fahrzeug sich bewegt (Erfassung durch Raddrehzahsensoren) oder

-die Drehzahl nM des Fahrzeugmotors einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet (Schutz vor"Abwürgen"des Motors).

Mit der erfindungsgemäßen Vorgehnsweise lassen sich die Kupplungsmomente Mkup im unteren Momentenbereich mit großer Genauigkeit bestimmen. Damit liegen in diesem Bereich gute Adaptionswerte für die Kupplungskennlinie vor, die für alle Aufgaben einer automatisierten Kupplung genutzt werden können und den Komfort eines elektronischen Kupplungsmanagemet verbessern.