DE1118022B

DE1118022B - Device for controlling the engagement process in clutches operated by auxiliary power, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE1118022B
Application number: DEF19550A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Franz-Josef Von Bomhard
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1956-02-17
Filing date: 1956-02-17
Publication date: 1961-11-23

Description

Vorrichtung zum Steuern des Einrückvorganges bei durch Hilfskraft betätigten Kupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern des Einrückvorganges bei durch Hilfskraft betätigten Kupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der die Zunahme des von der Kupplung übertragenen Drehmoments beim Einkuppeln in Abhängigkeit vom Saugrohrunterdruck eines Verbrennungsmotors gesteuert wird.Device for controlling the engagement process with an assistant actuated clutches, in particular for motor vehicles The invention relates to a Device for controlling the engagement process in clutches operated by auxiliary power, especially for motor vehicles in which the increase in the transmitted by the clutch Torque when engaging as a function of the intake manifold vacuum of an internal combustion engine is controlled.

Es sind Einrichtungen bei hilfskraftbetätigten Kupplungen bekannt, bei welchen die Größe des übertragbaren Kupplungsdrehmomentes mit Hilfe des Saugrohrunterdruckes von Otto-Motoren dem zu übertragenden Motordrehmoment angepaßt wird. Das Regelprinzip ist dabei folgendes: Wird die Kupplung nach einem Schaltvorgang im Getriebe bei geschlossener Drosselklappe, d. h., bei bremsendem Motor eingerückt, dann wird durch eine nur teilweise Aufhebung der Ausrückkraft der Kupplung bzw. durch eine verringerte Stromstärke bei elektromagnetischen Kupplungen das Kupplungsdrehmoment soweit begrenzt, daß die durch das Einkuppeln und die damit verbundene Bremsung durch den Motor für das Fahrzeug entstehende Verzögerung ein erträgliches Maß nicht überschreitet. Diese Begrenzung des Kupplungsdrehmomentes kann entweder im weiteren Verlauf des Einrückvorganges im Falle einer Betätigung der Kupplung durch Druckluft; Saugluft, Öldruck od. ä. langsam abgebaut werden oder z. B. bei elektromagnetischen Kupplungen konstant gehalten werden. - Wird unmittelbar nach dem Schaltvorgang durch Öffnen der Drosselklappe das abgegebene Motordrehmoment erhöht, dann würde bei dem obenerwähnten langsamen Abbau bzw. Konstanthalten der Begrenzung für das Kupplungsdrehmoment die Kupplung nicht in der Lage sein, das erhöhte Motordrehmoment zu übertragen, sie würde durchrutschen. Um dies zu verhindern, kann die mit dem Öffnen der Drosselklappe verbundene Verringerung des Saugrohrunterdruckes in bekannter Weise dazu verwendet werden, um den Abbau der Ausrückkraft z. B. durch eine entsprechende Beeinflussung des Steuerventils zu beschleunigen, bzw. durch Ausschaltung von Widerständen die Stromstärke bei elektromagnetischen Kupplungen zu erhöhen. Auf diese Weise kann mit Hilfe des Saugrohrunterdruckes das durch die Kupplung übertragbare Drehmoment dem steigenden Motordrehmoment angepaßt werden.There are known devices for power-operated clutches, in which the size of the transferable clutch torque with the help of the intake manifold vacuum of Otto engines is adapted to the engine torque to be transmitted. The rule principle is the following: If the clutch is activated after a gear shift in the transmission closed throttle, d. i.e., when the engine is braking, it is engaged an only partial cancellation of the clutch release force or a reduced one Amperage in electromagnetic clutches limits the clutch torque to the extent that that the coupling and the associated braking by the engine for the resulting delay does not exceed a tolerable level. These The clutch torque can be limited either in the further course of the engagement process if the clutch is actuated by compressed air; Suction air, oil pressure or similar are slowly degraded or z. B. held constant in electromagnetic clutches will. - Is activated immediately after the switching process by opening the throttle valve the output engine torque increased, then would be slow at the above mentioned Reduce or keep the limitation for the clutch torque constant not being able to transfer the increased engine torque, it would slip. To prevent this, the reduction associated with opening the throttle valve can be used of the intake manifold vacuum can be used in a known manner to reduce the degradation the release force z. B. by influencing the control valve accordingly to accelerate, or by switching off resistors, the amperage in electromagnetic Increase clutches. In this way, with the help of the intake manifold vacuum, the The torque that can be transmitted by the clutch is adapted to the increasing engine torque will.

Die beschriebene Regelmethode hat den Nachteil, daß bei raschem Gasgeben unmittelbar nach dem Zurückschalten auf einen niedrigeren Gang die Eingriffsweichheit der Kupplung ungenügend wird, so daß das Einkuppeln als Stoß empfunden wird. Die Ursache dafür ist darin zu suchen, daß insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen der Saugrohrunterdruck beim Öffnen der Drosselklappe sehr schnell auf einen geringen Wert zurückgeht, während eine gewisse Zeit notwendig ist, bis der Motor tatsächlich seine Drehzahl erhöht. Der sofortige Abbau des Unterdruckes bewirkt ein hartes Greifen der Kupplung in einem Augenblick, in dem der Motor noch bremst, während sofort anschließend das Fahrzeug vom Motor beschleunigt wird. Dieser von der vollgreifenden Kupplung übertragene schnelle Übergang von Verzögerung auf Beschleunigung ist als Ursache für den obenerwähnten Stoß anzusehen.The control method described has the disadvantage that when you accelerate quickly the softness of engagement immediately after shifting down to a lower gear the coupling becomes insufficient, so that the coupling is perceived as a shock. the The reason for this is to be found in the fact that especially at low engine speeds the intake manifold vacuum drops very quickly to a low level when the throttle valve is opened Value decreases while a certain amount of time is necessary before the motor actually works its speed increases. The immediate release of the negative pressure causes a hard grip the clutch at a moment when the engine is still braking, while immediately afterwards the vehicle is accelerated by the engine. This one from the full clutch Transferred rapid transition from deceleration to acceleration is the cause for the above-mentioned thrust.

Es ist außerdem eine Vorrichtung zur Steuerung des Kupplungseinrückvorganges bekannt, die in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung vom Unterdruck im Arbeitsraum eines Servo-Motors beeinflußt und drehzahlabhängig durch die Wasserpumpe beaufschlagt wird. Sie ist kompliziert im Aufbau durch die Verwendung von drei Steuergrößen. Die Steuerung des Einkuppelvorganges in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung (und damit Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe) erfordert mechanische Übertragungselemente, die eine hohe Reibung und damit große Abnutzung aufweisen und störanfällig sind. Außerdem ist das Verhältnis der Drosselklappenstellung zur Motorbelastung nicht konstant, sondern stark drehzahlabhängig. Die Art dieser Drehzahlabhängigkeit ist jedoch für den Regelvorgang unerwünscht, da sie bei niedrigeren Drehzahlen ein schnelles Einkuppeln zur Folge hat.It is also a device for controlling the clutch engagement process known that as a function of the accelerator pedal position of the negative pressure in the work area influenced by a servo motor and acted upon by the water pump as a function of the speed will. It is complicated in structure due to the use of three control variables. The control of the engagement process depending on the accelerator pedal position (and thus depending on the position of the throttle valve) requires mechanical transmission elements, which have a high level of friction and thus great wear and tear and are prone to failure. In addition, the ratio of the throttle position to the engine load is not constant, but strongly dependent on the speed. The nature of this speed dependency is however, undesirable for the control process, since it has a fast speed at lower speeds Engaging.

Eine andere Anordnung vermeidet zwar Kupplungsstöße nach dem plötzlichen Gasgeben, insbesondere auch dann, wenn ein niedriger Gang eingeschaltet ist, durch allmähliches, Greifenlassen der Kupplung. Sie hat aber den Nachteil, daß bei dieser verzögerten allmählichenZunahme desübertragungsdrehmomentes, die unabhängig vom Anwachsen der Motordrehzahl erfolgt, die Kupplung durchrutschen kann, da der Kupplungseinrückvorgang von einem bestimmten Unterdruckwert an lediglich in, Abhängigkeit vom Saugrohrunterdruck verzögert wird.Another arrangement avoids clutch shocks after the sudden one Accelerate, especially when a low gear is engaged gradual, taking hold of the Coupling. But it has the disadvantage that with this delayed gradual increase in the transmission torque, the occurs regardless of the increase in engine speed, the clutch can slip, since the clutch engagement process only starts from a certain negative pressure value in, is delayed depending on the intake manifold vacuum.

Eine Regelvorrichtung ist weiterhin bekannt, bei der über einen Fliehkraftregler ein: Ausrücken der Kupplung bewirkt wird, sobald die Motordrehzahl unter einen bestimmten Wert sinkt. Es wird jedoch weder eine unterdruckabhängige Steuerung noch eine Aufhebung der Wirkung der unterdruckabhängigen Steuerung durch besondere Mittel angegeben. Letztgenanntes ist auch für eine unterdruckbetätigte Steuervorrichtung zutreffend, bei der zur Steuerung ein Differenzdruck benützt wird. Bei einer anderen Anordnung wird der Einrückvorgang der Kupplung nach dem Gasgeben allein in Abhängigkeit vom Saugrohrunterdruck auch bei höheren Motordrehzahlen gesteuert.A control device is also known in which a centrifugal governor a: disengagement of the clutch is effected as soon as the engine speed falls below a certain value Value goes down. However, there is neither a vacuum-dependent control nor a cancellation the effect of the vacuum-dependent control indicated by special means. The latter is also applicable to a vacuum-operated control device, where a differential pressure is used for control. With a different arrangement the engagement process of the clutch after accelerating is solely dependent on the Manifold vacuum controlled even at higher engine speeds.

Erfindungsgemäß werden die Nachteile der bekannten Steuervorrichtungen dadurch vermieden, daß mit einfachen Mitteln die Änderung der Motordrehzahl als weitere Steuergröße herangezogen wird, und zwar in dem Sinne, daß eine durch die Änderung des Saugrohrunterdruckes gesteuerte Erhöhung des übertragbaren Kupplungsdrehmomentes erst bei höheren Motordrehzahlen wirksam wird. Dadurch wird vermieden, daß die Kupplung bei Drehzahlen, bei denen der Motor verzögernd wirkt, hart greift, was ein wesentlicher Vorteil gegenüber den bekannten Konstruktionen ist. Gemäß der Erfindung erfolgt somit eine Steuerung der Kupplungseingriffsgeschwindigkeit in optimaler Weise last- und drehzahlabhängig entsprechend dem Betriebszustand des Antriebsmotors, ohne daß dabei jedoch mehr als zwei Steuergrößen und damit ein komplizierter störungsanfälliger Aufbau nötig werden.According to the invention, the disadvantages of the known control devices thereby avoided that with simple means the change in the engine speed as Another control variable is used, in the sense that one through the Change in the intake manifold vacuum controlled increase in the transferable clutch torque only becomes effective at higher engine speeds. This avoids the clutch at speeds at which the engine has a decelerating effect, engages hard, which is an essential The advantage over the known constructions is. Takes place according to the invention thus a control of the clutch engagement speed in an optimal way load- and speed-dependent according to the operating state of the drive motor, without however, more than two control variables and thus a complicated one that is prone to failure Construction will be necessary.

Die Erfindung besteht darin, daß zum Steuern der Kupplungseingriffsgeschwindigkeit ein an sich bekanntes direkt vom Ansaugrohrunterdruck über eine Leitung beaufschlagtes Regelorgan mit einem anderen ebenfalls an sich bekannten von einer drehzahlabhängigen Größe beaufschlagten Regelorgan angeordnet ist.The invention consists in controlling the clutch engagement speed a known per se directly acted upon by the intake manifold vacuum via a line Control element with another also known per se from a speed-dependent one Size acted upon regulating member is arranged.

Vorteilhaft kann die Kopplung von unterdruckbeaufschlagtem Regelorgan: und drehzahlabhängigbeaufschlagtem Regelorgan durch eine Feder erfolgen, die zwischen unterdruckbeaufschlagtem Regelorgan und drehzahlabhängigbeaufschlagtem Regelorgan angeordnet ist. Von Vorteil ist weiter, daß bei Beaufschlagung des drehzahlabhängigen Regelorgans durch die Wasserpumpe eines überdruckkühlsystems in an sich bekannter Weise die eine Seite des Regelorgans mit der Druckleitung der Wasserpumpe und die andere Seite dieses Regelorgans mit der Saugleitung der Wasserpumpe verbunden ist.The coupling of the regulating element subjected to negative pressure can be advantageous: and speed-dependent regulating element carried out by a spring, which between Regulating element subjected to negative pressure and regulating element acted upon as a function of the speed is arranged. Another advantage is that when the speed-dependent Control organ through the water pump of a pressure cooling system in a known per se Way one side of the control organ with the pressure line of the water pump and the the other side of this control element is connected to the suction line of the water pump.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt, die in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden.In the drawings are exemplary embodiments of the device according to of the invention illustrated, which is explained in more detail in the following description will.

Fig. 1 zeigt die schematische Anordnung der Steuervorrichtung an einem Kraftfahrzeugmotor bei Verwendung des Saugrohrunterdruckes als Servokraft. Der Kupplungshebell wird über die Zugstange 2 von dem Servomotor 3 betätigt, der über die Rohrleitung 11 mit dem Steuerventil 4 verbunden ist. Das Steuerventi14 und das einstellbare Reduzierventil 5 sind mit den zwei Regelorganen 6 und 7 für den lastabhängigen Saugrohrunterdruck und den drehzahlabhängigen Druck der Wasserpumpe 8 zusammengebaut. Die Rohrleitung 9 führt vom Saugrohr zum Steuerventil, die Leitung 9 a zum unterdruckbeaufschlagten Regelorgan 6. Die Leitung 10 führt vom Druckstutzen der Wasserpumpe 8 zum drehzahlabhängig beaufschlagten Regelorgan 7.Fig. 1 shows the schematic arrangement of the control device on a motor vehicle engine when the intake manifold vacuum is used as the servo power. The clutch lever is actuated via the pull rod 2 by the servomotor 3, which is connected to the control valve 4 via the pipeline 11 . The control valve 14 and the adjustable reducing valve 5 are assembled with the two control elements 6 and 7 for the load-dependent intake manifold vacuum and the speed-dependent pressure of the water pump 8 . The pipe 9 leads from the suction pipe to the control valve, the pipe 9 a to the vacuum-loaded control element 6. The line 10 leads from the pressure port of the water pump 8 to the speed-dependently loaded control element 7.

In Fig.2 ist das Steuer- und Regelventil dargestellt, dessen einstellbares Reduzierventil5 dazu dient, den in dem Servomotor 3 herrschenden Unterdruck zum Zweck des Einkuppelns soweit abzubauen, daß die Kupplung zu greifen beginnt. Beim Gasgeben wird der Unterdruck im Saugrohr und über die Leitung 9 a auch im Raum 12 abgebaut. Durch die Kraft der Feder 13 wird der Stößel, 14, an dessen Stelle auch eine Feder treten kann., beim Nachlassen des Unterdruckes auf das Reduzierventil5 hin bewegt. Bei geringer Motordrebzahl und damit geringem Wasserdruck im Raum 15 wird die Membran des drehzahlabhängigen Regelorgans 7 durch die Feder 16 so weit in die dem Reduzierventil5 abgekehrte Richtung gedrückt, daß zunächst das Reduzierventil 5 auch bei Abbau des Unterdruckes im Raum 12 noch nicht von seinem Sitz abgehoben wird. Erst wenn mit steigender Motordrehzahl der Druck im Raum 15 ansteigt, bewegt sich die Membran des drehzahlabhängigen Regelorgans 7 über die Feder 13, mit ihr die Membran des unterdruckbeaufschlagten Regelorgans 6 in Richtung auf das Reduzierventil 5, welches durch den Stößel 14 von seinem Sitz abgehoben wird. Dadurch wird der Unterdruck im Servomotor rasch abgebaut und die Kupplung kommt voll zum Greifen. Die Drehzahl, bei welcher dies eintritt, läßt sich grob durch die Charakteristik der Feder 16 und fein mit Hilfe der Einstellschraube 18 über die Feder 17 einstellen.In FIG. 2 the control and regulating valve is shown, the adjustable reducing valve 5 of which is used to reduce the negative pressure prevailing in the servomotor 3 for the purpose of engaging the clutch to such an extent that the clutch begins to engage. When the gas is applied, the negative pressure in the intake manifold and also in space 12 via line 9 a is reduced. Due to the force of the spring 13 , the plunger 14, which can also be replaced by a spring, is moved towards the reducing valve 5 when the negative pressure is released. When the engine speed is low and the water pressure in space 15 is low, the diaphragm of the speed-dependent control element 7 is pressed by the spring 16 in the direction facing away from the reducing valve 5 that initially the reducing valve 5 is not yet lifted from its seat, even when the negative pressure in space 12 is reduced will. Only when the pressure in chamber 15 rises with increasing engine speed does the membrane of the speed-dependent control element 7 move via the spring 13, with it the membrane of the negative-pressure control element 6 in the direction of the reducing valve 5, which is lifted from its seat by the plunger 14 . This quickly relieves the vacuum in the servomotor and the clutch fully engages. The speed at which this occurs can be roughly adjusted by the characteristics of the spring 16 and finely with the aid of the adjusting screw 18 via the spring 17.

Fig.3 zeigt eine analoge Ausführung der stufenweisen Abschaltung von Vorwiderständen einer elektromagnetischen Kupplung, welche durch die Bewegung der Kontaktbrücke 19 über die federnden Kontakte 20, 21, 22 und. 23 bei zunehmendem Drehmoment: und zunehmender Drehzahl abgeschaltet werden, wodurch das übertragbare Drehmoment der Kupplung erhöht wird.FIG. 3 shows an analog implementation of the gradual disconnection of Series resistors of an electromagnetic clutch, which by the movement of the Contact bridge 19 over the resilient contacts 20, 21, 22 and. 23 with increasing Torque: and increasing speed are switched off, thereby reducing the transmittable Torque of the clutch is increased.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Steuern des Einrückvorganges bei durch Hilfskraft betätigten Kupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der die Zunahme des von der Kupplung übertragenen Drehmoments beim Einkuppeln in Abhängigkeit vom Saugrohrunterdruck eines Verbrennungsmotors gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern der Kupplungseingriffsgeschwindigkeit ein an sich bekanntes direkt vom Ansaugrohrunterdruck über eine Leitung (9; 9a) beaufschlagtes Regelorgan (6) mit einem ebenfalls an sich bekannten von einer drehzahlabhängigen Größe beaufschlagten Regelorgan (7) angeordnet ist. CLAIMS: 1. A device for controlling the Einrückvorganges in by auxiliary power-operated clutches, particularly for motor vehicles, in which the increase in information transmitted from the clutch torque is controlled during clutch engagement in response to the intake manifold vacuum of an internal combustion engine, characterized in that an at for controlling the clutch engagement speed known regulating element (6 ), which is acted upon directly by the suction pipe negative pressure via a line (9; 9a), is arranged with a regulating element (7), which is also known per se and acted upon by a speed-dependent variable.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelung von unterdruckbeaufschlagtem Regelorgan (6) und drehzahlabhängig beaufschlagtem Regelorgan (7) durch eine Feder (13) erfolgt, die zwischen unterdruckbeaufschlagtem Regelorgan (6) und drehzahlabhängig beaufschlagtem Regelorgan (7) angeordnet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the coupling of the regulating member subjected to negative pressure (6) and the regulating element (7) acted upon as a function of the speed by a spring (13), the between the negative pressure Control element (6) and speed-dependent acted upon control member (7) is arranged.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem als Membran oder Kolben ausgebildeten drehzahlabhängigen Regelorgan (7) und dem Gehäuse einerseits eine Feder (16) und andererseits eine Feder (17) und eine Einstellschraube (18) angeordnet ist. 3. Device according to the claims 1 and 2, characterized in that designed as a membrane or piston between the speed-dependent control element (7) and the housing on the one hand a spring (16) and on the other hand, a spring (17) and an adjusting screw (18) are arranged.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beaufschlagung des drehzahlabhängigen Regelorgans (7) durch die Wasserpumpe eines Überdruckkühlsystems in an sich bekannter Weise die eine Seite des Regelorgans (7) mit der Druckleitung der Wasserpumpe und die andere Seite des Regelorgans (7) mit der Saugleitung der Wasserpumpe verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 553 675, 603135, 623 096, 924 550; deutsche Patentanmeldung H 9092 II/ 63 c (bekanntgemacht am 26. März 1953); USA.-Patentschrift Nr. 2 566 631.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that when the speed-dependent control element (7) by the water pump of an overpressure cooling system in a manner known per se, one side of the regulating member (7) with the pressure line the water pump and the other side of the control element (7) with the suction line of the Water pump is connected. Publications considered: German Patent Specifications No. 553 675, 603135, 623 096, 924 550; German patent application H 9092 II / 63 c (announced March 26, 1953); U.S. Patent No. 2,566,631.