DE3146934A1 - Anordnung zum steuern einer elektromagnetischen kupplung eines kraftfahrzeugs - Google Patents
Anordnung zum steuern einer elektromagnetischen kupplung eines kraftfahrzeugsInfo
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Description
3 I Λ G O 3
5/73 "* Fuji Jukogyo
Anordnung zum Steuern einer eLektromagnetisehen
Kupplung eines Kraftfahrzeugs
Priorität: 28. November 1980 Japan 55-168414
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Steuern einer
elektromagnetischen Kupplung eines Kraftfahrzeugs
und insbesondere eine Anordnung für eine Elektromagnetpulverkupplung,
bei der der Kupplungsstrom in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit,
die durch eine Geschwindigkeitsfeststelleinrichtung
festgestellt wird, gesteuert wird.
Eine Elektromagnetpulverkupplung als besondere Art
einer elektromagnetischen Kupplung enthält ein ringförmiges
Antriebsorgan, das an der Kurbelwelle des Motors festgelegt ist, eine in dem Antriebsorgan
vorgesehene Magnetisierungsspule, ein an der Eingangswelle
des Getriebes angebrachtes Abtriebsorgan, das
einen Spalt zu dem Antriebsorgan freiläßt, und einen Schalthebel zum Wechseln der Gänge in dem Getriebe.
Der Schalthebel ist mit einem Schalter für die Magnetisierungsspule versehen, der durch Bedienen des
Schalthebels betätigt wird. Wenn der Beschleunigungsfußhebel niedergedrückt wird, steigt der der Spule
zugeführte Strom. Das Magnetpulver wird in dem Spalt zwischen dem Antriebsorgan und dem Abtriebsorgan
angesammelt, was eine Verbindung zwischen dem Antriebsorgan und dem Abtriebsorgan ergibt. Der durch die
Magnetisierungsspule fließende Kupplungsstrom steigt
progressiv in dem Maße an, wie weit der Beschleunigungsfußhebel
niedergedrückt wird, während die Kupplung zwischen dem Antriebsorgan und dem Abtriebsorgan
schlüpft und allmählich einrückt, wenn der
3H6934
KuppLungsstrom einen Nennstrom erreicht. Das Fahrzeug
kann somit gestartet werden, indem der Beschleunigungsfußhebel
niedergedrückt wird, ohne daß der Fußhebelschalter betätigt wird.
Um den Antrieb des Fahrzeugs zu steuern, ist es notwendig, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs festzustellen
und den Kupplungsstrom entsprechend der Geschwindigkeit zu steuern. In einer Anordnung,
welche diese Forderung erfüllt, ist ein Geschwindigkeitsfühler vorgesehen, um ein Signal zu erzeugen,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten
Wert übersteigt. Die Anordnung ist so ausgebildet, daß die Kupplung schlüpft, um ein Halbeinrücken der
Kupplung während der niedrigen Geschwindigkeit unter
der vorbestimmten Geschwindigkeit vorzusehen, und daß
die Kupplung vollständig einrückt, wenn die Fahrzeuggeschwi ndigkeit die vorbestimmte Geschwindigkeit
• erreicht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen
vorbestimmten niedrigen Wert absinkt, wird die Kupplung
ausgerückt, um ein Anhalten des Motors zu verhindern. Der Geschwindigkeitsfühler ist im allgemeinen in einem
Geschwindigkeitsmesser vorgesehen. Bei der Anordnung
unter Verwendung eines solchen Geschwindigkeitsfühlers
besteht der Nachteil, daß der Geschwindigkeitsfühler
nicht arbeitet, wenn das Geschwindigkeitsmessersei I
gebrochen ist. Wenn der Geschwindigkeitsfühler deshalb
im Verzögerungszustand nicht arbeitet, wird der Kreis
der Kupplungsspule unterbrochen, so daß die Kupplung
ausrückt. Als Ergebnis wirkt der Bremsvorgang des
Motors nicht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung
zum Steuern einer elektromagnetischen Kupplung zu
schaffen, bei der die Kupplung im Einrückzustand ohne Rücksicht auf die Fahrzeuggeschwindigkeit gehalten
wird, wenn der Geschwindigkeitsfühler außer Betrieb
3H6934
ist, so daß die Bremswirkung des Motors aufrechterhalten
wird. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung
beschrieben, in der sind
Fig. 1 ein Querschnitt einer Elektromagnetpulverkupplung,
die durch eine Steueranordnung der Erfindung gesteuert wird,
Fig. 2 ein Querschnitt längs der Linie Z-Z in Fig. 1,
Fig. 3 ein Schaltbild einer elektronischen Schaltung
einer Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 4 eine graphische Darstellung einer Wellenform des Steuersignals.
Gemäß Fig. 1 und 2 ist 1 eine Elektromagnetpulverkupplung,
2 ein Vierganggetriebegehäuse und 3 eine
Enduntersetzungsvorri chtung.
Die Elektromagnetpulverkupplung 1 ist in einem
Kupplungsgehäuse 4 untergebracht und enthält eine Antriebsplatte 6, die an dem Ende einer Kurbelwelle
5 eines Verbrennungsmotors angebaut ist, ein ringförmiges Antriebsorgan 8, das an der Antriebsplatte
festgelegt ist, eine Magnetisierungsspule 7, die in
dem Antriebsorgan 8 vorgesehen ist, und ein Abtriebsorgan 10, das durch eine Keilverzahnung an einer
Eingangswelle 9 des Getriebes 2 festgelegt ist und das
im Abstand von dem Antriebsorgan 8 durch einen Spalt
angeordnet ist. Das Pulver P aus magnetischem Material ist in einer Pulverkammer 12 vorgesehen, so daß der
Spalt 11 mit dem Pulver gefüllt werden kann. Eine Kappe 13 ist an dem Antriebsorgan 8 festgelegt. Die
Kappe 13 hat einen zylindrischen Teil koaxial zu
\- I : -Γ: : 3Η6934
-Jt-
der EingangsweL Le 9, auf dem Schleifringe 14 festgelegt
sind. Die Schleifringe 14 sind mit cjem Antriebsorgan 8 durch eine Leitung X verbunden. Gegen die
Schleifringe 14 gedruckte Bürsten 16 sind in einem Halter 17 gelagert und mit der nachfolgend beschriebenen
Steuereinrichtung durch eine Leitung Y verbunden.
Bei dieser Ausbildung drehen sich die Antriebsplatte
und das Antriebsorgan 8 zusammen mit der Kurbelwelle und das in der Pulverkammer 12 dicht eingeschlossene
Magnetpulver wird zu der Innenfläche des Antriebsorgans 8 durch Zentrifugalkraft getrieben. Wenn die
Magnetisierungsspule 7 durch den Strom erregt wird,
der durch die Leitung Y, die Bürsten 16, die Schleifringe 14 und die Leitung X zugeführt wird, wird das
Antriebsorgan 8 magnetisiert und erzeugt einen Magnetfluß,
der durch das Abtriebsorgan 10 fließt, wie durch die Pfeile in Fig. 1 gezeigt ist. Der Magnetfluß drängt
somit das Pulver in dem Spalt 11 zusammen, so daß die Leistung des Motors auf die Eingangswelle 9 durch
die Kupplung übertragen wird.
In dem Getriebe 2 sind Antriebszahnräder 18 bis 21
für den ersten bis vierten Gang einstückig auf der. Eingangswelle 9 vorgesehen. Die Antriebszahnräder
18 bis 21 sind in Eingriff jeweils mit Abtriebszahnrädern
23 bis 26. Die Abtriebszahnräder 23 bis 26 sind drehbar auf der Ausgangswelle 22 parallel zur
Eingangswelle 9 angebracht. Jedes der Abtriebszahnräder
23 und 24 ist für einen Eingriff mit der Ausgangswelle 22 durch Betätigen einer Synchrongetriebeein richtung
27 bestimmt und jedes der Abtriebszahnräder
und 26 kommt mit der AusgangsweLLe 22 durch eine Synchrongetriebeeinrichtung 28 in Eingriff. Des weiteren
ist ei ne Rückwärtsabtriebszahnradeinrichtung 29 vorgesehen.
Durch Betätigen des (nicht dargestellten)
:*;.. λ."-.:■ s. 3H6934
Schalthebels des Getriebes kann somit das Abtriebszahnrad 23 mit der Ausgangswelle 22 durch die Synchrongetriebeeinrichtung
27 gekuppelt werden und der erste Gang wird auf der Ausgangswelle 22 erhalten, da die
Leistung der Ausgangswelle 9 stark verringert wird.
Der zweite, dritte und vierte Gang bzw. die entsprechenden Übersetzungsverhältnisse können in gleicher Weise
erhalten werden.
An einem Ende der Ausgangswelle 22 ist des weiteren
ein Ausgangszahnrad 30 vorgesehen, das in Eingriff mit einem Ringzahnrad 32 eines Differentials 31 der
Enduntersetzungsvorrichtung 3 ist. Die Ausgangsleistung der Ausgangswelle 22 des Getriebes 2 wird
direkt von dem Ringzahnrad 32 auf das Spurzahnrad 36
über ein Gehäuse 33, eine Ritzelwelle 34 und ein Ritzel 35 und dann auf die Antriebsräder durch die
Radwellen 37 übertragen.
In der Steuerschaltung der Fig. 3 ist die Steueranordnung mit einem Beschleunigungsschalter 41, einem Obergangschalter
42, einem MotordrehzahL scha Iter 43, einem
Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter 44, der als Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler
dient,und einem Getriebeschalter 45 verbunden. Die EingangssignaLe von diesen Schaltern
werden durch die Steueranordnung beurteilt, um den elektrischen Steuerstrom, der zu der Spule 7 gesandt
wird, einzustellen. Der Beschleunigungsschalter 41
wird eingeschaltet, wenn der Beschleunigungsfußhebel
niedergedrückt wird. Der ObergangschaLter 42 wird bei der Obergangstufe des Getriebes eingeschaltet.
Der Motordrehzahlschalter 43 wird eingeschaltet, wenn
die Drehzahl eine vorbestimmte Hotrdrehzahl übersteigt.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter 44 wird eingeschaltet,
wenn die Geschwindigkeit eine vorbestimmte
Fahrzeuggeschwindigkeit übersteigt. Der Getriebeschalter
45 ist an dem Schalthebel für das Getriebe
''"'- : I ·:": I 3U6934
2
vorgesehen und wird eingeschaltet, während der SchalthebeL
betätigt wird. Ein Anschluß jedes Schalters bis 45 ist geerdet und der andere Anschluß wird mit
einer positiven Spannung jeweils über die Widerstände 46 bis 50 gespeist. Die Anschlüsse der Schalter 41,
42 und 43 sind des weiteren mit einem NOR-Verknüpfungsglied
52 verbunden, das in einem FehlerfeststeLIkreis
51 vorgesehen ist und dessen Ausgang mit einem NAND-Verknüpfungsglied
53 verbunden ist, dessen anderer Eingang mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter 44
verbunden ist. Der Ausgang des NAND-Verknüpfungsglieds
53 ist mit einem NAND-VerknüpfungsgIi ed 56
über einen Differenzierkreis verbunden, der aus einem
Kondensator 54 und einem Widerstand 55 besteht. Das NAND-VerknüpfungsgIied 56 bildet einen RS-Flip-Flop
zusammen mit einem NAND-Verknüpfungsglied 57. Der ·
Eingang des NAND-VerknüpfungsgIieds 57 ist mit einem
Rückstellkreis verbunden, der einen Widerstand 58,
einen Kondensator 59 und eine Diode 60 enthält. Der Ausgang des NAND-VerknüpfungsgIieds 57, bei dem es
sich um einen umgekehrten Ausgang des RS-F I i p-F lops
handelt, ist mit einem NAND-Verknüpfungsglied 61 verbunden,
dessen anderer Eingang mit dem Beschleunigungsschalter 41 verbunden ist. Der Ausgang des NAND-Verknüpf
ungsg Ii eds 61 ist mit einem NAND-Verknüpfungsglied 62 verbunden und der andere Eingang des NAND-Verknüpfungsglieds
62 wird mit einem Steuersignal 63, das später beschrieben wird, gespeist, das aus· den
Zündimpulsen des Motors gebildet wird. Der Ausgang des NAND-Verknüpfungsg I ieds 62 ist mit einem NAND-Verknüpfungsglied
64 verbunden, dessen anderer Eingang auch mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter 44
verbunden ist. Der Ausgang des NAND-Verknüpfungsglieds
64 und der Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter 45 sind
mit einem UND-VerknüpfungsgIied 65 verbunden, dessen.
Ausgangsspannung an die Basis eines Transistors 67
über einen Widerstand 66 angelegt wird. Der Emitter des
Transistors 67 ist geerde-t, während dessen Kollektor
mit der Spule 7 verbunden ist, die an beiden Anschlüssen
mit einem Kommutationskreis 68 verbunden ist, der einen
Widerstand und eine Diode enthält.
Die Wirkungsweise der Erfindung wird nachfolgend
erläutert, wobei zuerst die Funktion des Fehlerfeststellkreises
51 beschrieben wird.
Durch Speisen mit einer positiven Spannung über die Widerstände 46 bis 48 erzeugt das NOR-Verknüpfungsglied
52 ein hochpegeIiges Ausgangssignal nur, wenn
der Beschleunigungsschalter 41, der Obergangschalter
und der MotordrehzahIscha lter 43 eingeschaltet sind,
d.h. wenn der Beschleunigungsfußhebel niedergedrückt
wird, das Getriebe sich im Obergangzustand befindet
und die Motordrehzahl den Stellwert überschreitet. Wenn der
Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter 44 eingeschaltet
ist, erzeugt das NAND-Verknüpfungsg I ied 53 ein hochpegeliges
Ausgangssignal, auch wenn das Ausgangssignal
des NOR-Verknüpfungsg I ieds 52 sich auf einem hohem
Pegel befindet. Das Ausgangssignal des NAND-Verknüpfungsglieds
57 erzeugt deshalb ein hochpege I iges Ausgangssignal.
Wenn jedoch der Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter
44 außer Betrieb ist und sich im Aus-Zustand befindet, während die anderen Schalter 41 bis 43 eingeschaltet
si nd, werden hochpegelige Signale an beide Eingänge des NAND-Verknüpfungsg I ieds 53 angelegt,
das ein niederpege I iges Ausgangssignal erzeugt, das
durch den Kondensator 54 und den Widerstand 55 differenziert wird. Der RS-Flip-Flop mit den NAND-Verknüpf
ungsg I i edern 56 und 57 wird deshalb durch das ins Negative gehende Eingangssignal von dem
Differenzierkreis eingestellt, so daß das NAND-Verknüpf
ungsg I i ed 57 ein niederpegeliges Ausgangssignal
erzeugt. Das niederpegel ige Ausgangssignal bedeutet,
daß der Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter 44 ausgefallen
ist. Der RS-FLip-FLop wird zurückgestellt, wenn die
elektrische Versorgung eingeschaltet ist.
Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter 44 arbeitet
vorschriftsmäßig .
Das NAND-Verknüpfungsglied 57 erzeugt ein hochpegeIiges
Ausgangssignal. Der BeschLeunigungsschaLter 41 wird
beim Start des Fahrzeugs eingeschaltet. Das NAND-VerknüpfungsgLi
ed 61 erzeugt ein hochpegeIiges Signal
und das NAND-Verknüpfungsglied 62 erzeugt ein Signal,
das ein umgekehrtes Signal zu dem Steuersignal 63 ist. Das Steuersignal 63 besteht aus Impulsen, deren Impulsabstand
den Zündimpulsen entspricht und mit einem Anstieg der MotordrehzahL abfällt. Das durch das
NAND-VerknüpfungsgIi ed 62 umgekehrte Steuersignal wird zu dem
NAND-Verknüpfungsglied 64 übertragen. Da der Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter
44 bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit
.unter einer vorbestimmten Geschwindigkeit, z.B. 15 km/h,
ausgeschaltet ist, wird das NAND-Verknüpfungsglied 64
mit einer hochpegeligen Spannung gespeist. Das Steuersignal
wird auf diese Weise wieder umgekehrt und zu dem UND-VerknüpfungsgLi ed 65 in der in Fig. 4 gezeigten
Wellenform übertragen. Im Antriebszustand des Fahrzeugs
ist der Getriebeschalter 45 ausgeschaltet und das UND-Ver
knüpf ungsg Li ed 65 erzeugt ein hochpegeLiges Ausgangssignal,
wenn sich der ImpuLs von dem NAND-Verknüpfungsglied
64 auf einem hohen Pegel befindet, was das Einschalten des Transistros 67 bewirkt. Ein intermittierender
Steuerstrom fließt somit durch die Spule 7, so daß die elektromagnetische Kupplung ein zunehmend
ansteigendes Kupplungsdrehmoment proportional zu der Motordrehzahl erzeugt. Nach einer Zeitdauer, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit den vorbestimmten Wert übersteigt,
wird der Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter 44
eingeschaltet, so daß das NAND-Verknüpfungsglied 64
kontiniuerLich ein hochpegeIiges AusgangssignaL erzeugt.
Auf diese Wiese wird die elektromagnetische Kupplung 1
vollständig eingerückt.
"-■ ■ : - - ■'■■ : 3:46934
- jf - "' '"·
Währen der Schalthebel betätigt wird, um ein übersetzungsverhältnis
des Getriebes auszuwählen, wird der Getriebeschalter 45 eingeschaltet und das NAND-Verknüpfungsglied
6 5 erzeugt ein niederpegeliges Signal. Demgemäß wird der Transistor 47 ausgeschaltet, um den
Kupplungsstrom zu unterbrechen und die Kupplung auszurücken,
um einen Gangschaltvorgang zu ermöglichen.
Im Aus-Zustand des Fahrzeuggeschwindigkeitsschalters
und im Ein-Zustand der anderen Schalter 41 bis 43, wie oben beschrieben, erzeugt das NAND-Verknüpfungsglied
ein niederpegeliges Ausgangssignal und das
NAND-Verknüpfungsglied 61 ein hochpegeliges Ausgangssignal
ohen Rücksicht auf den Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit
durch Niederdrücken des Beschleunigungsfußhebels. Deshalb wird der Transistor 67 intermittierend
entsprechend dem Steuersignal durch die Nand-Verknüpfungsglieder
62 und 64 und das UND-VerknüpfungsgLied 65
eingeschaltet, wodurch der elektrische Steuerstrom durch
die Spule 7 fließt. Folglich wird ein Kupplungsdrehmoment proportional zur Motordrehzahl erzeugt, so daß
die Bremswirkung des Motors im Verzögerungszustand des Fahrzeugs ausgeübt wird.
Bei der Anordnung nach der Erfindung stellt eine Fehlerfeststelleinrichtung
eine Unterbrechung der Fahrzeuggeschwindigkeit
sfeststel lei nri chtung fest und wirkt,
um die elektromagnetische Kupplung im Einrückzustand zu halten, so daß die Bremswirkung des Motors während
der Verzögerung ausgeübt werden kann. Die Anordnung hat des weiteren den Vorteil, daß ein Unterbrechen der
Fahrzeuggeschwindigkeitsfest stelleinrichtung durch
die Tatsache mitgeteilt werden kann, daß die elektromagnetische Kupplung nicht vollständig eingerückt ist,
wenn der Beschleunigungsfußhebel niedergedrückt ist,
d.h. die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht ansteigt.
Leerseite
Claims (3)
1.J Anordnung zum Steuern einer elektromagnetischen
ipplung für ein Kraftfahrzeug mit einem Beschleunigungsfußhebel, mit einer Zündvorrichtung für den Motor, mit
einem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühter, mit einem Getriebe,
das Mehrstufen-WechseIzahnräder aufweist, mit einem
Schalthebel zum Betätigen des Getriebes und mit einer Magnetisierungsspule zum Kuppeln der elektromagnetischen
Kupplung,
gekennzeichnet durch
gekennzeichnet durch
einen Beschleunigungsfeststellkreis, der auf das Niederdrücken
des Beschleunigungsfußhebels anspricht und
ein Ausgangssignal erzeugt,
einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfeststellkreis, der auf
den Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler anspricht und ein
Ausgangssignal erzeugt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
eine vorbestimmte Geschwindigkeit übersteigt,
eine FahrzeugbewegungsfeststeIleinrichtung zum Erzeugen
eines Ausgangssignals, wenn das Fahrzeug mit einem
Übersetzungsverhältnis eines hohen Gangs des Getriebes
angetrieben wird,
einen Fehlerfeststellkreis, der auf das Ausgangssignal
des Fahrzeuggeschwindigkeitsfeststellkreises und auf
das Ausgangssignal der FahrzeugbewegungsfeststeII-einrichtung
anspricht und ein Fehlerausgangssignal
erzeugt, wenn das Ausgangssignal des Fahrzeuggeschwindigkeitsfeststellkreises
bei Anwesenheit des Ausgangssignals der FahrzeugbewegungsfeststeIleinrichtung
nicht angelegt wird,
ein Verknüpfungsglied, das auf das Fehlerausgangssignal
anspricht und ein Steuersignal erzeugt, und
* eine SchaLteinrichtung, die in dem Kreis der Magneti-
sierungsspuLe vorgesehen ist und auf das Steuersignal
* anspricht, um ein Fließen des Stroms durch die
MagnetisierungsspuLe zu ermöglichen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die SchaLteinrichtung ein Transistor ist, der
durch das Steuersignal eingeschaltet wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
daß die FahrzeugbewegungsfeststeLLeinrichtung einen
Schalter, der geschlossen wird, wenn die MotordrehzahL
eine vorbestimmte Drehzahl übersteigt, einen ObergangschaLter, der im Obergangzustand des Getriebes geschlossen
wird, und ein Verknüpfungsglied enthält, um ein Ausgangssignal
ansprechend auf die EingangssignaLe der beiden
Schalter zu erzeugen.
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Publication Number | Publication Date |
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