DE3920245A1 - Kraftfahrzeugantrieb, enthaltend eine kupplung mit unerwuenschten schwingungen entgegenwirkender einstellung des kupplungsschlupfes - Google Patents
Kraftfahrzeugantrieb, enthaltend eine kupplung mit unerwuenschten schwingungen entgegenwirkender einstellung des kupplungsschlupfesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugantrieb gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Antrieb ist für den
Sonderfall der Begrenzung von während Anfahrvorgängen auftretenden
Ruckwerten aus der DE-PS 34 04 156, B60K 41/02, in der Weise bekannt,
daß unter Verwendung einer Anzahl von Rechen- und Differenzierstufen,
denen als Regelgröße verschiedene Drehzahlen des Antriebsmotors
und des Getriebes, die Abtriebssteifigkeit, das Trägheitsmoment
des Antriebsmotors und die Fahrzeugmasse zugeführt werden, nach
bestimmten mathematischen Beziehungen die momentan auftretenden
Ruckwerte ermittelt und mit einem vorausberechneten maximalen
Ruckwert verglichen werden. Je nach Abweichung der tatsächlich
auftretenden Ruckwerte von diesem maximalen Ruckwert wird ein
Kupplungsstellglied im Sinne einer Schließ- oder Öffnungsbewegung
der Kupplung so angesteuert, daß Torsionsschwingungen im Antriebs
strang durch gezielte Änderungen des Kupplungsmoments gedämpft
werden. Dieser bekannte Kraftfahrzeugantrieb ist infolge seiner
Kompliziertheit und seines Aufwands für den Serieneinsatz nicht
geeignet. Darüber hinaus ist er, wie gesagt, auf den Sonderfall
der Ruck- bzw. Schwingungsbekämpfung bei Anfahrvorgängen beschränkt,
während besonders kritisch hinsichtlich des Auftretens störender
Schwingungen, bedingt durch Elastizitäten im gesamten Antriebsstrang,
bekanntlich Lastwechselschläge sind, also Übergänge vom Schub-
in den Zugbetrieb und umgekehrt.
Ebenfalls einen Sonderfall, nämlich die Verringerung von Drehmoment
schwankungen aufgrund der Arbeitsweise der Brennkraftmaschine,
betrifft die Dämpfungseinrichtung nach der US-PS 46 74 609, F16D
43/284. Bei dieser Anordnung sind diejenigen Drehzahlen gespeichert,
bei denen starke Drehvibrationen zu erwarten sind, und bei Erreichen
dieser Drehzahlwerte wird über eine elektrische Einrichtung der
Kupplungsschlupf vergrößert. Meßgröße ist auch hier also die Dreh
zahl der Brennkraftmaschine.
Die aus der DE-OS 28 05 544, B60K 41/06, bekannte Vorrichtung
zur Erzeugung einer Stellgröße für die Betätigung von elektrohydrau
lischen Reibelementen (Kupplungen) in automatischen Stufengetrieben
schließlich enthält unter anderem eine Ruckregelstufe, die aus
der Differenz der Werte des jeweils am Fahrzeug angreifenden Rucks
sowie eines vorgegebenen maximal zulässigen Rucks Stellsignale
für die Kupplungen erzeugt.
In Abweichung von diesen bekannten Einrichtungen und Anordnungen,
denen - so unterschiedlich sie im übrigen auch aufgebaut und hin
sichtlich ihrer Zielsetzung ausgelegt sind - gemeinsam die Unter
scheidung zwischen sensorisch erfaßten Größen einerseits und Steuer-
oder Stellgrößen andererseits ist, liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, einen Kraftfahrzeugantrieb der gattungsgemäßen Art zu
schaffen, der die Schlupfbeeinflussung insbesondere, jedoch nicht
ausschließlich, zur Bekämpfung von Lastwechselschlägen und Ruckeln
mit einfacheren Mitteln sicherstellt.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeich
nenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausbildungen
der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
In vorteilhafter Weise vermeidet die Erfindung also den Aufwand
von Speichern Rechnern und dergl.; sie kommt vielmehr, wie im
folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels noch gezeigt wird,
mit einfachen und bewährten Elementen für Strömungsmittelkreise,
insbesondere Hydraulikkreise, aus.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand
der Zeichnung erläutert, deren
Fig. 1 im wesentlichen ein Schaltbild der
Einrichtung zeigt, während in,
Fig. 2 verschiedene, der Erläuterung der
Wirkungsweise dienende Zeitverläufe
wiedergegeben sind.
Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist bei 1 eine Brennkraftmaschine
üblichen und daher hier nicht zu beschreibenden Aufbaus angedeutet.
Sie ist über elastische Lager 2 am Rahmen des Fahrzeugs abgestützt,
so daß sie insbesondere bei Lastwechselschlägen, also Übergang
vom Schub- in den Zugbetrieb oder umgekehrt, Schwingungen im Sinne
der Pfeile 3 im wesentlichen um ihre Kurbelwelle ausführt, deren
Achse bei 4 angedeutet ist. Die Kurbelwelle ist über eine Kupplung
bekannten Aufbaus, und zwar eine Reibkupplung, sowie über ein
nicht dargestelltes Gangschaltgetriebe in üblicher Weise mit den
angetriebenen Fahrzeugrädern verbindbar. Da auch die Kupplung
einen bekannten Aufbau besitzt, ist sie lediglich schematisch
bei 5 angedeutet; über die Kupplungsausrückstange 6 kann sie auf
hydraulischem Wege durch Niedertreten des üblichen Kupplungspedals 7
ausgerückt werden. Zu diesem Zweck arbeitet das Kupplungspedal 7
auf den Kolben 8 in dem Geberzylinder 9, der über die Hydrauliklei
tung 10 mit dem Nehmerzylinder 11 in Verbindung steht. Bei Nieder
treten des Kupplungspedals 7 drückt die Flüssigkeit den Kolben 12
in Fig. 1 nach links, wodurch über den Ausrückhebel 6 der Kraftschluß
zwischen den Reibbelägen der Kupplung zumindest verringert, bei
vollem Durchtreten des Kupplungspedals 7 vollständig aufgehoben
wird.
Während bisher die übliche, vom Fahrer willkürlich betätigte Kupp
lungsverstellung beschrieben wurde, bezieht sich die eigentliche
Erfindung auf eine selbsttätige Kupplungsbetätigung im Sinne einer
Spieleinstellung in Abhängigkeit von Rucken oder Schwingungen,
wie sie insbesondere beim Lastwechsel und Ruckeln, allgemein aber
bei schnellen Gaspedalbetätigungen auftreten. Zur Erfassung derar
tiger Schwingungen wird die Brennkraftmaschine 1 herangezogen,
d. h. letztlich deren Schwingungen, angedeutet durch die Pfeile 3.
Man erkennt die Kolben-Zylinder-Anordnung 13, deren Kolben 14
über die Stange 14 a an den Zylinderkopfbereich der Brennkraftma
schine 1 angelenkt ist. Demgegenüber ist der Zylinder 15, wie
bei 16 angedeutet, fahrzeugfest gelagert.
Über Saugventile (federbelastete Einweg-Kugelventile) 17 und 18
stehen die beiden Druckräume 19 und 20 der Kolben-Zylinder-Anord
nung 13 mit dem Strömungsmittel-Vorratsbehälter 21 in Verbindung,
der hier der übliche Ausgleichsbehälter der Kupplungsbetätigung
ist. Über weitere, als Druckventile geschaltete Einwegventile 22
und 23 besteht zumindest zeitweilig eine Verbindung zwischen den
Druckräumen 19 und 20 einerseits und dem bereits beschriebenen
Zylinder 9 andererseits, und zwar über das Mengenbegrenzungsven
til 24, dessen Aufbau und Wirkungsweise noch zu beschreiben ist.
In dieses Ventil 24 ist das federbelastete Rückstellventil 25
eingelassen, das die Rückstellung des Mengenbegrenzungsventils 24
durch dessen Feder ermöglicht.
In den Zylinder 9 mündet ferner die Rückströmleitung 27 ein. Sie
wird jedoch bezüglich der Verbindungsleitung 28 zu den Druckventi
len 22 und 23 nur dann wirksam, wenn infolge Betätigung des Kupp
lungspedals 7 der Kolben 8 in Fig. 1 nach links verschoben ist
und über seine Ringnut 29 eine Verbindung der Leitungen 27 und 28
herstellt.
Das Mengenbegrenzungsventil 24 hat die Aufgabe, bei großen Schwin
gungsamplituden der Brennkraftmaschine 1 und demgemäß großen Flüs
sigkeitsverdrängungen in der Kolben-Zylinder-Anordnung 13 einen
zu großen Kupplungsschlupf und damit Kupplungsverschleiß sowie
ungewollt starke Drehzahländerungen der Brennkraftmaschine 1 während
der Schlupfphase der Kupplung 5 zu vermeiden. Zu diesem Zweck
mündet unter dem Kolben 30 dieses Ventils 24 die mit der Drossel 31
bestückte, zum Vorratsbehälter 21 führende Entlastungsleitung 32
ein, wobei die Einmündungsstelle 33 dieser Leitung so gelegt ist,
daß bei einer vorgegebenen, die Maximalmenge der in den Zylinder 9
bei störenden Schwingungen gelieferten Flüssigkeit bestimmenden
Verschiebung des Kolbens 30 in Fig. 1 nach rechts die schräge
Steuerfläche 34 des Kolbens 30 in den Bereich der Einmündungs
stelle 33 gelangt und dadurch den Zulauf zur Entlastungsleitung 33
mehr und mehr freigibt. Diese Verschiebung des Kolbens 30 erfolgt
entgegen der Wirkung der Feder 35.
An dieser Stelle sei eingefügt, daß auf das Mengenbegrenzungsven
til 24 und auch auf das in diesem Ausführungsbeispiel in den Kol
ben 30 desselben integrierte Rückstellventil 25 verzichtet werden
kann, falls die abgegriffenen Schwingungen 3 keine so große Amplitude
besitzen, daß eine Mengenbegrenzung vorgenommen werden muß. In
diesem Falle verbindet die Leitung 28 direkt die Auslässe der
Druckventile 22 und 23 mit dem Zylinder 9.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:
Betrachtet man den Fall eines Lastwechsels, d. h. den Übergang
von Schub auf Zug (oder umgekehrt) anhand des Diagramms a in Fig. 2,
das den Verlauf des Motordrehmoments M d über der Zeit t wiedergibt,
so ergibt sich jeweils ein - relativ steiler - Nulldurchgang des
Drehmomentenverlaufs. Wie sich gezeigt hat, ist gerade dieser
Bereich des Nulldurchgangs ursächlich verantwortlich für die stören
den Lastwechselerscheinungen, denen entgegenzuwirken Aufgabe der
Erfindung ist. Sie äußern sich zunächst gemäß Diagramm b in Auswan
derungen der Brennkraftmaschine 1 entsprechend Pfeil 3 in Fig. 1
aus der Neutrallage; Diagramm b in Fig. 2 zeigt diese Auswanderun
gen L aus der Neutrallage N. Auch hier findet sich ein "Nulldurch
gang", d. h. bei den Motorverschwenkungen gemäß Pfeil 3, denen
übrigens auch Schwingungen überlagert sind, ergibt sich ein Dia
gramm a in Fig. 2 sehr ähnlicher Zeitverlauf.
Betrachtet man nun Fig. 1, so erfolgt infolge der doppeltwirkenden
Ausbildung der Kolben-Zylinder-Anordnung 13 mit den beiden Druckven
tilen 22 und 23 diese Bewegung der Brennkraftmaschine 1 unabhängig
von ihrer Richtung ein Strömungsmitteltransport in den Zylinder 9
der Kupplungsbetätigung und damit auch in den Zylinder 11. Dies
gilt unter der Voraussetzung, daß das Kupplungspedal 7 nicht getreten
ist. Ist dieses bereits getreten, d. h. ist ein Ausrücken der
Kupplung vom Fahrer des Fahrzeugs bereits bewirkt, so schließt
die Ringnut 29 im Kolben 8, wie bereits angegeben, die beiden
Leitungen 27 und 28 unmittelbar kurz, so daß die erfindungsgemäße
Einrichtung wirkungslos ist.
Dieser Strömungsmittelzufluß zum Zylinder 9 wird über die Leitung 10
in den Zylinder 11 übertragen und bewirkt eine Verschiebung des
Kolbens 12 in Fig. 1 nach links; damit verbunden ist über die
Ausrückstange 6 ein mehr oder weniger vollständiges Ausrücken
der Kupplung 5.
Wie bereits ausgeführt, ist entscheidende Ursache für das Auftreten
störender Lastwechselreaktionen jeweils der Nulldurchgang des
zeitlichen Verlaufs des Motordrehmoments M d (Diagramm a in Fig. 2).
Daher wird das beschriebene mehr oder weniger vollständige Ausrücken
der Kupplung 5 auf einen relativ kurzen Zeitraum begrenzt, der
beispielsweise maximal drei Sekunden betragen kann. Betrachtet
man Diagramm d in Fig. 2, das den zeitlichen Verlauf des mit der
Einrichtung erzeugten Schlupfes s der Kupplung wiedergibt, so
erkennt man, daß der Schlupf innerhalb einer sehr kurzen Zeit t 1,
beispielsweise weniger als 0,5 Sekunden, nach Beginn des Lastwechsels
eingeleitet wird und nach einer Zeitspanne t 2 von beispielsweise
weniger als drei Sekunden bereits wieder beendet ist; dann ist
also die Kupplung 5 wieder eingerückt. Bewirkt wird dieser Schlupf
abbau durch die Drossel 26, die entweder einen konstanten Strömungs
durchlaß bildet oder in Abhängigkeit von einem Parameter der Brenn
kraftmaschine 1, insbesondere der Drehzahl derselben, gesteuert
sein kann. Sie kann auch so angesteuert sein, daß sie bei Lastwech
selschlägen nur kurzzeitig im Bereich des Nulldurchgangs des Moments
einen Kupplungsschlupf bewirkt.
Bei begrenzten Amplituden der Schwingungen 3 ergibt sich also
eine Verschiebung des Kolbens 30 des Mengenbegrenzungsventils 24.
Vom Vorratsbehälter 21 wird das Strömungsmittel über jeweils eines
der Saugventile 17 und 18 in denjenigen Druckraum 19 bzw. 20 nachge
liefert, dessen Volumen infolge der Bewegung des Kolbens 14 sich
jeweils vergrößert. Sobald aber die Bewegungsamplituden der Brenn
kraftmaschine 1 einen vorgegebenen Maximalwert überschreiten,
wird der Kolben 30 in Fig. 1 so weit nach rechts verlagert, daß
seine schräge Steuerfläche 34 die Einmündung 33 der Entlastungslei
tung 32 mehr oder weniger freigibt, so daß dann die Leitung 32
einen Bypass zum Zylinder 9 bildet.
Das Ergebnis der Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist im Diagramm c
der Fig. 2 dargestellt: Im Bereich der Nulldurchgänge des Verlaufs
des Motordrehmoments M d (Diagramm a) und der dabei auftretenden
großen Bewegungsamplituden der Brennkraftmaschine 1 ergeben sich
kurzzeitige Abfälle des von der Kupplung 5 zu den Rädern des Fahr
zeugs übertragenen Drehmoments M. Die entsprechende Energiedifferenz
wird in der Kupplung durch den Schlupf derselben in Reibung umge
setzt.
Dem Rückstellventil 25 ist die Drossel 36 zugeordnet, die bei
Bewegungen des Kolbens 30 in Fig. 1 nach rechts den Strömungsmittel
fluß infolge unbeabsichtigten Öffnens des Rückstellventils 25
begrenzt.
Parallel zur Drossel 31 erkennt man das Überströmventil 37. Will
man bereits relativ kleine Ausschläge 3 durch Kupplungsschlupf
dämpfen, muß man die Einrichtung so auslegen, daß schon dann der
Kolben 30 praktisch seine maximale Verschiebung nach rechts erfährt;
sie kann durch einen Anschlag für den Kolben markiert sein. Zur
Druckbegrenzung bei größeren Ausschlägen des Motors 1 öffnet das
Überströmventil 37.
Wenn auch bei dieser Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der
Erfindung der Fall eines Lastwechselschlags zugrundegelegt wurde,
gelten diese Betrachtungen doch ganz allgemein bezüglich der Bekämp
fung von Ruck- oder Schwingungserscheinungen, die durch schnelle
Drehmomentänderungen der Brennkraftmaschine hervorgerufen sind.
Auch kann die Einrichtung mit rein mechanischen Mitteln arbeiten.
Mit der Erfindung ist demgemäß ein Kraftfahrzeugantrieb der gattungs
gemäßen Art geschafffen, der die in unerwünschten Schwingungen
eines Teils im Antriebsstrang eines Fahrzeugs enthaltene Energie
unmittelbar dazu ausnutzt, über die Einstellung eines geeigneten
Kupplungsschlupfes die Schwingungen zu dämpfen.
Claims (14)
1. Kraftfahrzeugantrieb mit einer einem Antriebsaggregat nachge
schalteten Kupplung, der eine Einrichtung zur Einstellung
eines auftretenden unerwünschten Schwingungen, insbesondere
beim Lastwechsel, entgegenwirkenden Kupplungsschlupfes zugeordnet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Schwingungs
ausschläge (3) eines Bestandteils (1) des Antriebs unmittelbar
in ein Stellsignal für die Kupplung (5) umsetzend ausgebildet
ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein
richtung an dem elastisch gelagerten (2) Antriebsaggregat (1)
zur Umsetzung von Schwingungsausschlägen (3) desselben in
das Stellsignal angreift.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung Mittel (26) zur zeitlichen Begrenzung des
Stellsignals aufweist.
4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß zur Umsetzung zumindest eine Kolben-Zylinder-Anordnung
(13) für ein Strömungsmittel vorgesehen ist.
5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein
richtung eine Anordnung nach Art einer Kolben-Zylinder-Anord
nung (13) für ein Strömungsmittel enthält, von der ein Bauteil
(14), mit dem Bestandteil (1) des Antriebs verbunden, sich
entsprechend den Schwingungsausschlägen (3) relativ zu dem
anderen Bauteil (15) unter gegensinnigen Volumenveränderungen
von zwei Druckmittelkammern (19, 20) bewegt, die über Druck
ventile (22, 23) zumindest zeitweise mit einer nach Art einer
Kolben-Zylinder-Anordnung aufgebauten Kupplungsbetätigung (8, 9)
sowie über Saugventile (17, 18) mit einem Strömungsmittel-Vor
ratsbehälter (21) verbindbar sind.
6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck
ventile (22, 23) strömungsabwärts zumindest zeitweise über
eine Drossel (26) mit dem Vorratsbehälter (21) verbunden sind.
7. Antrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
mit einem Kupplungspedal (7) eine Kolben-Zylinder-Anordnung
(8, 9) verbunden ist, deren Kolben (8) nur bei betätigtem
Kupplungspedal (7) einen Kurzschluß zwischen den strömungsabwär
tigen Seiten der Druckventile (22, 23) und dem Vorratsbehälter
(21) herstellt.
8. Antrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß den Druckventilen (22, 23) strömungsabwärts ein Mengen
begrenzungsventil (24) nachgeschaltet ist.
9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengen
begrenzungsventil (24) in einem Zylinder einen Kolben (30)
enthält, der nach durch das Strömungsmittel entgegen Feder
kraft (35) erfolgter Verschiebung um eine vorgegebene Strecke
die zylinderseitige Einmündung (33) einer zum Vorratsbehälter
(21) führenden Entlastungsleitung (32) freigibt.
10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ent
lastungsleitung (32) eine Drossel (31) enthält.
11. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß parallel
zur Drossel (31) ein Überströmventil (37) liegt.
12. Antrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeich
net, daß der Kolben (30) eine schräge Steuerfläche (34) besitzt.
13. Antrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeich
net, daß dem Mengenbegrenzungsventil (24) ein federbelastetes
Rückstellventil (25) zugeordnet ist.
14. Antrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
Rückstellventil (25) in den Kolben (30) des Mengenbegrenzungs
ventils (24) integriert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893920245 DE3920245A1 (de) | 1988-07-01 | 1989-06-21 | Kraftfahrzeugantrieb, enthaltend eine kupplung mit unerwuenschten schwingungen entgegenwirkender einstellung des kupplungsschlupfes |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3822216 | 1988-07-01 | ||
DE19893920245 DE3920245A1 (de) | 1988-07-01 | 1989-06-21 | Kraftfahrzeugantrieb, enthaltend eine kupplung mit unerwuenschten schwingungen entgegenwirkender einstellung des kupplungsschlupfes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3920245A1 true DE3920245A1 (de) | 1990-01-04 |
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ID=25869639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893920245 Withdrawn DE3920245A1 (de) | 1988-07-01 | 1989-06-21 | Kraftfahrzeugantrieb, enthaltend eine kupplung mit unerwuenschten schwingungen entgegenwirkender einstellung des kupplungsschlupfes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3920245A1 (de) |
Cited By (4)
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1989
- 1989-06-21 DE DE19893920245 patent/DE3920245A1/de not_active Withdrawn
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