DE1145495B

DE1145495B - Regeleinrichtung fuer die UEbertragungs-faehigkeit einer Kraftfahrzeugkupplung

Info

Publication number: DE1145495B
Application number: DED20460A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Scherenberg; Dr-Ing Hans-Joachim Foerster
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1955-05-14
Filing date: 1955-05-14
Publication date: 1963-03-14

Description

Regeleinrichtung für die übertragungsfähigkeit einer Kraftfahrzeugkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für die Übertragungsfähigkeit einer Kraftfahrzeugkupplung in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung des Motors, die selbsttätig arbeitet derart, daß die Übertragungsfähigkeit der Kupplung bei einem höheren Motordrehmoment vergrößert und bei einem niedrigeren Motordrehmoment verringert wird.
Beim kraftschlüssigen Einkuppeln zweier sich drehender Massen bestimmt die momentane übertragungsfähigkeit der Kupplung die Größe des durch die Kupplung durchgeleiteten Drehmomentes. Die relative Drehrichtung der beiden gleitenden Teile bestimmt den Sinn des Leistungsflusses vom schneller drehenden zum langsamer drehenden Teil. Ist beispielsweise beim Kuppeln eines Motors mit einem Fahrzeugantrieb das erforderliche Kupplungsdrehmoment größer als das vorhandene Motordrehmoment, dann wird die Motordrehzahl herabgesetzt und die Differenz zwischen dem verfügbaren Motordrehmoment und dem notwendigen Kupplungsdrehmoment aus der Verzögerung der umlaufenden Massen gewonnen. Ist umgekehrt das zu übertragende Kupplungsdrehmoment kleiner als das momentane Motordrehmoment, so wird das überschüssige Drehmoment des Motors zu dessen Beschleunigung benutzt. Dieses gilt, solange Schlupf in der Kupplung vorhanden ist. Daraus ergibt sich, daß die aus einem Kuppelvorgang resultierende Beschleunigung oder Verzögerung des Wagens im Augenblick des Kuppelns von der übertragungsfähigkeit der Kupplung abhängt.
Die Beherrschung dieses Vorganges erfordert vor allem bei automatischen Kupplungen besondere Vorkehrungen. Als besonders unangenehm haben sich in der Praxis plötzliche Verzögerungen herausgestellt, die dadurch entstehen, daß der Motor gegenüber der Wagengeschwindigkeit eine zu kleine Drehzahl hat und dieser aus der bewegten Energie des Wagens heraus beschleunigt werden muß. Dem Wagen wird dadurch Energie der Bewegung entzogen, d. h., er wird gebremst.
Bei der Schaltung von einem Gang zum anderen sollte nun die Wagenbeschleunigung oder -verzögerang ein bestimmtes, den Insassen des Wagens zumutbares Maß nicht übersteigen. Dabei ist das zulässige Maß erfahrungsgemäß bei der Beschleunigung höher als bei der Verzögerung. Besonders unangenehm ist es aber, wenn das Fahrzeug beim Kuppelvorgang erst verzögert und dann beschleunigt wird. Da beim Zurückschalten mit zurückgenommenem Gas der Motor sich selbst nicht beschleunigt, das Bremsmoment des Motors aber etwa ein Drittel des maximalen Antriebsmomentes betragen kann, ist es zweckmäßig, die übertragungsfähigkeit der Kupplung für diesen Fall auf etwa dieses Drittel zu beschränken. Ist der Kuppelvorgang in dieser Form eingeleitet, und wird in diesen Kuppelvorgang hinein Gas gegeben und dabei gleichzeitig die Übertragungsfähigkeit der Kupplung erhöht, so steht plötzlich ein zu hohes Kupplungsdrehmoment zur Verfügung, obwohl der Motor selbst noch vom rollenden Wagen her beschleunigt wird, d. h., der Wagen erfährt zunächst eine große momentane Verzögerung bis zu dem Augenblick, da Drehzahlgleichheit beider Kupplungsteile vorhanden ist. Ähnlich unangenehm ist der Fall, wenn man bei größeren Motordrehzahlen und einem höheren Gang bei konstant gehaltener Drosselklappenstellung aus einem Beschleunigungsgebiet in ein Verzögerungsgebiet gelangt.
Da das Kupplungsdrehmoment nur sehr schwierig erfaßbar ist und Schwingungen des Drehmoments einen Drehmomentengeber nicht brauchbar arbeiten lassen, ist es bekannt, zur Regelung des Kupplungseingriffes als Ersatzgröße für das Motordrehmoment entweder die Stellung der Drosselklappe der Maschine oder .den Saugrohrunterdruck zu verwenden. Hierbei wird jedoch das tatsächliche Motordrehmoment in bestimmten Betriebszuständen, z. B. wenn bei relativ wenig geöffneter Drosselklappe, aber großer Motordrehzahl zurückgeschaltet wird, falsch erfaßt, so daß sich der Kupplungseingriff unangenehm bemerkbar macht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile bei der Regelung des Kupplungseingriffes mit verhältnismäßig einfachen Mitteln zu vermeiden, so daß sich, unabhängig vom Können des Fahrers, eine angenehme Fahrweise ergibt.
Die Erfindung besteht darin, daß die übertragungsfähigkeit der Kupplung von einer an sich bekannten, das tatsächlich verfügbare Motordrehmoment abtastenden Steuereinrichtung derart geregelt wird, daß das Maximum der Übertragungsfähigkeit der Kupplung geringfügig über dem maximalen Motordrehmoment und das Minimum der übertragungsfähigkeit etwas über dem maximalen Schleppmoment des Motors liegt, wobei das Minimum der übertragungsfähigkeit in der Zeit eingeregelt wird; in welcher der Leistungsfluß von den Fahrzeugrädern zum Motor verläuft. Durch die Abtastung des tatsächlich verfügbaren Motordrehmomentes; wie es bei selbsttätigen Getriebeschaltungen bekannt ist, bei denen .das Motordrehmoment durch Messen des in der elastischen Lagerung des Motors bzw. des Getriebegehäuses auftretenden Gegendrehmomentes zum Umschalten des Getriebes benutzt wird, ist es möglich, die Regelung auf den jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeuges abzustimmen, je nachdem ob der Leistungsfluß vom Motor zu den Antriebsrädern oder von den Antriebsrädern zum Motor verläuft.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann die Übertragungsfähigkeit der Kupplung mittels der das Motordrehmoment abtastenden Steuereinrichtung in bekannter Weise stufenweise geregelt werden, wobei nur die Grenzwerte als Regelstufen benutzt werden. Der Stufensprung der Regelstufen kann auch bei der neutralen Stellung der Regeleinrichtung zwischen den beiden Grenzwerten liegen. Von der kleinen zur großen Übertragungsfähigkeit kann schon dann umgeschaltet werden, wenn das antreibende Motordrehmoment nur wenig kleiner als das maximale Schleppmoment des Motors ist. In an sich bekannter Weise kann die Übertragungsfähigkeit der Kupplung von der das Motordrehmoment abtastenden Steuereinrichtung auch kontinuierlich geregelt werden.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der den augenblicklichen Betriebszustand des Fahrzeuges abtastenden Steuereinrichtung schematisch dargestellt.
Fig.1 zeigt eine kontinuierliche elektrische Regelung des Kupplungseingriffs mit einer Steuereinrichtung, die das herrschende Motordrehmoment an einer Motordrehmomentstütze abtastet, und Fig. 2 zeigt eine stufenweise arbeitende elektrische Regelung der Steuereinrichtung nach Fig. 1.
Der Motor 1, dessen Kurbelwelle die Drehrichtung 2 aufweist, ist am unteren Teil des Kurbelg 'häuses 3 über eine Gunimibeilage 4 an einem festen e, Fahrzeugteil s elastisch abgestützt. Die elektromagnetisch in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeuges (treibender oder geschobener Motor) regelbare Fahrzeugkupplung 6 bezieht ihren Regelstrom aus einem Leitungsnetz 7, 8, das von einer Stromquelle 9 gespeist wird.
Die Regelung des Kupplungseingriffes erfolgt beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kontinuierlich durch schrittweises Ausschalten eines die Leitungen 7 und 8 verbindenden Widerstandes 10 entsprechend dem zunehmenden Motordrehmoment. Zu diesem Zweck ist der Motor 1 mit einem Schleifkontakt 11 an einem Kontaktträger 12 versehen. Zwischen dem Schleifkontakt 11 und der Leitung 7 besteht elektrische Verbindung durch die Leitung 13.
Die Linien 14, 15, 16 und 17 kennzeichnen charakteristische Winkellagen des Schleifkontaktes 11 bei unterschiedlichen Motordrehmomenten. Bei einer Lage des Schleifkontaktes 11 auf der Linie 14 befindet sich der Motor 1 im Bremsgebiet. Die Kupplung 6 erhält einen dem vollen Widerstand 10 entsprechenden geringen Strom. Die Linie 15 bedeutet die Nulllage, wobei der Motor kein Drehmoment abgibt. Auf der Linie 16 befindet sich der Motor im Teillast-Zuggebiet mit gleichem Drehmoment beim Antrieb wie auf der Linie 14 beim Bremsen. Die übertragungsfähigkeit der Kupplung wächst von dieser Stelle ab kontinuierlich bis zum Maximum der übertragungsfähigkeit entsprechend dem Ausschalten des Widerstandes 10 durch den Schleifkontakt 11 bis zu dem unter Vollast herrschenden Motordrehmoment entsprechend der Linie 17.
Bei der Steuereinrichtung gemäß der Fig. 2 ist zwischen die Leitungen 7 und 8 ebenfalls ein Widerstand 10 eingeschaltet. Vom Bremsgebiet (Linie 14) bis zu der diesem Drehmoment beim Antrieb entsprecli#;uden Linie 16 empfängt die Kupplung 6 einen dem Widerstand 10 entsprechenden geringen Strom, da der Schleifkontakt 11 noch keine Verbindung mit der Kontaktplatte 18 gefunden hat. Das maximale von der Kupplung 6 übertragbare Drehmoment wird erst kurz über der Linie 16 eingeregelt, da an dieser Stelle der Schleifkontakt 11 an der Kontaktplatte 18 anliegt und den Widerstand 10 überbrückt.
In. den folgenden Patentansprüchen soll Gegenstand des Patentanspruches 1 nur die Gesamtkombination der in diesem Anspruch enthaltenen Merkmale sein-

Claims

PATENTANSPRÜCHE-1. Regeleinrichtung für die Übertragungsfähigkeit einer Kraftfahrzeugkupplung in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung des Motors, die selbsttätig arbeitet derart, daß die Übertragungsfähigkeit der Kupplung bei einem höheren Motordrehmoment vergrößert und bei einem niedrigeren.: Motordrehmoment verringert wird, dadurch gekennzeichnet, daß dee übertragungsfähigkeit der Kupplung (6) von einer an sich bekannten; das tatsächlich verfügbare Motordrehmoment abtastenden Steuereinrichtung dezart geregelt wird, daß das Maximum der Übertragungsfähigkeit der Kupplung (Linie 17) geringfügig über dem maximalen Motordrehmoment und das Minimum der übertragungsfähigkeit (Linie 14) etwas über dem maximalen Schleppmoment des Motors (1) liegt, wobei das Minimum der Übertragungsfähigkeit in der Zeit eingeregelt wird, in welcher der Leisümgsfluß von den Fahrzeugrädern zum Motor verläuft (Bereich zwischen den Linien 14 und 15).
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß dieÜbertragungsfähigkeii der Kupplung mittels der das Motordrehmoment abtastenden Steuereinrichtung in bekannter W stufenweise geregelt wird (Fig.2) und nur die Grenzwerte (Maximum, Linie 17, bzw: Minimum, Linie 14) als Regelstufen benutzt werden.
3. Regeleinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufen-Sprung der Regelstufen bei der neutralen Stellung (Linie 15) der Regeleinrichtung zwischen den beiden Grenzwerten liegt*
4. Regeleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der kleinen zur großen Übertragungsfähigkeit schon dann umgeschaltet wird, wenn das antreibende Motordrehmoment nur wenig kleiner als das maximale Schleppmoment desMotors ist (Linie 16).
5. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfähigkeit der Kupplung von der das Motordrehmoment abtastenden Steuereinrichtung in an sich bekannter Weise kontinuierlich geregelt wird (Fig. 1).