DE1150882B

DE1150882B - Control device for the engagement process in an automatically operated clutch, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE1150882B
Application number: DEF25999A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Harry Harmuth
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1958-06-20
Filing date: 1958-06-20
Publication date: 1963-06-27
Also published as: GB905466A

Description

Regelvorrichtung für den Einrückvorgang bei einer automatisch betätigten Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für den Einrückvorgang bei einer automatisch betätigten Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der Steuermittel vorhanden sind, die den Kupplungseingriff nach dem Einlegen eines Ganges regeln.Control device for the engagement process in an automatically actuated Coupling, in particular for motor vehicles The invention relates to a control device for the engagement process with an automatically operated clutch, in particular for Motor vehicles, in which control means are present, the clutch engagement after regulate the engagement of a gear.

Bei automatisch betätigten Kupplungen ist es üblich, das übertragene Drehmoment beim Einkuppeln zunächst nur derart zu erhöhen, daß die Angleichung der Motordrehzahl an die Drehzahl der Getriebewelle ausreichend langsam und ohne Einkupplungsstoß erfolgt. Dies geschieht bei pneumatischer oder hydraulischer Kupplungsbetätigung durch einen entsprechend langsamen bzw. stufenweisen Druckausgleich, bei elektromagnetischen Kupplungen durch ein stufenweises Abschalten von Widerständen.In the case of automatically operated clutches, it is common to use the transmitted To increase the torque when engaging initially only in such a way that the approximation of the Motor speed to the speed of the transmission shaft sufficiently slowly and without a clutch surge he follows. This happens with pneumatic or hydraulic clutch actuation through a correspondingly slow or gradual pressure equalization, in the case of electromagnetic Clutches by gradually switching off resistors.

Bei den bisher bekannten Konstruktionen wurde - um nach dem Schalten das durch Gasgeben erhöhte Motordrehmoment mit der Kupplung übertragen zu können - der restliche Druckausgleich bei pneumatischer oder hydraulischer Betätigung bzw. das Abschalten der Vorwiderstände bei elektromagnetischen Kupplungen durch eine mechanische Verbindung des Steuerventils bzw. der Widerstände mit der Drosselklappenwelle bzw. dem Gasgestänge erreicht. Es sind auch weitere Ausführungen bekannt, bei denen der Saugrohrunterdruck eines Ottomotors oder eines pneumatisch geregelten Dieselmotors zur Steuerung des Druckausgleichs bzw. der Widerstandsabschaltung herangezogen wird. Diese bekannten Steuerungen weisen jedoch in bestimmten Fällen verschiedene Nachteile auf. Die mechanische Steuerung in Abhängigkeit von der Drosselklappenwelle bzw. vom Gasgestänge ist auf Grund der erforderlichen mechanischen Übertragungsteile sehr kompliziert, und die Steuerung ist nicht nur last-, sondern auch drehzahlabhängig, da der Zusammenhang zwischen Last-und Drosselklappenstellung von der Drehzahl beeinflußt wird. Die pneumatische Steuerung durch den Saugrohrunterdruck ist außerdem sehr stark von der Art der Gemischbildung und Aufbereitung abhängig. Die Anzahl der Vergaser, die Anordnung der Ansaugleitungen und der Ventilöffnungszeiten beeinflussen die Steuerung des Kupplungseingriffs oft in unerwünschter Weise. Bei Motoren mit innerer Gemischbildung kommt der große Nachteil hinzu, daß nur sehr kleine Steuerkräfte zur Verfügung stehen.In the previously known constructions - to after switching to be able to transmit the engine torque increased by accelerating with the clutch - the remaining pressure equalization with pneumatic or hydraulic actuation or switching off the series resistors in electromagnetic clutches by a mechanical connection of the control valve or the resistors with the throttle valve shaft or the throttle linkage. There are also other designs known in which the intake manifold vacuum of a gasoline engine or a pneumatically controlled diesel engine is used to control the pressure equalization or the resistance switch-off. However, these known controls have various disadvantages in certain cases on. The mechanical control depending on the throttle valve shaft or from the throttle linkage is due to the mechanical transmission parts required very complicated, and the control is not only dependent on load, but also speed, since the relationship between load and throttle valve position is influenced by the speed will. The pneumatic control through the intake manifold vacuum is also very good strongly dependent on the type of mixture formation and preparation. The number of carburetors, the arrangement of the suction lines and the valve opening times influence the Control of clutch engagement is often undesirable. For engines with internal Mixture formation has the great disadvantage that only very small control forces be available.

Es ist weiterhin eine Konstruktion bekannt, bei der die Kupplungsbetätigung direkt durch den Auspuffüberdruck und damit in Abhängigkeit von der Leistung des Motors erfolgt. Die Betätigung der Kupplung erfolgt über einen an die Auspuffleitung angeschlossenen Servomotor und ist im gewissen Maße drehzahlabhängig. Diese Anordnung hat so große Nachteile, daß sie praktisch unbrauchbar ist. Damit könnte allenfalls eine Automatisierung des Anfahrvorganges erreicht werden, obwohl auch das Schwierigkeiten bereitet, denn der Auspuffüberdruck ist bekanntlich nicht nur eine Funktion der Drehzahl, und man könnte also nicht eine bestimmte Drehzahl festlegen, bei der Aus- bzw. Einkuppeln erfolgen soll. Eine Betätigung der Kupplung während der Fahrt zum Zwecke des Gangumschaltens ist damit unmöglich und muß nach wie vor von Hand erfolgen.It is also known a construction in which the clutch actuation directly through the exhaust pressure and thus depending on the performance of the Engine takes place. The clutch is operated via an attached to the exhaust line connected servo motor and is dependent on the speed to a certain extent. This arrangement has so great disadvantages that it is practically useless. With that, at best automation of the start-up process can be achieved, although there are also difficulties because the exhaust overpressure is not only a function of the Speed, and so you could not specify a specific speed at which the or engagement should take place. An actuation of the clutch while driving to The purpose of changing gears is therefore impossible and must still be done by hand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zunahme des von der Kupplung übertragenen Drehmoments beim Einkuppeln in bekannter Weise in Abhängigkeit von dem in der Auspuffanlage des Verbrennungsmotors entstehenden überdruck gesteuert wird. Durch die Erfindung ist es möglich, auch das automatische Wiedereinkuppeln nach der Gangumschaltung zu automatisieren und in vorteilhafter Weise durch den Auspuffüberdruck zu steuern. Diese Steuerungsart hat weiterhin den Vorteil einer größeren Unabhängigkeit von der Art der Gemischbildung und Aufbereitung für den Verbrennungsmotor. Ferner ergeben sich hierbei insbesondere bei Fahrzeugen mit Motoren mit innerer Gemischbildung weitaus größere Steuerkräfte als bei den bisher erwähnten pneumatischen Steuerungen durch den Saugrohrunterdruck. Der Vorteil der Unabhängigkeit von der Gemischbildung macht sich besonders dann bemerkbar, wenn Hochleistungsmotoren mit einer automatischen Kupplung versehen werden sollen. Diese Hochleistungsmotoren weichen in der Anzahl der Vergaser, der Anordnung der Ansaugleitungen und der Ventilöffnungszeiten weitgehend voneinander und von normalen Motoren ab. Durch die Erfindung ist es möglich, für alle diese Motoren die gleiche Steuerungsart für die automatische Kupplung zu verwenden. Außerdem läßt sich die Steuerung gemäß der Erfindung auch bei nicht pneumatisch geregelten vergaserlosen Motoren anwenden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Steuerung ist darin zu sehen, daß eine gewisse zeitliche Nacheilung des Auspuffdruckes hinter der mechanischen Betätigung der Drosselklappe bzw. des Saugrohrunterdrucks auftritt. Durch dieses Nacheilen wird bei Kraftfahrzeugen beim Zurückschalten in einen kleineren Gang und unmittelbar nachfolgendem Gasgeben eine weichere Angleichung der Motordrehzahl an die Abtriebsdrehzahl erreicht und somit Stöße beim Zurückschalten vermieden. Genau wie die Steuerung durch den Saugrohrunterdruck weist auch die erfindungsgemäße Steuerung durch den Auspuffüberdruck gegenüber der mechanischen Steuerung den Vorteil der Unabhängigkeit von mechanischen Verbindungen mit dem Vergaserdrosselklappengestänge und somit eine weitgehende Freizügigkeit bei der Anordnung der Steuerorgane auf.The invention is based on the disadvantages of the known Eliminate constructions. According to the invention, this object is achieved by that the increase in the torque transmitted by the clutch when engaging in known way depending on that in the exhaust system of the internal combustion engine resulting overpressure is controlled. With the invention it is possible, too to automate the automatic re-engagement after the gear change and to be controlled in an advantageous manner by the exhaust overpressure. This type of control furthermore has the advantage of greater independence from the type of mixture formation and preparation for the internal combustion engine. Furthermore, this results in particular in vehicles with engines with internal mixture formation, far greater control forces than with the previously mentioned pneumatic controls due to the intake manifold vacuum. The advantage of independence of the mixture formation makes itself especially noticeable when using high performance engines with an automatic clutch should be provided. These high-performance engines give way in the number of carburettors, the arrangement of the suction lines and the valve opening times largely differ from one another and from normal engines. The invention makes it possible for all of these Motors use the same type of control for the automatic clutch. aside from that the control according to the invention can also be used with non-pneumatically regulated Use carburettorless engines. Another advantage of the control according to the invention can be seen in the fact that a certain time lag of the exhaust pressure behind mechanical actuation of the throttle valve or the intake manifold vacuum occurs. As a result of this lagging in motor vehicles, when switching back to a smaller one Gear and immediately following accelerator a smoother adjustment of the engine speed reached the output speed and thus avoid shocks when downshifting. Just like the control by the intake manifold vacuum, the inventive Control by the exhaust overpressure has the advantage over mechanical control the independence of mechanical connections with the carburetor throttle linkage and thus extensive freedom of movement in the arrangement of the tax organs.

Die Ansprüche 2 bis 7 sollen als echte Unteransprüche nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch gelten.Claims 2 to 7 are intended as real subclaims only in conjunction apply with the main claim.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt: Fig. 1 zeigt die schematische Anordnung der Steuerung an einem Kraftfahrzeugmotor; Fig. 2 zeigt die Steuerung des Reduzierventils einer unterdruckbetätigten Kupplung mittels des Auspuffüberdruckes; Fig. 3 zeigt die Ausschaltung von Vorwiderständen bei einer elektromagnetischen Kupplung mit Hilfe einer vom Auspuffüberdruck beaufschlagten Membran; Fig. 4 zeigt die Auschaltung von Vorwiderständen einer elektromagnetischen Kupplung mit Hilfe eines vom Auspuffüberdruck beaufschlagten Kolbens; Fig.5 zeigt die Steuerung eines mit Massenbeschleunigungs- und -verzögerungskraft arbeitenden Steuerventils mittels einer mit Überdruck beaufschlagten Membrane.The drawings show various exemplary embodiments of the subject matter of the invention 1 shows the schematic arrangement of the control on a motor vehicle engine; Fig. 2 shows the control of the reducing valve of a vacuum-operated clutch by means of the exhaust pressure; Fig. 3 shows the elimination of series resistors in the case of an electromagnetic clutch with the aid of an excess pressure from the exhaust Membrane; Fig. 4 shows the switching off of series resistors of an electromagnetic Coupling with the aid of a piston acted upon by excess exhaust pressure; Fig.5 shows the control of one working with mass acceleration and deceleration force Control valve by means of a membrane subjected to overpressure.

In der Fig. 1 stellt 1 den Servomotor zur Erzeugung der Ausrückkraft und 2 das Gestänge dar, das die Kraft des Servomotors 1 auf den die Kupplung betätigenden Hebel 3 überträgt. Das Reduzierventil 4 befinbundenen Raum 11 erhöht. Dadurch öffnet die det sich mit dem Steuerventil 5 und der Membran 6 in einem gemeinsamen Gehäuse. Die Rohrleitung 7 führt vom Steuerventil 5 zum Servomotor 1, die Rohrleitung 8 vom Steuerventil 5 zum Ansaugrohr des Motors, die Rohrleitung 9 vom Membrangehäuse zur Auspuffanlage 10 des Motors.In Fig. 1, 1 represents the servo motor for generating the release force and FIG. 2 shows the linkage that applies the force of the servo motor 1 to the one actuating the clutch Lever 3 transmits. The reducing valve 4 located space 11 increases. This opens the det is with the control valve 5 and the membrane 6 in a common housing. The pipeline 7 leads from the control valve 5 to the servomotor 1, the pipeline 8 from Control valve 5 to the intake pipe of the engine, the pipe 9 from the diaphragm housing to Exhaust system 10 of the engine.

In Fig. 2 ist das einstellbare Reduzierventil 4 bekannter Bauart dargestellt, mit dessen Hilfe der in dem Servomotor 1 zur Kupplungsbetätigung 2, 3 herrschende Unterdruck zunächst nur so weit abgebaut wird, daß die Kupplung nur ein geringes Drehmoment überträgt. Beim Gasgeben wird der Druck in der Auspuffanlage 10 und in dem über die Rohrleitung 9 ver-6 entgegen- der Kraft der Feder 12 über das Verbindungsstück 15 das Reduzierventil 4 oder aber bewirkt durch die Gegenwirkung der durch die Schraube 14 verstellbaren Feder 13 eine allmähliche Verringerung des Schließdruckes. Hierdurch wird der Unterdruck im Servomotor 1 weiter abgebaut und so die Anpreßkraft der Kupplung erhöht. Analoge Ausführungen sind für eine Druckluft- oder öldruckbetätigung des Steuerventils 5 möglich.In Fig. 2 the adjustable reducing valve 4 of known design is shown, with the help of which the negative pressure prevailing in the servomotor 1 for clutch actuation 2, 3 is initially only reduced so far that the clutch transmits only a low torque. When accelerating, the pressure in the exhaust system 10 and in the pressure reducing valve 4 via the pipe 9 counter to the force of the spring 12 via the connecting piece 15 or the counteraction of the spring 13 adjustable by the screw 14 causes a gradual decrease the closing pressure. As a result, the negative pressure in the servomotor 1 is further reduced and the contact pressure of the clutch is increased. Similar designs are possible for a compressed air or oil pressure actuation of the control valve 5.

Fig. 3 zeigt bei gleicher Ausführung und gleichem Arbeiten der Membran 6, wie in Fig. 2 veranschaulicht, ein mit dieser verbundenes isoliertes Kontaktstück 16, das über das Kabel 21 mit der Stromzuführung zu einer elektromagnetischen Kupplung verbunden ist. Bei Erhöhung des Auspuffüberdruckes werden über die Kontakte 17 bis 20 nach genau einstellbarer Charakteristik nicht gezeichnete Vorwiderstände unmittelbar oder über Relais überbrückt und damit das übertragbare Kupplungsmoment in gewünschter Weise vergrößert.Fig. 3 shows the same design and the same operation of the membrane 6, as illustrated in Fig. 2, an insulated contact piece connected to it 16, which via the cable 21 with the power supply to an electromagnetic clutch connected is. When the exhaust overpressure is increased, contacts 17 to 20 series resistors, not shown according to precisely adjustable characteristics, directly or bridged via relay and thus the transferable clutch torque in the desired Way enlarged.

Fig.4 zeigt ein analoges Ausführungsbeispiel für elektromagnetische Kupplungen, bei welchen das Abschalten der Vorwiderstände mit Hilfe eines überdruckbeaufschlagten Kolbens 22 mit Dichtmanschette 23 über Schleifkontakte 24 bis 27 erfolgt. Die düsenartige Bohrung 28 bewirkt eine Verlangsamung des Steuervorganges. Es wäre auch möglich, an Stelle der Düse 28 die verbindende Rohrleitung 9 zur Auspuffanlage 10 mit einem so kleinen Querschnitt zu versehen, daß die Wirkung der Düse 28 durch die Drosselung der Rohrleitung 9 erreicht wird.FIG. 4 shows an analogous exemplary embodiment for electromagnetic clutches in which the series resistors are switched off with the aid of a piston 22 which is subjected to excess pressure and has a sealing collar 23 via sliding contacts 24 to 27. The nozzle-like bore 28 slows down the control process. It would also be possible, instead of the nozzle 28, to provide the connecting pipe 9 to the exhaust system 10 with such a small cross section that the effect of the nozzle 28 is achieved by the throttling of the pipe 9.

Fig. 5 zeigt die Steuerung mittels eines mit Massenbeschleunigungs- und Verzögerungskraft arbeitenden Steuerventils mit analogen Bauteilen wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen. Durch ein mittels eines Bolzens 32 gelagertes Pendel 29 wird bei Beschleunigung des Fahrzeuges über ein Druckstück 30 das unter mittels der Schraube 14 einstellbarer Spannung der Feder 13 stehende Reduzierventil 4 geöffnet und dadurch in bekannter Weise über die Rohrleitung 7 der Unterdruck im Servomotor 1 abgebaut. Dieser Vorgang kann mittels der auspuffdruckbeaufschlagten Membran 6 über ein Zugglied 31 beliebig beeinflußt werden, im dargestellten Ausführungsbeispiel dergestalt, daß erst bei höherer Motorleistung infolge des gegen die Feder 12 wirkenden Auspuffüberdruckes die Wirksamkeit des Pendels 29 freigegeben wird. Es ist auch der umgekehrte Fall, nämlich eine Unterstützung der Wirkung des Pendels 29 durch ein Druckstück beliebig durchführbar.Fig. 5 shows the control by means of a mass acceleration and deceleration force working control valve with analogous components as in the above embodiments. By means of a bolt 32 mounted Pendulum 29 is when the vehicle accelerates over a pressure piece 30 below by means of the screw 14 adjustable tension of the spring 13 standing reducing valve 4 opened and thereby in a known manner via the pipeline 7 the negative pressure dismantled in servomotor 1. This process can be carried out by means of the exhaust pressurized Membrane 6 can be influenced as desired via a tension member 31, in the illustrated embodiment in such a way that only at higher engine power due to the acting against the spring 12 Exhaust overpressure the effectiveness of the pendulum 29 is released. It is also the opposite case, namely a support of the action of the pendulum 29 by a pressure piece can be carried out as required.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Control device for the engagement process in a automatically operated clutch, in particular for motor vehicles, in the control means are available that regulate the clutch engagement after engaging a gear, characterized in that the increase in the torque transmitted by the clutch when engaging in a known manner depending on the one in the exhaust system (10) the internal combustion engine overpressure is controlled.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the exhaust overpressure is via a piston or a diaphragm (6) on the control valve (4) either pneumatically or hydraulically actuated clutch acts in such a way that when the overpressure increases, the Control valve opened or the closing pressure of this valve reduced will.

3. Control device according to claims 1 and 2, characterized in that the movement of the diaphragm caused by the change in the "excess exhaust pressure" (6) or the piston is transferred to the valve plate of a reducing valve (Fig. 2).

4. Control device according to claim 1, characterized in that the transmittable torque in an electromagnetic clutch limiting resistances by means of a membrane (6) or a piston (22, 23) when the excess exhaust pressure rises can be switched off gradually and switched on again when the overpressure decreases (Figures 3 and 4).

5. Control device according to claim 1, characterized in that one mechanically operated by mass acceleration or deceleration forces Pendulum (29) is influenced with the help of the exhaust overpressure in such a way that at high Exhaust pressure the effect of the pendulum is released or reinforced or vice versa (Fig. 5).

6. Control device according to claim 1, characterized in that a Combination of the overpressure created in the exhaust system (10) of the internal combustion engine with the negative pressure created in the suction pipe (8) to control the increase in the the torque to be transmitted is used.

7. Control device according to claims 1 to 6, characterized in that a nozzle is switched on to delay the control process in the connecting line (9) from the exhaust system (10) to the membrane controlling the coupling process or the piston. Documents considered: French Patent Nos. 1105 818, 1119 251, 1137 979; U.S. Patent Nos. 1909 720, 2,598,184.