DE1405788B - Steuereinrichtung für eine elektromagnetische Kupplung, insbesondere für Kr af t fahr zeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine elektromagnetisch erregbare Kupplung von Kraftfahrzeugen, deren Magnetwicklung zum Übertragen eines mit der Brennkraftmaschinendrehzahl steigenden Drehmomentes elektrische Energie mittels eines die Impulslänge bestimmenden, mit einem Eingangs- und Ausgangstransistor ausgerüsteten monostabilen Multivibrators impulsförmig zugeführt wird, der durch einen synchron mit der Brennkraftmaschinendrehzahl arbeitenden Taktgeber, wie die Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine, abgeleitete Steuerimpulse in seinen instabilen Betriebszustand gebracht wird, dabei die Magnetwicklung mit Strom versorgt und nach einer die Impulslänge ergebenden Zeitdauer selbsttätig in seine stabile Ausgangslage unter gleichzeitiger Sperrung der Energiezufuhr für die Magnetwicklung zurückkehrt.

Nach einem Vorschlag des älteren deutschen Patents 1 109 042 verwendet man vorteilhaft als Steuergerät für die zur magnetischen Erregung dienenden elektrischen Impulse ein als monostabiler Multivibrator ausgebildetes Steuergerät, das durch einen synchron mit den Umdrehungen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine arbeitenden Taktgeber, vorzugsweise durch von der Zündvorrichtung der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs abgeleitete Steuersignale in seinen instabilen, die Impulsdauer bestimmenden Betriebszustand gebracht wird und nach einer von der Lade- bzw. Entladezeit eines zum Multivibrator gehörenden Energiespeichers abhängigen Zeitdauer in seine stabile Ausgangslage unter gleichzeitiger Sperrung der Energiezufuhr zurückkehrt.

Bei elektromagnetischen Kupplungen, die zum Betrieb von Kraftfahrzeugen bestimmt sind, muß dafür gesorgt werden, daß das Kupplungsmoment bei Drehzahlen, die nur geringfügig über der Leerlaufdrehzahl liegen, kleiner als das kleinste, zum Rollen auf ebener Fahrbahn erforderliche Antriebsmoment bleibt. Diese Forderung steht teilweise mit der weiteren Forderung im Widerspruch, wonach die Kupplung ihr volles Drehmoment übertragen muß, sobald die Antriebsdrehzahl auf einen sogenannten Nullschlupfwert angestiegen ist, bei dem das Drehmoment ohne Schlupf übertragen wird. Diese Antriebsdrehzahl soll nicht höher als beim dreifachen Wert der Anfahrdrehzahl liegen. Darüber hinaus wird angestrebt, in Abhängigkeit von der Temperatur der Antriebsmaschine die niedrigste, den Kupplungsvorgang auslösende Anfahrdrehzahl zu erhöhen, damit bei niedrigen Betriebstemperaturen die dann notwendige Erhöhung der Leerlaufdrehzahl den Kupplungsvorgang nicht einleitet. Es hat sich ferner als notwendig erwiesen, die zur Betätigung der Kupplung dienende elektrische Energie in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit zu beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung zu schaffen, die die beschriebenen Forderungen erfüllt.

Diese Aufgabe läßt sich bei einer Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art in einfacher Weise lösen, wenn erfindungsgemäß durch Anlegen einer mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine veränderlichen Vorspannung an den Eingangstransistor des Multivibrators die Impulslänge der vom Multivibrator gelieferten rechteckförmigen Stromimpulse derart veränderbar ist, daß mit steigender Drehzahl die Impulslänge vergrößert wird.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Ansprüchen enthalten.

In den Zeichnungen sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele der Steuereinrichtung nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine vierzylindrige Viertakt-Brennkraftmaschine mit einer Magnetpulverkupplung und einer elektronischen Steuereinrichtung in schematischer Darstellung,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Magnetpulverkupplung nach F i g. 1,

F i g. 3 ein Schaltbild der zum Betätigen der Magnetpulverkupplung vorgesehenen Steuereinrichtung,
F i g. 4 eine abgewandelte Steuereinrichtung,
F i g. 5 ein Schaubild hierzu,

F i g. 6 das Schaltbild einer dritten Ausführungsform der Steuereinrichtung und

F i g. 7 ein Schaubild zur Erklärung ihrer Wirkungsweise,

F i g. 8 einen Ausschnitt aus dem Schaltbild einer weiteren abgewandelten Steuereinrichtung,

F i g. 9 ein Ausführungsbeispiel einer weiteren Steuereinrichtung, bei der die Impulsverlängerung auf elektronischem Wege erzielt wird, und
F i g. 10 ein Schaubild hierzu.

Die zum Betrieb eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges bestimmte Brennkraftmaschine 10 arbeitet mit einer Hochspannungszündanlage zusammen, deren Verteiler bei 11 angedeutet ist. An die Brennkraftmaschine ist das Gehäuse 12 der Magnetpulverkupplung angeflanscht, die durch eine bei 13 angedeutete, in F i g . 3 näher dargestellte elektronische Steuereinrichtung selbsttätig eingerückt wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf einen vorgegebenen, oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegenden Mindestwert hinaus gesteigert wird. An das Gehäuse der Magnetpulverkupplung ist ein übliches Getriebe 15 angeflanscht, dessen einzelne Gänge durch einen Schalthebel 16 wahlweise eingerückt werden können.
Wie F i g. 2 besser erkennen läßt, enthält die Magnetpulverkupplung in ihrem Gehäuse 12 einen aus zwei Schalen 21 und 22 zusammengesetzten, mit der Kurbelwelle 23 der Brennkraftmaschine fest verbundenen, zugleich das Schwungrad der Brennkraftmaschine bildenden Käfig und einen auf einer Antriebswelle 24 sitzenden Läufer 25, der an seiner Mantelfläche mehrere nebeneinanderliegende Nuten 26 aufweist. Zwischen der Mantelfläche des Läufers und der zylindrischen Innenwand 28 des Käfigs befindet sich ein in Wirklichkeit etwa 1 bis 2 mm breiter Ringspalt.

In den Hohlraum zwischen den Schalen 21 und 22 des Käfigs und dem Läufer 25 ist magnetisierbares Pulver 30 eingefüllt, das bei laufender Brennkraftmaschine infolge der Zentrifugalkraft in jenen Ringspalt geschleudert wird. In die einander zugekehrten Stirnflächen der Schalen 21 und 22 ist je eine sich gegen die Drehachse hin erweiternde Ringnut 31 eingestochen, in die eine Magnetwicklung 35 eingelegt ist. Die Enden der Magnetwicklung 35 sind an je einen von isoliert gegeneinander auf der äußeren Stirnfläche der Schale 22 sitzenden Schleifringen 36 und 37 geführt. An der Innenseite des Gehäuses 12 sind ebenfalls isoliert gegeneinander zwei Schleifbürsten 38 und 39 befestigt. Jede dieser beiden Schleifbürsten arbeitet mit einem der beiden Schleifringe zusammen. Von den Schleifbürsten führen Leitungen zu einer außen am Gehäuse 12 sitzenden Anschlußdose 40, über welche die Magnetwicklung 35 der Magnetpulverkupplung an die elektronische Steuereinrichtung 13 angeschlossen ist. Die

elektronische Steuereinrichtung liefert die zur Momentübertragung erforderliche elektrische Energie in Form von etwa rechteckförmigen Stromimpulsen, von denen einer in F i g. 1 bei 41 angedeutet ist. Zur Erzeugung dieser Stromimpulse ist die Eingangsseite der elektronischen Steuereinrichtung 13 mit dem Verteiler 11 der Hochspannungszündanlage durch ein Kabel 42 verbunden, über das bei jedem Zündvorgang ein kurzer, bei 43 angedeuteter Steuerimpuls der Steuereinrichtung zugeführt wird.

Wie das in F i g. 3 näher dargestellte Schaltbild der elektronischen Steuereinrichtung zeigt, kann an die zum Betrieb der Hochspannungszündanlage vorgesehene Batterie 50 eine zur Steuereinrichtung führende Plusleitung 51 sowie die Primärwicklung 52 und die Sekundärwicklung 53 der im übrigen nicht näher dargestellten Zündspule der Hochspannungszündanlage über einen Zündschalter 54 angeschlossen werden. Die Primärwicklung 52 ist in Reihe mit dem im Gehäuse des Verteilers 11 untergebrachten Unterbrecherarm 56 geschaltet. Der Unterbrecherarm arbeitet mit einem feststehenden, an die Minusleitung 55 angeschlossenen Kontakt 57 zusammen und wird von einem ebenfalls im Verteilergehäuse untergebrachten vierhöckrigen Nocken 58 bei jeder Umdrehung der Brennkraftmaschine zweimal von dem feststehenden Kontakt 57 abgehoben. Sooft der Unterbrecherarm 56 den über die Primärwicklung 52 fließenden Zündstrom J unterbricht, entsteht an der Primärwicklung eine Spannung U, die einem im folgenden näher beschriebenen Multivibrator 65 über einen Widerstand 60 und einen mit diesem in Reihe geschalteten Kondensator 61 zugeführt wird. An den Kondensator sind zwei in Reihe geschaltete, zwischen der Plusleitung 51 und der Minusleitung 55 liegende Widerstände 62 von 10000 Ohm und 63 von 5000 Ohm sowie ein Kondensator 64 von 0,02 μΡ angeschlossen.

Der Multivibrator 65 ist dazu bestimmt, bei jedem der beim Öffnen des Unterbrecherarms 56 entstehenden Steuerimpulse 43 einen der rechteckförmigen Stromimpulse 41 für die Magnetpulverkupplung zu liefern, deren Dauer in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine mit Hilfe eines Fliehgewichtsverstellers 66 in der unten näher beschriebenen Weise mit steigender Drehzahl vergrößert werden kann. Der Multivibrator enthält einen Eingangstransistor 70 und einen Ausgangstransistor 71, beide vom p-n-p-Typ.

Der Eingangstransistor 70 liegt mit seinem Emitter unmittelbar an der Plusleitung 51, sein Kollektor ist mit der Basis des Ausgangstransistors 71 direkt verbunden und liegt über einen Widerstand 72 von 8000 Ohm an der Minusleitung 55. Die bei jeder Öffnungsbewegung des Unterbrecherarms 56 entstehenden Spannungen U werden der Basis des Eingangstransistors über einen in dieser Richtung stromdurchlässigen Germaniumgleichrichter 74 zugeführt. Die Basis des Eingangstransistors ist außerdem über einen Widerstand 75 von 2000 Ohm mit dem Verbindungspunkt eines an die Minusleitung 55 angeschlossenen Festwiderstandes 76 von etwa 10000 Ohm und eines veränderbaren, mit einem Abgriff 77 versehenen Widerstandes 78 verbunden, der an die Plusleitung 51 angeschlossen ist. An den in F i g. 3 mit A bezeichneten Verbindungspunkt dieser Widerstände ist außerdem die Zuleitungselektrode eines Germaniumgleichrichters 80 angeschlossen. Seine Ableitungselektrode führt zu der mit ihrem anderen Wicklungsende an die Basis B des Eingangstransistors 70 angeschlossenen Sekundärwicklung 81 eines Transformators, der auf einem gemeinsamen Eisenkern 82 eine Primärwicklung 83 trägt. Die Primärwicklung ist in Reihe mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors 71 geschaltet und mit einem Germaniumgleichrichter 84 überbrückt. Dieser liegt mit seiner Zuleitungselektrode an der Minusleitung und wird in Sperr-Richtung beansprucht, solange der Ausgangstransistor 71 stromleitend ist. An einen in der Emitterzuleitung zum Aus- gangstransistor 71 liegenden Arbeitswiderstand 86 von 1000 Ohm ist die Basis eines Verstärkungstransistors 87 angeschlossen. Dieser arbeitet auf einen ebenfalls in der Emitterzuleitung liegenden Arbeitswiderstand 88 von 20 Ohm. Die an diesem entstehende Steuerspannung wird einem Leistungstransistor 90 zugeführt, der die in F i g. 1 angedeuteten rechteckförmigen Stromimpulse 41 an die in seinem Kollektorkreis liegende Magnetwicklung 35 der Magnetpulverkupplung liefert. Zur Unterdrückung der am Ende der rechteckförmigen Stromimpulse entstehenden Spannungsspitzen ist die Magnetwicklung 35 durch eine Siliziumdiode 91 und einen mit dieser in Reihe geschalteten Widerstand 92 von 10 Ohm überbrückt.

Die rechteckfömigen Stromimpulse werden von dem Multivibrator 65 in folgender Weise hervorgerufen: Da der Eingangstransistor 70 mit seiner Basis an dem gegenüber seinem Emitter negativen Verbindungspunkt A liegt, vermag er im Ruhezustand über seinen Widerstand 72 Strom zu führen und sperrt dadurch den Ausgangstransistor 71 und den nachfolgenden Verstärkungstransistor 87 und den Leistungstransistor 90, die beide gleichphasig arbeiten. Sobald jedoch der Unterbrecherarm 56 von dem Kontakt 57 abgehoben wird, gelangt der Germaniumgleichrichter 74 an stark positives Potential, so daß der Eingangstransistor 70 gesperrt und der Ausgangstransistor 71 stromleitend gemacht wird. Der jetzt einsetzende, über die Primärwicklung 83 fließende Kollektorstrom kann jedoch wegen der verhältnismäßig hohen Induktivität der Primärwicklung 83 nur langsam ansteigen. Das von ihm erzeugte, ebenfalls langsam ansteigende Magnetfeld im Eisenkern 82 induziert in der Sekundärwicklung 81 eine Spannung, die einen über den Widerstand 75 und den Germaniumgleichrichter 80 fließenden Rückkopplungsstrom Jr hervorruft. Der am Widerstand 75 erzeugte Spannungsabfall verschiebt das Potential der Basis B des Eingangstransistors gegen positive Werte hin und hält den Eingangstransistor auch dann noch gesperrt, wenn die von der Zündanlage erzeugte Spannung U bereits wieder abgeklungen ist. Der Sperrzustand des Eingangstransistors 70 hält so lange an, bis sich der über die Primärwicklung 83 fließende Kollektorstrom des Ausgangstransistors 71 seinem Maximalwert stark genähert hat. Mit kleiner werdender Anstiegsgeschwindigkeit des Kollektorstromes sinkt nämlich die in der Sekundärwicklung 81 induzierte Spannung ab und wird schließlich kleiner als die zwischen dem Verbindungspunkt A und der Plusleitung eingestellte, durch das Größenverhältnis des Widerstandes 78 und des Festwiderstandes 76 bestimmte Vorspannung des Eingangstransistors. Dann kann der Eingangstransistor nicht mehr in seinem Sperrzustand gehalten werden und fängt an stromleitend zu werden; dabei sperrt er zunehmend den Ausgangstransistor 71, so daß der Rückkopplungsstrom Jr verschwindet und der Eingangstransistor 70 in seinen voll stromleitenden Zustand zurückkippt. Gleichzeitig mit dem Ausgangstransistor 71 gelangen der Verstär-

kungstransistor 87 und der Leistungstransistor 90 ebenfalls in den Sperrzustand, so daß der seither über die Magnetwicklung 35 gehende Magnetisierungsstrom aufhört. Das beschriebene Spiel beginnt von neuem, sobald der Unterbrecherarm 56 erneut abgehoben wird. Die hierbei erzeugten rechteckförmigen Stromimpulse 41 folgen um so schneller aufeinander, je rascher die Brennkraftmaschine läuft. Die jeweilige Dauer der rechteckförmigen Stromimpulse wird praktisch durch diejenige Zeit bestimmt, die vergehen kann, bis der von dem abklingenden Rückkopplungsstrom Jr erzeugte Spannungsabfall am Widerstand 75 kleiner als die am Widerstand 78 eingestellte Spannung wird. Wenn die am Widerstand 78 eingestellte Vorspannung des Eingangstransistors 70 auf einem gleichbleibenden Wert gehalten würde, wäre auch die Impulsdauer konstant. Dann könnte die mittlere, in der Magnetpulverkupplung wirksame magnetische Erregung mit der Drehzahl nur langsam, nämlich mit der Folgefrequenz der rechteckförmigen Stromimpulse ansteigen. Damit die Erregung wesentlich stärker ansteigt, wird mit zunehmender Drehzahl der Abgriff 77 vom Fliehgewichtregler 66 gegen das mit der Plusleitung 51 verbundene Ende des Widerstandes 78 verschoben, so daß sich zwischen dem Verbindungspunkt A und der Plusleitung eine mit zunehmender Drehzahl kleiner werdende Emitter-Basis-Spannung einstellt. Dies bewirkt, daß vom Öffnungszeitpunkt des Unterbrecherarms 56 bis zu demjenigen Zeitpunkt, bei dem der Eingangstransistor 70 wieder in seinen leitenden Zustand zurückkippt und die rechteckförmigen Stromimpulse 41 beendet, eine mit zunehmender Drehzahl länger werdende Zeit vergeht und die rechteckförmigen Stromimpulse daher verlängert werden.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist an Stelle eines Fliehgewichtsverstellers 66 eine elektronische Schalteinrichtung vorgesehen, die außer der beabsichtigten, mit zunehmender Drehzahl eintretenden Verlängerung der Stromimpulse noch die Aufgabe hat, die Anfahrdrehzahl gegen höhere Brennkraftmaschinendrehzahlen hin zu verschieben, wenn die Brennkraftmaschine bei niedrigen Kühlwassertemperaturen arbeitet. Darüber hinaus gewährleistet die elektronische Schalteinrichtung, daß bei niedriger Betriebstemperatur die Brennkraftmaschine trotz erhöhter Anfahrdrehzahl das volle Kupplungsdrehmoment bei einer solchen Brennkraftmaschinendrehzahl erreicht, die nur wenig oberhalb der bei warmer Brennkraftmaschine geltenden Nullschlupfdrehzahl liegt. Soweit die Steuereinrichtung nach F i g. 4 gleiche oder gleich wirkende Teile wie die Steuereinrichtung nach F i g. 3 enthält, sind diese mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die an Stelle des Fliehgewichtsverstellers 66 vorgesehene elektronische Schalteinrichtung 100 ist mit unterbrochenen Linien umrahmt und enthält zwei als Verstärker geschaltete Transistoren 101 und 102 sowie eine Gleichrichteranordnung, die dazu dient, eine mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine ansteigende Gleichspannung zu erzeugen.

Wie bereits beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 dargelegt wurde, kann man die erwünschte Verlängerung der rechteckförmigen Stromimpulse 41 dadurch erzielen, daß man die zwischen dem Verbindungspunkt A des Eingangstransistors 70 des Multivibrators und der Plusleitung 51 wirksame Vorspannung des Eingangstransistors 70 verkleinert. Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 wird diese Verkleinerung dadurch erreicht, daß der Transistor 102 mit zunehmender Drehzahl in seinen stärker stromleitenden Betriebszustand gesteuert wird. Der Kollektorstrom J₀ des Transistors 102 ist nämlich über einen Widerstand 103 geführt, der mit dem Widerstand 78 und dem Festwiderstand 76 in Reihe geschaltet ist. Je höher der Kollektorstrom J_c ansteigt, um so mehr ändert sich das Potential des Verbindungspunktes A gegenüber dem Potential der Plusleitung 51. Die Steuerspannung für den Transistor 102 wird durch Gleichrichtung der beim Betätigen des

ίο Unterbrecherarms 56 entstehenden Sprünge der Spannung U gewonnen. Hierzu ist ein Gleichrichter 105 und ein an die Primärwicklung 52 angeschlossener Widerstand 106 von 10000 Ohm vorgesehen. Von der Ableitungselektrode des Gleichrichters 105 führt ein Begrenzungswiderstand 107 von 10 kOhm zur Basis des Transistors 101. Dieser ist mit seinem Emitter über einen einstellbaren, etwa 1000 Ohm betragenden Widerstand 108 an die Plusleitung 51 angeschlossen. Er ist mit seinem Kollektor an die Minusleitung 55 über einen NTC-Widerstand 110 angeschlossen, der durch nicht dargestellte Mittel mit dem Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine in wärmeleitender Verbindung steht. Die zur Gewinnung der drehzahlabhängigen Steuerspannung dienende Gleichrichteranordnung umfaßt außerdem einen Potentiometerkreis, der aus einem an die Minusleitung 55 angeschlossenen Widerstand 112 und einem an die Plusleitung 51 angeschlossenen Widerstand 113 besteht. Dieser hat ebenfalls einen negativen Temperaturkoeffizienten und steht wie der Widerstand 110 mit dem Kühlwasser der Brennkraftmaschine in wärmeleitender Verbindung. Zwischen dem Verbindungspunkt C der Widerstände 112 und 113 und dem Verbindungspunkt D des Gleichrichters 105 und des Widerstandes 107 liegt ein Widerstand 114 von 25000 Ohm und ein zu diesem parallelgeschalteter Ladekondensator 116 von 25 μ¥, der um so höher aufgeladen wird, je schneller die Brennkraftmaschine läuft und je kürzer demzufolge die zeitlichen Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Unterbrecheröffnungen werden. In F i g. 5 ist mit einem durchgehenden Linienzug 120 dargestellt, wie sich das von der elektromagnetisch betätigten Kupplung übertragbare Drehmoment M in Abhängigkeit von- der Brennkraftmaschinendrehzahl η ändert, wenn die Brennkraftmaschine bei einer Kühlwassertemperatur von mehr als 40°C arbeitet. Der unterbrochene Linienzug 121 gibt den Verlauf des Kupplungsmoments in Abhängigkeit von der Drehzahl η der Brennkraftmaschine für den Fall wieder, daß die Brennkraftmaschine bei einer solch niedrigen Betriebstemperatur, beispielsweise bei +10° C und weniger, arbeitet, daß eine in der Zeichnung nicht dargestellte selbsttätig arbeitende Regelvorrichtung die Leerlaufdrehzahl von dem bei normalen Betriebstemperaturen geltenden, bei etwa 750 U/min liegenden Leerlaufwert M₀ auf einen bei etv/a 1250 U/min liegenden Leerlaufwert H₀' anhebt. Da in diesem Fall die Leerlaufdrehzahl über der für Normalbetrieb geltenden, den Anfahrvorgang auslösenden Faßdrehzahl H₁ liegt, würde bereits bei der Leerlaufdrehzahl ein Drehmoment übertragen, durch das das Kraftfahrzeug in Bewegung gesetzt werden könnte. Durch die in F i g. 4 dargestellte elektronische Steuereinrichtung wird die Faßdrehzahl bei niedrigen Temperaturen gegen den bei etwa 1500 U/min liegenden neuen Wert «/ verschoben. Dies kommt folgendermaßen zustande:

Da der Transistor 102 um so stärker stromleitend wird und dabei die rechteckförmigen Stromimpulse 41

in der Magnetwicklung 35 verlängert, je stärker der Transistor 101 seinem Sperrzustand durch Potentialerhöhung am Verbindungspunkt D genähert wird, muß der Temperaturgang des aus den Widerständen 112 und 113 gebildeten Spannungsteilers so gewählt werden, daß bei gleichbleibender Drehzahl, jedoch mit steigender Temperatur der Brennkraftmaschine das Potential des Verbindungspunktes C ebenfalls steigt. Im vorliegenden Fall wird dies dadurch erreicht, daß der Widerstand 113 einen negativen Temperaturkoeffizienten hat und daher in warmem Zustand besser leitet als in kaltem. Daher ergibt sich beispielsweise bei der Drehzahl K₁' von 1500 U/min eine eben erst einsetzende Kupplungswirkung, falls die Betriebstemperatur niedrig ist; bei hoher Betriebstemperatur dagegen kann bei der gleichen Drehzahl schon ein beträchtliches Kupplungsmoment entstehen. Die gleiche Wirkung kann man selbstverständlich dann erzielen, wenn man an Stelle des Widerstandes 112 einen solchen Widerstand wählt, der einen positiven Temperaturkoeffizienten hat und daher in kaltem Zustand besser leitet als in warmem. Damit man diejenige Drehzahl, bei der die Impulsverlängerung wirksam wird, den jeweiligen Typen der Brennkraftmaschine anpassen kann, empfiehlt es sich, den Widerstand 112 einstellbar zu machen.

Der in der Kollektorleitung des Transistors 101 liegende NTC-Widerstand 110 bringt den steileren Anstieg des Linienzuges 121 mit sich, da sein Widerstand mit sinkender Temperatur ansteigt und dann eine größere Verstärkung erzielt wird. In diesem Fall reichen bereits kleinere Werte der zwischen den Verbindungspunkten C und D durch Gleichrichtung entstehenden Spannung aus, den Transistor 102 stärker stromleitend zu machen.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 sind weitere Verbesserungen gegenüber dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel durch die in der Zeichnung mit stark ausgezogenen Linien dargestellten Schaltanordnungen erzielt worden. Dort ist ein weiterer Transistor 130 vorgesehen, der mit seinem Emitter an den Kollektor des Eingangstransistors 70 des Multivibrators angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 130 liegt über einen Arbeitswiderstand 131 von 8000 Ohm an der Minusleitung 55 und ist außerdem unmittelbar mit der Basis des Ausgangstransistors 71 verbunden. Im Basiskreis des Transistors 130 liegt ein Schutzwiderstand 132 von 20000 Ohm. Dieser ist mit jeder der Zuleitungselektroden von zwei Gleichrichtern 133 und 134 verbunden, von denen der mit 133 bezeichnete über einen weiteren Gleichrichter 135 mit einem beweglichen Kontaktarm 136 verbunden ist. Der Kontaktarm 136 bildet zusammen mit einem feststehenden Gegenkontakt 137 einen Arbeitskontakt, der mit dem am Schalthebel 16 des Getriebes 15 sitzenden Handknopf 115 derart gekuppelt ist, daß er geschlossen wird, sobald der Fahrer zum Einlegen eines Ganges den Handknopf 115 erfaßt. Der mit dem Schutzwiderstand 132 verbundene andere Gleichrichter 134 ist mit seiner Ableitungselektrode an den beweglichen Kontaktarm 140 eines im Ruhezustand geschlossenen Schaltkontaktes angeschlossen, zu dem der an der Minusleitung liegende Gegenkontakt 141 gehört. Der Kontaktarm 140 wird durch nicht dargestellte, vorzugsweise mit der Tachometerwelle des Kraftfahrzeugs gekuppelte Mittel dann aus seiner Schließstellung in die dargestellte Offenstellung gebracht, sobald das Kraftfahrzeug über eine Geschwindigkeit von etwa 15 km/h hinaus beschleunigt wird. Bei geschlossenem Schalterkontakt 140, 141 ist der Transistor 130 stromleitend und verbindet daher den Ausgangstransistor 71 des Multivibrators mit seinem Eingangstransistor 70. Der Multivibrator kann dann die eingangs beschriebenen Stromimpulse liefern, deren Zeitdauer durch die von den Transistoren 101 und 102 gelieferte drehzahlabhängige Steuerspannung bestimmt wird.

Bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine können jedoch die einzelnen, von der Zündanlage gelieferten Steuersignale so schnell aufeinanderfolgen, daß der Multivibrator bei einer weiteren Steigerung der Drehzahl jeweils ein Steuersignal auslassen und nur die halbe Anzahl von Stromimpulsen für die elektromagnetisch betätigte Kupplung liefern würde. Um dies zu vermeiden, sind die Schaltbedingungen des Schaltkontaktes 140, 141 so gewählt, daß dieser in seine Offenstellung gelangt, wenn das Kraftfahrzeug 15 km/h erreicht, die Brennkraftmaschine jedoch beim kleinsten Übersetzungsverhältnis die erwähnte hohe Drehzahl noch nicht erreicht hat, bei der der Multivibrator auf die halbe Impulszahl zurückfällt. Durch das Abheben des Kontaktarms 140 wird der Transistor 130 stromlos gemacht und bringt dabei den Ausgangstransistor 71 dauernd in seinen stromleitenden Zustand, ohne daß dieser den vom Eingangstransistor gelieferten Signalen gehorchen kann. Der Verstärkungstransistor 87 und der Leistungstransistor 93 bleiben dann ebenfalls dauernd stromleitend und halten die elektromagnetisch betätigte Kupplung in kraftschlüssiger Verbindung.

Beim Gangwechsel wird der bewegliche Kontaktarm 136 in seine Schließstellung gebracht. In dieser Stellung verbindet er die Basis B des Eingangstransistors 70 über einen Widerstand 142 von 400 Ohm und einen mit diesem in Reihe liegenden Gleichrichter 143 mit der Minusleitung 55, so daß der Eingangstransistor 70 durch die ihm über den Gleichrichter 74 zugeleiteten Steuersignale nicht mehr in den Sperrzustand gelangen kann. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Multivibrator Steuerimpulse erzeugt. Der Ausgangstransistor 71, der Verstärkungstransistor 87 und der Leistungstransistor 90 werden in diesem Fall auch dann in ihren Sperrzustand übergeführt, wenn der von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Kontaktarm 140 geöffnet ist, da der Transistor 130 gleichzeitig über seinen Schutzwiderstand 132, den Gleichrichter 133 und den Gleichrichter 135 einen über den Kontaktarm 136 gehenden Basisstrom erhält, durch den er stromleitend gemacht wird und daher die Basis des Ausgangstransistors 71 an den Kollektor des jetzt stromleitenden Eingangstransistors 70 anschließt.

Bei der, seither beschriebenen Arbeitsweise würde zwar die elektromagnetisch betätigte Kupplung beim Beginn des Gangwechsels in der erforderlichen Weise gelöst. Es würden sich jedoch Schwierigkeiten am Ende des Gangwechsels ergeben, besonders bein Herunterschalten vom direkten, beispielsweise dritten Gang auf den ein kleineres Übersetzungsverhältnis zwischen der Kurbelwelle und den Antriebsrädern ergebenden zweiten Gang. Wenn nämlich zwischen dem Anfassen des Handknopfes 115 beim Beginn des Schaltvorgangs und dem Loslassen des Handknopfes am Ende des Schaltvorgangs die Brennkraftmaschine Gelegenheit bekommt, in ihrer Drehzahl bis auf die Leerlaufdrehzahl abzufallen, so müßte vor dem Loslassen des Handknopfes die Brennkraftmaschine erst erneut durch Gasgeben beschleunigt werden. Andernfalls würde näm-

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lieh das Fahrzeug ruckartig abgebremst, wenn die langsam laufende Brennkraftmaschine von der sofort mit voller Erregung einsetzenden Kupplung mit den Antriebsrädern beim Loslassen des Handknopfes verbunden wird.

Durch die im folgenden näher beschriebenen Schaltmaßnahmen wird ein weicher Kupplungsübergang nach dem Gangwechsel gewährleistet. Hierzu sind zwei an den Kontaktarm 136 angeschlossene Potentiometer 145 und 146 vorgesehen, die je etwa 1000 Ohm haben und beide an die Plusleitung 51 angeschlossen sind. Außerdem führt vom Abgriff des Potentiometers 146 ein Gleichrichter 147 zum Verbindungspunkt eines an den Kollektor des Transistors 101 angeschlossenen Widerstandes 148 von 40000 Ohm und eines an die Basis des Transistors 102 angeschlossenen Widerstandes 149 von 10000 Ohm. An den gleichen Verbindungspunkt ist ein Kondensator 150 angeschlossen, der mit seiner anderen Belegung an der Minusleitung 55 liegt. Vom Abgriff des anderen Potentiometers 145 führt ein Gleichrichter 151 zum Verbindungspunkt D im Basiskreis des Transistors 101. Ein Kondensator 152, der ebenso wie der Kondensator 150 100 μΈ hat, liegt zwischen der Minusleitung 55 und dem Verbindungspunkt D. Außerdem ist an den Verbindungspunkt der beiden im Basiskreis des Transistors 130 bzw. des Eingangstransistors 70 liegenden Gleichrichter 135 und 133 ein zur Minusleitung 55 führender Kondensator 155 von 100 μΈ und ein veränderbarer, einen Höchstwert von 100000 Ohm aufweisender Widerstand 156 angeschlossen, der zur Minusleitung 51 führt.

Für die im folgenden beschriebene Wirkungsweise wird zunächst unterstellt, daß die Verbindungsleitung, die vom Kontaktarm 136 und den beiden Gleichrichtern 135 und 143 zum Anschlußpunkt der Potentiometer 145 und 146 führt, unterbrochen ist. Während des Schaltens von einem Gang des Getriebes auf den nächsthöheren oder nächstniedrigeren Gang liegt der Kontaktarm 136 in der eingangs beschriebenen Weise an dem mit der Minusleitung verbundenen Gegenkontakt 137 so lange an, bis der Fahrer nach dem Einlegen des gewählten Ganges den Handknopf losläßt. Bis unmittelbar zu diesem Zeitpunkt bleibt der Kondensator 155 vollständig entladen, da er über den in dieser Richtung stromdurchlässigen Gleichrichter 135 und den Kontaktarm 136 mit seinen beiden Belegungen an die Minusleitung 55 angeschlossen ist. Dann sind der Eingangstransistor 70 und der Transistor 130 stromleitend und sperren den Ausgangstransistor 71 und den an diesen angeschlossenen Verstärkungstransistor 87 und den Leistungstransistor 90, so daß die elektromagnetisch betätigte Kupplung kein Drehmoment übertragen kann. Wenn der Kontaktarm beim Loslassen des Handknopfes abhebt, bleibt der Transistor 130 zunächst in seinem stromleitenden Zustand, da sich der Kondensator 155 über den Schutzwiderstand 132 und den Gleichrichter 133 aufzuladen versucht; die Verbindung von der Basis des Eingangstransistors 70 über den Widerstand 142 und den Gleichrichter 143 wird jedoch unterbrochen, da der nachfolgende Gleichrichter 135 in Sperr-Richtung beansprucht wird. Die Basis des Eingangstransistors 70 liegt jedoch über den Widerstand 75 an dem Verbindungspunkt A, dessen Potential die Dauer der Stromimpulse bestimmt, die bei jedem der über den Gleichrichter 74 an die Basis des Eingangstransistors 70 gelangenden Auslöseimpulse erzeugt werden.

Da beim Betrieb der elektromagnetisch betätigten Kupplung damit gerechnet werden muß, daß zwischen dem Beginn und dem Ende des Schaltvorgangs bis zu 3 Sekunden und mehr verstreichen können und die Brennkraftmaschine auf ihre Leerlaufdrehzahl abfällt, wurden die Steuerimpulse 43 so langsam aufeinanderfolgen, daß die elektromagnetisch betätigte Kupplung nicht in Eingriff gelangen könnte. Um jedoch auch bei einer langsamen Impulsfolge ein, wenn auch kleines, aber zur Mitnahme der Brennkraftmaschine ausreichendes Magnetfeld in der Magnetwicklung 35 erzeugen zu können, müssen die vom Multivibrator erzeugten rechteckförmigen Stromimpulse erheblich verlängert werden. Hierzu dient der in F i g. 6 mit 150 angedeutete Kondensator. Um die Wirkungsweise dieses Kondensators besser erklären zu können, wird angenommen, daß der Abgriff des Potentiometers 146 in der Nähe des mit dem Kontaktarm 136 verbundenen Endes steht. Dann kann der Kondensator sich während der Schließungszeiten des Kontaktarms 136 vollständig entladen. Er wird daher von dem mit dem Loslassen des Handknopfes 115 zusammenfallenden Öffnungszeitpunkt des Kontaktarmes 136 ab sich über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 102 und dessen Widerstand 149 im Basiskreis aufzuladen versuchen und dabei den Transistor 102 so lange stromleitend halten, bis die dann erreichte Ladespannung das Potential der Basis des Transistors 102 in die Nähe seines Emitterpotentials gebracht hat. Wenn der Transistor 102 stromleitend ist, hält er das Potential des Verbindungspunktes A in der Nähe des Potentials der Plusleitung 51 und bewirkt eine große Impulszeit. Diese Impulszeit wird mit zunehmender Spannung am Kondensator 151 kleiner und bewirkt eine ebenfalls kleiner werdende Impulslänge der dann erzeugten rechteckförmigen Stromimpulse, die jedoch wegen der zunehmenden Brennkraftmaschinendrehzahl rascher aufeinanderfolgen und dabei die Verkürzung der Impulslänge kompensieren. Durch Verstellen des Abgriffs kann am Potentiometer 146 dafür gesorgt werden, daß der Kondensator im Öffnungszeitpunkt des Kontaktarms 136 bereits eine bestimmte Ladespannung hat und daher in kürzerer Zeit aufgeladen ist.

Während der Kondensator 150 eine zunächst große und dann kleiner werdende Impulslänge sicherstellt, dient der Kondensator 152 in Zusammenarbeit mit dem Gleichrichter 151 und dem Potentiometer 145 dazu, die Impulslängen gegen Ende des Schaltvorgangs so zu beeinflussen, daß die elektromagnetisch betätigte Kupplung ohne ruckartigen Übergang selbsttätig wieder ihr volles Drehmoment übertragen kann. Wenn der Abgriff des Potentiometers 145 in der Nähe des mit dem Kontaktarm 136 verbundenen Potentiometerendes steht, wird der Kondensator 152 über den in den Schaltpausen in der Schließstellung stehenden Kontaktarm 136 vollständig entladen. Sobald der Kontaktarm beim Loslassen des Handknopfes 115 abhebt, versucht sich der Kondensator über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 101 und den Begrenzungswiderstand 107 aufzuladen und hält dabei den Transistor 101 stromleitend. Die am Widerstand 114 zwischen den Verbindungspunkten C und D entstehende drehzahlabhängige Steuerspannung bleibt dabei so lange wirkungslos, bis der Kondensator 152 sich weitgehend aufgeladen hat. Bis zu diesem Zeitpunkt hält der Transistor 101 den Transistor 102 auch dann noch in seiner inzwischen erreichten, die niedrigst mögliche Impulsdauer bestimmenden geringen Leitfähigkeit. Sobald jedoch der Kondensator 152 aufgeladen ist, nähert

sich der Transistor 101 infolge der zunehmend wirksamer werdenden drehzahlabhängigen Steuerspannung am Widerstand 114 seinem Sperrzustand und macht gleichzeitig den Transistor 102 unter zunehmender Verlängerung der rechteckf örmigen Stromimpulse stärker stromleitend, so daß sich ein weicher Kupplungseingriff einstellt.

Die eben beschriebenen Vorgänge sind in der Skizze nach F i g. 7 verdeutlicht. In dieser ist über der waagerechten Zeitachse / die jeweilige Dauer T der zur Magnetwicklung 35 fließenden rechteckförmigen Stromimpulse 41 aufgetragen. Bis zu dem bei J₁ angedeuteten Augenblick, in dem der Handknopf 115 zum Einlegen eines anderen Ganges erfaßt wird, fließt bei genügender, über 15 km/h liegender Fahrzeuggeschwindigkeit ein Dauerstrom Js, der als ein einziger Stromimpuls angesehen werden kann, dessen Dauer T einen sehr großen, nahe bei unendlich (co) liegenden Wert hat. Bis zu dem im Zeitpunkt t₂ am Ende des Schaltvorgangs erfolgenden Loslassen des Handknopfes 115 können nach der vorher beschriebenen Wirkungsweise keine rechteckförmigen Stromimpulse auftreten, weil der Eingangstransistor 70 und der Transistor 130 stromleitend sind und der Ausgangstransistor 71, der Verstärkungstransistor 87 und der Leistungstransistor 90 gesperrt sind. Beim Loslassen des Handknopfes hebt der Kontaktarm 136 wieder ab und läßt den Multivibrator bei jedem der von der Zündung gelieferten Steuerimpulse 43 wieder zur Wirkung kommen, wobei der Kondensator 150 bis zu dem in F i g. 7 bei t₃ angedeuteten Zeitpunkt eine erhebliche Verlängerung der jetzt vom Multivibrator erzeugten rechteckförmigen Stromimpulse 41 bewirkt. Von dort ab werden die rechteckförmigen Stromimpulse zunehmend kurzer und erreichen schließlich ihren niedrigsten Wert von 5 msec. Diesen Wert behalten sie kurze Zeit bei, bis im Zeitpunkt t_A der Aufladevorgang für den Kondensator 152 so weit beendet ist, daß jetzt die mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine größer werdende Steuerspannung am Widerstand 114 die Impulsdauer wieder ansteigen läßt und im Zeitpunkt i₅ der Transistor 130 selbsttätig wieder auf einen Dauerstrom umschaltet, weil sich dann auch der Kondensator 155 so weit aufgeladen hat, daß er den Transistor 130 nicht mehr stromleitend halten kann. Hierdurch wird der Multivibrator infolge der jetzt durch den Transistor 130 unterbrochenen Wirkungsverbindung zwischen dem Eingangstransistor 70 und dem Ausgangstransistor 71 außer Tätigkeit gesetzt, wobei gleichzeitig der Ausgangstransistor 71, der Verstärkungstransistor 87 und der Leistungstransistor 90 in ihren voll stromleitenden Zustand gelangen. Sobald dann beim nächsten Gangwechsel der Kontaktarm 136 mit der Minusleitung 55 wieder in Verbindung kommt, wird sowohl der Eingangstransistor 70 als auch der Transistor 130 stromleitend und sperrt sofort den Ausgangstransistor 71, den Verstärkungstransistor 87 und den Leistungstransistor 90 für die Dauer des Schaltvorgangs in der eingangs beschriebenen Weise, bis dann beim Loslassen des Handknopfes des Schalthebels der Kontaktarm 136 wieder in seine Offenstellung gelangt und dabei selbsttätig ein weiches Einrücken der elektromagnetisch betätigten Kupplung unter gleichzeitiger Mitnahme der Brennkraftmaschine durch das in Fahrt befindliche Fahrzeug bewirkt.

Während beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel die Umschaltung auf den die elektromagnetisch betätigte Kupplung in ihrer vollen Erregung haltenden Dauerstrom mit Hilfe des Kontaktarmes 140 in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt, ist bei der in F i g. 8 ausschnittsweise in seinem Schaltbild dargestellten elektronischen Steuereinrichtung die Anordnung so getroffen, daß die Umschaltung auf Dauerstrom sowohl mit Hilfe des fahrgeschwindigkeitsabhängigen Schaltkontaktes 140/141 als auch rein elektronisch durch eine Schaltvorrichtung bewirkt wird, zu der die Transistoren 170 und 171 gehören. Im

ίο Kollektorstromkreis des Transistors 171 liegt der Kontaktarm 140, der ebenso wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel aus seiner Schließstellung in die dargestellte Offenstellung gelangt, sobald das Fahrzeug über eine bei etwa 15 km/h liegende Mindestgeschwindigkeit hinaus beschleunigt wird. Der in der Wirkungsverbindung zwischen den in F i g. 8 nicht dargestellten, zum Multivibrator gehörenden Eingangstransistor 70 und Ausgangstransistor 71 liegende Transistor 130 ist abweichend von der Schaltung nach F i g. 6 mit seiner Basis über den Schutzwiderstand 132 und den Gleichrichter 133 über einen Widerstand 172 von 20000 Ohm an den Kollektor des Transistors 171 angeschlossen, von dem ein Widerstand 173 von 3000 0hm zum Kontaktarm 140 führt. Um jedoch auch den Transistor 130 dann in seinen Sperrzustand zu bringen, wenn der Kontaktarm 140 sich bei einer unter 15 km/h liegenden Geschwindigkeit in seiner Schließstellung befindet, jedoch die Drehzahl der Brennkraftmaschine sich demjenigen Wert nähert, bei dem der Multivibrator den zu rasch aufeinanderfolgenden Steuerimpulsen der Zündung nicht mehr zu folgen vermag, muß der Transistor 171 stromleitend gemacht werden. Hierzu dient der Transistor 170, dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors 171 über einen gemeinsamen Emitterwiderstand 174 von 250 Ohm an die Plusleitung 51 angeschlossen ist. Sein Kollektor liegt über einen Widerstand 175 von 500 Ohm an einem mit der Minusleitung 55 verbundenen, 3000 Ohm großen Widerstand 176, der zu einem Spannungsteiler gehört. Der Spannungsteiler umfaßt außerdem einen an die Plusleitung 51 angeschlossenen Widerstand 177 von 2000 Ohm und einen Widerstand 178 von 10000 Ohm. An den Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände ist die Basis des Transistors 171 angeschlossen. Der im Ruhezustand stromleitende Transistor 170 liegt mit seiner Basis über einen Gleichrichter

180 an dem Verbindungspunkt D. An diesen ist außer dem Widerstand 114, an dem wie beim vorher beschriebenen Beispiel mit steigender Drehzahl eine das Potential des Verbindungspunktes D anhebende Spannung entsteht, noch die Ableitungselektrode eines Gleichrichters 181 angeschlossen, dessen Zuleitungselektrode über den Begrenzungswiderstand 107 an die Basis des Transistors 101 angeschlossen ist. Der Transistor 101 dient wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel dazu, die am Widerstand 114 entstehenden Potentialänderungen zu verstärken und dabei in der oben beschriebenen Weise die Dauer der vom Multivibrator erzeugten rechteckförmigen Stromimpulse mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine zu vergrößern. An der Zuleitungselektrode des Gleichrichters

181 liegt außerdem die Zuleitungselektrode eines Gleichrichters 182. Dessen Ableitungselektrode ist mit einer Belegung des an die Minusleitung 55 angeschlossenen Kondensators 152 und außerdem mit der Zuleitungselektrode des zum Potentiometer 145 führenden Gleichrichters 151 verbunden. Von der Plusleitung 51 zum Verbindungspunkt der Gleichrichter 151 und

182 führt ein nur in dieser Richtung durchlässiger Gleichrichter 185 und ein Widerstand 186.

Solange die Drehzahl der Brennkraftmaschine klein ist, entsteht am Widerstand 114 nur eine kleine Spannung, die sich der am Verbindungspunkt C der Widerstände 112 und 113 eingestellten Spannung überlagert und dabei das Potential der Verbindungspunktes D gegen positive Werte hin verschiebt. Wenn die Drehzahl stark erhöht wird und dabei am Widerstand 114 eine genügend große Spannung entsteht, wird der Transistor 170 gesperrt und bringt dabei den Transistor 171 in stromleitenden Zustand. Für den Fall, daß der Kontaktarm 140 sich in seiner Schließstellung befindet, weil die Fahrgeschwindigkeit unter 15 km/h liegt, wird hierdurch der Transistor 130 gesperrt und der an diesen angeschlossene Ausgangstransistor 71, der Verstärkungstransistor 87 und der Leistungstransistor 90 auf Dauerstrom geschaltet.

Während bei den seither beschriebenen Ausführungsgeschaltete Widerstände, nämlich ein 50-Ohm-Widerstand 208 und ein NTC-Widerstand 209 von 1500 Ohm sowie ein zu diesem parallelgeschalteter Widerstand210 zur Minusleitung 55, während ein einstellbarer, etwa 40 Ohm großer Widerstand 211 zur Plusleitung 51 führt.

Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 ist ein Kondensator 150 und ein Kondensator 152 von je 100 μΡ und jeweils ein zugehöriges Potentiometer 145 bzw. 146 sowie ein Gleichrichter 151 bzw. 147 vorgesehen und dazu bestimmt, beim Schalten der Gänge des Kraftfahrzeugs einen weichen Kupplungseinsatz dadurch zu erzielen, daß die Dauer der der Kupplung zugeführten Stromimpulse J₃ gemäß dem in F i g. 7 angegebenen Kurvenverlauf geändert wird. Wie oben bereits dargelegt wurde, dient die Aufladungskurve des Kondensators 150 dazu, die Stromimpulse vom Zeitpunkt i₃ bis zum Zeitpunkt /₄ zu verkürzen, während der Aufladungsvorgang am Kondensator 152 dazu

Dauerstrom übergehen.

Vom Kondensator 152 führt ein Widerstand 212 von 10 000 Ohm zur Basis eines Transistors 213 und ein Widerstand 214 von 50 000 Ohm zur Plusleitung 51. An den Kollektor des Transistors 213 ist ein mit der Minusleitung 55 verbundener Widerstand 215 von 5000 Ohm und die Zuleitungselektrode eines Gleich

beispielen die an der Zündung abgegriffenen Steuer- 20 ausgenutzt ist, vom Zeitpunkt i₄ ab die Impulsdauer impulse dazu benutzt werden, mit zunehmender wieder zu verlängern, bis im Zeitpunkt t₅ bei genügend Drehzahl auch die Dauer der einzelnen, vom Multi- hoher Fahrgeschwindigkeit die Stromimpulse in einen vibrator erzeugten rechteckförmigen Stromimpulse 41
zu vergrößern, ist bei dem nachstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 die Anordnung so 25
getroffen, daß jeweils der vorausgehende rechteckförmige Stromimpuls dazu benutzt wird, die Dauer
des nachfolgenden Stromimpulses zu vergrößern,
wenn der nächste Stromimpuls bei hoher Drehzahl
rasch folgt, oder zu verkleinern, wenn die Drehzahl 3° richters 216 angeschlossen, dessen Ableitungselektrode niedrig ist. Die elektronische Steuereinrichtung nach über einen Widerstand 217 zur Basis des Transistors F i g. 9 enthält verschiedene Schaltungsteile, die im 102 führt. Der andere Kondensator 150 ist über einen Aufbau und in der Wirkungsweise denjenigen nach einstellbaren Widerstand 219 von etwa 50 000 Ohm den F i g. 1 bis 8 entsprechen und daher mit gleichen mit der Plusleitung 51 verbunden. In der Verbindungs-Eezugszeichen versehen sind. Der an den Verstärkungs- 35 leitung vom Verbindungspunkt O zum Kondensator transistor 87 angeschlossene Leistungstransistor 90 ist 150, zum Gleichrichter 147 und zum Widerstand 219 aus Platzgründen in F i g. 9 nicht dargestellt. Wie bei liegt ein in dieser Richtung stromdurchlässiger Gleichden vorher beschriebenen Beispielen wird der Eingangs- richter 218, durch denverhindert wird, daß sich beim transistor 70 des Multivibrators bei jedem der über Schalten durch Schließen des Kontaktarms 136 Nebenden Gleichrichter 74 zugeführten Steuerimpulse 43 ge- 40 Wirkungen auf die zum Einstellen der Impulsdauer sperrt. Er wird erneut wieder stromleitend, sobald die dienende Spannung zwischen den Verbindungspunkin der Sekundärwicklung 81 des Transformators erzeugte Spannung so weit abgesunken ist, daß der dann
am Widerstand 75 entstehende Spannungsabfall U_e
den Spannungsunterschied U₁ zwischen dem Verbindungspunkt A und der Plusleitung 51 nicht mehr überwiegt. Die Dauer der auf diese Weise erzeugten rechteckförmigen Stromimpulse wird um so größer, je
näher das Potential des Verbindungspunktes A am
Potential der Plusleitung 51 liegt. Dieses Potential wird 50
jedoch vom Transistor 102 in der nachstehenden Weise
in Abhängigkeit von der Drehzahl beeinflußt.

Dazu ist an den Kollektor des Verstärkungstransistors 87, der während der einzelnen Stromimpulse

stark stromleitend ist, ein Kondensator 200 von 1 angeschlossen. An die andere Belegung des Kondensators 200 führt von der Basis des Transistorsl02 her ein Widerstand 202 von 2000 Ohm und ein in dieser Richtung stromdurchlässiger Gleichrichter 203. Vom Verbindungspunkt Q dieser beiden Schaltelemente zweigt ein Widerstand 205 von 30 000 Ohm und ein zu diesem parallelgeschalteter Kondensator 206 von μΡ ab. Diese sind an ihrem anderen gemeinsamen Verbindungspunkt P an die Ableitungselektrode eines Gleichrichters 207 angeschlossen, der mit seiner Zuleitungselektrode zusammen mit der Ableitungselektrode des Gleichrichters 203 am Kondensator 200 liegt. Vom Verbindungspunkt P führen zwei hintereinanderten P und Q ergeben.

Zur Erklärung der Wirkungsweise wird davon ausgegangen, daß die Brennkraftmaschine mit einer konstanten Drehzahl läuft, bei der die Umschaltung auf Dauerstrom noch nicht erfolgt ist und bei der daher der Multivibrator bei jedem Zündvorgang einen Stromimpuls erzeugt. In Fig. 10 ist angenommen, daß im Zeitpunkt I₁ der durch den Verstärkungstransistor 87 fließende Strom, der durch den Linienzug 239 angedeutet ist, mit einer steilen Rückenflanke endigt, weil der Verstärkungstransistor 87 in diesem Augenblick gesperrt wird. Bis zu diesem Zeitpunkt war der Verstärkungstransistor 87 voll stromleitend, Der Kondensator 200 konnte sich daher, weil er einerseits über den sehr niederohmigen Widerstand 210 und den Gleichrichter 207, andererseits über den niederohmigen Arbeitswiderstand 88 und die stromleitende Emitter-Basis-Strecke des Verstärkungstransistors 87 mit der gemeinsamen Plusleitung 51 verbunden war, bis auf eine für die Wirkungsweise unwichtige Restspannung entladen. Im Zeitpunkt t₁ bringt der in sein Sperrge^ biet gelangende Verstärkungstransistor 87 die mit seinem Kollektor verbundene Belegung des Kondensators 200 an das Potential der Minusleitung 55. Da der Kondensator sich jedoch über den Gleichrichter 207 nicht aufladen kann, muß sein Ladestrom über den Widerstand 205 bzw. den Kondensator 2D6 und den

Gleichrichter 203 gehen, an dem er praktisch keinen Widerstand rindet. Der Verbindungspunkt Q nimmt daher sofort ein sehr niedriges Potential an und bringt den Verstärkungstransistor in voll stromleitenden Zustand, während der Kondensator 206 sofort stark aufgeladen wird. Vom Zeitpunkt I₁ ab kann sich der Kondensator dauernd über den Widerstand 205 entladen, so daß das Potential q des Verbindungspunktes Q den in F i g. 10 durch eine Linie 231 angedeuteten Verlauf bekommt. Mit ansteigendem Potential am Verbindungspunkt Q nimmt der über den Widerstand 103 gehende Strom des Transistors 102 langsam ab, so daß der Spannungsunterschied U₁ am Festwiderstand 76 in der durch eine Linie 232 angegebenen Weise langsam ansteigen kann. Wenn nun im Zeitpunkt /₂ der Eingangstransistor 70 durch den nächstfolgenden Steuerimpuls 43 gesperrt wird und dabei den Ausgangstransistor 71 stromleitend macht, so beginnt über die Primärwicklung 83 ein wegen der Induktivität derselben exponentiell ansteigender Strom zu fließen.

Das vom Strom erzeugte Magnetfeld induziert in der Sekundärwicklung 81 des Transformators eine Spannung, die einen über den Widerstand 75 fließenden Strom zur Folge hat. Dabei entsteht am Widerstand 75 die durch eine Linie 235 angedeutete Spannung Ur, die den Eingangstransistor 70 so lange gesperrt hält, bis sie in der durch die Linie 235 angedeuteten Weise auf einen Wert abgesunken ist, der kleiner als der dann vorhandene Wert des langsam ansteigenden Spannungs-Unterschiedes CZ₁ ist. In Fig. 10 schneiden sich die Linien 232 und 235 in dem mit t₃ bezeichneten Zeitpunkt. In diesem Zeitpunkt wird der Transistor 70 wieder stromleitend und sperrt den Transistor 71 und damit auch die nachfolgenden Transistoren 87 und 90. Der Stromimpuls ist daher im Zeitpunkt t₃ wieder beendet. Seine Dauer T₁ reicht vom Zeitpunkt t₂ bis zum Zeitpunkt Z₃, während die Impulsfolgezeit mit Z₁ angegeben ist. Im Zeitpunkt t_s wiederholt sich dann das beschriebene Spiel von neuem, wobei im Zeitpunkt t_t der nächste Steuerimpuls 43 den Eingangstransistor 70 zur Erzeugung des nachfolgenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Stromimpulses sperrt.

Bei den seitherigen Betrachtungen ist unterstellt worden, daß die Steuerimpulse 43 verhältnismäßig rasch aufeinanderfolgen. Wenn dagegen die Brennkraftmaschine langsamer läuft, folgen auch die Steuerimpulse langsamer aufeinander. Bei einer sehr niedrigen Drehzahl wird daher der nächste Steuerimpuls beispielsweise erst im Zeitpunkt t₅ erzeugt. Dann erscheint die nach der Linie 235 verlaufende Spannung Ur in der Zeichnung stark nach rechts verschoben, wie dies durch die unterbrochene Linie 236 angedeutet ist. Da jedoch der Spannungsunterschied U₁ infolge der zunehmenden Entladung des Kondensators 206 inzwischen beträchtlich angestiegen ist, unterschreitet die Spannung Ur bereits im Zeitpunkt /₆, der durch den Schnittpunkt der Linien 232 und 236 angedeutet ist, den Wert des Spannungsunterschiedes U₁. Der auf diese Weise erzeugte Stromimpuls ist daher sehr kurz und hat dann den mit unterbrochenen Linien angedeuteten Verlauf. Er beginnt im Zeitpunkt f₅. Seine zugehörige Impulsfolgezeit, die durch den zeitlichen Abstand zweier aufeinanderfolgender Zündvorgänge bestimmt ist, wird in F i g. 10 durch Z₂ angedeutet. Aus diesem Schaubild kann man daher deutlich erkennen, daß bei niedriger Drehzahl zu einer langen Impulsfolgezeit Z₂ eine sehr kleine Impulsdauer J₂ gehört. Bei hohen Drehzahlen dagegen ist die Impulsfolgezeit Z₁ wesentlich kleiner, die Impulsdauer T₁ dagegen erheblich größer, so daß sich die gewünschte starke Verlängerung der Impulsdauer bei steigender Drehzahl einstellt. Hierdurch kann man es erreichen, daß man zwischen der Leerlaufdrehzahl und der Anfahrdrehzahl nur einen schmalen Zwischenbereich vorzusehen braucht, in dem die Kupplung noch kein Drehmoment zu übertragen vermag, während derjenige Drehzahlbereich, innerhalb dessen die Kupplung ihr volles Drehmoment erreicht, verhältnismäßig breit gehalten werden kann, so daß man einen weichen Kupplungseingriff erhält.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 ist das Anfahrverhalten der Kupplung durch ein zusätzliches Relais weiter verbessert. Das Relais hat eine Relaiswicklung 240, die mit einem ihrer Enden an den Kontaktarm 140 angeschlossen ist. Dieser wird wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit dann in seine Offenstellung gebracht, wenn die Fahrgeschwindigkeit über 15 km/h ansteigt. Das andere Ende der Relaiswicklung 240 liegt an der Plusleitung. In die Verbindungsleitung 241, die von dem beim Berühren des Handknopfes 115 in seine Schließstellung gelangenden Kontaktarm 136 zu den beiden Potentiometern 145 und 146 führt, sind die Kontakte 242 und 243 des Relais eingeschaltet. Sie sind so lange durch eine gemeinsame Kontaktbrücke 245 verbunden, solange der Schalterkontakt 140, 141 geöffnet ist. Dieser Schaltzustand tritt jedoch nur ein, wenn die Fahrgeschwindigkeit über 15 km/h liegt. Dann können die Kondensatoren 150 und 152 in der eben beschriebenen Weise den in F i g. 7 angedeuteten weichen Kupplungseinsatz bewirken, der beim Loslassen des Schalthebels nach dem Einlegen eines neuen Ganges erforderlich ist.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für eine elektromagnetisch erregbare Kupplung von Kraftfahrzeugen, deren Magnetwicklung zum Übertragen eines mit der Brennkraftmaschinendrehzahl steigenden -Drehmomentes elektrische Energie mittels eines die Impulslänge bestimmenden, mit einem Eingangsund Ausgangstransistor ausgerüsteten monostabilen Multivibrators impulsförmig zugeführt wird, der durch einen synchron mit der Brennkraftmaschinendrehzahl arbeitenden Taktgeber, wie die Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine, abgeleitete Steuerimpulse in seinen instabilen Betriebszustand gebracht wird, dabei die Magnetwicklung mit Strom versorgt und nach einer die Impulslänge ergebenden Zeitdauer selbsttätig in seine stabile Ausgangslage unter gleichzeitiger Sperrung der Energiezufuhr für die Magnetwicklung zurückkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anlegen einer mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) veränderlichen Vorspannung an den Eingangstransistor (70) des Multivibrators die Impulslänge der vom Multivibrator gelieferten rechteckförmigen Stromimpulse (41) derart veränderbar ist, daß mit steigender Drehzahl die Impulslänge vergrößert wird.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangstransistor (71) des Multivibrators mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe mit einer Primärwicklung (83)

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eines Transformators geschaltet ist, dessen Sekundärwicklung (81) in Reihe mit einem Gleichrichter (80) zu einem Widerstand (75) parallel liegt, der zwischen dem Abgriff für die veränderliche Vorspannung und die Basis des Eingangstransistors (70) geschaltet ist.

3. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Brennkraftmaschine in wärmeleitender Verbindung stehendes, temperaturabhängiges Korrekturglied, wie ein Widerstand (113) mit negativem Temperaturkoeffizienten, in einen Spannungsteiler (Widerstand 112 und 113) geschaltet ist, an den über ein Zeitglied (Widerstand 114, Ladekondensator 116) die Basis eines als Verstärker dem Multivibrator vorgeschalteten Transistors (101) angeschlossen ist, der außerdem die mit steigender Drehzahl rascher aufeinanderfolgenden Steuerimpulse (43) zum Bilden einer mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine steigenden Spannung zugeführt werden, wodurch bei kalter Brennkraftmaschine und der hierbei notwendigen erhöhten Leerlaufdrehzahl die Faßdrehzahl der Kupplung gegen höhere Drehzahlen hin verschoben und/oder der Bereich zwischen der Faßdrehzahl und der Nullschlupfdrehzahl verkleinert wird.

4. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß im Kollektorkreis des als Verstärker vorgeschalteten Transistors (101) ein zweiter, ebenfalls mit der Brennkraftmaschine in wärmeleitender Verbindung stehender NTC-Widerstand (110) angeordnet ist, der eine bei steigender Brennkraftmaschinentemperatur kleiner werdende Verstärkung bewirkt.

5. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbare Spannung an einem Festwiderstand (76) erzeugt wird, der im Basiskreis des Eingangstransistors (70) liegt und mit einem zweiten Widerstand (103) in Reihe an der Betriebsspannung liegt, wobei der zweite Widerstand (103) gleichzeitig der Arbeitswiderstand des Verstärkers ist.

6. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bilden der veränderlichen Vorspannung ein einen Kondensator (206) und einen Widerstand (205) umfassendes Zeitglied vorgesehen ist, wobei der Kondensator (206) durch zwei in Reihe geschaltete Gleichrichter (203 und 207) überbrückt ist und die vom Multivibrator gelieferten Stromimpulse (41) auf dieses Zeitglied über einen weiteren Kondensator (200) einwirken, der an den Verbindungspunkt der beiden Gleichrichter (203 und 207) angeschlossen ist, und der Widerstand (205) an einem an der Betriebsspannung liegenden temperaturabhängigen Spannungsteiler (Widerstand 208, NTC-Widerstand 209, Widerstand 210 und 211) und an die Basis eines weiteren als Verstärker vorgeschalteten Transistors (102) angeschlossen ist, dessen Emitter-Kollektor-Strecke zu einem Teil eines an der Betriebsspannung liegenden Spannungsteilers (Festwiderstand 76, Widerstand 78 und 103) parallel geschaltet ist, der die Vorspannung des Eingangstransistors (70) des Multivibrators bestimmt.

7. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ei η zwangläufig betätigter Schal t kontakt (140, 141) vorgesehen ist, der beim Überschreiten eines festgelegten Mindestwertes der Fahrgeschwindigkeit den Multivibrator außer Wirkung setzt und dabei einen mit der Magnetwicklung (35) der Kupplung in Reihe geschalteten Leistungstransistor (90) dauernd stromleitend macht, wozu an den Schaltkontakt (140, 141) die Basis eines Transistors (130) angeschlossen ist, dessen Emiter mit dem Kollektor des Eingangstransistors (70) und dessen Kollektor mit der Basis des Ausgangstransistors (71) des Multivibrators verbunden ist, wobei gleichzeitig sein Kollektor über einen Arbeitswiderstand (131) an den Minuspol (55) der Betriebsstromquelle angeschlossen ist.

8. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

7, bei der ein beim Gangvvechsel zwangläufig betätigter Arbeitskontakt vorgesehen ist, durch den der Erregerstrom der Magnetwicklung der Kupplung so lange ausgeschaltet wird, wie der Fahrer den Schalthebel des Getriebes erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß, um den Multivibrator beim Loslassen des Schalthebels (16) unabhängig von der Brennkraftmaschinendrehzahl und/oder der Fahrgeschwindigkeit zum Bilden langer, mindestens die halbe Kupplungswirkung erzeugender rechteckförmiger Stromimpulse (41) zu veranlassen, an den Arbeitskontakt (136, 137) auf die Impulsdauer einwirkende Kondensatoren (150 und 152) angeschlossen sind und jeder Kondensator (150 oder 152) mit einem Spannungsteiler (Potentiometer 146 oder 145) verbunden ist, der beim Berühren des Schalthebels (16) eine Mindestspannung an den Kondensatoren aufrechterhält.

9. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß eine ein bistabiles Kippgerät (Transistoren 170 und 171) enthaltende Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die auf kleine Spannungsänderungen anspricht, durch die beim Überschreiten einer festgelegten Mindestfahrgeschwindigkeit von Impulsbetrieb auf Dauerstrombetrieb umgeschaltet wird, wozu die Schaltvorrichtung zum fahrgeschwindigkeitsabhängigen Schaltkontakt (140, 141) parallel geschaltet ist.

10. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß durch den dem Eingangstransistor (70) des Multivibrators vorgeschalteten Transistor (102) sowohl die selbsttätige Änderung der Impulslänge nach dem Schalten als auch die drehzahlabhängige Steuerung der Impulslänge bewirkt wird.

11. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10 mit einem in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit betätigten Schaltkontakt in einem beim Erfassen des Schalthebels betätigten Arbeitskontakt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (155) zusammen mit einem Widerstand (156) ein Zeitglied bildet, das den Übergang von Impulsbetrieb auf Dauerstrombetrieb nur dann verzögert, wenn vorher der Schalthebel (16) erfaßt wurde und der Kondensator (155) mit dem beim Gangwechsel betätigten Arbeitskontakt (136, 137) über einen in dieser Richtung durchlässigen Gleichrichter (135) und mit dem geschwindigkeitsabhängigen Schaltkontakt (140, 141) über einen in dieser Richtung undurchlässigen Gleichrichter (133) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen