DE1405792C - Steuereinrichtung fur eine elektromag netisch erregbare Kraftfahrzeugkupplung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine elektromagnetisch erregbare Kupplung von Kraftfahrzeugen, deren Magnetwicklung zum Übertragen eines mit der Brennkraftmaschinendrehzahl steigenden Drehmomentes elektrische Energie impulsförmig mittels eines die Impulslänge bestimmenden, mit einem Eingangs- und Ausgangstransistor ausgerüsteten monostabilen Multivibrators zugeführt wird, der einen mit seiner Primärwicklung an den Ausgangstransistor und mit seiner Sekundärwicklung im mitkoppelnden Sinne an den Eingangstransistor angeschlossenen Transformator enthält und synchron mit den Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine in seinen instabilen Betriebszustand gebracht wird, dabei die Magnetwicklung mit Strom versorgt und nach einer die Impulslänge ergebenden, durch die Induktivität des Transformators festgelegten Zeitdauer selbsttätig in seine stabile Ausgangslage unter gleichzeitiger Sperrung der Energiezufuhr für die Magnetwicklung zurückkehrt.

Derartige Steuereinrichtungen sind Gegenstand des älteren Patents 1 405 788. Sie bieten den Vorteil, daß nach Überschreiten einer über der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine gewählten Mindestdrehzahl der zeitliche Mittelwert der magnetischen Erregung mit steigender Drehzahl rasch zunimmt, aber trotzdem einen weichen Kupplungseinsatz bewirkt.

Es hat sich jedoch als notwendig erwiesen, beim Anfahren bei niedrigen Temperaturen die Leerlaufdrehzahl und demzufolge auch diejenige Drehzahl zu erhöhen, bei welcher die Kupplung selbsttätig ausrückt. Diese Erhöhung soll so lange wirksam werden, bis ein festgelegter Mindestwert der Betriebstemperatur erreicht ist, und dann selbsttätig ausgeschaltet werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, daß erfindungsgemäß mit der Primärwicklung des Transformators ein temperaturabhängiger Widerstand in Reihe geschaltet ist, der mit der Brennkraftmaschine in wärmeleitender Verbindung steht.

In den Zeichnungen ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 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 Fig. 1,

F i g. 3 ein Schaltbild der zum Betätigen der Magnetpulverkupplung vorgesehenen Steuereinrichtung,

F i g. 4 bis 6 sind Schaubilder zur Erklärung der Wirkungsweise der Steuereinrichtung.

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 einer Magnetpulverkupplung angeflanscht, die durch eine bei 13 angedeutete, in Fig. 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 Fig. 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 Ab

ίο triebswelle 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 breites ι 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 j

zugekehrten Stirnflächen der Schalen 21 und 22 ist! je eine sich gegen die Drehachse hin erweiternde i Ringnut 31 eingestochen, in die eine Magnetwicklung | 35 eingelegt ist. Die Enden der Magnetwicklung 35/! y sind an je einen von zwei Schleifringen 36 und 37'!' geführt, die isoliert gegeneinander auf der äußeren j Stirnfläche der Schale 22 sitzen. An der Innenseite 1 des Gehäuses 12 sind ebenfalls zwei gegeneinander I isolierte Schleifbürsten 38 und 39 befestigt. Jede i dieser beiden Schleifbürsten arbeitet mit einem der:

beiden Schleifringe zusammen. Von den Schleifbürsten J 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 Stromimpulsei». von denen einer in Fig. 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 in Fig. 3 näher dargestellten Steuereinrichtung·,

zugeführt wird. ^

Die elektronische Steuereinrichtung wird aus einer zum Betrieb der Hochspannungszündanlage vorgesehenen, nicht dargestellten Batterie über eine Minus leitung 50 und eine Plusleitung 51 mit Strom versorgt, Die Primärwicklung 52 einer im übrigen nicht nähe; dargestellten Zündspule der Hochspannungszünd anlage ist in Reihe mit dem im Gehäuse des Verteilers 11 untergebrachten Unterbrecherann 53 eines Zündunterbrechers zwischen der Minusleitung 50 und der Plusleitung 51 angeordnet. Der Unterbrecherarm arbeitet mit einem feststehenden, an die Minusleitung 50 angeschlossenen Kontakt 54 zusammen und wird von einem ebenfalls im Verteilergehäuse unterge brachten vierhöckrigen Nocken 55 bei jeder Umdrehung der Brennkraftmaschine zweimal von dem feststehenden Kontakt 54 abgehoben. Sooft der Unterbrecherarm 53 den über die Primärwicklung 52 fließenden Zündstrom / unterbricht, entsteht an der Primärwicklung eine Spannung U, die einem im folgenden näher beschiebenen Multivibrator 56 vhcv einen Widerstand 60, einen Kondensator 61 sowie eine Leitung 62 und einen Gleichrichter 63 zugeführt wird. An den Kondensator 61 sind zwei in Reihe

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geschaltete, zwischen der Plusleitung 51 und der Eingangstransistors 70 angeschlossene Schalttransi-

Minusleitung 50 liegende Widerstände 64 von stör 82 befindet sich daher, solange der Schaltkontakt

10000 Ohm und 65 von 5000 0hm angeschlossen. 90/91 geschlossen ist, im gleichen Betriebszustand

Vom Widerstand 60 zur Plusleitung 51 führt ein wie der Eingangstransistor 70.

Kondensator 66 von etwa 0,02 μΡ und dient in Ver- 5 Im Stillstand der Brennkraftmaschine und — wäh-

bindung mit dem Widerstand 60, dem Kondensator rend ihres Laufes — unmittelbar vor dem nächsten

61 und dem Gleichrichter 63 dazu, einen schmalen, Zündvorgang befindet sich der Eingangstransistor 70

bei jeder Unterbrecheröffnung entstehenden Steuer- in seinem stromleitenden Zustand, da er mit seiner

impuls 43 für den Multivibrator 56 zu liefern. Basis an einem gegenüber der Plusleitung 51 und

In einzelnen enthält der Multivibrator 56 einen io dem mit diesem verbundenen Emitter niedrigeren

Eingangstransistor 70 und einen Ausgangstransistor Potential liegt.

71 sowie einen als Zeitglied wirkenden Transformator, Sobald der Nocken 55 des Zündunterbrechers nach dessen etwa 1000 Windungen umfassende Primär- dem Andrehen der Brennkraftmaschine den Unterwicklung 72 an den Kollektor des Ausgangstransistors brecherarm 53 von seinem Kontakt 54 in dem in 71 angeschlossen ist. Seine auf dem gemeinsamen 15 Fig. 4 bei f₀ angedeuteten Zeitpunkt abhebt und Transformatorkern 73 sitzende, etwa 8000 Windungen dabei den seither über die Primärwicklung 52 der umfassende Sekundärwicklung 74 ist mit einem ihrer Zündspule fließenden Zündstrom / unterbricht, ent-Wicklungsenden unmittelbar an die mit dem Gleich- steht infolge der Induktivität der Primärwicklung eine richter 63 verbundene Basis des Eingangstransistors Spannung U, durch die die Basis des Eingangstransiangeschlossen und liegt zu einem Widerstand 75 von 20 stors stark positiv gegenüber der Plusleitung gemacht 2000 Ohm parallel, an den ihr anderes Wicklungs- und der Eingangstransistor daher sofort gesperrt wird, ende über einen Gleichrichter 76 angeschlossen ist. Dann wird auch der Schalttransistor 82 stromlos, und Der Widerstand 75 ist zusammen mit dem Gleich- der Ausgangstransistor 71 gelangt sofort in seinen richter 76 an eine Widerstandsgruppe aus drei voll stromleitenden Betriebszustand. Infolge der Widerständen, nämlich einem mit einem temperatur- 35 Induktivität der Primärwicklung 72 des Transformaabhängigen Widerstand 77 in Reihe geschalteten tors kann der Kollektorstrom/,. des Ausgangstransi-Festwiderstand 78 von 7000 Ohm und einem zu stors 71 nicht sofort auf den vollen Endwert ansteigen, diesen beiden parallelliegenden Widerstand 79 von _ .. , . . . , . . „ . . . L 2000 Ohm angeschlossen Diese Widerstandsgruppe ^{Er wachst V!elmehr mit einer} Zertkonstante r=-_R-, bildet einen Teil eines Spannungsteilers, da sie über 30 worin l. die Induktivität der Primärwicklung 72 und einen einstellbaren Widerstand 80 von etwa 10 Kilo- R der Gesamtwiderstand im Emitter-Kollektor-Kreis ohm und einen Festwiderstand 81 von 3 Kiloohm an des Ausgangstransistors ist. Der ansteigende Kollekdie Minusleitung 50 angeschlossen ist. torstrom induziert in der Sekundärwicklung 74 eine

Zwischen dem Eingangstransistor 70 und dem Aus- von einem hohen Anfangswert mit ansteigendem gangstransistor 71 des Multivibrators ist ein Schalt- 35 Kollektorstrom absinkende Spannung, die einen über transistor 82 vorgesehen, der mit seiner Basis einer- den Widerstand 75 und den Gleichrichter 76 fließenseits über einen Widerstand 83 von 3000 0hm an die den Strom /_s hervorruft, durch den die Basis des Plusleitung angeschlossen und andererseits über einen Eingangstransistors 70 auch dann noch positiv ge-Schutzwiderstahd 84 von 8000 Ohm sowie einen in halten wird, wenn der von der Zündspule hervordieser Richtung stromdurchlässigen Gleichrichter 85 4a gerufene, über den Gleichrichter 63 zugeführte an den beweglichen Schaltarm 86 eines Schaltkon- Steuerimpuls 43 bereits verschwunden ist. Dadurch taktes angeschlossen ist, dessen Festkontakt 87 mit wird der Eingangstransistor weiterhin in seinem der Minusleitung verbunden ist. Dieser Schaltkontakt Sperrzustand so lange gehalten, bis der Kollektorgelangt in seine Schließstellung, sobald der in F i g. 1 strom J_c des Ausgangstransistors sich seinem Endbei 115 angedeutete Handknopf des Schalthebels 16 45 wert genähert hat und daher der am Widerstand 75 zum Einlegen oder Ausrücken eines Ganges des Ge- erzeugte, in Fig. 4 dargestellte Spannungsabfall t/_s triebes 15 erfaßt wird. Er geht selbsttätig wieder in auf einen Wert zurückgegangen ist, der etwa gleich die dargestellte Offenstellung zurück, sobald der groß wie die am Widerstand 79 entstehende Vorspan-Schalthebel losgelassen wird. nung U_v ist. Dann kippt der Ausgangstransistor 71

Zwischen dem Gleichrichter 85 und dem Wider- 50 im Zeitpunkt r₁₀ wieder in seinen Sperrzustand zurück, stand 84 zweigt eine Verbindungsleitung zu einem Solange sich der Ausgangstransistor 71 in seinem

Schaltarm 90 eines mit einem feststehenden Gegen- stromleitenden Zustand befindet, ist auch der an

kontakt 91 an die Minusleitung 50 angeschlossenen seinen Emitter angekoppelte Transistor 93 strom-

Schalterkontaktes ab, der sich bei Fahrgeschwindig- leitend und bringt für diese Zeitdauer auch den

keiten unterhalb von etwa 15 km/h in seiner Schließ- 55 Leistungstransistor 94 in sein voll stromleitendes

stellung befindet, bei höheren Fahrgeschwindigkeiten Arbeitsgebiet. Dann kann über einen an den Kollek-

jedoch beispielsweise durch nicht dargestellte Flieh- tor des Leistungstransistors 94 angeschlossenen

gewichte in seiner Offenstellung gehalten wird. Widerstand 95 von etwa 10 Ohm die Magnetwicklung

Für die im folgenden näher beschriebene Wirkungs- 35 der Magnetpulverkupplung und zwei mit dieser in weise des Multivibrators 56 wird zunächst davon 6° Reihe geschaltete Gleichrichter 9f und 98 ein ausgegangen, daß der fahrgeschwindigkeitsabhängige Magnetisierungsstrom fließen, dessen Dauer der Schaltkontakt 90/91 geschlossen ist und die Basis des Kippdauer des Multivibrators entspricht.
Schalttransistors 82 daher an einem durch den mit Je schneller die Brennkraftmaschine läuft, um so dem Schutzwiderstand 84 einen Spannungsteiler bil- schneller folgen diese rechteckförmigen Stromdenden Widerstand 83 festgelegten Potential von etwa 65 impulse, die in Fig. 1 schematisch bei 41 angedeutet 10 V liegt, wenn die Betriebsspannung zwischen der sind, aufeinander und erhöhen den zeitlichen Mittel-Plusleitung 51 und der Minusleitung 50 12 Volt be- wert der in den Eisenteilen der Magnetpulverkuppträgt. Der mit seinem Emitter an den Kollektor des lung wirksamen magnetischen Erregung. Sobald diese

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Erregung einen Mindestwert überschreitet, vermag diesen beiden Widerständen parallelliegende dritu die Magnetpulverkupplung ein Drehmoment von der Widerstand 118 ist auf 40 000 0hm eingestellt. Dau

Brennkraftmaschine auf das Getriebe zu übertragen, Leitungsstück P liegt daher an einem Potential, dan

so daß das Fahrzeug, wenn ein Gang eingelegt ist, um so niedriger wird, je höher die Betriebstempera

bei weiterer Steigerung der Brennkraftmaschinendreh- 5 tür der Brennkraftmaschine ansteigt,

zahl anrollt. Diese Anordnung dient dazu, jeweils einen voraus

Es hat sich jedoch als notwendig erwiesen, beim gehenden rechteckförmigen Stromimpuls 41 dazu zu Anfahren bei niedrigen Temperaturen dafür zu sorgen, benutzen, die Dauer des nachfolgenden Strom daß die Magnetpulverkupplung erst bei wesentlich impulses zu vergrößern, wenn der nächste Stromhöheren Drehzahlen selbsttätig einrückt, weil sonst 10 impuls bei hoher Drehzahl rasch folgt, oder zu ver die Gefahr besteht, daß die noch nicht betriebswarme kleinern, wenn die Drehzahl niedrig ist. Wie bereits Brennkraftmaschine unregelmäßig läuft oder gar oben dargelegt wurde, gelangt der Eingangstransistor stehenbleibt. Manche Brennkraftmaschinen sind dar- 70 bei jedem der über den Gleichrichter 63 zügeüber hinaus mit einer selbsttätigen Vorrichtung zur führten, von der Primärwicklung 52 der Zündspule Erhöhung der Lecrlaufdrehzahl ausgerüstet, die so 15 abgeleiteten Steuerimpulse 43 in seinen Sperrzustand lange wirksam bleibt, als die Brennkraftmaschine und wird erst dann wieder stromleitend, wenn die in eine bestimmte Mindesttemperatur von etwa 40° C der Sekundärwicklung 74 des Transformators 72 bi: noch nicht erreicht hat. 74 induzierte Spannung so weit abgesunken ist, daß

Um den Kupplungseinsatz bei kalter Brennkraft- der am Widerstand 75 entstehende Spannungsabfall V_s

maschine in das Gebiet hoher Drehzahl zu verlegen, 30 die Vorspannung IZ₁. am Widerstand 79 nicht mehr

ist in dem Kollektorstromkreis des Ausgangstransi- überwiegt. Diese Vorspannung wird jedoch in den

stors 71 eine Reihenparallelschaltung aus drei zwischen einem vorausgehenden und einem nach-

Widerständen vorgesehen, nämlich ein mit dem Kühl- folgenden Steuerimpuls liegenden Zeiträumen durch wasser der Brennkraftmaschine in wärmeleitender den Kollektorstrom des Transistors 105 geändert. Im

Verbindung stehender Heißleiter 100, ein mit diesem 25 einzelnen wird auf das in Fig. 5 dargestellte Schau

in Reihe liegender Festwiderstand 101 von etwa bild hingewiesen.

20Ohm und ein zu diesen parallclliegender Wider- In Fig. 5 ist angenommen, daß im Zeitpunkt J₁

stand 102 von 150 0hm. Wenn die Brennkraft- der durch den Transistor 93 fließende Strom, der

maschine ihre Betriebstemperatur ereicht, ist der durch den Linienzug 120 angedeutet ist, mit einei

Widerstand des Heißleiters 100 klein, bei kaltem Zu- 30 steilen Rückenflanke endigt, weil der Transistor 93

stand jedoch groß. Dadurch wird erreicht, daß die für in diesem Augenblick durch den ebenfalls in seinen

die Induktivität der Primärwicklung 72 maßgebende Sperrzustand zurückkippenden Ausgangstransistor 71

- ... . L . , „ . . , . gesperrt wird. Bis zu diesem Zeitpunkt war der Tran« Ze,tkonstante r - _R mn zunehmender Betnebstem- J^P. „ _yo„ _{stromIeitend De}? _{Kondensator 113}

peratur größer wird und daher eine größere Zeitdauer 35 konnte sich daher, weil er einerseits über den sehr erforderlich ist, bis der von einem der Steuerimpulse niederohmigen Festwiderstand 114 und den Gleich 43 stromIeitend gemachte Ausgangstransistor 71 richter 111, andererseits über einen niederohmigen wieder in seinen Sperrzustand zurückkehren kann. Widerstand 119 im Emitterkreis des Transistors 93 Die bei 41 in Fig. 1 angedeuteten rechteckförmigen und die stromleitende Verbindung zwischen dem Stromimpulse werden daher um so länger, je wärmer 40 Emitter des Transistors 93 und der Basis des die Brennkraftmaschine wird. Leistungstransistors 94 mit der gemeinsamen Plus-Die eben beschriebene Schaltanordnung wirkt mit leitung 51 verbunden war, bis auf eine für die Wireiner ebenfalls die Impulsdauer beeinflussenden, im kungsweise unwichtige Restspannung entladen. Im folgenden näher beschriebenen Anordnung zusam- Zeitpunkt r, bringt der in sein Sperrgebiet gelangende men. Diese umfaßt einen Transistor 105, dessen 45 Transistor 93 die mit seinem Kollektor verbundene Emitter an ein Potentiometer 106 angeschlossen ist. Belegung des Kondensators 113 an das Potential der Sein Kollektor liegt am Verbindungspunkt des ein- Minusleitung 50. Da der Kondensator sich jedoch stellbaren Widerstandes 80 und des Festwiderstandes über den Gleichrichter 111 nicht aufladen kann, muß 81. Die Basis des Transistors 105 ist über einen sein Ladestrom über den Widerstand 108 bzw. den Widerstand 107 von 30 Kiloohm und einem zu diesem 50 Kondensator 109 und den Gleichrichter 110 gehen, parallelgeschalteten Kondensator 109 von 1 μΡ ange- an dem er praktisch keinen Widerstand findet. Der schlossen. Der Kondensator 109 ist durch zwei hinter- Verbindungspunkt Q zwischen den Widerständen 107 einandergeschaltete Gleichrichter 110 und 111 über- und 108 nimmt daher sofort ein sehr niedriges Potenbrückt. Ihr gemeinsamer Verbindungspunkt 112 ist tial an und bringt den Transistor 105 in voll stromüber einen Kondensator 113 von 1 |iF an den Kollek- 55 leitenden Zustand, während der Kondensator 109 tor des zwischen dem Ausgangstransistor 71 des zunächst noch ungeladen ist, aber jetzt an Spannung Multivibrators 56 und dem Leistungstransistor 94 liegt. Vom Zeitpunkt f, ab kann sich der Kondenliegenden Transistors 93 angeschlossen. Die negative sator 113 dauernd über den Widerstand 108 und den Elektrode des Gleichrichters 111 liegt zusammen mit Widerstand 107 in Reihe mit der Emitter-Basiseiner Belegung des Kondensators 109 und einem &> Strecke des Transistors 105 aufladen, so daß das Ende eines Widerstandes 108 an einem Leitungs- Potential q des Verbindungspunktes Q den in F i g. 5 stück P, das einen an die Plusleitung 51 angeschlos- durch die Linie 121 angedeuteten Verlauf bekommt, scnen Festwiderstand 114 von etwa 200 0hm mit Mit ansteigendem Potential am Verbindungspunkt β drei Widerständen verbindet, von denen der mit 116 nimmt der über den Widerstand 81 gehende Strom angedeutete als Heißleiter ausgebildet ist und mit der 65 des Transistors 105 langsam ab, so daß die Vo) Brennkraftmaschine in wärmeleitender Verbindung spannung U₁. am Widerstand 79 in der durch die steht. Der mit dem Heißleiter 116 in Reihe geschal- Linie 123 angegebenen Weise langsam ansteigen kann, tcte Festwiderstand 117 hat etwa 300 0hm. der zu Wenn nun im Zeitpunkt /., der Eingangstransistor 70

ι durch dem nächstfolgenden Steuerimpuls 43 gesperrt j wird und dabei den Ausgangstransistor 71 stromleitend macht, so beginnt über die Primärwicklung 72 ein wegen der Induktivität der Primärwicklung exponentiell ansteigender Strom zu fließen. Das vom Strom erzeugte Magnetfeld induziert in der Sekundärwicklung 74 des Transformators eine Spannung, die am : Widerstand 75 den durch eine Linie 125 angedeuteten Spannungsabfall U_s hervorruft und den Eingangs- : transistor 70 so lange gesperrt hält, bis der Spannungsabfall U_s auf einen Wert abgesunken ist, der kleiner als der dann vorhandene Wert der langsam ansteigenden Vorspannung U_v ist. In Fig. 5 schneiden sich die Linien 123 und 125 in dem mit t₃ bezeichneten Zeitpunkt. In diesem Zeitpunkt wird der Eingangstransistor 70 wieder stromleitend und sperrt den Ausgangstransistor 71 und damit auch den nächfolgenden Transistor 93 und den Leistungstransistor j 94. Der rechteckförmige Stromimpuls ist daher im Zeit-' punkt /₃ wieder beendet. Seine Dauer T₁ reicht vom j Zeitpunkt t₂ bis zum Zeitpunkt t_v während die Impulsfolgezeit mit Z₁ angegeben ist. Im Zeitpunkt t₃ wie- i\ derholt sich dann das beschriebene Spiel von neuem, *' wobei im Zeitpunkt f₄ der nächste Steuerimpuls 43 den Eingangstransistor 70 zur Erzeugung des nachfolgenden, in der Zeichnung nicht dargestellten rechteckförmigen 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 der nach der Linie 125 verlaufende Spannungsabfall U_s in der Zeichnung stark nach rechts verschoben, wie dies durch die unterbrochene Linie 126 angedeutet ist. Da jedoch die Vorspannung U_v infolge der zunehmenden Entladung des Kondensators 109 inzwischen beträchtlich angestiegen ist, unterschreitet der Spannungsabfall U_s bereits im Zeitpunkt i₀, der durch den Schnittpunkt der Linien 123 und 126 angedeutet ist, den Wert der Vorspannung U_v. Der auf diese Weise erzeugte rechteckförmige Stromimpuls ist daher sehr kurz und hat dann den mit unterbrochenen Linien angedeuteten Verlauf. Er beginnt im Zeitpunkt i_s. Seine zugehörige Impulsfolgezeit, die durch den zeitlichen Abstand zweier aufeinanderfolgender Zündvorgänge bestimmt ist, wird in Fig. 5 durch Z₂ angedeutet. Aus diesem Schaubild kann man daher deutlich erkennen, daß bei niedriger Drehzahl zu einer langen Impulsfolgezeit Z₂ eine sehr kleine Impulsdauer T₂ 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 bei der Leerlaufdrehzahl das Kupplungsmoment noch so gering ist, daß das Fahrzeug nicht schiebt und trotzdem bei nicht allzu hoher Fahrgeschwindigkeit bereits das volle Kupplungsmoment übertragen wird, so daß ein ausreichend harter Kupplungseinsatz erzielt werden kann.

In F i g. 6 ist mit einer Hyperbel 130 angedeutet, wie groß die Impulsdauer T der rechteckförmigen Stromimpulse in der Magnetwicklung mindestens sein muß, wenn die Kupplung ejn zum Anrollen des Fahrzeuges erforderliches Mindestdrehmoment übertragen soll. Da mit steigender Drehzahl η die Stromimpulse schneller aufeinanderfolgen, wird der erforderliche zeitliche Mittelwert schon mit kürzeren Stromimpulsen als bei niedrigeren Drehzahlen erreicht. Deshalb ist es notwendig, die mit J₀₁ angedeutete Grundlänge der Stromimpulse, die für eine bei warmer Brennkraftmaschine gültige Leerlaufdrehzahl «₀₁ = 600 U/min gilt, bei kalter Brennkraftmaschine

ίο und einer auf /I₀₂ = 1000 U/min erhöhten Leerlaufdrehzahl stark zu verkürzen auf eine durch J₀₂ angedeutete Länge. Gleichzeitig muß bei kalter Brennkraftmaschine das Einsetzen des Anstieges der Impulsdauer mit der Drehzahl von der Drehzahl A₁ auf die höhere Drehzahl A₂ verschoben werden.

Die bei kalter Brennkraftmaschine erforderliche Impulsverkürzung wird außer durch den Heißleiter 116 im Basiskreis des Transistors 105 auch durch den im Kollektorkreis des Ausgangstransistors 71 liegenden Heißleiter 100 erzielt, der bei niedrigen Brennkraftmaschinentemperaturen einen hohen Widerstand annimmt und dann die Zeitkonstante τ des induktiven Zeitgliedes vom Wert r = T₁ bei warmer Brennkraftmaschine auf τ — τ, = 0,4 T₁ verkürzt.

Wie Fig. 4 erkennen läßt, fällt die Spannung U_s bei niedriger Brennkraftmaschinentemperatur rascher ab und erreicht wesentlich früher den auf t/_V2 durch den Heißleiter 116 angehobenen Wert der Vorspannung am Widerstand 79.

Man kann es auf diese Weise durch Wahl des Temperaturganges der die Widerstände 101 und 102 sowie den Heißleiter 100 umfassenden Widerstandsgruppe erreichen, daß die in F i g. 6 parallel zur -«-Achse verlaufende Kurve gegen kleinere oder größere Werte T der Grundlänge der Stromimpulse verschoben wird, während mit der im Basiskreis des Transistors 105 liegenden, den Heißleiter 116 umfassenden Widerstandsgruppe derjenige Arbeitspunkt A eingestellt werden kann, von dem ab die im Multivibrator 56 erzeugten rechteckförmigen Stromimpulse mit zunehmender, über den Leerlaufwert ansteigender Drehzahl stark verlängert werden.

Beim Gangwechsel kommt es darauf an, daß die Kupplung rasch gelöst und die Drehmomentübertragung schnell unterbrochen wird. Hierzu legt der mit dem Gangschalthebel 16 gekuppelte Schaltarm 86 die Basis des Eingangstransistors 70 an die Minusleitung 50 über einen Schutzwiderstand 135 und einen in dieser Richtung durchlässigen Gleichrichter 136.

Dadurch wird die Basis so stark negativ, daß der Eingangstransistor 70 nicht mehr durch die über den Gleichrichter 63 ankommenden Steuerimpulse 43 gesperrt werden· kann.

Dann bleibt, solange der Schalterkontakt 86,87 geschlossen ist, der Ausgangstransistor 71 in seinem Sperrzustand und kann den Leistungstransistor 94 nicht mehr zur Abgabe von Stromimpulsen an die Magnetwicklung 35 der Kupplung veranlassen, weil gleichzeitig über den geschlossenen Schaltkontakt 86, 87 und den dann zur Wirkung kommenden Gleichrichter 85 der Schalttransistor 82 in stromleitendem Zustand gehalten wird.

Damit bei diesem durch Schließen des Schaltkontakts 86, 87 verursachten Übergang des Leistungstransistors 94 in den Sperrzustand das in den Eisenteilen der Kupplung vorhandene Magnetfeld völlig abgebaut wird, ist zwischen dem an die Gleichrichter 97 und 98 angeschlossenen Wicklungsende der Ma-

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gnetwicklung 35 und der Plusleitung 51 ein Widerstand 138 vorgesehen, der mit den genannten beiden Gleichrichtern einen Spannungsteiler bildet, während das andere Wicklungsende an den mit dem Kollektor des Leistungstransistors 94 verbundenen Widerstand 95 angeschlossen ist. Dieses Wicklungsende steht außerdem mit einem in dieser Richtung stromdurchlässigen Gleichrichter 139 mit dem Schaltkontakt 86,87 in Verbindung, der beim Erfassen des Schalthebels das Wicklungsende an die Minusleitung 50 anschließt, so daß sich ein entgegengesetzt zu den vom Leistungstransistor hervorgerufenen Stromstößen J_k fließender Entmagnetisierungsstrom J_e einstellen kann. Dieser hebt das von den letzten Magnetisierungsstromstößen herrührende magnetische Restfeld in der Magnetwicklung der Kupplung auf, so daß diese in unmittelbarem Anschluß an das Verschwinden der vom Multivibrator 56 hervorgerufenen Stromimpulse vollständig gelöst wird. Sobald dann der Schalthebel 16 wieder losgelassen wird und dabei der Schaltarm 86 wieder in seine Offenstellung gelangt, kann der Multivibrator 56 je nach der dann vorherrschenden Fahrgeschwindigkeit entweder den Leistungstransistor 94 zur Abgabe eines ununterbrochenen Dauerstromes zum erneuten Einrücken der Kupplung veranlassen oder in der eingangs beschriebenen Weise bewirken, daß er bei jedem Zündvorgang einen rechteckförmigen Stromimpuls 41 liefert, dessen Länge mit zunehmender Drehzahl in der in F i g. 6 dargestellten Weise ansteigt.

Da es beim Hochschalten von einem niedrigeren in einen höheren Gang erwünscht ist, daß die Kupplung nach dem Loslassen des Schalthebels 16 möglichst rasch einrückt, damit das Kraftfahrzeug schnell beschleunigt werden kann, andererseits aber beim Herunterschalten zur Ausnutzung der Bremskraft der Brennkraftmaschine die Kupplung möglichst weich und ruckfrei einsetzt, ist zu dem Widerstand 95 ein Schalter mit einem Schaltarm 140 und einem feststehenden Gegenkontakt 141 parallel gelegt. Der Schaltarm 140 ist mit dem nicht dargestellten Gaspedal des Kraftfahrzeuges derart gekuppelt, daß er in seine Schließstellung gelangt, sobald das Gaspedal zum Beschleunigen des Kraftfahrzeuges niedergetreten wird. Dann schließt er den Widerstand 95 kurz, so daß die Kupplung an der vollen Batteriespannung liegt, während bei losgelassenem Gaspedal der Widerstand 95 zur Wirkung kommt und den Kupplungsstrom und damit das Magnetfeld in der Kupplung begrenzt. Hierdurch wird auf einfache Weise ein den jeweiligen Fahrbedingungen angepaßtes Kupplungsverhalten erzielt.

Claims (8)

Patentansprüche: 55

1. Steuereinrichtung für eine elektromagnetisch erregbare Kupplung von Kraftfahrzeugen, deren Magnetwicklung zum Übertragen eines mit der Brennkraftmaschinendrehzahl steigenden Drehmomentes elektrische Energie impulsförmig mittels eines die Impulslänge bestimmenden, mit einem Eingangs- und Ausgangstransistor ausgerüsteten monostabilen Multivibrators zugeführt wird, der einen mit seiner Primärwicklung an den Ausgangstransistor und mit seiner Sekundärwicklung im mitkoppelnden Sinne an den Eingangstransistor angeschlossenen Transformator enthält und synchron mit den Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine in seinen instabilen Betriebszustand gebracht wird, dabei die Magnetwicklung mit Strom versorgt und nach einer die Impulslänge ergebenden, durch die Induktivität des Transformators festgelegten Zeitdauer selbsttätig in seine stabile Ausgangslage unter gleichzeitiger Sperrung der Energiezufuhr für die Magnetwicklung zurückkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Primärwicklung (72) ein temperaturabhängiger Widerstand (100) in Reihe geschaltet ist, der mit der Brennkraftmaschine (10) in wärmeleitender Verbindung steht.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Basiskreis des zum Multivibrator gehörenden Eingangstransistors (70) ein Transistor (105) vorgesehen ist, der mit seiner Basis an einem Spannungsteiler liegt, der wenigstens einen mit der Brennkraftmaschine in wärmeleitender Verbindung stehenden, temperaturabhängigen Widerstand (116) enthält.

3. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Verbindungsleitung zwischen der Basis des Transistors (105) und dem Spannungsteiler (114, 116, 117, 118) eine Parallelschaltung aus einem Widerstand (108), einem Kondensator (109) und zweier miteinander in Reihe liegender Gleichrichter (110 und 111) liegt, wobei von dem Verbindungspunkt

(112) der beiden Gleichrichter ein Kondensator

(113) zu einem an den Ausgang des Multivibrators angeschlossenen Transistor (93) führt.

4. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einem an die elektromagnetisch erregbare Kupplung angeschlossenen mehrstufigen Getriebe, dessen Gangschalthebel mit einem bei seinem Erfassen in seine Arbeitsstellung gelangenden elektrischen Schalter gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (86, 87) einseitig an eine der beiden Zuleitungen einer Betriebsstromquelle für die Magnetwicklung (35) der Kupplung angeschlossen ist und mit der Basis des an seinem Emitter an die andere Zuleitung der Betriebsstromquelle angeschlossenen Eingangstransistors (70) des Multivibrators (56) über einen Gleichrichter (136) in Verbindung steht, wobei die Durchlaßrichtung des Gleichrichters in gleichem Sinne wie die Emitter-Basis-Strecke des Eingangstransistors (70) liegt.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetwickijng (35) der Kupplung mit einem ihrer Wicklungsenden an einen Spannungsteiler angeschlossen ist, der über einer zur Stromversorgung der Magnetwicklung dienenden Stromquelle liegt, und daß ihr anderes Wicklungsende an einem willkürlich betätigbaren, das Lösen der Kupplung bewirkenden Schalter (86, 87) angeschlossen ist, der die Magnetwicklung zum Zwecke der Entmagnetisierung in einer zum Betriebsstrom entgegengesetzten Stromeinrichtung an den Span nungsteiler anzuschließen gestattet.

6. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Span nungsteiler wenigstens einen in Durchlaßrichtung betriebenen, wie einen hoch dotierten p-n-Ger· manium-Halbleiterkörper enthaltenden Gleichrichter (97, 98) umfaßt und daß bei geschlossenem

,Schalter (86,87) die Magnetwicklung (35) in einem Nebenschlußweg zu diesem Gleichrichter liegt.

7. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6 mit einem zur Stromversorgung ihrer Magnetwicklung dienenden Leistungstransistor, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verbindungspunkt der Magnetwicklung (35) und dem Leistungstransistor (94) ein zum Schalter (86, 87) führender Gleichrichter (139) vorgesehen ist.

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8. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verbindungspunkt der Magnetwicklung (35) und dem Gleichrichter (139) zur Kollektorelektrode des Leistungstransistors (94) ein Widerstand (95) vorgesehen ist, zu dem ein beim Niedertreten des Gaspedals der Brennkraftmaschine in seine Schließstellung gelangender Schalter (140, 141) parallel liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen