DE1505452A1

DE1505452A1 - Selbsttaetig ein- und ausrueckbare Kraftfahrzeugkupplung

Info

Publication number: DE1505452A1
Application number: DE19651505452
Authority: DE
Inventors: Scholl Dr-Ing Hermann; Bertsch Dipl-Ing Klaus; Schmidt Dipl-Ing Peter-Juergen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1965-05-20
Filing date: 1965-09-08
Publication date: 1969-09-25
Also published as: DE1505402B2; DE1505452B2; GB1154328A; DE1505452C3; DE1505453A1; DE1505402A1; GB1154327A

Description

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Beltscheidstraße 4

Selbsttätig ein- und ausrückbare Kraftfahrzeugkupplung

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätig ein- und ausrUokbare Kraftfahrzeugkupplung, bei der ein Druokmittel beim Ausrücken der Kupplung einen Stellkolben entgegen der Kraft einer Einrückfeder verschiebt.

Bei einer bekannten Servokupplung dieser Art wird zum Ausrücken die eine Seite eine» Stellkolbens einem Unterdruck ausgesetzt, und zwar mittels eines vom Schalthebel aus betätigbaren Elektromagnetventils. Diese Anordnung vermag jedoch den Ansprüchen an eine Servokupplung nicht zu genügen, da sie hart schaltet und beim Einrücken besondere Ventile benötigt, die den Kupplungsvorgang verlangsamen.

Die Erfindung soll diese Nachteile vermeiden und eine betriebssichere, mit geringem Energieaufwand arbeitende Servokupplung schaffen, die

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ohne harte ,Stöße und dabei doch schnell schaltet. Außerdem soll die Kupplung während des Anfahrvorganges zur Vermeidung harter Übergänge ein mit steigender Drehzahl anwachsendes Moment übertragen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein Folgeregler vorgesehen isb, der an seinem Ausgang eine von einem als Führungsgröße dienenden Druck abhängige Kraft erzeugt, daß elastische Mittel - Membranfeder - vorgesehen sind, die das in an sich bekannter Weise als druckbetätiges Ventilglied ausgebildete Regelorgan des Folgereglers in seine Nullage zu verschieben trachten, in der die zum Stellkolben führende Leitung abgeschlossen ist, und daß zum Erzeugen des als Führungsgröße dienenden Druckes ein Ventil vorgesehen ist, das abhängig von den Betriebspararne tern des Fahrzeugs verstellbar ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung braucht dieses Ventil nur kleine Energien zu steuern, da die Hauptenergie erst im Folgeregler erzeugt wird. Dieses Ventil kann daher mit geringen Kräften betätigt werden, z. B. mit verhältnismäßig kleinen elektrischen Strömen oder Impulsen, die die Batterie des Fahrzeugs nicht belasten, insbesondere wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bei eingerückter Kupplung ein solches Ventil stromlos ist.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den Unteransprü« chen,

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispieles näher beschrieben und erläutert.

Es zeigern

Fig« 1 eine Einrichtung zum automatischen Betätigen einer Kraftfahrzeugkupplung in schematisoher Darstellung,

Fig. 2 ein Schaubild zum Erläutern der Wirkungsweise des Elektromagnetventils und der Kupplungseinrichtung,

Fig. 3 zwei Schaubilder zum Erläutern des Verfahrens zur und 4 Kupplungsbetätigung,

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Fig, 5 ein Prinzipschaltbild des elektronischen Steuergeräts, Pig, 6 das vollständige elektrische Schaltbild hierzu und Fig« 7 ein Schaubild zum Erläutern des Anfahrvorganges.

Bei der in Fig. 1 aargestallten Einrichtung ist eine Brennkraftmaschine 11. die als Antriebsmotor für ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug dient, über eine Kupplung 12 mit einem Getriebe 13 verbunden., Die Kupplung 12 ist im Ruhestand (d. h. ohne äußere Krafteinwirkung) kraftschltissig. Sie wird duroh eine Stellvorrichtung 14, deren linke Kammer mit der Atmosphäre in Verbindung steht, über ein Gestänge 15 in Richtung eines mit 16 bezeichneten Pfeiles entgegen " der Kraft einer Rückholfeder 17 ausgerückt.

über eine Leitung l8 ist die rechte Kammer der Stellvorrichtung 14 mit einem Anschluß 19 eines Folgereglers 20 verbunden. Ein Unterdruckanschluß 21 des Folgereglers 20 ist über eine Unterdruckleitung 22 und ein Rückschlagventil 23 an das Ansaugrohr 24 der Brennkraftmaschine sowie über die Unterdruckleitung 22 direkt an einen Unterdruck-Vorratsbehälter 25 angeschlossen. Ein Luftanschluß 27 des Folgereglers 20 steht über ein Luftfilter 28 siit der Außenluft (Atmosphäre) in Verbindung.

Der Folgeregler 20 ist in an sich bekannter Weise aufgebaut. Eine Steuermembran 29, die gleichseitig als PÜckführfeder dient, teilt einen Steuerzylinder 30 in zwei Kammern 31 und ^2 und ist mechanisch mit einem Ventilglied 33 verbunden, das in bekannter Weise je nach seiner stellung den Anschluß 19 entweder absperrt oder mit dem Luftanschluß 27 oder mit dem Unterdruckanschluß 21 verbindet«

Der Anschluß I9 ißt Über eine RUckfuhrleitung 34 mit der linken Kammer 31 und dem linken Ende des Ventllgliede 33 verbunden, so daß das Ventilglied 33 in axialer Richtung auf beiden Seiten unter dem gleichen Druck steht.

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Die rechte Kammer 32 ist über eine Steuerleitung 35 *n den Ausgang eines Elektromagnetventils 37 angeschlossen. Eine erste Anschlußöffnung 36 dieses Ventils ist mit der Atmosphäre und eine zweite Anschlußöffnung 38 mit der Unterdruckleitung 22 verbunden.

Das Elektromagnetventil 37 dient dazu, aus dem an seiner Anschlußöffnung 38 vorhandenen ungeregelten Unterdruck im Vorratsbehälter durch das Zusammenwirken einer Drosseldüse 39 und eines von einer Magnetspule 4l betätigten Ventiltellers 40 aus magnetischem Material (Weicheisen), der beiderseits mit einer dichtenden Auflage aus Polytetrafluoräthylen versehen ist, an seinem zur Steuerleitung 35 führenden Ausgang einen geregelten Unterdruck zu schaffen, dessen Höhe im wesentlichen nur vom Steuerstrom I durch die Magnetwicklung 41 abhängt.

Diese Abhängigkeit ist in Pig. 2 dargestellt, wo auf der Abszisse der Mittelwert I des Steuerstroms in der Magnetwicklung 41 und auf der Ordinate der negative Druck ρ in der Steuerleitung 35 aufgetragen ist. Die Kurve 42 stellt den Verlauf dieses Unterdrucks bei wachsendem Strom I dar: Beim Strom 0 (Koordinatenschnittpunkt) ist auch der Unterdruck gleich Null, d«, h. in der Steuerleitung 35 herrscht der Druck der Außenluft, die über die erste Anschlußöffnung 3β eintritt, während die Drosseldüse 39 durch den Ventilteller 40 verschlossen ist. Bei wachsendem Strom I nimmt der Druck ρ in der Steuerleitung 35 ab, oder anders ausgedrückt, das Vakuum nimmt zu. Dies kommt daher, weil der Ventilteller 40 mit einer vom Jeweiligen Strom I abhängigen Kraft gegen die Mündung der Anschlußöffnung 36 gezogen wird und diese immer mehr abschließt.

Der Steuerstrom I wird dem Ausgang 45 eines elektronischen Steuergeräts 44 entnommen. Dieses ist mit seinen Klemmen 46 bzw. 47 an den Pluspol einer Fahrzeugbatterie 48 bzw. an Masse angeschlossen^. Außerdem hat es vier Eingangsklemmen 49, 50, 51, 52, über welohe die erforderlichen Informationen über die Fahrzustände des Fahrzeugs eingegeben werden» Dies sind: Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 11,

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die in Form einer von einem Zündverteiler 53 entnommenen Impulsfolge an der Klemme 49 eingegeben wird; die Fahrzeuggeechwindigkeitj welche ale Ausgangsspannung eines am oder im Getriebe 13 angeordneten Drehzahlgebers 54 entommen und an der Klemme 50 eingegeben wird) die Stellung eines Gaspedals 55 und damit der Drosselklappe der Brennkraftmaschine 11,

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die durch einen mit dem Gaspedal 55 verbundenen veränderbaren Widerstand 56 abgefühlt und der Klemme 52 zugeführt wird; und schließlich die Information, wann und wie lange ein Gangweohsel durchgeführt wird. Diese Information wird in das Steuergerät 44 an der Klemme 51 eingespeist und erfolgt bei dem eine halbautomatische Getriebeschaltung aufweisenden AusfUhrungsbeispiel durch einen Taumelschalter 58, der von dem Handßchalthebel 57 betätigt wird. Bei einem vollautomatischen Getriebe treten an die Stelle des Schalthebels 57 die entsprechenden Schaltorgane oder die Steuerung für den Gangwechsel.

Bei der Einrichtung nach Fig. 1 wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß zwischen dem von der Kupplung 12 übertragbaren Moment und der auf das Gestänge I5 in Richtung des Pfeils 16 bzw. in Gegenrichtung von der Rückholfeder 17 ausgeübten Kraft eine weitgehend eindeutige Beziehung besteht. Eine geringe, von der Reibung innerhalb der Kupplung herrührende Hysterese stört in der Praxis nicht und kann praktisch vernachlässigt werden. Damit besteht auch eine eindeutige Beziehung zwischen dem Kupplungsmoment M^ und dem Unterdruck ρ in der rechten Kammer des Stellkolbens 14„

Die Einrichtung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt« Am Anschluß 19 des Folgeregiere 20 stellt sich im eingeschwungenen Zustand stets der Unterdruck ein, der in der rechten Kammer 32 herrscht, da dann infolge der Rtiokführleitung 34 auf beiden Seiten der Steuermembran 29 derselbe Druck herrscht und sich diese dann - unterstützt von ihrer eigenen Federwirkung - in ihrer Nullage befindet, in der das Ventilglied 33 die Leitung l8 absperrt.

Da der Unterdruck in der rechten Kammer 32 wiederum eine eindeutige Funktion des durch die Magnetspule 41 fließenden Stromes I ist, besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwischen diesem Strom I und dem von der Kupplung 12 übertragbaren Koment r:^. Dieser Zusammenhang ist in Fig. 2 in einer Kurve 43 dargestellt, die das Moment M_k als Funktion des Stroms I zeigt. Beim Strom I=O (Koordinatenschnitt-

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punkt) ist dieses Moment am größten und nimmt dann mit zunehmendem Strom I ab., bis es bei einem Strom I, zu Null wird. Bei diesem Strom berühren sioh die Kupplungshälften der Kupplung 12 nicht mehr. Wie aus der Kurve 43 ersichtlich, bleibt bei kleinen Strömen I das Moment M, zunächst konstant. Für die Steuerung wird dieser Bereich nicht verwendet.

Wenn man nun zunächst annimmt, das Fahrzeug fahre zur Zoit t mit einer bestimmtem Geschwindigkeit, so ist die Kupplung 12 voll eingekuppelt, d.h. es fließt kein Strom I durch die Magnetspule 41 und das Moment Mj_c hat seinen vollen Wert. Dieser Zustand ist in den Fig. 3 und 4 für den Zeitraum zwischen t_Q und t^ dargestellt, wobei Fig. den Verlauf des Moments M^ über der Zeit und Fig. 4 den Verlauf des Stromes I über der Zeit darstellt.

Zur Zeit t, wird ein Schaltvorgang eingeleitet, wodurch der Taumelschalter 58 am Handschalthebel 57 geschlossen wird. Auf eins im folgenden noch näher beschriebene Weise wird hierdurch ein Strom I, auf die Magnetspule 41 geschaltet, so daß in der Steuerleitung 35 ein entsprechender hoher Unterdruck entsteht, der über den Folgeregler 20 auch einen entsprechenden Unterdruck in der rechten Kammer des Stellkolbens 14 zur Folge hat und das Öffnen der Kupplung 12 in Richtung dee Pfeiles 16 bewirkt«

Während des Sehaltvorgänge, der von t, bis t₂ dauert, bleibt dieser Zustand erhalten, d. h* der Strom I, fließt und die Kupplung 12 bleibt geöffnet, wie das aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht (Moment M_k = 0).

Nach Abschluß des Schaltvorgangs, d. ti. wenn der neue Gang eingelegt ist, muß wieder eingekuppelt werden. Hierzu wird während einer vorbestimmten Zeit, die von tg bis t, dauert, der Strom I auf einem bestimmten Wert gehalten» der von der Stellung α des Oaspedals 55 abhängig Ißt, und zwar wird boi. ganz durchgetretenem Gaspedal (CC = 90°) dieser Strom sehr klein, so daß das Kupplungsmoment M, in diesem Zeitraum von tg biß t^ (im folgenden auch Zwinohenmoinent genannt) sehr

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groß wird, ζ. B. wie in Fig. 3 dargestellt, etwa 83 % des vollen Wertes; wenn sich dagegen das Gaspedal 55 in seiner Leerlaufsteilung befindet (©ς« 0°), wird der Strom I, wie in Fig. 4 dargestellt, sehr groß und das Kupplungsmoment M, dementsprechend sehr klein, z. B. wie in Fig. 3 dargestellt, etwa 17 % des vollen Wertes. Natürlich kann sioh das Zwisohenmoment auch ändern, z. B. wenn der Fahrer während dieser Zeit das Gaspedal 55 stärker durchtritt. Er hat damit die Beschleunigung seines Fahrzeugs in der Hand und kann sein Verhalten der gegebenen Verkehrssituation anpassen.

Wenn der Zeitpunkt t-, erreicht ist, wird automatisch der Strom I durch die Magnetspule 41 wieder abgeschaltet, wie das in Fig. 4 dargestellt ist« Damit geht das Kupplungsmoment M_k wieder auf seinen vollen Wert* Zu diesem Zeitpunkt t, sind durch das Zwieohenmoment die Drehzahlen der beiden Kupplungs!iälften bereits einander so angenähert* daß ein merkbarer Stoß nicht mehr auftritt.

Fig. 5 zeigt das Prinzipschaltbild eines elektronischen Steuergeräts ^¹Ii .-dt dem das In den Flg. 3 und 4 beschriebene Verfahren in einfscher Weise durchgeführt werden kann und das außerdem auch noch den /iiifs-lirVorgang in Abhängigkeit von der Motordrehzahl steuert. Die ausführliche Schaltung ist in Fig. 6 dargestellt.

In Vi¹ bisherigen Beschreibung wurde angenommen, daß die Magnetspule '■■■> - ?;: Elektromagnetventils 37 von einem Gleichstrom durchflossen

LL Das liier beschriebene Steuergerät 44 arbeitet Jedoch mit Stromern .XsGUg deren Tastverhältnis entsprechend dem jeweiligen Betriebs» umband geändert wird. Diese Stromimpulse werden durch die Induktivität de-?* Magnetspule 4l in Verbindung mit einer zu ihr parallelgesohn.lief.en Diode 6l weitgehend geblattet. Der mittlere Wert dee Gt!?u:.T-s 1-roms I ist also abhängig vom Tastverhältnis der Stromimpulse (rii.fi entsprechenden Spannungsimpulsen im Steuergerät enteprechen).

FUv czn Anfalwvorgang ist ein Geschwlndiglteitssohalter 62 vorgesehen, der c!.neu elektronischen Schalter 6'?> - im folgenden als zweiter

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Schalter bezeichnet - und einen weiteren elektronischen Schalter 64 im folgenden als dritter Schalter bezeichnet - steuert, und zwar ist unterhalb einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit, z. B. 15 km/Stunde, der zweite Schalter 63 geöffnet und der dritte Schalter 64 gesohloseen, wie das in Pig. 5 dargestellt iet.

Der dritte Schalter 64 verbindet einen monostabilen Multivibrator 65, welcher durch die an der Klemme 49 liegenden Primärimpulse vom Zündverteiler 53 angestoßen wird, über einen vierten, ebenfalls elektronischen Schalter 66 mit der Magnetspule 41. Die Impulsdauer t. des Multivibrators 65, d» h. die Dauer seines labilen Zustandes, ist an- a nähernd konstant. Er ist so an die Magnetspule 41 angeschlossen, daß während dieser Impulsdauer t^ kein Strom durch die Magnetspule 41 fließt, sondern nur während der Impulspause, die mit wachsender Motordrehzahl immer kleiner wird. Der mittlere Strom I durch die Ma- s gnetspule 41 nimmt also während des Anfahrvorgangs (zweiter Schalter 63 geöffnet, dritter Schalter 64 geschlossen) mit wachsender Motordrehzahl η £ ab, wie das in Pig. 7 dargestellt ist, wo auf der Abszisse die Motordrehzahl und auf der Ordinate der mittlere Strom I, der negative Druck ρ in der Steuerleitung 35 und das von der Kupplung 12 Übertragbare Moment M^ aufgetragen Bind. In Pig. 7 bezeichnet 68 den Verlauf des Stromes I über der Motordrehzahl, 69 den des Unterdruckes ρ und 70 den des Kupplungsmomentes M^.

Die Steuerung ist so auegelegt, daß bei der Leerlaufdrehzahl - die Je naoh Außentemperatur automatisch veränderbar sein kann - gerade noch ausgekuppelt ist. Für das Sohaublld naoh Fig. 7 ist für die Leerlaufdrehzahl ein Wert von etwa 800 U/rain zugrundegelegt· Wird die Motordrehzahl duroh Qasgeben erhöht, so nimmt der mittlere Strom I und damit auch der unterdrück ρ ab, d. h. der absolute Druok in der rechten Kammer der Stellvorrichtung 14 nähert sich dem Außenluftdruck, wie er in deren linker Kammer herrscht. Die Kupplung 12 Überträgt dann ein mit der Motordrehzahl ansteigendes Moment Mj₁ und das Fahrzeug fährt an. Bei einer Motordrehzahl von 15ΟΟ bis 18ΟΟ ü/min

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ist der Unterdruck so weit gefallen, daß die Kupplung 12 das volle Motormoment überträgt; der Anfahrvorgang ist dann beendet. Bei einer Geschwindigkeit von etwa 15 km/h schaltet der dritte Schalter 64 ab und die Magnetspule 41 wird zunächst stromlos, wobei die Kupplung ihr volles Moment überträgt. Die Batterie 48 wird daher im normalen Fahrbetrieb nicht belastet.

In Serie mit dem zweiten Schalter 63 liegt ein elektronischer Schalter 7I4 im folgenden als erster Schalter bezeichnet, zwischen einem astabilen Multivibrator 72 und dem mit dem dritten Schalter 64 verbundenen Eingang I des vierten Schalters 66. Ein zweiter Eingang XI des vierten Schalters 66 ist mit der Klemme 46 und über diese mit dem Pluspol der Batterie 48 verbunden. Der erste 3ohalter 71 wird von einem Zeitglied 73 gesteuert; er ist in der Ruhestellung des Zeitglieds 73 geöffnet. Das Zeitglied 73 seinerseits wird vom Taumelschalter 58 am Schalthebel 57 in Tätigkeit gesetzt, sobald'Taumelschalter 58 Öffnet. Dann schaltet das Zeitglied den ersten Schalter 71 ein und nach einer voreingestellten Zeit wieder aus. Der Taumelschalter 58 steuert au3erdem den vierten Schalter 66, und zwar befindet sich dieser bei offenem Taumelschalter 58 in der in Pig. 5 gezeichneten Stellung I, bei geschlossenem Taumelschalter 58 in seiner Stellung II.

Der astabile Multivibrator 72 erzeugt eine Impulsfolge, deren Tastverhältnis vom Gaspedal 55 Über den veränderbaren widerstand 56 (am Eingang 52) beeinflußt wird. Dadurch wird der mittlere Strom I unmittelbar nach dem Gangwecheel in die nach Pig. 4 erforderliche Abhängigkeit von der Stellung CK des Gaspedals 55 gebracht.

Bei einem G&ngwechsel gelangt das vom Taumelschalter 58 oder einer entsprechenden automatischen Gangweohselsteuerung erzeugte Schaltsignal über den Eingang 51 auf den vierten Schalter 66 und steuert diesen in Stellung II, so daß ein großer Strom I duroh die Magnet» spule 41 fließt und rasch ausgekuppelt wird.

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Nach beendigtem Gangwechsel kehrt der vierte Schalter 66 wieder in Keine Stellung I zurück« Gleichzeitig wird das Zeitglied 73 angestoßen und schließt den ersten Schalter 71· Da auch der zweite Schalter geschlossen ist (Pahrzeuggeschwlndigkelt größer als 15 km/h), ist der Ausgang des astabilen Multivibrators 72 mit der Magnetspule 41 verbunden und damit ist der Strom in ihr wie beschrieben von der Stellung Ot des Gaspedals 55 abhängig.

Nach Ablauf der am Zeitglied 73 eingestellten Zeit öffnet dieses den ersten Schalter 71 wieder j, die Magnetspule 41 wird stromlos und die Kupplung 12 überträgt wieder das volle Motormonient.

Mit deiii in Fig. 5 dargestellten, im Aufbau sehr einfachen Steuergerät 44 beherrscht man also automatisch die Vorgänge Anfahren, Aus- und Einkuppeln, und zwar in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwinj-i {ekelt,

Τ!'Λΐ'.. 6 xoigt das vollständige Schaltbild des elektronischen Steuergeräts 44 nach Fig. 5. Dar, Gerät besteht im wesentlichen aus dem moiostfibilen Multivibrator 65 mit zwei p-n-p-Transistoren 74 und 75» ;f;;r Oeuchwindigkeitsschalter 62 mit zwei p-n-p^Transistorer-, 76 und

T? äe?ii dritten elektronischen Schalter 64 mit einem p-n^p-Transi- :-Un: 78.5 dem astabilen Multivibrator 72 mit drei p-n°p~Transistören ''9, 80» 8l„ den ersten und zweiten elektronischen Schaltern 71 und ί : ?.r·. i?ovm eines p-n-p-Tranaistors 82, dem Zeitglied 73 mit einem I i, vv Tianaistor 85 ^nd einem n-p-n-Translstor 86 sowie dem vierten .ie' ironischen Schalter 66 mit einem p-n- Transistor 87.

.Ji;. Zugang, Ji9 führt ein Widerstand 88 in Serie mit einem Kondensator- 89 und einem Widerstand 90 zu einer Minusleitung 91, die über die Kii-Uüme 47 «'it Masse verbunden ist. Kondensator 89 und vvid'r. ' ΐ^Ι 90 bilden zusammen ein Differenzierglied. Von ihrem Verbindimgopunkt; führU eine Diode <)2._r die nur· positive Spannungsspitzen durchläßt, ί-.ur Panifi dec Transistors 74, die über einen Widerstand 93 ;it Kasse ι ad über einen Kondensator 94 mit dem Kollektor des Transistors 75

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verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 74 liegt über einen Kollektorwiderstand 95 an der Minusleitung 91 und ist Über einen Koppelwiderstand 96 mit der Basis des Transistors 75 verbunden, die über einen Widerstand 97 an einer Plusleitung 98 liegt, mit der auch die Emitter der Transistoren 74 und 75 verbunden sind und die an die Klemme 46 angeschlossen ist. Ein Kollektorwiderstand 99 verbindet den Kollektor des Transistors 75 mit Masse.

Vom Kollektor des Transistors 74 führt ein Koppelwiderstand 102 zur Basis des Transistors 78, die außerdem über einen Koppelwiderstand 103 mit dem Kollektor des Transistors 76 und über einen Widerstand W 104 mit der Plusleitung 98 verbunden ist.

An der Eingangsklemme 50 liegt eine von dem Wechselstrom-Drehzahlgeber 54 erzeugte Wechselspannung an, deren Amplitude mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Von der Klemme 50 führt eine Diode 105* die nur positive Spitzen durchläßt, zur einen Elektrode eines Glattkondensator^ 106„ dessen andere Elektrode an der Plusleitung 98 liegt, und über einen Widerstand 107 zur Basis des Transistors 76, die über einen Widerstand I08 an der Minusleitung 91 liegt. Der Kollektor des Transistors 76 ist über einen Kollektorwiderstand 109 mit der Minusleitung 91 und Über zwei Spannungsteilerwiderstände 110, 111, deren Anzapfung an der Basis des Transistors 77 liegt, mit der Plusleitung 98 verbunden, an der auch die Emitter der Transistoren 76, 77 und 78 liegen.

Der Kollektor des Transistors 78 ist über einen Kollektorwiderstand 113 mit der Minusleitung 91 und über einen Koppelwiderstand 114 mit der Basis des Transistors 87 verbunden, die über einen weiteren Koppelwiderstand 115 mit der Eingangsklemme 51, über einen dritten Koppelwiderstand 116 mit dem Kollektor des Transistors 82 und über einen Widerstand 117 mit der Plusleitung 98 verbunden ist, an der auch der Emitter des Tranaistors 87 liegt. Dieser ist als Leistungstransistor ausgebildet und steht an seinem Kollektor über die Ausgangsklemme 45

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mit der Magnetspule 41 und der dieser parallelgeschalteten Diode 61 in Verbindung, die beide mit ihren anderen Anschlüssen an Maase (Minueleitung 9I) liegen.

Beim astabilen Multivibrator 72 sind die Emitter des Eingangstransistora 79 und des Ausgangstransistors 8O mit der Plusleitung 98 verbunden, Am Kollektor des Ausgangstransistors 80 liegt die eine Elektrode eines zweiten Kondensators 122, dessen zweite Elektrode mit der Kathode einee ersten Gleichrichters 123 und der Anode eines zweiten Gleichrichters 124 verbunden ist. Der Kollektor des Eingangstransistors 79 hingegen ist über einen Kollektorwiderstand 119 mit der Minusleitung 9I verbunden sowie über einen ersten Kondensator 120 mit der Basis des Ausgangstransistors 80, wobei Kondensator 120 zusammen mit einem von dieser Basis zur Minusleitung 9I führenden Widerstand 121 ein erstes Zeitglied bildet. Die Kathode des zweiten Gleiohrichters 124 liegt an der Basis des Eingangstransistors 79» die außerdem über einen Widerstand 125 mit Masse verbunden ist. Der Widerstand 125 und der zweite Kondensator 122 bilden zusammen ein zweites Zeitglied.

Der Hilfstransistor 8l wird in Kollektorschaltung betrieben und liegt mit seinem Kollektor direkt an Masse, während seine Basis mit der Eingangsklemme 53 verbunden ist, die über den abhängig von der Stellung des Gaspedals 55 veränderbaren Widerstand 56 mit Masse und über einen Widerstand 126 mit der Plusleitung 98 in Verbindung steht. In Serie mit der Emitter-Kollektor-Streoke des Hilfstransistors 8l liegen zwischen dessen Emitter und der Plusleitung zwei Spannungsteilerwiderstände 127, 128, an deren Verbindungspunkt die Anode des ersten Gleiohrichters 123 angeschlossen ist.

Der Kollektor des Ausgangstransistors 80 liegt über einen Kollektorwiderstand 129 an Masse und ist über einen Koppelwideratand 130 mit der Basis des Transistors 82 verbunden, der als elektronisches UND-Gatter arbeitet und daduroh die im Blockschaltbild n»oh Fig. 5 getrennt dargestellten Schalter 71 und 63 ersetzt. Die Baals de« Ausgangstransistors 80 liegt über einen Widerstand 131 an der Pluslei-

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tung 98, mit der auch sein Emitter verbunden ist. Außerdem führt von dieser Basis ein zweiter Koppelwiderstand 132 zum Kollektor des zum Gesehwindigkeitsschalter gehörenden Transistors 77 > der über einen Kollektorwideratand 133 an Masse liegt. Und schließlich führt von der Basis des Transistors 82 ein dritter Koppelwiderstand 134 zum Kollektor des n-p-n-Transistore 86, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor über einen Kollektorwiderstand 135 mit der Plusleitung 88 verbunden ist. Der Transistor 86 gehört zusammen mit dem p-n-p-Transistor 85 zum Zeitglied 73 nach Fig^ 5·

Die Basis des Transistors 86 ist über einen Widerstand I36 mit der Plusleitung 98 und über einen Kondensator 137 mit dem Kollektor des Transistors 85 verbunden, der über einen Kollektorwiderstand I38 an Masse liegt. Widerstand I36 und Kondensator 137 bilden zusammen ein zeitbestimmendes R-C-Glied.

Der Emitter des Transistors 85 liegt auf dem Potential der Plusleitung 98, mit der auch seine Basis Über einen Widerstand 139 verbunden ist. Sie liegt außerdem Über einen Widerstand l4o an der Eingangsklemme 5I an welcher der Taumelschalter 58 angeschlossen 1st«

Der Kollektor des Transistors 82 liegt Über einen Kollektorwiderstand 141 an Masse.

Die Einrichtung nach Fig. 6 arbeitet wie folgt:

Die am nicht dargestellten Unterbrecher des Zündverteilers 53 der Brennkraftmaschine 11 abgenommenen Zündimpulse am Eingang 49 gelangen Über den Widerstand 88, das Differenzierglied 89, 90 und die Diode 92 zur Basis dee Transistors Ik, welcher im Ruhezustand des monoßfcabilen Multivibrators 65 leitend ist und stoßen dadurch diesen Multivibrator an. Die durch das R-C-Glied 93» 94 bestimmte Impulsdauer t_i ist so gewählt, daß sie etwa gleioh der Periodendauer bei einer Motordrehzahl von 20OC U/min ist.

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Die am Kollektor von Transistor Ik auftretenden Impulse gelangen über den Koppelwiderstand 102 auf die Basis des Transistors 78, der als dritter Schalter arbeitet. Unter der Voraussetzung, daß der Transi= «tor 78 nicht über der; Koppelwiderstand 103 vom Geschwindigkeits-Kehalter 62 leitend gehalten wird* treten diese Impulse auch am KuJlektor von Transistor 78 auf und gelangen über den Koppelwider» stand 114 an die Basis des Leistungstransistors 87. der entsprechende Sfcromiiapulse durch die Magnetspule hl fließen läßt (Anfahrvorgang., nie vorstehend bei Fig. 5 beschrieben).

Der GeschwindigkeitsHchalter £.2 erhält an seinem Kingang 50 eine Wechselspannung mit von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiger Am- ä piitude. Diese Wechselspannung wird durch die Diode 105 gleichgerichtet und vom Kondensator I06 geglättet, so daß an der linken Seite des Widerstands 107 ein gegenüber der Plusleitung 98 positives Potential entsteht, dessen Höhe mit wachsender Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmtο

Der Spannungsteiler mit den Widerständen 107 und I08 ist so ausgelegt, daß der Transistor 76 unterhalb einer Geschwindigkeit von ca« 15 km/h leitet und den Transistor 77 sperrt. Wenn der Transistor 76 leitend ist. kann außerdem Über den Koppelwiderstand 103 kein Basisetrcm zum Transistor 78 fließen, d„ h. dieser kann Im= pulse, die vom Multivibrator 65 kommen, weiterleiten. Bei gesperrtem Transistor 77 wird der Transistor 82 über den zweiten Koppel- ( widerstand 132 leitend gehalten. Dadurch befindet sich dessen Kollektorpotential praktisch auf dem Potente_i der Plusleitung 98, so daß über den Koppelwiderstand 116 kein Basisstrom zum Transistor 87 fließen kann=

Der Transistor 7^ des Multivibrators 65 Jfit während der liiip.ispausen leitend. Dann ist infolge zweimaliger Phasenumkehr auch der Transistor 87 während der Impulspaunen leitend, wodurch sich ein mit wachsender Γ-'.otordrehzahl abnehmende!' mittlerer Steuerstrom I du ch die Magnetspule kl ergibt.

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Oberhalb einer Fahrgeschwindigkeit von ca. 15 km/h - durch Verwendung von Heiß- oder Kaltleitern für die Widerstände 107, I08 kann man diesen Wert abhängig von der Außentemperatur variabel machen wird Transistor 76 gesperrt und Transistor 77 leitend. Dadurch wird auch Transistor 78 leitend, so daß über den Koppelwiderstand 114 keine Impulse mehr vom monostabilen Multivibrator 65 zum Endtransistor 87 gelangen können. Solange der Transistor 77 leitet, fließt über den zweiten Koppelwiderstand 132 kein Basisstrom mehr zum Transistor 82. Dieser wird Jedoch trotzdem über den dritten Koppelwiderstand 134 ständig leitend gehalten, da der Transistor 86 im Ruhezustand leitend ist» Solange das aus den Transistoren 85 und 86 bestehende Zeitglied 73 nicht angestoßen wird, können daher keine Impulse vom astabilen Multivibrator 72 zum Leistungstransistor 87 gelangen.

Während des Gangwechsels wird die Eingangsklemme 51 des Steuergeräts 44 mit dem Minuspol der Batterie 48 verbunden. Dadurch wird einmal der Leistungstransistor 87 über den Koppelwiderstand 115 ständig leitend gehalten, wodurch in der Magnetspule 41 ein großer Strom fließt und die Kupplung 12 völlig geöffnet wird. Zum anderen wird Transistor 85 leitend, wodurch der Kondensator 137 aufgeladen wird.

Wenn nach beendigtem Gangwechsel der Gangschalthebel 57 losgelassen wird, trennt sein Kontakt 58 den Basiewiderstand 115 des Transistors 87 von Masse wieder ab. Der Transistor 87 wird dann nur noch von den Transistoren 78 und 82 gesteuert. Beim öffnen der Kontakte 58 wird nämlich der Transistor 85 wieder gesperrt, wodurch an seinem Kollektor sin Potentialsprung in negativer Riohtung auftritt. Dieser Sprung wird durch den Kondensator 137 auch auf die Basis des Transistors 86 übertragen und sperrt diesen. Der Potentialsprung wird in der Folge durch den Widerstand 136 allmählich abgebaut, bis der Transistor 86 nach einer Zeit (t, - tg) wieder leitend wird.

Solange der Transistor 86 gesperrt ist, erhält der Transistor 82 über den dritten Koppelwiderstand 134 keinen Basiestrom und kann

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deshalb die über den ersten Koppelwiderstand I30 vom astabilen Multivibrator 72 kommenden Impulse zum Leistungstransistor 87 übertragen« Infolge zweimaliger Phasenumkehr ist der Leistungstransistor leitend, solange Transistor 80 leitet. Man kann also den Transistor 80 des astabilen Multivibrators 72 als Stromquelle der Magnetspule bezeichnen, denn in ihr kann beim beschriebenen Betriebszustand nur dann ein Strom fließen, wenn ein solcher im Transistor 80 fließt. Der mittlere Strom I in der Magnetspule 41 hängt ab vom Tastverhältnis der vom astabilen Multivibrator 72 erzeugten Impulse. Dieses Tastverhältnis wird beeinflußt vom veränderbaren Widerstand 56 am Eingang 52. Die Größe dieses Widerstands nimmt mit zunehmendem öff- λ nungswinkel « beim Gasgeben ab. Damit verschieben sioh Basis« wie Emitterpotential des Transistors 8l mit wachsender Öffnung der Drosselklappe in negativer Rlohtung. Das Emitterpotential dient als Steuerspannung für den astabilen Multivibrator 72.

Durch dis Verbindung des Spannungsteilers 127» 128 über den ersten Gleichrichter 123 mit dem Kondensator 122 wird erreicht, daß die Dauer, während welcher der Transistor 79 gesperrt ist, mit wachsender Drossslklappenöffnung kleiner wird, da dieser" Gleichrichter den Potentialsprung am Kondensator 122 entsprechend der Steuerspannung an seiner Anode begrenzt. Damit wird die Dauer während der die Transistoren 80 und 87 leiten» mit wachsender Drosselklappenöffnung kleiner, d. h. der mittlere Strom I nimmt mit wachsender Drosselklappenöffnung | in der in Pig. 4 gezeigten Weise ab. Der zweite Gleichrichter 124 bringt den Vorteil, daß Schwankungen der Batteriespannung so lange nicht dl e Funktion des Multivibrators 72 beeinträchtigen, wie die Höhe der positiven Spannungsschwankungen kleiner als der Betrag der Steuerspannung bleibt, da in diesem zulässigen Schwankungsbereich der Bat·= teriespannung der zweite Gleichrichter 124 gesperrt bleibt.

Nach Ablauf der invZeitpunkt t₂ beginnenden und im Zeitpunkt t^ endigenden Entladungszeit des Kondensators 137 wird der Transistor 86 und mit diesem auoh der Transistor 82 wieder leitend. Dadurch wird die Verbindung zwischen dem astabilen Multivibrator 72 und dem Lei-

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stungstransistor 8? wieder unterbrochen und der Transistor 87 bleibt bei ausreichend hoher Fahrgeschwindigkeit - wieder ständig gesperrt* so daß die Kupplung 12 das volle Moment Übertragen kann.

Selbstverständlich kann eine erfindungsgemäße Anlage auch mit Druckluft oder mit einem hydraulischen Medium arbeiten. Auch können statt des gezeigten Elektroraagnetventils andere, bekannte Elektromagnetventile Verwendung finden. Auch die Verwendung von mechanischen Schaltern ist möglich, wenn sie auch für die Verwendung auf einem Kraftfahrzeug nicht im gleichen Maße vorteilhaft sind wie kontaktlose, elektronische Sehalter.

Besonders bei Kraftfahrzeugen mit Startautomatik, deren Antriebsmotor einige Zeit nach dem Starten mit stark erhöhter Leerlaufdrehzahl bis zum Erreichen einer Motortemperatur von beispielsweise 45 bis 6O⁰C betrieben wer "lan, 1st es erwünscht, die Anfahrcharakteristik der Kupplung bei kaltem Motor nach höheren Drehzahlen hin zu verschieben. Dies läßt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß die Impulsdauer (Dauer des labilen Schaltzustandes ) des durch die Transistoren 74 und 75 gebildeten monostabilen Multivibrators bei kaltem Motor ver ringert wird. Hierzu kann z. B. ein Kaltleiter parallel zu Widerstand 93 vorgesehen werden, wobei u. U. dem Kaltleiter ein ohmscher Widerstand als Abgleich in Reihe zu schalten wäre. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, zwischen dem Kollektorwiderstand 99 und Transistor 75 einen Heißleiter (NTC-Widerstand) zu schalten und den Kondensator 94 nicht an den Kollektor des Transistors 75* sondern an den Verbindungspunkt des Widerstands 99 und des NTC«Widerstands anzuschließen. Diese Schaltung bewirkt bei kaltem Motor eine Verringerung des mit dem Kondensator 94 erzeugten Potentialsprunges und damit eine Verringerung der Impulsdauer.

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Claims

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Ansprüche

1. Selbsttätig ein- und ausrückbare Kraftfahrzeugkupplung, bei der ein Druckmittel beim Ausrücken der Kupplung einen Stellkolben entgegen der Kraft einer Einrückfeder verschiebt, dadurch ge·» kennzeichnet, daß ein Folgeregler (20) vorgesehen ist, der an 3elneni Ausgang eine von einem als FUhrungsgröße dienenden Druck ^ abhängige Kraft erzeugt, daß elastische Mittel - Membranfeder

(29) - vorgesehen sind, die das in an sich bekannter Weise als druckbetätiges Ventilglied (33) ausgebildete Regelorgan des Folgereglers (20) in seine Nullage zu verschieben trachten, in der die zum Stellkolben (lh) führende Leitung (l8) abgeschlossen ist, und daß zum Erzeugen des als FührungsgrÖQe dienenden Druckes ein Ventil vorgesehen ist, das abhängig von den Betriebspararaetern dee Fahrzeugs verstellbar ist.

2. Kraftfahrzeugkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des als FührungsgröL dienenden Druckes ein Elektromagnetventil (37) vorgesehen ist, das an seinem Ausgang einen vom Mittelwert des an seinen Eingang gelegten Steuerstroms (I) abhängigen Druck erzeugt.

3* Kraftfahrzeugkupplung nach Anspruch 1 oder 2_t dadurch ge\?

zeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein Unterdruck (Vakuum),

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insbesondere der Unterdruck im Ansaugrohr (24) einer Brennkraftmaschine (11), als Druckmittel für den Folgeregler (20) und dessen Stellkolben (14) dient und daß im Regelkreis des Folgereglers (20) eine hydraulische Rückführung (?4) vorgesehen ist, wobei als Meßgröße für die Rückführung der Unterdruck im Stellkolben (14) dient.

4. Kraftfahrzeugkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn- W zeichnet, daß der Steuerstrom (I) im Elektromagnetventil (37) unterhalb einer vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs nur von der Drehzahl der Brennkraftmaschine (11) abhängig ist.

5. Kraftfahrzeugkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der genannten Mindestgeschwindigkeit der Steuerstrom (I) im Elektromagnetventil (37) im normalen Fahrzustand und während Jedes Schaltvorgangs jeweils einen konstanten Wert hat und daß seine Größe während einer vorbestimmten Zeit (t, - tg) nach Beendigung jedes Schaltvorgangs von der Stellung (<*) des Gaspedals (55) abhängt.

C, Kraftfahrzeugkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen ersten Schalter (71) steuerndes Zeitglied (73) vorgesehen ist, das vom Schaltvorgang, Ipeeinflußt ist und während einer vorbestimmten Zeit (t^ - t_g) nach Beendigung Jedes Schaltvorgangs über diesen ersten Schalter (71) und einen zweiten,

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oberhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit geschlossenen geschwindigkeitsabhängigen Schalter (63) den Eingang des Elektromagnetventil (37) mit einer von der Stellung (oi) des Gaspedals (55) abhängigen Stromquelle, insbesondere dem Ausgang eines von der Stellung des Gaspedals (55) abhängigen astabilen Fultivlbrators (72) in Verbindung bringt.

7. Kraftfahrzeugkupplung nach den Ansprüchen 4 bis 7* dadurch gekenn- λ zeichnet, daß ein nur unterhalb der genannten vorbestimmten Pahrzeuggeschwindigkeit geschlossener dritter Schalter (64) vorgesehen ist, der in geschlossenem Zustand den Eingang des Elektromagnetventils (37) mit dem Ausgang einer von der Motordrehzahl abhängigen Stromquelle (65) verbindet.

8. Kraftfahrzeugkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl die von der Motordrehzahl abhängige stromquelle als monostabiler Multivibrator (65) auegebildet ist, der mit einer der Motordrehzahl proportionalen Frequenz, Insbesondere den Zttnd- ⁽ impulsen-eines Ottomotors, angestoßen wird, und daß der Druck am Ausgang des Elektromagnetventlls (37) dem Mittelwert des Steuerstroms (I.) etwa umgekehrt proportional 1st.

9· Kraftfahrzeugkupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter Schalter (66) vorgesehen ist, der mindestens während des Beginne des Sohaltvorganga den Eingang des Elektromagnetventils (37) mit einer

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Stromquelle (46) verbindet, die einen das völlige Ausrücken der Kupplung (12) bewirkenden Strom liefert.

10. Kraftfahrzeugkupplung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schalter (63* 64, 66, 71) als kontaktlose, mit Halbleiterelementen (78, 82, 87) bestückte Schaltgatter ausgebildet sind und daß der erste und der zweite Schalter (71 und 63) ein einziges UND-Gatter (82) sind.

11. Kraftfahrzeugkupplung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (12) eingerückt ißt, wenn das Elektromagnetventil (37) stromlos ist.

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