DE3129695A1

DE3129695A1 - Anordnung zum regeln einer elektromagnetkupplung eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE3129695A1
Application number: DE19813129695
Authority: DE
Inventors: Ryuzo Tokyo Sakakiyama; Toshio Takano
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1980-07-28
Filing date: 1981-07-28
Publication date: 1982-02-25
Also published as: FR2487461B1; US4484672A; GB2083587B; GB2083587A; FR2487461A1

Description

Anordnung zum Regeln einer Elektromagnetkupplung eines Kraftfahrzeugs

Prioritäten: 28. Juli 1980 Japan 55-103326 9. August 1980 Japan 55-109645

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Regeln einer Elektromagnetkupplung eines Kraftfahrzeugs und insbesondere eine Anordnung zum Regeln einer Elektromagnetpulverkupplung, die den Restmagnetismus eliminieren kann, indem ein umgekehrter Strom der Magnetspule zugeführt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als ein vorbestimmter Wert ist und wenn sich das Getriebe des Verbrennungsmotors in neutraler Stellung befindet.

Eine Elektromagnetpulverkupplung enthält einen ringförmigen, an der Kurbelwelle des Motors befestigten Antriebsteil, eine in dem Antriebsteil angeordnete Magnetisierungsspule, einen an der Eingangswelle des Getriebes befestigten getriebenen Teil, wobei ein Spalt zu dem Antriebsteil frei bleibt, in der Kupplung angeordnetes Pulver und einen Schalthebel zum Gangwechsel in dem Getriebe. Der Schalthebel ist mit einem Schalter für die Magnetisierungsspule versehen, der durch Bedienen des Schalthebels betätigt wird, wenn der Schalthebel in die Getriebeeingriffsstellung bewegt wird, wobei der Schalter geschlossen wird, so daß ein elektrischer Strom durch die Magnetisierungsspule zum Magnetisieren des Antriebsteils fließt. Wenn das Beschleunigungspedal niedergedrückt .wird, steigt der der Spule zugeführte Strom an. Das Pulver in der Kupplung wird in dem Spalt durch den Magnetfluß angesammelt, so daß der getriebene Teil mit dem Antriebsteil über das Pulver gekuppelt wird. Somit kann die Ausgangsleistung des Motors zu dem Getriebe übertragen werden. Um einen glatten Eingriff der Zahnräder des Getriebes

zu erreichen, ist bei einer solchen Elektromagnetkupplung eine Anordnung vorgesehen, um die Kupplung eine sogenannte Doppelkupplungsfunktion ausführen zu lassen. Das bedeutet, daß der Schalter so angeordnet ist, daß er zum Magnetisieren der Spule geschlossen ist, wenn der Schalthebel sich in der neutralen Stellung befindet, und daß er geöffnet ist, wenn eine Bedienungskraft von Hand auf den Schalthebel zum Gangwechsel ausgeübt wird. Die Kupplung ist somit in der neutralen Stellung in Eingriff und ist während der Bedienung des Schalthebels ausgerückt und ist wiederum in Eingriff, wenn der Schalthebel die Getriebeeingriffsstellung erreicht.

Wenn in einer solchen Anordnung der Schalthebel von einer der Gangwechselstellungen in eine andere Gangwechselstellung bewegt wird, wobei die neutrale Stellung durchlaufen wird, besteht die Möglichkeit, in der Kupplung eine Restmagnetisierung zu erzeugen. Der Schalthebel muß gegen das durch den Beetmagnetismus verursachte Mitziehdrehmoment bewegt werden, was eine große manuelle Betätigungekraft erfordert. Biese !Tendenz erhöht sich, wenn die Motordrehzahl im Leerlauf ansteigt. Wenn in einem Getriebe ohne Synchronisierungseinrichtung der Gangwechsel schnell ausgeführt wird, kommen die Zahnräder nicht glatt miteinander in Eingriff, da es eine längere Zeit braucht, bis die Bäder synchronisiert sind.

Zur Vermeidung dieser Nachteile besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Anordnung zum Regeln einer Elektromagnetkupplung zu schaffen, die den umgekehrten Kupplungsstrom der Kupplungs,spule in der neutralen Stellung des Getriebes zuführt, um den Bestmagnetismus zu eliminieren, der durch Hysterese des Kupplungskörpers erzeugt wird, um eine glatte Synchronisierung zu erreichen.

. 5.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Getriebes mit einer Elektromagnetkupplung, die bei der Anordnung nach der Erfindung verwendet wird, Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in

Mg. 1,
Fig. 3 ein Schaltbild einer Schaltung eines Beispiels der Anordnung der Erfindung, Fig. 4 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen

der Motordrehzahl und dem Kupplungsstrom, Fig. 5 ein Schaltbild einer Schaltung einer weiteren

Ausführungsform der Erfindung und Fig. 6 eine graphische Darstellung der Änderung des Kupplungsstroms.

In Fig. 1 und 2 ist 1 eine Elektromagnetpulverkupplung, 2 ein Vierganggetriebe und 3 eine Enduntersetzungsvorrichtung.

Die Elektromagnetpulverkupplung 1 ist in einem Kupplungsgehäuse untergebracht und enthält eine Antriebsplatte 6, die mit dem Ende der Kurbelwelle 5 des Verbrennungsmotors verbunden ist, einen an der Antriebsplatte 6 befestigten ringförmigen Antriebsteil 8, eine an dem ringförmigen Antriebsteil 8 angeordnete Magnetisierungsspule 7 und einen durch Keilverzahnung an einer Eingangswelle 9 des Getriebes 2 befestigten getriebenen ieil 10, wobei ein Spalt 11 zu dem Antriebsteil 8 frei bleibt.

Pulver aus Magnetmaterial ist in einer Pulverkammer angeordnet und der Spalt 11 wird mit dem Pulver gefüllt. Eine Kappe 13 ist an dem Antriebsteil 8 befestigt. Die

Kappe 13 hat einen zylindrischen Teil koaxial mit der Eingangswelle 9» auf der Schleifringe 14 befestigt sind. Die Schleifringe 14 sind mit dem Antriebsteil 8 durch eine Leitung X verbunden. Gegen die Schleifringe 14 gedrückte Bürsten 16 sind in einem Halter 17 gestützt und mit der nachfolgend beschriebenen Regeleinrichtung durch eine Leitung Y verbunden.

Bei dieser Ausbildung drehen sich die Antriebsplatte 6 und der Antriebsteil 8 zusammen mit der Kurbelwelle 5 und das in der Pulverkammer 12 dicht eingeschlossene Magnetpulver wird zu der Innenfläche des Antriebsteils durch Zentrifugalkraft gezogen. Wenn die Magnetisierungsspule 7 durch den durch die Leitung Y, die Bürsten 16, die Schleifringe 14 und die Leitung X zugeführten Strom erregt wird, wird der Antriebsteil 8 magnetisiert, um einen Magnetfluß zu erzeugen, der durch den getriebenen Teil 10 fließt, wie durch Pfeile in Pig. 1 angegeben ist. Das Pulver wird somit in dem Spalt 11 angesammelt, so daß die Leistung des Motors auf die Eingangswelle 9 über die Kupplung übertragen wird.

In dem Getriebe 2 sind AntriebsZahnräder 18 bis 21 für den ersten bis vierten Gang einstückig an der Eingangswelle 8 vorgesehen. Die AntriebsZahnräder 18 bis 21 kämmen jeweils mit getriebenen Zahnrädern 23 bis 26. Die getriebenen Zahnräder 23 bis 26 sind drehbar auf der Ausgangswelle 22 parallel zur Eingangswelle 9 angebracht. Jedes der getriebenen Zahnräder 23 und 24 kann in Eingriff mit der Ausgangswelle 22 durch Betätigen einer Synchroneinrichtung 27 und jedes der getriebenen Zahnräder 25 und 26 kann mit der Ausgangswelle 22 durch eine Synchroneinrichtung 28 in Eingriff kommen. Des weiteren ist eine Rückwärtsantriebszahnradeinrichtung 29 vorgesehen. Durch Bedienen des (nicht dargestellten) Schalthebels des Getriebes wird somit das getriebene Zahnrad 23 mit der Ausgangswelle 22 durch

die Synchroneinrichtung 27 gekuppelt und der erste Gang wird auf der Ausgangswelle 22 erhalten, da die Leistung der Ausgangswelle 9 stark abnimmt. Entsprechend können der zweite, dritte und vierte Gang erhalten werden. 5

An einem Ende der Ausgangswelle 22 ist des weiteren ein Ausgangszahnrad 30 vorgesehen, das mit einem Ringzahnrad 32 in einem Differential 31 der Enduntersetzungsvorrichtung 3 kämmt, um die Ausgangsleistung der Ausgangswelle 22 des Getriebes 2 direkt von dem Singzahnrad 32 auf das Seitenzahnrad 36 über ein Gehäuse 33, eis Armkreuz 34· und ein Ritzel 35 und des weiteren zu den Antriebsrädern über die Radwelle zu übertragen.

Gemäß !ig. 3, welche die Anordnung einer Regelschaltung zeigt, sind ein PHP-Transistor 40 und ein NPU-IranBistor jeweils mit den gegenüberliegenden Enden der Magnetisierungsspule 7 verbunden. Der Emitter des !Transistors 40 ist mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden, während der Emitter des Transistors 41 mit Erde verbunden ist. Ein Kommutationskreis 42 enthält eine Diode und einen Widerstand und ist mit den beiden Enden der Spule 7 verbunden. Ein Widerstand 42 für den umgekehrten Strom ist mit der elektrischen Spannungsquelle und dem Kollektor des Transistors 41 verbunden. Ein Widerstand 44 für den umgekehrten Strom ist zwischen den Kollektor des Transistors 40 und Erde geschaltet. Die Basen der Transistoren 40 und 41 sind jeweils mit den Widerständen 45 und 46 verbunden. Der Widerstand 4,5 ist mit einem NAKD-Gate ,55 über einen Puffer 4? verbunden und der Widerstand 46 ist mit dem KAHD-Gate über ein UOR-Gate 48 verbunden. Ein Kupplungsregelsignal wird dem anderen Eingang 49 des NOR-Gate 48 zugeführt. Der Eingang 49 befindet sich auf hohem Pegel während der Betätigung des Schalthebels. 50 ist ein Neutralstellungsschalter, der eingeschaltet ist, wenn

sich der Schalthebel des Getriebes 2 in der neutralen Stellung befindet. 51 ist ein Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter, der eingeschaltet ist, wenn das Fahrzeug schneller als eine vorbestimmte Geschwindigkeit angetrieben wird. 52 ist ein Schalthebelschalter, der an dem Schalthebel vorgesehen ist und während der Betätigung des Schalthebels eingeschaltet ist. Ein Ende jedes Schalters 50, 51 und 52 ist mit Erde verbunden, während das andere Ende des Neutralstellungsschalters 50 mit einem NAND-Gate 54 über einen Inverter 53 verbunden ist. Das andere Ende des Fahrzeuggeschwindigkeitsschalters 51 ist mit dem NAND-Gate 54 verbunden und das andere Ende des Schalthebelschalters 52 ist mit dem NAND-Gate 55 verbunden. Der Ausgang des NAND-Gate 54 ist auch mit dem NAND-Gate 55 verbunden. Ein positives elektrisches Potential wird an die anderen Enden der Schalter 50, 51 und 52 jeweils über Widerstände 56, 57 und 58 angelegt.

Die Arbeitsweise der Anordnung der Erfindung wird nachfolgend beschrieben.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, wird der Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter 51 ausgeschaltet. Eine Spannung hohen Pegels wird an das NAND-Gate 54 angelegt, dessen Ausgang sich auf hohem oder niedrigem Pegel in Abhängigkeit von dem Ein- oder Aus-Zustand des Neutralstellungsschalters 50 befindet. Wenn sich der Schalthebel in der neutralen Stellung befindet, ist der Schalter 50 eingeschaltet. Der Ausgang des NAND-Gate 54 befindet sich somit auf einem niedrigen Pegel und der Ausgang des NAND-Gate 55 befindet sich unabhängig von dem Zustand des Schalters 52 auf hohem Pegel. Das Ausgangssignal hohen Pegels des NAND-Gate 55 bewirkt, daß der Transistor 40 ausgeschaltet wird, und das Ausgangssignal des NOR-Gate 48 geht auf einen niedrigen Pegel unabhängig

von dem Eingang 49. Als Ergebnis wird auch der Transistor 41 ausgeschaltet«, Ein elektrischer Strom fließt somit in der Folge a ■» c ♦ b ■» e und demgemäß fließt der umgekehrte Strom durch die Spule 7» Der Bestmagnetismus wird deshalb in der Kupplung eliminiert, was ein schnelles Synchronisieren und eine glatte und leichte Betätigung des Schalthebels ermöglicht.

Wenn der Schalthebel sich in einer der Gangeingriffs-Stellungen befindet, ist der Schalter 52 geöffnet« Das Ausgangssignal des NAHD-Gate 55 wechselt somit zu einem niedrigen Pegel. Die Transistoren 4-0 und 4-1 werden auf diese Weise ©ingeschaltet, so daß der · Erregungsstrom durch die Spule 7 fließt, um die Kupplung in Eingriff zu bringen.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als der vorbestimmte Wert ist, wird der Schalter 51 geschlossen» Der Ausgang des UAND-Gate 54 befindet sich somit auf einem hohen Pegel.

Wenn der Schalthebel in die neutrale Stellung bewegt wird, wird der Schalthebelschalter 52 während der Betätigung des Schalthebels eingeschaltet. Eine Spannung niedrigen Pegels wird an das NAND-Gate 55 angelegt und der Ausgang des NAND-Gate 55 geht auf einen niedrigen Pegel. Die Transistoren 40 und 41 werden deshalb ausgeschaltet, womit der umgekehrte Strom durch die Spule 7 in der Folge a * c * b * e fließt.

Wenn der Schalthebel sich in der neutralen Stellung befindet, wird der Schalthebelschalter 52 geöffnet ■and der Heutralstellungssehalter 50 wird geschlossen, so daß das NAND-Gate ^ ein Signal niedrigen Pegels erzeugt. Somit werden die Traneistoren 40 und 41 eingeschaltet, was bewirkt, daß der Erregiragsstrom

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durch die Spule 7 fließt. Die Doppelkupplungsfunktion wird deshalb ausgeführt'. Wenn der Schalthebel von der neutralen Stellung in die Gangeingriffsstellung bewegt wird, wird der Schalter 52 während der Betätigung geöffnet, wie oben beschrieben wurde. Der umgekehrte Strom fließt somit durch die Spule ?· Wenn der Schalthebel die Gangeingriffsstellung erreicht, wird der Schalthebelschalter 52 geöffnet. Auf diese Weise wird eine Spannung hohen Pegels an das MAND-Gate 55 angelegt, so daß das Ausgangesignal des HAMD-Gate 55 auf einen niedrigen Pegel geht. Der Erregungsstrom fließt somit durch die Spule 7» um die Kupplung in Eingriff zu bringen.

In Fig. 4· gibt die Linie A an, daß, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem vorbestimmten Wert V1 liegt und das Getriebe nicht betätigt ist, der Erregungsstrom Im fließt und sich die Kupplung im Eingriffszustand befindet. Wenn der Schalthebelschalter 52 eingeschaltet wird, fließt der umgekehrte Strom zeitweilig. Palis der Schalthebelschalter 52 ausgeschaltet wird, wenn sich der Schalthebel in der neutralen Stellung befindet, fließt der Erregungsstrom für die Doppelkupplung C zeitweilig. Wenn das Arbeiten des Getriebes beendet ist und der Schalthebelschalter 52 ausgeschaltet wird, fließt der Erregungsstrom, um die Kupplung in Eingriff zu bringen. E zeigt den Zustand, bei dem der umgekehrte Strom fließt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter den vorbestimmten Wert abgesenkt wird und wenn der Neutralstellungsschalter oder der Schalthebelschalter eingeschaltet ist.

Gemäß Pig. 5 ist die Anordnung nicht mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter wie bei der ersten Ausführungsform versehen. Ansonsten haben dieselben Teile die-' selben Bezugszeichen wie in Fig. 3·

Wenn der Schalthebel sich in der neutralen Stellung befindet, ist der Neutralstellungsschalter 50 geschlossen und ein Signal niedrigen Pegels wird an das HAHD-Gate angelegt· Ohne Rücksicht auf den Ein-Aus-Zustand des Schalthebelschalters 52 befindet sich somit der Ausgang des NAND-Gate 55 auf hohem Pegel. Die Transistoren 40 und 41 werden deshalb ausgeschaltet, was bewirkt, daß der umgekehrte Strom in der Folge a ♦· c ♦ .b ♦ e fließt.

Wenn der Schalthebel betätigt wird, wird der Schalthebel= schalter 52 geschlossen und an das HMD-Gate 55 wird ein Signal niedrigen Pegels angelegt. Ohne Rücksicht auf den Ein-Aus-Zuetand des Neutralstellungsschalters befindet sich das Ausgangssignal des NAND-Gate 55 auf einem hohen Pegel, wodurch die Transistoren 40 und ausgeschaltet werden. Der zum Eliminieren des Restmagnetismus erforderliche umgekehrte Strom fließt somit durch die Spule 7.

Wenn sich der Schalthebel in der Stellung zum Eingriff der Zahnräder befindet, wird der Schalthebelschalter geöffnet. Das Ausgangssignal des HAND-Gate 55 geht dabei auf einen niedrigen Pegel· Die Transistoren 40 und 41 werden auf diese Weise eingeschaltet, was bewirkt, daß ein Erregungsstrom durch die Spule 7 fließt.

Die Änderung des Kupplungsstroms in der Anordnung der zweiten Ausführungsform ist in Fig. 6 gezeigt. Gemäß dieser Figur wird der Nennkupplungsstrom Im durch den Eingang 49 für das Kupplungssteuersignal zwischen den Punkten S¹ und G unterbrochen. An dem Punkt G wird der Neutralstellungsschalter 50 oder der Schalthebelschalter geschlossen, worauf der umgekehrte Strom fließt, bis der Heutralstellungsschalter 50 oder der Schalthebelschalter 52 am Punkt H ausgeschaltet wird. Beim Abschluß des Eingriffs des Getriebes 2 geht der Eingang 49 für

das Eupplungsregelsignal auf einen niedrigen Pegel, wodurch, der Transistor 41 eingeschaltet wird und ein positiver Strom durch, die Spule 7 fließt. Zwischen den Punkten I und J kann somit eine gewünschte Drehmonentcharakterietik erhalten werden.

Ba der umgekehrte Strom durch die Magnetisierungsspule fließt, wenn der Schalthebel des Getriebes sich in der neutralen Stellung befindet, wird bei der oben beschriebenen Ausbildung nach der Erfindung der Restmagnetismus eliminiert. Per Schalthebel kann somit leicht und glatt betätigt werden.

Claims

Jukogyo Kabushiki Kaisha

7-2 Mshishinjuku 1-chome Shinjuku-ku, Tokyo, Japan

Patentansprüche

Anordnung zum Regeln einer Elektromagnetkupplung

Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs mit einem an der Kurbelwelle des Motors befestigten Antriebsteil, mit einer in dem Antriebsteil vorgesehenen Magnetisierungsspule, mit einem dem Antriebsteil benachbarten getriebenen Teil, mit einem an dem getriebenen Teil befestigten Getriebe mit mehrstufigem Gangwechsel und mit einem Schalthebel zum Betätigen des Getriebes, gekennzeichnet durch

eine erste Bestimmungseinrichtung, die auf die Betätigung des Schalthebels zum Erzeugen eines Ausgangssignals mit einem logischen Pegel in der neutralen Stellung des Schalthebels anspricht,

eine Steuerschaltungseinrichtung, die auf das Ausgangs«= signal der ersten Bestimmungseinrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals mit einem logischen Pegel anspricht, und

eine Schalterschalteinrichtung, die auf das Ausgangssignal der Regelschaltungseinrichtung zum Regeln des durch die Magnetisierungsspule fließenden Stroms anspricht,

wobei die Schalterschaltungseinrichtung so ausgebildet ist, daß der Strom durch die Magnetisierungsspule mit umgekehrter Polarität entsprechend dem Ausgangssignal mit dem einen logischen Pegel von der Regelschaltungseinrichtmng in der neutralen Schaltung des Schalthebels fließt und daß der Erregungsstrom durch die Magnetisierungsspule entsprechend dem anderen logischen Pegel des Ausgangssignals fließt.
2. Anordnung nach Anspruch Ί, gekennzeichnet durch eine zweite Bestimmungseinrichtung, die während der Betätigung des Schalthebels zun Erzeugen'eines Ausgangssignals mit einem logischen Pegel betätigbar ist, wobei die Schalterschaltungseinrichtung so ausgebildet ist, daß der Strom durch die Spule mit umgekehrter Polarität entsprechend dem Ausgangssignal der zweiten Bestimmungseinrichtung während der Betätigung des Schalthebels fließt.
3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals in einem Bereich unterhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit, wobei die Schalter^ Schaltungseinrichtung so ausgebildet ist, daß der Strom durch die Spule mit umgekehrter Polarität entsprechend dem Ausgangssignal der Pahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung in dem Bereich niedriger Geschwindigkeit fließt.

4-. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterschaltungseinrichtung aus einem Transistorenpaar besteht. -. . .