DE3138688A1 - Anordnung zum regeln einer elektromagnetischen kupplung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Anordnung zum regeln einer elektromagnetischen kupplung eines kraftfahrzeugs

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DE3138688A1
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Description

3Ί38688
Anordnung zum Regeln einer elektromagnetischen Kupplung eines Kraftfahrzeugs
Priorität: 30. September 1980 Japan 55-137221
Die Erfindung betrifft eine Regelung einer elektromagnetischen Kupplung eines Kraftfahrzeugs und insbesondere eine Anordnung zum Regeln einer elektromagnetischen Kupplung, die in der Lage ist, den Restmagnetismus in der elektromagnetischen Kupplung durch einen durch eine Magnetisierungsspule fließenden umgekehrten Kupplungsstrom zu eliminieren, wenn sich das Wechselrad in dem Getriebe in einer nullstellung befindet und der Motor nicht beschleunigt wird.
Die elektromagnetische Kupplung enthält einen an der Kurbelwelle des Motors befestigten ringförmigen Antriebsteil, eine in dem Antriebsteil angeordnete Magnetisierungsspule, einen an der Eingangswelle des Getriebes befestigten getriebenen Teil, wobei ein geringer Spalt zu dem Antriebsteil frei gelassen wird, und einen Schalthebel zum Schalten der Gänge des Getriebes. Der Schalthebel ist in dem Griff mit einem Schalter für die Magnetisierungsspule versehen, der durch Ausüben eines Drucks geöffnet wird, der durch eine manuelle Betätigung des Schalthebels verursacht wird, wie eines Greifdrucks, eines Stoßdrucks oder eines Zugdrucks. Während der Schalthebel betätigt wird und ein Betätigungsdruck auf den Griff ausgeübt wird, wird der Schalter mit dem Ergebnis geöffnet, daß der Strom nicht durch die Magnetisierungsspule fließt und die Kupplung ausgerückt wird» Wenn der Schalthebel eine Gangeingriffsstellung erreicht und der Betätigungsdruck entfernt wird, wird der Schalter geschlossen, so daß der Strom durch die Magnetisierungsspule zum Magnetisieren des Antriebsteils fließt. Wenn
das Beschleunigungspedal niedergedrückt wird, steigt der durch die Spule fließende Strom an. Der Magnetfluß wird in dem Spalt zwischen dem Antriebsteil und dem getriebenen Teil angesammelt, so daß der getriebene Teil mit dem Antriebsteil gekuppelt wird. Der durch die Magnetisierungsspule fließende Kupplungsstrom steigt progressiv entsprechend dem Grad des Niederdrückens des Beschleunigungspedals an,, während die Kupplung zwischen dem Antriebsteil und dem getriebenen Teil schleift. Das Fahrzeug kann somit durch Niederdrücken des Beschleunigungspedals ohne Betätigen des Kupplungspedals glatt und leicht gestartet werden.
In einer solchen elektromagnetischen Kupplung wird eine sogenannte Doppelkupplungswirkung ausgeführt, um einen glatten Eingriff zwischen den Gängen zu erreichen. Eine Doppelkupplungswirkung wird dadurch verursacht, daß der Schalthebelschalter zum Eingriff der Kupplung geschlossen wird, wenn der Betriebsdruck in der nullstellung während des Schaltvorgangs des Schalthebels verschwindet.
Wenn bei einer solchen Anordnung der Schalthebel von einer der Gangstellungen in eine andere Gangstellung mit Durchgang durch die Nullstellung geschaltet wird, besteht die Gefahr, daß der Magnetismus in der Kupplung wegen der Magnetisierung in der Nullstellung bleibt, nachdem der Kupplungsstrom abgeschaltet worden ist, Der Schalthebel muß gegen das durch den Restmagnetismus verursachte Mitziehdrehmoment betätigt werden, was eine große manuelle Betätigungskraft erfordert. Dieses Bestreben vergrößert sich, wenn die Motorgeschwindigkeit durch Niederdrücken des Beschleunigungspedals während des Leerlaufs des Motors beim Start des Fahrzeugs ansteigt. In einem Getriebe ohne Synchronisierungseinrichtung kämmen die Zahnräder, wenn die Gangumschaltung plötzlich ausgeführt wird, nicht
glatt miteinander, da es eine längere Zeit dauert, bis die Zahnräder synchronisiert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Regeln einer elektromagnetischen Kupplung zu schaffen, durch die mittels eines umgekehrten Kupplungsstroms in der Kupplungsspule der Restmagnetismus eliminiert werden kann, der durch Hysterese des Kupplungskörpers erzeugt wird, um eine glatte Synchronisierung zu erreichen, wenn sich das Getriebe in der lullstellung befindet und der Motor nicht beschleunigt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Eine Weiterbildung der Erfindung ist im TJnteranspruch angegeben.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind
20
Pig. 1 ein Schnitt eines Getriebes mit einer elektromagnetischen Kupplung, die bei der Anordnung der Erfindung verwendet wird,
Pig. 2 ein Schnitt längs der Linie H-II in Pig. 1, Pig. 3 ein Schaltbild eines Beispiels der Anordnung der Erfindung,
Pig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Beschleunigungspedals und
Pig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Kupplungsstrom und bestimmten Signalen.
In den Pig. 1 und 2 bezeichnen 1 eine Elektromagnetpulverkupplung, 2 ein Vierganggetriebe und 3 eine Enduntersetzungsvorrichtung.
Die Elektromagnetpulverkupplung 1 ist in einem Kupplungsgehäuse angeordnet und enthält eine Antriebsplatte 6,
— Qy »ο** 4« ο. · ·
die an dem Ende der Kurbelwelle 5 eines Yerbrennungsmotors angebracht ist, einen ringförmigen Antriebsteil 8, der an der Antriebsplatte 6 befestigt ist, eine Magnetisierungsspule 7» die in dem Antriebsteil 8 angeln bracht ist, und einen getriebenen Teil 10, der durch eine Keilverzahnung an einer Eingangswelle 9 des Getriebes 2 befestigt ist, wobei ein Spalt 11 zu dem Antriebsteil 8 frei bleibt. Magnetpulver ist in1 einer Pulverkammer 12 angeordnet und der Spalt 11 kann mit dem Pulver gefüllt werden. Eine Kappe 13 ist an dem Antriebsteil 8 befestigt. Die Kappe 13 hat einen zylindrischen Teil koaxial zu der Eingangswelle 9, auf der Schleifringe 14 fest angebracht sind. Die Schleifringe 14· sind mit dem Antriebsteil 8 durch eine Leitung X verbunden. Gegen die Schleifringe 14 gedruckte Bürsten 16 sind in einem Halter 17 gehalten und mit einer nachfolgend beschriebenen Regeleinrichtung durch eine Leitung T 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 8 durch Zentrifugalkraft gezogen. Wenn die Magnetisierungsspule 7 durch den durch die Leitung T, . die Bürsten 16, die Schleifringe 14 und die Leitung X fließenden Strom erregt wird, wird der Antriebsteil 8 magnetisiert, wodurch ein Magnetfluß erzeugt wird, der durch den getriebenen Teil 10 fließt, wie durch die Pfeile in Fig. 1 gezeigt 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 auf der Eingangswelle 9 vorgesehen. Die Antriebszahnräder 18
bis 21 kämmen jeweils mit den getriebenen Zahnrädern 25 bis 26. Die getriebenen Zahnräder 23 bis 26 sind drehbar auf der Ausgangswelle 22 parallel zu der Eingangswelle 9 angebracht. Jedes der getriebenen Zahnräder 23 und 24 kann in Eingriff mit der Ausgangswelle 22 durch Betätigen einer Synchroneinrichtung 27 kommen und jedes der getriebenen Zahnräder 25 und 26 kann in Eingriff mit der Ausgangswelle 22 durch eine Synchroneinrichtung 28 kommen. Des weiteren ist eine Rückwärtsantriebszahnradeinrichtung 29 vorgesehen.
Durch Betätigen 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 verringert wird. Der zweite, dritte und vierte Gang können jeweils in entsprechender Weise erhalten v/erden.
An einem Ende der Ausgangswelle 22 ist darüber hinaus 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 Ringzahnrad 32 auf das Seitenzahnrad 36 über ein Gehäuse 33, ein Drehkreuz 34 und ein Ritzel 35 und des weiteren auf die Antriebsräder über die Radwelle zu übertragen.
Gemäß Pig. 3 sind in der Regelschaltung ein ENP-Transistor 40 und ein 3STPN-Tr ans is tor 41 in Reihe mit den beiden Enden der Magnetisierungsspule 7 verbunden. Der Emitter des Transistors 40 ist mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden, während der Emitter des Transistors 41 geerdet ist. Ein Kommutationskreis mit einer Diode und einem Widerstand ist mit beiden Enden b und c der Spule 7 verbunden. Ein Widerstand 43
für einen umgekehrten Strom ist mit der elektrischen Spannungsquelle und dem Kollektor des Transistors 41 verbunden und ein Widerstand 44 für den umgekehrten Strom ist zwischen den Kollektor des Transistors 40 und Erde geschaltet. Die Basen der Transistoren 40 und sind jeweils mit Widerständen 45 und 46 verbunden. Der Widerstand 45 ist mit einem HAND-Gate ^ über einen Puffer 47 verbunden und der Widerstand 46 ist mit einem STAHD-Gate 55 über ein UOR-Gate 48 verbunden. Das Kupplungsregelsignal wird andererseits an einen weiteren Eingang 49 des ÜTOR-Gate 48 angelegt. Der Eingang 49 befindet sich während der Betätigung des Schalthebels auf niedrigem Pegel.
50 bezeichnet einen Nullstellungsschalter, der eingeschaltet ist, wenn sich der Schalthebel in der.Nullstellung befindet. 51 bezeichnet einen Kupplungshalteschalter, der eingeschaltet wird, wenn der Motor beschleunigt wird, und der durch das Beschleunigungspedal betätigt wird. 52 bezeichnet einen Schalthebelschalter, der an dem Schalthebel vorgesehen ist und der während der Betätigung des Schalthebels eingeschaltet wird«
Ein Anschluß jedes Schalters 50, 51 und 52 ist mit Erde verbunden, während der andere Anschluß des Sullstellungsschalters 50 mit einem NAED-Gate 54 über einen Inverter 53 verbunden ist. Der andere Anschluß des Kupplungshalteschalters 51 ist mit dem NAND-Gate verbunden und der andere Anschluß des Schalthebelschalters 52 ist mit dem HAUD-Gate 55 verbunden. Der Ausgang des NAUD-Gate 54 ist auch mit dem KAND-Gate verbunden. Positives elektrisches Potential wird an die anderen Anschlüsse der Schalter 50, 51 und 52 jeweils über Widerstände 56, 57 und 58 angelegt. Der Ausgang des HAJJD-Gate 55 ist mit dem Puffer 47 und cLem HOR-Gate 48 verbunden.
Gemäß Pig. 4 enthält die Beschleunigungseinrichtung einen Bügel 70 aus Met al Ib lech, der an dem 3?ahrzeugkörper befestigt ist, eine drehbar an dem Bügel 70 gehaltene Welle 71» einen an der Welle 71 befestigten U-fönaigen Arm 72 und ein an dem Ende des Arms 72 befestigtes Beschleunigungspedal 75· Des weiteren sind ein Nockenpaar 74- und 75 im Abstand voneinander an der Welle 71 so befestigt, daß sie jeweils einem Beschleunigungsschalter 77 und einem Kupplungshalteschalter 51? die in einem Gehäuse 76 angeordnet sind, zugekehrt sind.
Der Arm 72 wird immer durch eine (nicht dargestellte) Eeder in Tfhrzeigerrichtung gespannt und wird in Gegen-Uhrzeigerrichtung durch Niederdrücken des Beschleunigungspedals 73 bewegt. In 3?ig. 4 bezeichnet I eine stationäre Stellung, wenn das Beschleunigungspedal 73 nicht niedergedrückt ist. Wenn das Beschleunigungspedal 73 in die Stellung II niedergedrückt wird, kommt die Hocke 74 in Eingriff mit dem Beschleunigungsschalter und schaltet diesen ein. Wenn das Beschleunigungspedal 1/4 bis 1/3 des gesamten Hubs III niedergedrückt wird, kommt die Hocke 75 in Eingriff mit dem Kupplungshalteschalter 51» um diesen einzuschalten.
Die Arbeitsweise der Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
Beschleunigungspedal 73 ist nicht niedergedrückt und Schalthebel wird in der Nullstellung gehalten oder Schalthebel wird in die Gangeingriffsstellung bewegt
Da der Kupplungshalteschalter 51 ausgeschaltet ist, wird dem NAND-Gate 54 ein Signal hohen Pegels zugeführt. Das NAND-Gate 5^· erzeugt somit ein Signal hohen oder niedrigen Pegels in Abhängigkeit davon, ob der
Nullstellungsschalter 50 ein- oder ausgeschaltet ist. Wenn der Schalthebel betätigt wird, wird der Schalthebelschalter eingeschaltet, so daß ein Signal niedrigen Pegels dem NAUD Gate 55 zugeführt wird. Das NAND-Gate 55 erzeugt somit ein Ausgangssignal hohen Pegels unabhängig von dem Ausgangspegel des NAND-Gate 54-. Der hohe Pegel schaltet die Transistoren 40 und 41 aus, womit ein Strom in der !Folge a ■» c ■* b ·» e fließt, so daß ein umgekehrter Kupplungsstrom durch die Spule fließt. Der Restmagnetismus in der Kupplung wird somit entfernt. Es wird deshalb kein Mitziehen des getriebenen Teils 10 durch den Antriebsteil 8 bewirkt, so daß die Synchronisierung für einen glatten Eingriff der Zahnräder beschleunigt wird.
Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem Kupplungsstrom und der Betätigung des Schalthebels. Wenn der Schalthebel nicht betätigt wird, fließt ein Nennkupplungsstrom Im, wie durch A angezeigt ist, was bedeutet, daß die Kupplung eingerückt ist. Wenn der Schalthebelschalter eingeschaltet wird, fließt ein umgekehrter Kupplungsstrom zeitweilig, wie durch B gezeigt ist. Wenn der Schalthebelschalter 52 am Ende der Schalthebelbetätigung ausgeschaltet wird, beginnt ein Nennstrom Im wieder zu fließen, wie durch C angezeigt ist, wodurch die Kupplung eingerückt wird.
Beschleunigungspedal wird niedergedrückt und Schalthebel wird betätigt -
Der Schalthebelschalter 52 wird eingeschaltet und dem NAND-Gate 55 wird ein Signal niedrigen Pegels zugeführt und ein Signal hohen Pegels tritt am Ausgang auf. Deshalb werden die Transistoren 40 und 41 ausgeschaltet, so daß ein elektrischer Strom in der Folge a ■» c ■* b ♦ e fließt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Der umgekehrte Strom fließt somit durch die Spule 7 während der Betätigung
des Schalthebels. Andererseits wird der Kupplungshalteschalter 51 eingeschaltet, da das Beschleunigungspedal 73 niedergedrückt wird. Dem HAUD-Gate 5^ wird somit ein Signal niedrigen Pegels zugeführt, so daß der Ausgang auf einem hohen Pegel ist. Wenn der Schalthebelschalter 52 zeitweilig während der Nullstellung ausge- · schaltet wird, -verringert sich deshalb das Ausgangssignal des HAHD-Gate 55 auf einen niedrigen Pegel, was bewirkt, daß die Transistoren 40 und 4-1 eingeschaltet werden. Die Kupplung wird somit eingerückt, was eine Doppelkupplungswirkung verursacht.
Die Doppelkupplungswirkung ist in Fig. 5 gezeigt. Wenn der Schalthebelschalter 52 am Punkt D eingeschaltet wird, fließt ein umgekehrter Kupplungsstrom durch die Spule 7. Der umgekehrte Kupplungsstrom hält so lange an, wie der Schalthebelschalter 52 eingeschaltet ist. Wenn der Schalthebelschalter 52 am Punkt J ausgeschaltet wird. während der Uullstellungsschalter 50 eingeschaltet ist, fließt der normale Kupplungsstrom, wie bei E gezeigt ist, für die Doppelkupplungswirkung so lange, wie der Schalthebelschalter 52 ausgeschaltet ist. Wenn sowohl der Kullstellungsschalter 50 als auch der Schalthebelschalter 52 am Ende der Betätigung des Schalthebels ausgeschaltet werden, fließt der Uennstrom Im, wie durch Ί gezeigt ist, so daß die Elektromagnetpulverkupplung 1 eingerückt wird.
Beschleunigungspedal 73 wird während der HuIlstellung des Schalthebels niedergedrückt
Da der Kupplungshalteschalter 51 wegen des Uiederdrückens des Beschleunigungspedals 73 eingeschaltet ist, wird dem NAND-Gate 54- ein Signal niedrigen Pegels zugeführt. Das Ausgangssignal des NAND-Gate 5^ ist somit auf einem hohen Pegel unabhängig davon, ob der Hullstellungsschalter 50 ein- oder ausgeschaltet ist. Da der
Schalthebel nicht betätigt wird, ist der Schalthebelschalter 52 ausgeschaltet und somit wird dem NAND-Gate 55 ein Signal hohen Pegels zugeführt. Das Ausgansssignal des NAND-Gate 55 befindet sich somit auf niedrigem Pegel. Das Signal niedrigen Pegels von dem NAND-Gate 55 wird dem Transistor 40 über den Puffer 4-7 zugeführt und schaltet diesen ein. Da beide Eingänge des UOR-Gate 48 auf niedrigem Pegel sind, ist dessen Ausgang auf hohem Pegel, was bewirkt, daß der Transistor 41 eingeschaltet wird. Der elektrische Strom wird somit veranlaßt, in der Folge a * b ·» c * d durch die Spule 7 zu fließen.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Beschleunigung des Motors durch den Grad des Niederdrückens des Beschleunigungspedals bestimmt. Dasselbe kann auch beispielsweise durch einen Negativdruckfühler erhalten werden, der in dem Ansaugkanal des Vergasers des Motors vorgesehen ist.
Da bei der vorstehend beschriebenen Ausbildung der Erfindung der umgekehrte Strom durch die Magnetisierungsspule fließt, wenn der Schalthebel des Getriebes sich in der Nullstellung befindet, kann ein Restmagnetismus sofort eliminiert werden. Der Schalthebel kann somit leicht und glatt für den Gangwechsel betätigt werden.

Claims (2)

  1. 3Ί38688
    Jukogyo Kabushiki Kaisha
    7-2 Nishishinjuku 1-chome Shinjuku-ku, Tokyo, Japan
    Patentansprüche
    1J Anordnung zum Regeln einer elektromagnetischen Kupplung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs mit einem an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors befestigten Antriebsteil, mit einer in dem Antriebsteil angebrachten Magnetisierungsspule, mit einem getriebenen Teil nahe dem Antriebsteil, mit einem an dem getriebenen Teil befestigten Getriebe mit mehrstufigem Gangwechsel und mit einem Schalthebel zum Betätigen des Getriebes, gekennzeichnet durch
    eine erste Feststelleinrichtung, die auf die Betätigung des Schalthebels anspricht, um ein Ausgangssignal mit einem der logischen Pegel in der Nullstellung des Schalthebels zu erzeugen,
    eine zweite Feststelleinrichtung, die auf die Beschleunigung des Motors anspricht, um ein Ausgangssignal mit einem der logischen Pegel zu erzeugen, wenn der Motor nicht beschleunigt wird,
    Regelkreiseinrichtungen, die auf die Ausgangssignale der ersten und der zweiten Feststelleinrichtung ansprechen, um ein Ausgangssignal mit einem der logischen Pegel zu erzeugen, und
    Schalterkreiseinrichtungen, die auf das Ausgangssignal der Regelschaltungseinrichtung ansprechen, um den durch die Magnetisierungsspuie fließenden Strom zu regeln,
    ) S β ■# * * · 4 6
    wobei die Schalterkreiseinrichtung so angeordnet ist, daß der Strom diirch die Magnetisierungsspule mit umgekehrter Polarität entsprechend den Ausgangssignalen mit einem der logischen Pegel von der Eegelkreiseinrichtung in Abhängigkeit der Ausgangssignale der ersten und der zweiten Feststelleinrichtung fließt, und wobei der Erregungsstrom durch die Magnetisierungsspule entsprechend dem anderen logischen Pegel des Ausgangssignals des Regelkreises fließt.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterkreiseinrichtung aus einem Transistorenpaar besteht.
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