DE3206593C2 - Anordnung zum Feststellen der Überhitzung einer Kupplung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Anordnung zum Feststellen der Überhitzung einer Kupplung für einen Verbrennungsmotor

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Abstract

Bei einer Anordnung zum Feststellen der Überhitzung einer Elektromagnetkupplung eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs hat die Elektromagnetkupplung ein an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors festgelegtes Antriebsorgan und ein dem Antriebsorgan benachbartes Antriebsorgan. Die Anordnung enthält eine Schaltung zum Bestimmen der Differenz zwischen den Drehzahlen des Antriebsorgans und des Abtriebsorgans, einen Komparator zum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn die Differenz höher als ein Bezugswert ist, einen durch das Ausgangssignal des Komparators betätigten Zeitgeber und eine Warnvorrichtung, wie einen Summer, die durch das Signal von dem Zeitgeber betätigt wird, wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Wenn die Kupplung überhitzt wird, wird das Warnsignal erzeugt. Des weiteren ist ein Kreis zum Ändern der Kupplungseinrückcharakteristik vorgesehen, der durch das Ausgangssignal des Komparators zum Verhindern der Überhitzung der Kupplung betätigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Feststellen der Überhitzung einer Kupplung für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und zum Verhindern einer durch die Überhitzung verursachten Störung der Kupplung.
Eine Kupplung, z. B. eine Reibungskupplung oder eine Elektromagnetkupplung, schlüft zwischen einem Antriebsorgan und einem Abtriebsorgan, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle des Motors von der Drehzahl einer Abtriebswelle abweicht. Der Schlupf erzeugt Wärme, welche die Temperatur der Kupplung erhöht. Im normalen Betrieb der Kupplung ist die Wärmemenge vernachlässigbar, wenn jedoch das Schlüpfen für eine längere Zeit andauert, werden die Kupplungselemente durch die Überhitzung unwirksam.
Zur Beschreibung der Überhitzung einer Kupplung wird beispielsweise auf eine Elektromagnetkupplung für ein Fahrzeug Bezug genommen, die so angeordnet ist, daß das Kupplungsdrehmoment in Abhängigkeit der Motordrehzahl gesteuert wird, um einen glatten Start des Fahrzeugs zu ermöglichen, und zwar auch beim Start an einer steilen Steigung, wobei bei einem Schlüpfen in der Kupplung bei einer Motordrehzahl ein zum Starten geeignetes Kupplungsdrehmoment erzeugt wird. Wenn jedoch ein solcher Schlüpfzustand für längere Zeit andauert, wird die Kupplung überhitzt, was zu einer Verschlechterung des Kupplungsvorgangs führt. Um eine solche Störung zu verhindern, ist bei einer bekannten elektromagnetischen Kupplung ein Fühler zum Bestimmen der Temperatur der Kupplung vorgesehen, siehe JP-OS 56 60 733. Es ist jedoch schwierig, die Temperatur eines hitzeerzeugenden Teils festzustellen, da der Teil in der Kupplung dicht eingeschlossen ist
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Anordnung zu schaffen, welche die in einer Kupplung
ίο erzeugte Wärmemenge aus der Differenz zwischen der Drehzahl eines Antriebsorgans der Kupplung und der
Drehzahl eines Abtriebsorgans bestimmt Gelöst wird
diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, in der sind
F i g. 1 ein Schnitt einer Elektromagnetkupplung, die bei der Anordnung der Erfindung verwendet wird,
Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie Z-Zin F i g. J,
Fig.3 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Bestimmen der in der Kupplung erzeugten Wärmemenge und
Fig.4 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß Fig. 1 und 2 ist eine Elektroriagnetpulverkupplung 1 zwischen einem (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor und einem Vierganggetriebe 2 vorgesehen, das mit einer Enduntersetzungsvorrichtung 3 verbunden ist.
Die Elektromagnetpulverkupplung 1 ist in einem Kupplungsgehäuse 4 vorgesehen. Die Elektromagnetpulverkupplung enthält eine Antriebsplatte 6, die mit dem Ende der Kurbelwelle 5 des Verbrennungsmotors verbunden ist, ein an der Antriebsplatte 6 festgelegtes ringförmiges Antriebsorgan 8, eine in dem Antriebsorgan 8 vorgesehene Magnetisierungsspule 7 und ein Abtriebsorgan 10, das durch eine Keilverzahnung an der Eingangswelle 9 des Vierganggetriebes 2 festgelegt ist, wobei ein Spalt 11 zu dem Antriebsorgan 8 frei bleibt. Magnetpulver P ist in einer Pulverkammer 12 vorgesehen und der Spalt 11 kann mit dem Pulver gefüllt werden. Eine Kappe 13 ist an dem Antriebsorgan 8 festgelegt. Die Kappe 13 hat einen zylindrischen Teil koaxial zur Eingangswelle 9, auf dem Schleifringe 14 festgelegt sind. Die Schleifringe 14 sind mit der Spule 7 durch Leitungen X verbunden. Gegen die Schleifringe 14 gedrückte Bürsten 16 sind in einem Halter 17 gehalten und mit der nachfolgend beschriebenen Steuereinrichtung durch Leitungen ^verbunden.
Bei dieser Ausbildung drehen sich die Antriebsplatte 6 und das Antriebsorgan 8 zusammen mit der Kurbelwelle 5, und das in der Pulverkammer 12 dicht eingeschlossene Magnetpulver wird zu der inneren Fläche des Antriebsorgans 8 durch Zentrifugalkraft gezogen. Wenn die Magnetisierungspule 7 durch den durch die Leitungen Y, die Bürsten 16, die Schleifringe 14 und die Leitungen X zugeführten Strom erregt wird, wird das Antriebsorgan 8 magnetisiert, um einen Magnetfluß zu erzeugen, der durch das Abtriebsorgan 10 fließt, wie durch die Pfeile in Fig. 1 gezeigt ist. Das Pulver wird somit in dem Spalt 11 angesammelt, so daß die Ausgangsleistung der Kurbelwelle 5 auf die Eingangswelle 9 über die Kupplung übertragen wird.
In dem Vierganggetriebe 2 sind Antriebszahnräder 18 bis 21 für den ersten bis vierten Gang einstückig auf der Eingangswelle 9 angebracht. Die Antriebszahnräder 18 bis 21 sind jeweils in Eingriff mit Abtriebszahnrädern 23
bis 26. Die Abtriebszahnräder 23 bis 26 sind drehbar auf der Ausgangswelle 22 parallel zu der Eingangswelle 9 angeordnet Jedes der Abtriebszahnräder 23 und 24 kommt in Eingriff mit der Ausgangswelle 22 durch Betätigen einer Synchrongetriebeeinrichtung 27 und jedes der Abtriebszahnräder 25 und 26 kommt in Eingriff mit der Ausgangswelle 22 durch eine Synchrongetriebeeinrichtung 28. Ein Rückwärtsantriebszahnrad 29 ist des weiteren auf der Eingangswelle 9 angebracht Durch Betätigen des (nicht dargestellten) Schalthebels des Getriebes wird somit das Abtriebszahnrad 23 fest mit der Ausgangswelle 22 durch die Synchrongetriebeeinrichtung 27 gekuppelt und der erste Gang wird auf der Ausgangswelle 22 erhalten. In gleicher Weise können jeweils der zweite, dritte und vierte Gang durch Betätigen des Schalthebels erhalten werden.
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 in Eingriff ist Die Ausgangsleistung der Ausgangswelle 22 des Vierganggetriebes 2 wird somit auf die Seitenzahnräder 36 über ein Gehäuse 33, eine Ritzelwelle 34 und Ritzel 35 und des weiteren auf die Antriebsräder über die Radwellen 37 übertragen. Gemäß der Erfindung ist ein magnetisch betätigter Drehzahlfühler 39 an der Innenwand des Kupplungsgehäuses 4 an einer Stelle nahe dem Antriebszahnrad 21 festgelegt. Der Drehzahlfühler 39 ist derart ausgebildet, daß, wenn dessen Magnetfeld durch einen Zahn des Zahnrades 21 geändert wird, ein Ausgangsimpuls erzeugt wird.
Gemäß Fig.3 werden Zündimpulse eines Zündimpulsfühlers 40 für den Motor einem D/A-Umsetzer 41 zugeführt. Der Ausgang des D/A-Umsetzers 41 ist mit einem Inverter 42 verbunden. Der Ausgang des Inverters 42 ist mit einem der Eingänge eines invertierenden Addierers 43 verbunden. Der Ausgang des magnetisch betätigten Drehzahlfühlers 39 ist mit einem D/A-Umsetzer 45 verbunden, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des Addierers 43 über einen Widerstand 46 verbunden ist. Der Ausgang des Addierers ist mit einem der Eingänge eines Komparator 44 verbunden. Der Komparator 44 wird mit einer Bezugsspannung von einem Bezugsspannungsgenerator 47 am anderen Eingang gespeist. Der Komparator erzeugt ein hochpegeliges Ausgangssignal, wenn das Ausgangssignal des Addierers 43 höher als die Bezugsspannung von dem Bezugsspannungsgenerator 47 ist. Der Ausgang des Komparators 44 ist mit einem Zeitgeber 48 verbunden, dessen Ausgang mit einer Warnvorrichtung 49, wie einem Summer, einer Lampe od. dgl., verbunden ist.
Wie oben beschrieben wurde, wird die Kurbelwelle 5 wirkungsmäßig und magnetisch mit der Eingangswelle 9 durch Erregen der Magnetisierungsspule 7 verbunden, so daß die Ausgangsleistung des Motors auf das Vierganggetriebe 2 übertragen wird. Das Schlüpfen der Kupplung kann durch die Differenz zwischen der Drehzahl (ω/) der Kurbelwelle 5 und der Drehzahl (too) der Eingangswelle 9 festgestellt werden. Die in der Kupplung während des Schleifens erzeugte Wärmemenge steht in Beziehung zur Differenz der Drehzahlen (coi-wojund des Drehmoments (M) der Kupplung. Die Wärmemenge kann somit durch Integrieren des Produkts der Differenz (ω/-ωο) und des Drehmoments (M) über die Schlüpfzeit erhalten werden. Wenn die Kupplung jedoch ohne Änderung des Kupplungsdrehmoments schlüpft, ist die Wärmemenge proportional zu dem Produkt der Differenz (ωϊ—ωο) und der Schlüpfzeit (t). Die Überhitzung der Kupplung kann deshalb annähernd durch Aufrechterhalten einer großen Differenz (ωϊ—ωο) für eine vorbestimmte lange Zeitdauer festgestellt werden. Die Anordnung der F i g. 3 stellt die Überhitzung der Kupplung fest, wie nachfolgend beschrieben wird.
Die Zündimpulse des Zündimpulsfühlers 40 haben eine Folgefrequenz, die proportional zur Motordrehzahl ist, nämlich der Drehzahl der Kurbelwelle 5. Der D/A-Umsetzer 41 setzt die Zündimpulse in ein Gleichspannungssignal ω/ um, das proportional der Motordrehzahl ist Andererseits erzeugt der Drehzahlfühler 39 Impulse mit einer Folgefrequenz proportional zur Drehzahl der Eingangs welle 9. Die Impulse werden durch den D/A-Umsetzer 45 in einen Gleichstrom umgesetzt, der durch den Widerstand 46 fließt, um ein Signal ωο zu erzeugen. Die Schaltung ist so angeordnet daß die Signale ω/ und ωο gleiche Spannungen haben, wenn die Drehzahlen der Kurbelwelle 5 und der Eingangswelle 9 gleich sind. Das Signal ω/ wird durch den Inverter 42 in das Signal —ω/umgekehrt Beide Signale —ω/und ωο werden durch den invertierenden Addierer 43 addiert, um das Signal (ωϊ-ωο) zu
erzeugen. Das Ausgangssignal (ω/— ωο) wird dem Komparator 44 zum Vergleichen mit einer Bezugsspannung von dem Bezugsspannungsgenerator 47 zugeführt Wenn die Differenz (ωΐ-ωο) niedriger als die Bezugsspannung α ist, erzeugt der Komparator 44 ein niederpegeliges Ausgangssignal. Wenn die Differenz (ω/— ωο,Ι höher als die Bezugsspannung λ ist, erhält das Ausgangssignal des Komparators 44 einen hohen Pegel. Das hochpegelige Ausgangssignal des Komparators 44 bewirkt, daß der Zeitgeber 48 startet. Wenn das hochpegelige Ausgangssignal des Komparators 44 für eine vorbestimmte Zeit fl andauert, sendet der Zeitgeber 48 ein Signal β zu der Warnvorrichtung 49 zum Signalisieren, womit die Überhitzungswarnung abgegeben wird.
In Fig.4 sind dieselben Teile wie in Fig.3 mit denselben Bezugszeichen versehen. Das Ausgangssignal des Komparators 44 wird dem Zeitgeber 48 und auch einem Zeitgeber 5C zugeführt Der Zeitgeber 50 ist mit einem Charakteristikänderungskreis 51 zum Ändern der Kupplungseinrückcharakteristik verbunden. Der Zeitgeber 50 ist des weiteren so eingestellt, daß er eine Zählzeit 12 aufweist, die größer als eine Zählzeit f 1 des Zeitgebers 48 ist.
Der Zeitgeber 50 startet zur gleichen Zeit wie der Zeitgeber 48. Wenn die Zeit 11 verstrichen ist, erzeugt der Zeitgeber 48 ein Signal β zum Betätigen der Warnvorrichtung 49 zum Signalisieren. Wenn der Strom durch die Magnetisierungsspule 7 trotz der Warnung durch die Warnvorrichtung 49 weiter fließt und die Zeit 12 verstrichen ist, erzeugt der Zeitgeber 50 ein Signal γ. Das Signal γ betätigt den Charakteristikänderungskreis 51 zum Ändern der Kupplungseinrückcharakteristik. Beispielsweise wird der Strom durch die Magnetisierungsspule 7 erhöht, um die Kupplung vollständig einzurücken und das Schlüpfen zu stoppen. Als Ergebnis hält der Motorbetrieb an, so daß eine Überhitzung der Kupplung verhindert werden kann.
Die Erfindung ergibt eine Anordnung, welche die Überhitzung der Kupplung aus der Differenz zwischen den Drehzahlen des Antriebsorgans und des Abtriebsorgans der Kupplung feststellt, so daß eine durch die Überhitzung verursachte Störung der Kupplung verhindert wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Anordnung zum Feststellen der Überhitzung einer Kupplung für einen Verbrennungsmotor mit einem an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors festgelegten Antriebsorgan und mit einem dem Antriebsorgan benachbarten Abtriebsorgan, gekennzeichnet durch
erste Schaltungseinrichtungen (40, 41) zum Erzeugen eines Ausgangssignals proportional zur Drehzahl des Antriebsorgans,
zweite Schaltungseinrichtungen (39,45) zum Erzeugen eines Ausgangssignals proportional zu der Drehzahl des Abtriebsorgans,
dritte Schaltungseinrichtungen (42, 43) zum Erzeugen eines Differenzsignals, das der Differenz zwischen den Ausgangssigrialen der ersten und der zweiten Schaltungseinrichtung entspricht,
eine Komparatoreinrichtung (44, 47) zum Vergleichen des Differenzsignals mit einem vorbestimmten Bezugswert und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn das Differenzsignal höher als der Bezugswert ist,
eine Zeitgebereinrichtung (48), die in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Komparator betätigt wird, und
eine mit der Zeitgebereinrichtung (48) verbundene Warnvorrichtung (49),
wobei die Zeitgebereinrichtung (48) so ausgebildet ist, daß sie ein Ausgangssignal zum Betätigen der Warnvorrichtung (49) erzeugt, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch vierte Schaltungseinrichtungen (50, 51) zum Ändern der Kupplungseinrückcharakteristik, wobei eine Zeitgebereinrichtung (50) mit dem Komparator (44) zum Betätigen der vierten Schaltungseinrichtungen verbunden ist.
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