DE3308605C2 - Anordnung zum Feststellen der Temperatur einer elektromagnetischen Kupplung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
Anordnung zum Feststellen der Temperatur einer elektromagnetischen Kupplung eines KraftfahrzeugesInfo
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Abstract
Bei einer Anordnung zum Feststellen der Temperatur einer elektromagnetischen Kupplung mit einer Kupplungsspule werden die an der Kupplungsspule liegende Spannung durch einen Spannungsmeßkreis und der durch die Kupplung fließende Strom durch einen Strommeßkreis gemessen. Eine Dividiereinrichtung dividiert die durch den Spannungsmeßkreis gemessene Spannung durch den durch den Strommeßkreis gemessenen Strom. Das Ausgangssignal der Dividiereinrichtung ist der Widerstand der Kupplungsspule, der sich mit der Temperatur der Spule ändert. Das Ausgangssignal stellt somit die Temperatur der Spule dar und wird mit einer Bezugsspannung durch einen Komparator verglichen. Das Ausgangssignal des Komparators wird als Alarm angezeigt.
Description
gekennzeichnet durch
einen ersten Meßkreis zum Messen der an der Kupplungsspule liegenden Spannung,
einen zweiten Meßkreis zum Messen des durch die Kupplungsspule fließenden Stroms,
einen zweiten Meßkreis zum Messen des durch die Kupplungsspule fließenden Stroms,
eine Dividiereinrichtung zum Dividieren der mit dem erster. Meßkreis gemessenen Spannung durch
den mit dem zweiten Meßkreis gemessenen Strom,
einen Komparator zum Vergleichen des Ausgangssignals der Dividiereinrichtung mit einem Bezugswert und
einen Komparator zum Vergleichen des Ausgangssignals der Dividiereinrichtung mit einem Bezugswert und
einen Alarmkreis zum Anzeigen des Ausgangssignals des Komparators als Alarm.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßkreis ein Kreis zum
Erzeugen einer Ausgangsspannung entsprechend dem gemessenen Strom ist und daß der Komparator
die Ausgangsspannung der Dividiereinrichtung mit einer Bezugsspannung vergleicht, die etwas niedriger
als eine kritische Spannung bezüglich der Überhitzung der Kupplung ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Haltekreis zum Halten des Ausgangssignals
des Komparators und zum Anlegen eines Ausgangssignals an den Alarmkreis in Abhängigkeit des
Haltezustands.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekreis ein Flip-Flop-Kreis und
ein Rückstellkreis dafür ist.
40
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Feststellen der Temperatur einer elektromagnetischen Kupplung
eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, um eine Überhitzung der Kupplung
zu verhindern.
Als elektromagnetische Kupplung ist eine Elektromagnetpulverkupplung
bekannt. Die Elektromagnetpulverkupplung enthält ein ringförmiges Antriebsorgan,
das mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist, eine in dem Antriebsorgan vorgesehene Kupplungsspule, ein
Abtriebsorgan, das an der Eingangswelle eines Getriebes befestigt und nahe dem Antriebsorgan über einen
schmalen Spalt angeordnet ist, und ein in einer Kammer in der Kupplung vorgesehenes Magnetpulver. Die Gänge
in dem Getriebe werden durch Betätigung eines Schalthebels geschaltet. Der Schalthebel ist mit einem
Schalter in einem Kreis der Kupplungsspule versehen und der Schalter wird, wenn der Schalthebel von der
Hund der Bcläiigungspersoii ergriffen wird, geöffnet,
um den Kupplungssirom zu unterbrechen. Demgemäß kann der Gangschaltvorgang des Getriebes ausgeführt
werden. Wenn der Schalthebel in die Gangeingriffsstel- b5
lung geschaltet wird und von der Hand freigegeben wird, wird der Schalter geschlossen, so daß der elektrische
Strom durch die Kupplungsspiel· fließt, um das Antriebsorgan zu magnetisieren. Wenn das Gaspedal
niedergedrückt wird, steigt der der Spule zugeführte Strom an. Das Magnetpulver wird in dem Spalt zwischen
dem Antriebsorgan und dem Abtriebsorgan angesammelt,
so daß das Abtriebsorgan mit dem Antriebsorgan gekuppelt wird. Der durch die Kupplungsspule
fließende Strom steigt progressiv entsprechend dem Grad des Niederdrückens des Gaspedals an, während
die Kupplung zwischen dem Antriebsorgan und dem Abtriebsorgan schleift und allmählich einrückt, wenn
der Kupplungsstrom den Nennstrom erreicht Das Fahrzeug kann somit durch Niederdrücken des Gaspedals
ohne Betätigung des Kupplungspedals gestartet werden. Eine solche Kupplungssteueranordnung ist in
den US-PS 30 73 422 und 30 94 202 beschrieben.
In der elektromagnetischen Kupplung steigt die Temperatur der Spule mit Erhöhung des Kupplungsstroms
und der Reibung zwischen dem Antriebsorgan, dem Abtriebsorgan und dem Elektromagnetpulver an. Um bei
einer bekannten Kupplung die Überhitzung der Spule festzustellen, ist ein Thermofühler, wie ein Thermistor,
am Gehäuse der Kupplung vorgesehen. Da diese Messung indirekt die Temperatur der Spule feststellt, erzeugt
der Thermofühler eine Information über den Anstieg der Temperatur der Spule mit einiger Verzögerung.
Es ist deshalb schwierig, sofort auf Störungen durch Temperatur mit der bekannten Vorrichtung zu
reagieren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, die direkt die Temperatur der Kupplungsspule
feststellt. Gemäß der Erfindung werden der durch die Spule fließende Strom und die an die Spule
angelegte Spannung gemessen, woraus der Widerstand der Spule berechnet wird. Da der Widerstand der Spule
sich mit der Temperatur des Materials der Spule ändert, kann eine höhere Temperatur als ein vorbestimmter
Wert durch Vergleichen des Widerstands mit einem Bezugswert festgestellt werden. Gelöst wird diese Aufgabe
durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der ist
F i g. 1 eine Seitenansicht einer Elektromagnctpulverkupplung
mit einer Anordnung der Erfindung,
Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie Z-Z in Fig. 1,
Fig.3 ein Blockschaltbild einer Anordnung zum Feststellen der Temperatur der Kupplung nach der Erfindung
und
Fig.4 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß Fig. 1 und 2 ist die Elektromagnetpulverkupplung
1 zwischen einem (nicht dargestellten) Verbrennungsmotor und einem Vierganggetriebe 2 vorgesehen,
das mit einer Enduntersetzungsvorrichtung 3 verbunden ist.
Die Elektromagnetpulverkupplung 1 ist in einem Kupplungsgehäuse 4 vorgesehen und enthält eine mit
dem Ende der Kurbelwelle 5 des Verbrennungsmotors verbundene Antiicbsplattc 6, ein ringförmiges, an der
Antriebsplatle 6 befestigtes Antriebsorgan 8, eine in
dem Aniriebsorgan 8 vorgesehene Kupplungsspule 7
und ein Abiricbsorgan 10, das durch eine Keilverzahnung
an der Eingangswcllc 9 des Getriebes 2 befestigt ist. wobei ein Spalt ti zu dem Antricbsorgan 8 frei
bleibt. In einer Pulverkammer 12 ist Magnetpulver ungeordnet.
F.inc an dem Antriebsorgan 8 befestigte Klappe 13 hat einen zylindrischen Teil 13,7, der koaxial /u der
Eingangswclle 9 Hegt und auf dem Schleifringe 14 fest
angebracht sind. Die Schleifringe 14 sind elektrisch mit der Spule 7 durch Leitungen X verbunden. Gegen die
Schleifringe 14 gepreßte Bürsten 16 sind in einem Halter 17 gehalten und mit der nachfolgend beschriebenen
Steuereinrichtung über Leitungen V 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 zur Innenfläche des Antriebsorgans 8 durch Zentrifugalkraft gezogen. Wenn
die Kupplungsspule 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 und erzeugt einen Magnetfluß, der durch das Abtriebsorgan 10 fließt, wie durch die Pfeile in F i g.
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 Getriebe 2 sind Antriebszahnräder 18 bis 21 für den 1. bis 4. Gang einstückig auf der Eingangswelle
9 gebildet. Die Antriebszahnräder 18 bis 21 stehen jeweils in Eingriff mit Abtriebszahnrädern 23 bis 26. Die
Abtriebszahnräder 23 bis 26 sind drehbar auf der Ausgangswelle 22 angebracht, die parallel zur Eingangswelle
9 liegt. Jedes der Abtriebszahnräder 23 und 24 ist dazu bestimmt, in Eingriff mit der Ausgangswelle 22 durch
Betätigen einer Synchrongetriebeeinrichtung 27 zu kommen, und jedes der Abtriebszahnräder 25 und 26 ist
dazu bestimmt, in Eingriff mit der Ausgangswelle 22 durch eine Synchrongetriebeeinrichtung 28 zu kommen.
Ein Rückwärtsantriebszahnrad 29 ist des weiteren auf der Eingangswelle 9 gebildet. Durch Betätigen des
(nicht dargestellten) Schalthebels des Getriebes werden somit das Abtriebszahnrad 23 mit der Ausgangswelle 22
durch die Synchrongetriebeeinrichtung 27 gekuppelt und der 1. Gang eingelegt. In gleicher Weise können der
2., der 3. und der 4. Gang durch Betätigen des Schalthebels eingelegt werden.
Darüber hinaus ist ein Ausgangszahnrad 30 an einem Ende der Ausgangswelle 22 gebildet und steht in Eingriff
mit einem Ringzahnrad 32 in einem Differential 31 der Enduntersetzungsvorrichtung 3. Die Ausgangsleistung
der Ausgangswellc 22 des Getriebes 2 wird somit auf Seiienzahnräder 36 über ein Gehäuse 33, eine Ritzelwelle
34 und Ritzel 35 und des weiteren auf die Antriebsräder über Radwcllen 37 übertragen.
Gemäß F i g. 3 ist die Kupplungsspule 7 elektrisch mit einem Spannungsmeßkreis 41 und einem Strommeßkreis
42 verbunden. Die Ausgänge der beiden Kreise 41 und 42 sind mit einer Dividiereinrichtung 43 verbunden.
Ausgangssignale der Dividiereinrichtung 43 und eines Bezugsspannungserzeugungskrcises 44 werden an einen
Komparator 45 angelegt. Das Ausgangssignal des Komparator 45 wird an einen Alarmkreis 48 über einen
Haltekreis 46 angelegt, der durch einen Rückstellkreis 47 zurückgestellt werden kann.
Die Spannung an der Kupplungsspule 7 und der durch die Spule fließende Strom werden durch die Kreise
41 und 42 gemessen und die Ausgangssignale der beiden K-reise werden an die Dividiereinrichtung 43 angelegt,
in der die Operation R = V/l ausgeführt wird,
wobei fi der Widerstand, V die Spannung und / der
Strom si'id. Somit kann der Widerstund der Kupplungsspule 7 Erhalten werden. Der Widerstand Rl, der sich
mit Änderungen der Temperatur der Spule ändert, kann
ausgedrückt werden als
Rl = R - (1 + λ ■ T).
worin λ der Koeffizient des Materials äer Spule und T
die Temperatur sind. Die Dividiereinrichtung 43 erzeugt eine Ausgangsspannung entsprechend dem Widerstand
Rt DL" Ausgangsspannung wird mit einer Bezugsspannung in dem Komparator 45 verglichen. Die Bezugsspannung ist etwas niedriger als ein Wert, der die Überhitzung
der Spule bewirken würde. Der Komparator 45 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die Eingangsspannung
von der Dividiereinrichtung höher als die Bezugsspannung ist. Dies bedeutet, daß die Temperatur der
Kupplung auf einen Wert nahe der Überhitzung ansteigt. Das Ausgangssignal des Komparators 45 betätigt
den Haltekreis 46, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das gehalten wird, bis ein Rückstellsignal daran von dem
Rückstellkreis 47 angelegt wird. Der Alarmkreis 48 arbeitet somit, um ein Alarmzeichen oder einen Ton zu
erzeugen.
Gemäß F i g. 4 wird die an die Spule angelegte Spannung durch einen Operationsverstärker OPi mit Widerständen
R2, Ri und Ra gemessen und wird der Strom
durch einen Operationsverstärker OP2 mit den Widerständen
/?i und /?5 gemessen. Das Ausgangssignal K des
Operationsverstärkers OP\ und das Ausgangssignal L des Operationsverstärkers OP2 werden an die Dividiereinrichtung
43 angelegt, um die Rechnung —K/L auszuführen, um eine Ausgangsspannung Mzu erzeugen. Die
Ausgangsspannung M wird durch einen Komparator OPi mit einer Bezugsspannung verglichen, die durch die
Widerstände R\a und Ru angelegt wird. Wenn die Ausgangsspannung
M höher als die Bezugsspannung ist, erzeugt der Komparator ΟΡη ein Ausgangssignal, das
einen Flip-Flop-Kreis mit den NOR-Verknüpfungsgliedem NOR\ und NOR2 betätigt, um die Ausgangsspannung
an dem NOR-Verknüpfungsglied NOR\ auf einen hohen Pegel zu schalten. Das hochpegelige Ausgangssignal
des Flip-Flop-Kreises bewirkt, daß ein Transistor Tr eingeschaltet wird, so daß eine Alarmlampe AL eingeschaltet
wird. Wenn ein Schalter SVV geschlossen wird, wird ein Rückstellsignal an den Flip-Flop-Kreis
angelegt, um zu bewirken, daß das Ausgangssignal des Flip-Flop-Kreises auf einen niedrigen Pegel geht. Der
Transistor Tr wird somit ausgeschaltet, um die Lampe AL auszuschalten.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Anordnung zum Feststellen der Temperatur einer elektromagnetischen Kupplung eines Kraftfahrzeugs
mit einer Kupplungsspule zum Magnetisieren von Kupplungselementen für den Eingriff der Kupplung,
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