DE60305247T2 - Detektionsystem des Ein- und Ausrückens einer Kupplung für einen Einzylinderverbrennungsmotor - Google Patents

Detektionsystem des Ein- und Ausrückens einer Kupplung für einen Einzylinderverbrennungsmotor Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsbaugruppe, umfassend einen Viertakt-Einzylindermotor, eine Kupplung, welche zwischen einer Kurbelwelle des Einzylindermotors und einem Kraftübertragungsmittel zum Übertragen der Ausgangskraft der Kurbelwelle angeordnet ist, und ein Kupplungskopplungs-/entkopplungs-Erfassungssystem, das angepasst ist, um die Kopplung/Entkopplung der Kupplung zu erfassen.
  • Im Falle des Erfassens der Kopplung/Entkopplung einer manuellen Kupplung wurde die Kopplung/Entkopplung der Kupplung gewöhnlicherweise durch Erfassen der Betätigung eines manuellen Hebels mittels eines Schalters erfasst, welcher in der Nähe des manuellen Hebels angeordnet ist, und im Falle einer Fliehkraftkuplung wurde über die Kopplung/Entkopplung der Kupplung aufgrund der Rotationsfrequenz der Kurbelwelle basierend auf der Charakteristik der Kupplung entschieden.
  • Information über die Kopplung/Entkopplung der Kupplung wird indessen beispielsweise in dem Falle benötigt, wenn eine Leerlauf-Steuerung/Regelung des Motors durchgeführt wird. Da eine niedrige Erfassungsgenauigkeit zu einem Verringern der Leerlaufstabilität führt, ist es notwendig, die Kopplung/Entkopplung der Kupplung mit hoher Genauigkeit zu erfassen. Von den oben genannten Erfassungssystemen gemäß dem Stand der Technik kann allerdings nicht gesagt werden, dass sie in der Lage sind, die Kopplung/Entkopplung der Kupplung mit hoher Genauigkeit zu erfassen.
  • US 4 646 891 offenbart ein Kupplungskopplungs-/entkopplungs-Erfassungssystem für einen Motor, wobei der Motor durch eine Scheibenkupplung mit einem automatischen, mechanischen Mehrstufengetriebe verbunden ist. Der Eingriffszustand der Kupplung wird in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und/oder der Getriebeeingangswellendrehzahl gesteuert/geregelt, um eine Abnutzung der Kupplung zu kompensieren.
  • Die DE 39 26 236 A1 offenbart ein ähnliches System, wobei die Kupplung außer Eingriff ist, um das Stehenbleiben des Motors zu verhindern, wenn die Motordrehzahl unter einen gewissen Schwellwert fällt.
  • FR-A-2 826 082, welche nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Erfindung veröffentlicht worden ist, offenbart ein Steuer-/Regelsystem für eine Scheibenkupplung kombiniert mit einem Mehrstufenzahngetriebe.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Umstände erreicht.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsbaugruppe bereitzustellen, welche einen Viertakt-Einzylindermotor, eine zwischen einer Kurbelwelle des Motors und einem Kraftübertragungsmittel bereitgestellte Kupplung und ein Kupplungskopplungs-/entkopplungssystem umfasst, welche es ermöglicht, eine Rotationsvariation bzw. -schwankung mit vergleichsweise einfachen Mitteln in extrem kurzen Zeitperioden und dadurch mit hoher Genauigkeit zu erfassen, um den Eingriffszustand der Kupplung zu bestimmen.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, stellt die Erfindung eine Antriebsbaugruppe gemäß Anspruch 1 bereit.
  • Hierbei variiert der Drehimpuls der Kurbelwelle abhängig von der Kopplung/Entkopplung der Kupplung, und der Rotationsvariationskoeffizient der Kurbelwelle variiert ebenfalls mit dem variierenden Drehimpuls. Wenn daher über die Kopplung/Entkopplung der Kupplung basierend auf dem Rotationsvariationskoeffizient der Kurbelwelle durch die obige erfindungsgemäße Struktur gemäß Anspruch 1 entschieden wird, kann die Kopplung/Entkopplung der Kupplung genau erfasst werden, ohne dass Bedarf für einen speziellen Schalter oder Sensor besteht.
  • Die Erfindung gemäß Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Struktur der Erfindung gemäß Anspruch 1 der Schwellwert entsprechend der Motordrehzahl voreingestellt ist. Mit dieser Struktur kann die Kopplung/Entkopplung der Kupplung genau erfasst werden, indem sie an Variationen der Betriebszustände des Motors angepasst sind.
  • Es wird nun ein Ausführungsmodus der vorliegenden Erfindung, basierend auf einer in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • 1 bis 4 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das einen Teil eines Kraftübertragungssystems eines Einzylindermotors zeigt.
  • 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der 1.
  • 3(a) und 3(b) sind Diagramme, welche ein Ausgangssignal von einem Impulsgeber darstellen.
  • 4 ist ein Diagramm, welches ein Schwellwertkennfeld darstellt.
  • Ein Viertakt-Einzylindermotor 5, der beispielsweise an einem Motorrad oder dergleichen angebracht ist, umfasst gemäß 1 einen einzelnen Kolben 6, der mittels einer Verbindungsstange 8 mit einer Kurbelwelle 7 verbunden ist. Ein Ende der Kurbelwelle 7 ist vermittels einer Fliehkraftkupplung 11 mit einer Antriebsriemenscheibe 10 eines kontinuierlich veränderbaren Riemengetriebes 9 verbunden, welches als ein Kraftübertragungsmittel zum Übertragen der Kraft der Kurbelwelle 7 zur Seite der Hinterräder (nicht gezeigt) dient, während die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit verändert wird. Zusätzlich ist ein Wechselstromgenerator 12 oder dergleichen mit dem anderen Ende der Kurbelwelle 7 verbunden.
  • Bezug nehmend auf 2 ist eine kreisförmige Rotationsscheibe 13, welche an ihrem Außenumfang mit mehreren, beispielsweise neun, Vorsprüngen 13a ... vorgesehen ist, koaxial an der Kurbelwelle 7 befestigt, und ein Impulsgeber 14 zum Erfassen jedes Vorsprungs 13a ... und zum Ausgeben eines Impulssignals bei jeder Erfassung ist fest angeordnet, so dass er dem äußeren Umfang der Rotationsscheibe 13 gegenüberliegt.
  • Entsprechend der Rotation der Kurbelwelle 7 und der Rotationsscheibe 13 gibt der Impulsgeber 14 die Impulssignale aus, wie in 3(a) gezeigt. Wenn die Zahlen 0 bis 17 Zuständen zwischen den Impulssignalen während zweier Umdrehungen der Kurbelwelle 7 zugeordnet sind, wie dies in 3(b) dargestellt ist, entsprechen die Stufen 4 bis 6 dem Verbrennungshub, die Stufen 7 bis 12 entsprechen dem Ausstoßhub, die Stufen 13 bis 15 entsprechen dem Ansaughub, und die Stufen 16 bis 3 entsprechen dem Kompressionshub. Zeiten TSN4, TSH4, TSK4 und TSA4 der Verbrennungs-, Ausstoß-, Ansaug- und Kompressionshübe während zweier Umdrehungen der Kurbelwelle 7 während einer Zeit ME4U können durch Integrieren der Zeiten der Stufen für jeden der Hübe erhalten werden.
  • Das Ausgangssignal des Impulsgebers 14 wird einer elektronischen Steuer-/Regeleinheit 15 eingegeben zum Steuern/Regeln des Betriebs des Motors 5. Die elektronische Steuer-/Regeleinheit 15 weist die Funktion auf, die Kopplung/Entkopplung der Fliehkraftkupplung 11 zu erfassen, und der Teil zum Erfassen der Kopplung/Entkopplung der Fliehkraftkupplung 11 enthält ein Rotationsvariationskoeffizient-Erfassungsmittel 16 zum Erfassen des Rotationsvariationskoeffizients der Kurbelwelle 7, und ein Entscheidungsmittel 17 zur Entscheidung über die Kopplung/Entkopplung der Fliehkraftkupplung 11 mittels Vergleichen des Rotationsvariationskoeffizients, der durch das Rotationsvariationskoeffizient-Erfassungsmittel 16 erfasst ist, mit einem zuvor bestimmten Schwellwert.
  • In dem Rotationsvariationskoeffizient-Erfassungsmittel 16 wird der Rotationsvariationskoeffizient TSRAT beispielsweise gemäß der folgenden arithmetischen Formel unter Verwendung der Zeit TSH4 des Ausstoßhubs, der Zeit TSA4 des Kompressionshubs und der Zeit ME4U, welche für zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 7 benötigt wird, berechnet. TSRAT = (TSA4 – TSH4)/ME4U
  • Das Entscheidungsmittel 17 entscheidet über die Kopplung/Entkopplung der Fliehkraftkupplung 11 unter Verwendung des Kennfelds des Schwellwerts TSRATS, welches in 4 dargestellt ist. Der Schwellwert TSRATS ist zuvor derart bestimmt dass er entsprechend der Motordrehzahl NE variiert.
  • Dabei variiert der Drehimpuls der Kurbelwelle 7 abhängig von der Kopplung/Entkopplung der Fliehkraftkupplung 11, und der Rotationsvariationskoeffizient TSRAT der Kurbelwelle 7 variiert mit dem variierenden Drehimpuls. Im Speziellen ist der Rotationsvariationskoeffizient TSRAT der Kurbelwelle 7 klein, wenn die Fliehkraftkupplung 11 im gekoppelten Zustand ist, wohingegen der Rotationsvariationskoeffizient TSRAT der Kurbelwelle 7 größer ist, wenn die Fliehkraftkupplung 11 in dem entkoppelten Zustand ist. Wenn der durch das Rotationsvariationskoeffizient-Erfassungsmittel 17 erhaltene Rotationsvariationskoeffizient TSRAT nicht kleiner als der in der 4 dargestellte Schwellwert TSRATS ist, entscheidet das Entscheidungsmittel 17, dass die Fliehkraftkupplung 11 im entkoppelten Zustand ist; wenn der durch das Rotationsvariationskoeffizient-Erfassungsmittel 16 erhaltene Rotationsvariationskoeffizient TSRAT kleiner ist als der in 4 dargestellte Schwellwert TSRATS, entscheidet das Entscheidungsmittel 17, dass die Fliehkraftkupplung 11 im gekoppelten Zustand ist.
  • Durch Entscheiden über die Kopplung/Entkopplung der Fliehkraftkupplung 11 basierend auf dem Rotationsvariationskoeffizient TSRAT der Kurbelwelle 7 und durch Verwenden der Tatsache, dass der Drehimpuls der Kurbelwelle 7 abhängig von der Kopplung/Entkopplung der Fliehkraftkupplung 11 variiert, wie oben beschrieben, kann die Kopplung/Entkopplung der Fliehkraftkupplung 11 mit hoher Genauigkeit erfasst werden, ohne dass Bedarf für einen speziellen Schalter oder Sensor besteht.
  • Da der Schwellwert TSRATS zum Entscheiden über die Kopplung/Entkopplung der Fliehkraftkupplung 11 zuvor bestimmt ist, entsprechend der Motordrehzahl NE, kann die Kopplung/Entkopplung der Fliehkraftkupplung 11 ferner genau erfasst werden, und zwar derart, dass dies den Variationen der Betriebszustände des Motors angepasst ist.
  • Obwohl in der obigen Ausführungsform die Fliehkraftkupplung 11 beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung als ein System zum Erfassen der Kopplung/Entkopplung einer Kupplung breit anwendbar, welche zwischen der Kurbelwelle 7 des Einzylindermotors 5 und der Kraftübertragungsmittel 9 zum Übertragen der Ausgangskraft der Kurbelwelle 7 bereitgestellt ist.
  • Die Erfindung erfasst mit hoher Genauigkeit die Kopplung/Entkopplung einer Kupplung, welche zwischen einer Kurbelwelle eines Einzylindermotors und einem Kraftübertragungsmittel zum Übertragen der Ausgangskraft der Kurbelwelle angeordnet ist.
  • Um dies zu erreichen, wird der Rotationsvariationskoeffizient einer Kurbelwelle 7 durch ein Rotationsvariationskoeffizient-Erfassungsmittel 16 erfasst, und ein Entscheidungsmittel 17 entscheidet über die Kopplung/Entkopplung einer Kupplung 11 durch Vergleichen des Rotationsvariationskoeffizienten, der durch das Rotationsvariations-Erfassungsmittel 16 erfasst ist, mit einem vorbestimmten Schwellwert.

Claims (2)

  1. Antriebsbaugruppe (5, 9, 11), umfassend einen Viertakt-Einzylindermotor (5), eine Kupplung (11), welche zwischen einer Kurbelwelle (7) des Einzylindermotors (5) und einem Kraftübertragungsmittel (9) zum Übertragen der Ausgangskraft der Kurbelwelle (7) angeordnet ist, und ein Kupplungskopplungs-/entkopplungs-Erfassungssystem, das angepasst ist, um die Kopplung/Entkopplung der Kupplung (11) zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem umfasst: – ein Rotationsvariationskoeffizient-Erfassungsmittel (16), das angepasst ist, um den Rotationsvariationskoeffizient (TSRAT) der Kurbelwelle (7) zu berechnen, und zwar basierend auf dem Verhältnis zwischen einerseits der Differenz zwischen der Zeit (TSH4) des Ausstoßhubs und der Zeit (TSA4) des Kompressionshubs und andererseits der für zwei Umdrehungen der Kurbelwelle (7) benötigten Zeit (ME4U), und – ein Entscheidungsmittel (17), das angepasst ist, um zu entscheiden, ob die Kupplung (11) in einem gekoppelten oder einem entkoppelten Zustand ist, indem der Rotationsvariationskoeffizient (TSRAT), der durch das Rotationsvariationskoeffizient-Erfassungsmittel (16) erfasst ist, mit einem zuvor bestimmten Schwellwert (TSRATS) verglichen wird.
  2. Antriebsbaugruppe (5, 9, 11) nach Anspruch 1, wobei der Schwellwert (TSRATS) entsprechend der Motordrehzahl voreingestellt ist.
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