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DE2207571A1 - Steuersystem für eine automatisch be tatigbare Kupplung, insbesondere fur Kraftfahrzeuge - Google Patents

Steuersystem für eine automatisch be tatigbare Kupplung, insbesondere fur Kraftfahrzeuge

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Publication number
DE2207571A1
DE2207571A1 DE19722207571 DE2207571A DE2207571A1 DE 2207571 A1 DE2207571 A1 DE 2207571A1 DE 19722207571 DE19722207571 DE 19722207571 DE 2207571 A DE2207571 A DE 2207571A DE 2207571 A1 DE2207571 A1 DE 2207571A1
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DE
Germany
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speed
clutch
control system
engaged
line
Prior art date
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Pending
Application number
DE19722207571
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English (en)
Inventor
William J Brittain
David J Price
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
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Publication date
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Description

Z/DR-2 Spuk
Patentanmeldung
Steuersystem für eine automatisch betätigbare Kupplung, insbesondere für
Kraftfahr zeu ge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für eine automatisch betätigbare Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Eingangselement und einem Ausgangselement, wobei ein Einrücken über eine Betätigungseinrichtung erfolgt, wenn die Drehzahl des Eingangs elemente s
grosser ist als die des Ausgangselementes und einen bestimmten.Wert übersteigt.
Steuersysteme für eine automatisch betätigbare Kupplung der eingangs genannten Art sind bereits bekannt. Ein Einrücken der Kupplung erfolgt hierbei, sobald die Motordrehzahl einen bestimmten Wert übersteigt und ein Ausrücken erfolgt sobald die Motordrehzahl unter diesen Wert abfällt. Das Einrücken der Kupplung wird hierbei so gesteuert, dass eine gleichbleibende Drehzahl aufrecht erhalten wird. Diese Drehzahl kann der Drehzahl bei maximalem Drehmoment bei einer bestimmten Drosselklappenetellung entsprechen.
GB-32 / 1. Februar 1972
209840/0612
Mit einem solchen, auf eine gleichbleibende Drehzahl während des Ein-' rückens der Kupplung ausgelegten Steuersystems ist es schwierig, ein weiches Einrücken der Kupplung über einen weiten Bereich von Drosselklappenstellungen und Motordrehzahlen zu erreichen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Steuersystem für eine automatisch betätigbare Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Einrücken progressiv gesteuert wird.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem ein Einrücken der Kupplung erfolgt, wenn die Beschleunigung des Eingangselementes einen bestimmten Steuerwert übersteigt.
Ein Einrücken der Kupplung erfolgt hierbei, wenn die Drehzahl des Eingangselementes innerhalb eines bestimmten Bereiches der Drehzahl des Ausgangselementes liegt.
Ein Einrücken der Kupplung erfolgt weiterhin, wenn die Drehzahl des Eingangselementes geringer ist als die des Ausgangselementes und die Beschleunigung des Eingangselementes unterhalb des bestimmten Steuerwertes liegt.
Der bestimmte Steuerwert wird hierbei in Abhängigkeit von der Drehzahl des Eingangselementes variiert.
Die Erfindung wird anhand von in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuersystems gemäss der Erfindung. GB-32 / 1. Februar 1972 - 3 -
209840/0612
·» j ·■
Fig. 2 zeigt die schematische Anordnung einer Kupplung mit einer Betätigungseinrichtung, wie sie über ein Steuersystem gemäss der Erfindung betätigbar ist.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines Steuersystems gemäss der Erfindung mit einer weiteren Anzahl von Merkmalen, die nicht in Fig. 1 vorhanden sind.
Eine automatisch betätigbare Kupplung für ein Kraftfahrzeug ist in herkömmlicher Weise als Reibscheibenkupplung ausgebildet und verbindet den Verbrennungsmotor mit dem Wechselgetriebe des Fahrzeuges. Die Kupplung wird hierbei über eine Betätigungseinrichtung 10 (siehe Fig. 1) ein- und ausgerückt, die über ein elektrisches Signal in der Leitung 11 gesteuert wird. Die Betätigungseinrichtung ist hierbei so ausgelegt, dass bei Vorliegen eines elektrischen Signals in der Leitung 11 die Kupplung eingerückt und bei Nicht vorliegen eines Signales in der Leitung 11 die Kupplung ausgerückt wird.
Das elektrische Signal in der Leitung 11 wird durch ein Steuersystem 12 erzeugt. Ein Umformer (nicht gezeigt) stellt die Drehzahl des Ku pplungs-Aus gangs eiern entes fest und liefert ein entsprechendes elektrisches Signal an eine Eingangsleitung 13. Eine zweite Eingangsleitung 14 ist mit einer ähnlichen Einrichtung verbunden und erhält ein der Drehzahl des Verbrennungsmotors entsprechendes elektrisches Signal. Die Schaltungen 15 und 16 erzeugen eine Spannung in der Leitung 17, die proportional der Drehzahl des Kupplungsausgangselementes ist und die Schaltungen 18 und 19 erzeugen eine Spannung in der Leitung 20, die proportional der Drehzahl des Verbrennungsmotors, d. h. des Kupplungs-Eingangselementes ist.
Die Schaltung 21 zieht das Signal in der Leitung 17 von dem Signal in der Leitung 20 ab und erzeugt in der Leitung 22 ein Signal, dessen Spannung
(1B-32/1. Februar 1972 -A-
209840/0612
proportional der Differenz zwischen der Drehzahl des Kupplungs-Eingangselementes und des -Ausgangselementes ist. Eine Vergleichsschaltung 23 vergleicht die Spannung in der Leitung 22 mit einer Vergleichsspannung, die der maximalen Drehzahldifferenz zwischen dem Kupplungs-Eingangselement und -Ausgangselement entspricht, bei der ein weiches Einrücken der Kupplung möglich ist. Liegt der Drehzahlunterschied ineinem annehmbaren Bereich, so erzeugt die Vergleichsschaltung 23 ein Signal in der Leitung 24, das über eine Oderschaltung 25 in der Leitung 11 wirksam wird, um die Kupplung einzurücken.
Das Spannungssignal in der Leitung 20 wird weiterhin einer Differentialschaltung 26 zugeführt, die ein Signal erzeugt, das der Beschleunigung der Drehzahl des Verbrennungsmotors entspricht und das über die Leitung 27 der Oderschaltung 25 zugeführt wird, wenn der Verbrennungsmotor beschleunigt wird (d.h. wenn das Mass der Drehzahländerung grosser als Null ist). Die Leitung 27 ist mit der Oderschaltung 25 so verbunden, dass ein Signal in der Ausgangsleitung 11 des Steuersystems 12 vorliegt, wenn der Verbrennungsmotor beschleunigt wird.
Das bedeutet, dass auch wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors ausaerhalb des für das Einrücken der Kupplung annehmbaren Bereiches liegt, die Betätigungseinrichtung die Kupplung einrückt, wenn der Verbrennungsmotor beschleunigt wird. Sinkt die Drehzahl des Verbrennungsmotor ab, so rückt die Betätigungseinrichtung die Kupplung aus, bis die Drehzahl des Verbrennungsmotors wieder ansteigt.
Es ist notwendig, dass eine gewisse Verzögerung im Ansprechen der Betätigungseinrichtung auf das Signal in der Leitung 11 zum Einrücken der Kupplung vorhanden ist, um der Drehzahl des Verbrennungsmotors ein Ansteigen zu ermöglichen, sobald das Gaspedal oder die Drosselklappe des Verbrennungsmotors betätigt wird.
GIi-32 / 1. Februar 1972 - 5 -
209840/0612
Diese Verzögerung ist durch die Zeit gegeben, die die Betätigungseinrichtung benötigt, um die Kupplungselemente aus ihrer voll ausgerückten Stellung in die Stellung bei beginnendem Reibungseingriff zu bringen.
In Fig. 2 besteht die Betätigungseinrichtung aus einem hydraulischen FoI gezylinder 52, dessen Kolben in herkömmlicher Weise auf einen Kupplungsbetätigungshebel 53 wirkt. Der Folgezylinder 52 ist über ein Steuerventil 54 über eine Drosselbohrung 59 mit einer Druckmittelquelle und über eine Drosselbohrung 58 mit einem Auslass verbunden. Das Ventilelemen'c des Steuerventiles 54 wird hierbei über eine von elektrischen Signalen betätigbare Magnetspule 47 verschoben. Die Magnetspule 47 kann hierbei über die Ausgangsleitung 11 eines Steuersystems nach Fig. 1 oder die Ausgangsleitung 36 eines Steuersystems nach Fig. 3 betätigt werden.
Wird die Magnetspule 47 mit einer positiven Spannung beaufschlagt, so wird das Ventilelement des Steuerventiles 54 in die Stellung bewegt, in der es eine Verbindung über die Drosselbohrung 59 mit der Druckmittelquelle herstellt, wodurch der Kolben des FoI ge Zylinders 52 verschoben und die Kupplung ausgerückt wird. Wird die Magnetspule 47 nicht oder mit einer negativen Spannung beaufschlagt, so wird das Ventilelement des Steuerventiles 54 in die Stellung bewegt, in der es den Folgezylinder 52 mit dem Auslass verbindet, wodurch die Kupplungsfeder entsprechend den durch die Drosselbohrung 58 verzögerten Abfluss des Druckmittels die Kupplung einrückt.
In Fig. 3 ist ein weiteres Steuersystem gemäss der Erfindung gezeigt. Der von der gestrichelten Linie 12 umfasste Teil des Blockschaltbildes entspricht hierbei dem in Fig. 1 beschriebenen Teil mit der Ausnahme, dass die Deechleunigungs-Vergleichsschaltung 26 ausserdem noch von einem Signal in der Leitung 28 abhängig ist, das den Beschleunigs-Steuerwert K in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung variiert und zwei Undschaltungen 29 und
GB-32 / 1. Februar 1972 - 6 -
209840/0812
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30 sowie Umkehrschaltungen 56 und 57 vorgesehen sind, die auf das V-V Signal in der Leitung 22 ansprechen, um den Beschieunigungs-Steuerwert in der Leitung 27 umzukehren, wenn die Drehzahl des Ausgangselementes grosser ist als die Drehzahl des Verbrennungsmotors.
Die Ausgangsleitung 11 der Schaltung 12 ist mit einer Undschaltung 31 mit drei Eingängen verbunden. Der Ausgang der Undschaltung 31 ist über eine Oderschaltung 32 mit einer Betätigungsschaltung 33 verbunden. Die Betätigangsschaltung 33 enthält zwei Transistorschalter 34 und 35, die in Serie mit der Kupplungseingangsleitung 36 und zwischen einer Spannungsquelle von + 12 und - 12 Volt liegen. Der Ausgang der Oderschaltung 32 ist direkt mit dem negativen Schalter 34 und über eine Umkehrschaltung 37 mit dem positiven Schalter 35 verbunden. Daher wird ein Strom I von - 1 Ampere der Betätigungseinrichtung zugeführt, um eine Bewegung der Kupplung in Richtung Einrücken zu bewirken, wenn ein Signal im Ausgang der Oderschaltung 32 vorliegt und ein Strom I von +1 Anipere wird der Betätigungseinrichtung zugeführt, um eine Bewegung der Kupplung in Richtung Ausrücken zu bewirken, wenn kein Signal im Ausgang der Oderschaltung 32 vorliegt.
Ein Gangwechselschalter 38 wird jedesmal geschlossen, wenn ein Gangwechsel durchgeführt werden muss, wodurch die Undschaltung 31 unwirksam wird. Der Gangwechselschalter 38 kann im Schalthebel eines von Hand schaltbaren Getriebes angeordnet werden, so dass er jedesmal geschlossen wird, wenn der Schalthebel ergriffen wird. Andererseits kann bei einem automatischen Getriebe der Gangwechselschalter von diesem betätigt werden. Ein Leerlaufschalter 39 wird geöffnet, wenn sich das Getriebe im Leerlauf befindet. Die Undschaltung 31 ist abhängig vom Gangwechselschalter 38 und vom Leerlaufschalter 39, um ein Signal im Ausgang der Oderschaltung 32 zum Einrücken der Kupplung zu erzeugen, wenn sich das Getriebe im Leerlauf befindet und kein Gangwechsel durchgeiihrt wird.
GB-32 / 1. Februar 1972 - 7 -
209840/0612
Eine Vergleichsschaltung 41 spricht auf ein Signal in der Leitung 42 an, das der Drehzahl des Ausgangselementes der Kupplung entspricht, um ein Signal in der Leitung 43 zu erzeugen, wenn die Drehzahl des Ausgangselementes der Kupplung über der Drehzahl K liegt, bei der der Verbrennungsmotor abstirbt. Das Signal in der Leitung 43 wird der Undschaltung 31 über eine Oderschaltung 44 zugeleitet.
Ein Drosselklappenschalter 45 v/ird geöffnet und eine Leitung 46 mit Spannung beaufschlagt, wenn die Drosselklappe geöffnet wird. Das Signal in der Leitung 46 wird der Undschaltung 31 über die Oder schaltung 44 zugeleitet. Der Drossel-Mappenschalter 45 verhindert somit ein Einrücken der Kupplung bei stillstehendem Fahrzeug und im Leerlauf arbeitendem Verbrennungsmotorj(die Undschaltung 31 wird unwirksam gemacht). Die Kupplung bleibt jedoch bei geschlossener Drosselklappe eingerückt, bis die Geschwindigkeit des Fahrzeuges soweit abgesunken ist, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors gerade noch über der Drehzahl liegt, bei der der Verbrennungsmotor abstirbt. Dadurch ist es möglich, das Fahrzeug über den Motor abzubremsen. Ein Umformer für die Drosselklappenstellung (nicht gezeigt) erzeugt ein Signal in der Leitung 48, das dem Drosselklappenöffnungswinkel entspricht. Eine einfache Analogschaltung 49 spricht auf das Signal in der Leitung 48 an und erzeugt ein Signal in der Leitung 51, das der Drehzahl T entspricht, bei der der Verbrennungsmotor bei dem jeweiligen Drosselklappenöffnungswinkel das maximale Drehmoment abgibt.
Eine Vergleichsschaltung 50 vergleicht das Signal in der Leitung 20 für die tatsächliche Drehzahl des Verbrennungsmotors mit dem Signal in der Leitung 51 für die Drehzahl bei der der Motor das maximale Drehmoment abgibt und
erzeugt ein der Beschleunigung entsprechendes Signal in der Leitung 28. Steigt die tatsächliche Drehzahl des Verbrennungsmotors über die Drehzahl bei maximalem Drehmoment, so wird der Beschleunigungs-Steuerwert K
GB-32 / i. Februar 1972 - 8 -
7 1; S 8 4 0/Π BI 2
negativ, während er positiv ist, wenn die tatsächliche Drehzahl des Verbrennungsmotors unter der Drehzahl bei maximalen Drehmoment liegt.
Das wesentliche der Analogschaltung 49 liegt darin, dass sie ein Signal erzeugt, das niedriger ist als das , das dem maximalen Drehmoment bei Leerlauf-Stellung der Drosselklappe entspricht, wodurch die Kupplung in Richtung Einrücken bewegt wird, wenn der Verbrennungsmotor im Leerlauf läuft, die Drehzahl des Kupplungsausgangselementes jedoch hoch ist. Dadurch wird gesichert, dass die Kupplung eingerückt bleibt, wenn ein niedriger Gang eingeschaltet wird, um das mit höherer Geschwindigkeit fahrende Fahrzeug über den Motor abzubremsen, wobei die Drosselklappe geschlossen ist.
GB-32 / 1. Februar 1972
209840/0612

Claims (9)

Patentansprüche
1. \ Steuersystem für eine automatisch betätigbare Kupplung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, mit einem Eingangselement und einem Ausgangselement, wobei ein Einrücken über eine Betätigungseinrichtung erfolgt, wenn die Drehzahl des Eingangselementes grosser ist als die des Ausgangselementes und einen bestimmten Wert übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einrücken der Kupplung erfolgt, wenn die Beschleunigung des Ein gan sei em ent es einen bestimmten Steuerwert übersteigt.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einrücken der Kupplung erfolgt, wenn die Drehzahl des Eingangselementes innerhalb eines bestimmten Bereiches der Drehzahl des Ausgangselementes liegt.
3. Steuersystem nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einrücken der Kupplung erfoigt, wenn die Drehzahl des Eingangselementes geringer ist als die des Ausgangselementes und die Beschleunigung des Eingangselementes unterhalb des bestimmten Steuerwertes liegt.
4. Steuersystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Steuerwert in Abhängigkeit von der Drehzahl des Eingangselementes varriert wird.
5. Steuersystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung aus einem über elektrische Signale gesteuerte Ventile betätigten hydraulischen System besteht.
GB-32 / 1. Februar 1972
209840/0612
6. Steuersystem insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass der bestimmte Steuerwert in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung und der Motordrehzahl variiert wird.
7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerwert erhöht wird, wenn die Motordrehzahl geringer ist als die Drehzahl bei maximalem Drehmoment bei der gegebenen Drosselklappenstellung und verringert wird, wenn die Motordrehzahl grosser ist als die Drehzahl bei maximalem Drehmoment.
8. Steuersystem nach den Ansprüchen 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einrücken der Kupplung erfolgt, wenn die Drosselklappe betätigt wird und die Motordrehzahl grosser als die Leerlaufdrehzahl ist.
9. Steuersystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einrücken der Kupplung erfolgt, wenn sich das Getriebe im Leerlauf oder bei eingelegtem Gang befindet.
GB-32/1. Februar 1972
209840/0612
DE19722207571 1971-02-23 1972-02-18 Steuersystem für eine automatisch be tatigbare Kupplung, insbesondere fur Kraftfahrzeuge Pending DE2207571A1 (de)

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