DE3039703A1

DE3039703A1 - Anordnung zum steuern einer elektromagnetpulverkupplung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3039703A1
Application number: DE19803039703
Authority: DE
Inventors: Toshio Takano
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1979-10-22
Filing date: 1980-10-21
Publication date: 1981-04-30
Also published as: JPS5660733A; DE3039703C2; FR2467725A1; FR2467725B1; GB2063413A; US4403683A; JPS6257535B2; GB2063413B

Description

Anordnung zum Steuern einer Elektromagnetpulverkupplung für Kraftfahrzeuge

Priorität: 22. Oktober 1979 Japan 54-136560

Die Erfindung befaßt sich mit einer Anordnung zur Verhinderung einer Beschädigung durch Überhitzung einer Elektromagnetpulverkupplung für Kraftfahrzeuge.

Eine Elektromagnetpulverkupplung enthält einen ringförmigen Antriebsteil, der an der Kurbelwelle des Motors befestigt ist, eine in dem Antriebsteil vorgesehene Magnetisierungsspule, einen getriebenen Teil, der an der Eingangswelle des Getriebes befestigt ist, wobei ein Spalt zu. dem Antriebsteil freigelassen wird, und ein in der Kupplung vorgesehenes Pulver- Wenn das Beschleunigungspedal niedergedrückt wird, fließt ein elektrischer Strom durch die Magnetisierungsspule zum Magnetisieren des Antriebsteils. Das Pulver wird in dem Spalt durch den Magnetfluß angesammelt, so daß der getriebene Teil mit dem Antriebsteil über das Pulver gekuppelt wird. Auf diese Weise kann'die Ausgangsleistung des Motors auf das Getriebe übertragen werden.

Der Kupplungsstrom in der Magnetisierungsspule steigt progressiv an entsprechend dem Umfang des Hiederdrückens des Beschleunigungspedals, wobei die Kupplung zwischen dem Antriebsteil und dem getriebenen Teil schleift. Auf diese Weise kann das Fahrzeug glatt und leicht gestartet werden, indem das Bosehleunigungspedal niedergedrückt wird, ohne das Kupplungspedal zu betätigen. Die Kupplung fährt fort zu schleifen, bis das Kupplungsdrehmoment einen Wert erreicht, der gleich dem Motordrehmoment, nämlich dem Abdrosseldrehmoment ist, was verursacht, daß die Temperatur der Kupplung

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ansteigt. Die Abdrosselgeschwindigkeit bei jeder Getriebeschaltgeschwindigkeit wird durch die Drehzahl des Motors bestimmt. Wenn das Fahrzeug in einer hohen Geschwindigkeitsstufe, beispielsweise dem dritten 5 oder vierten Gang, gestartet wird, muß deshalb die Kupplung in einem weiten Bereich bis zu einer hohen Motorgeschwindigkeit schleifen. Als Ergebnis wird die Temperatur der Kupplung übermäßig erhöht, was eine Beschädigung der Kupplung verursacht.

Um eine solche Beschädigung zu verhindern, wird die Kupplung im allgemeinen so ausgebildet, daß beim Starten des Fahrzeugs im dritten oder vierten Gang der Eupplungsstrom ansteigt, um das Kupplungsdrehmoment plötzlich zu erhöhen, so daß das Fahrzeug wegen des Klopfens oder Anhaltens des Motors nicht gestartet werden kann.

Andererseits wird die Kupplung so ausgebildet, daß ein Starten im zweiten Gang ermöglicht wird, um den Start-Vorgang zu vereinfachen. Wenn jedoch der Start im zweiten Gang unter bestimmten Umständen, beispielsweise bei einem Terkehrsstau, wiederholt wird, wird die Kupplung überhitzt, wodurch die Isolation der Spule verbrennt. Des weiteren kann das Fett aus den Lagern austreten, wodurch die Lebensdauer der Lager verringert wird. Schließlich kann das öl in die Pulverkammer der Kupplung eintreten, was das Schleifen der Kupplung unterstützt, wodurch eine Beschädigung der Kupplung verursacht werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Elektromagnetpulverkupplungsanordnung zu schaffen, die in der Lage ist, ein Starten im zweiten Gang des Fahrzeugs zu ermöglichen, was eine Beschädigung der Kupplung durch Überhitzung, die durch häufiges Starten im zweiten Gang verursacht wird, verhindert.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Anordnung zum Steuern einer Elektromagnetpulverkupplung eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs vorgesehen, die aufweist einen Antriebsteil, der an der Kurbelwelle des Motors befestigt ist, eine in dem Antriebsteil vorgesehene Magnetisierungsspule, einen dem Antriebsteil benachbarten getriebenen Teil, Pulver aus magnetischem Material, das in dem Baum zwischen dem Antriebsteil und dem getriebenen Teil vorgesehen ist, ein an dem getriebenen Teil befestigtes Getriebe mit mehreren Stufenschaltzahnrädern mit wenigstens einer ersten, zweiten und dritten Geschwindigkeitsstufe, einen zweiten Schalter, der in der zweiten Geschwindigkeitsstufe des Getriebes betätigt wird, einen dritten Schalter, der in der dritten Geschwindigkeitsstufe betätigt wird, einen Thermoschalter, der bei einer vorbestimmten Temperatur der Kupplung betätigt wird, und eine Einrichtung zum Steuern des Stroms zur Magnetisierungsspule, wobei die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, daß der Strom mit einem Anstieg der Drehzahl des Motors zunimmt und der Strom in der dritten Geschwindigkeitsstufe steiler ansteigt als der Strom in der zweiten Geschwindigkeitsstufe,und wobei beim Betätigen des zweiten Schalters und des Thermoschalters der Strom zu der dritten Geschwindigkeitsstufe geändert wird, um das Starten des Fahrzeugs unmöglich zu machen.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung

beschrieben, in der sind
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Fig. 1 ein Schnitt eines Getriebes mit einer Elektromagnetkupplung, die bei der Anordnung nach der Erfindung verwendet wird,

Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig· 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Drehzahl des Motors und dem Motordrehmoment und dem Kupplungsdrehmoment und

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Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Beispiels der Anordnung nach der Erfindung.

In Fig. 1 und 2, die ein Getriebe mit durchgehender Achse, bei dem die Erfindung angewendet wird, zeigen, ist 1 eine Elektromagnetpulverkupplung, 2 ein Vierganggetriebe und 5 eine Enduntersetzungsvorrichtung. Die Elektromagnetpulverkupplung 1 ist in einem Kupplungsgehäuse 4 vorgesehen und enthält eine Antriebsplatte 6, die an dem Ende einer Kurbelwelle 5 eines Motors angebracht ist, einen ringförmigen Antriebsteil 8, der an der Antriebsplatte 6 befestigt ist, eine Magnetisierungsspule 7» die in dem Antriebsteil 8 vorgesehen 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 freigelassen wird. Pulver aus Magnetmaterial ist in einer Pulverkammer 12 vorgesehen und der Spalt 11 ist so ausgebildet, daß er mit dem Pulver gefüllt wird. Eine Kappe 13 ist an dem Antriebsteil 8 befestigt. Die Kappe 13 hat ein zylindrisches Stück koaxial zur Eingangswelle 9» auf der ein Schleifring 14 befestigt ist. Der Schleifring 14 ist mit dem Antriebsteil 8 durch eine Leitung A verbunden. Eine gegen den Schleifring 14 gepreßte Bürste 16 ist in einem Halter 17 gehalten und mit einer nachfolgend beschriebenen Steuereinrichtung durch eine Leitung B verbunden.

Wenn der Antriebsteil 8 durch die Antriebsplatte 6 und die Kurbelwelle 5 gedreht wird, wird das Pulver in der Pulverkammer 12 in den Spalt 11 durch Zentrifugalkraft gedrückt. Wenn die Magnetisierungsspule 7 durch den durch die Leitung B, die Bürste 16, den Schleifring 14 und die Leitung A zugeführten Strom erregt wird, wird der Antriebsteil 8 magnetisiert, um einen Magnetfluß zu erzeugen, der durch, den getriebenen Teil 10 fließt, siehe die Pfeile in Fig. 1. Das Pulver wird somit in

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dem Spalt 11 angesammelt, so daß die Leistung des Motors auf die Eingangswelle 9 über die Kupplung übertragen wird.

Die Anordnung ist so vorgesellen, daß der Strom zu der Spule 7 mit dem Ansteigen der Drehzahl des Motors erhöht wird, so daß das Kupplungsdrehmoment erhöht werden kann, siehe Pig» 3· Das Kupplungsdrehmoment im ersten Gang und im zweiten Gang des Getriebes ändert sich so, wie es durch die linie "11" angegeben ist, um ein leichtes Starten des Pahrzeugs zu erreichen. Das Kupplungsdrehmoment im dritten und vierten Gang erhöht sich stark, wie durch die linie "12" gezeigt. Beide Drehmomentlinien 11 und 12 kreuzen die Motordrehmomentlinie m jeweils bei P1 und P¹. Die Kupplung schleift in dem strichlinierten Bereich. Im dritten und vierten Gang wird die Kupplung bei einem niedrigen Motordrehmoment P¹ gekuppelt. Deshalb ist es unmöglich, das Fahrzeug im dritten und vierten Gang des Getriebess zu starten.

Im Getriebe 2 sind Antriebszahnräder 18 bis 21 für den ersten bis vierten Gang einstückig auf der Eingangswelle 9 vorgesehen, die jeweils mit getriebenen Zahnrädern 23 bis 26 kämmen. Die getriebenen Zahnräder 23 bis 26 sind drehbar auf der Ausgangswelle 22 parallel zur Eingangswelle 9 angebracht. Jedes getriebene Zahnrad 23 und 24 ist in der lage, mit der Ausgangswelle durch Betätigen einer Synchroneinrichtung 27 in Eingriff zu kommen, und jedes getriebene Zahnrad 23 und 26 kommt in Eingriff mit der Ausgangswelle durch eine Synchroneinrichtung 28. Des weiteren ist eine Eückwärtsantriebsgetriebeeinrichtung 29 vorgesehen.

Ein Ausgangszahnrad 30 ist an einem Ende der Ausgangswelle 22 befestigt und kämmt mit einem Eingzahnrad 33 eines Differentials 3I in der Enduntersetzungsvorrichtung 3· Die Ausgangsleistung der Ausgangswelle 22 wird

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somit auf eine Achse 37 über das Ringzahnrad 32, das Gehäuse 33, die Welle 34, die Eitzel 35 und das Seitenzahnrad 36 übertragen, um die (nicht gezeigten) Bäder anzutreiben.

Pig. 4 zeigt eine Steueranordnung für die oben beschriebene Kupplung. Die Steueranordnung enthält eine Steuereinrichtung 38 und eine Einrichtung zum Bestimmen des Antriebszustande des Kraftfahrzeugs. Die Einrichtung zum Bestimmen des Antriebszustande enthält einen Schalthebelschalter 39, der durch Betätigen des Getriebeschalthebels des Getriebes geschaltet wird, einen Beschleunigungsschalter 14, der durch das Beschleunigungspedal geschlossen wird, einen 3-4-Schalter 41, der in der dritten und vierten Geschwindigkeitsstufe des Getriebes geschlossen ist, und einen Geschwindigkeitsfühler 42. Der 3-4-Schalter 41 enthält einen Betätigungsstab 41a, der gegen die 3-4-Schaltschiene 44 durch eine (nicht dargestellte) Feder gedruckt wird* Im dritten und vierten Gang ist der 3-4-Schalter durch den Stab 41a geschlossen. In der neutralen Stellung ist der Betätigungsstab 41 in Eingriff mit einer Ausnehmung 43, die in der Schaltschiene 44 gebildet ist, so daß der 3-4-Schalter 41 geöffnet wird. Der Geschwindigkeitsfühler wird geschlossen, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs einen vorbestimmten Wert übersteigt. Die Quellenspannung der Batterie 45 wird an die Spule 7 über den Schlüsselschalter 46 und die Steuereinrichtung 38 angelegt. Die Steuereinrichtung 38 ist so ausgebildet, daß sie den Strom zur Spule 7, so wie dies durch die Linie 11 oder 12 in Fig. 3 gezeigt ist, in Übereinstimmung mit dem Impuls von der Zündspule 47 ändert. Der Thermoschalter 49, der bei einer vorbestimmten Temperatur geschlossen wird, ist an dem Kupplungsgehäuse 4 zum Feststellen der Temperatur der Kupplung vorgesehen. Ein zweiter Schalter 50, der in der zweiten Geschwindigkeitsstufe geschlossen wird,

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ist mit dem Thermoschalter 49 in Reihe geschaltet.

Wenn im Betrieb der Beschleunigungsschalter 40 geschlossen wird, wird die Steuereinrichtung 38 betätigt, um die Ausgangsspannung der Batterie 45 an die Magnetisierungsspule 7 der Kupplung anzulegen. Wenn das Kraftfahrzeug im ersten Gang gestartet wird, ändert sich das Kupplungsdrehmoment längs der Linie 11 in Fig. 3» wodurch das Fahrzeug glatt gestartet werden kann. Wenn beim Starten im zweiten Gang die Temperatur der Kupplung niedrig ist und der Thermoschalter 49 geöffnet wird, hat das Schließen des zweiten Schalters 50 keine Wirkung auf die Steuereinrichtung 38. Das Kraftfahrzeug kann somit durch das Kupplungsdrehmoment der Linie 11 wie beim Start in dem ersten Gang gestartet werden. Wenn das Getriebe in den dritten oder vierten Gang geschaltet wird, wird der 3-4-Schalter geschlossen, so daß das Kupplungsdrehmoment sich wie die Linie 12 ändert.

Auf diese Weise ist es unmöglich, das Fahrzeug im dritten oder vierten Gang zu starten, und ein solcher Zustand wird durch eine Warnschnarre 48 gemeldet.

Wenn das Kraftfahrzeug oft im zweiten Gang gestartet wird und die Temperatur der Kupplung einen vorbestimmten

Wert erreicht, wird der Thermoschalter 49 geschlossen. Wenn der zweite Schalter 50 durch Betätigung des Getriebeschalthebels geschlossen wird, wird somit die Steuereinrichtung 38 betätigt, um das Kupplungsdrehmoment längs der Linie 12 zu erzeugen. Dies macht es unmöglich, das Fahrzeug im zweiten Gang zu starten. Zu dieser Zeit wird auch die Warnschnarre 48 betätigt.

Das Kraftfahrzeug kann somit im ersten Gang gestartet werden und eine Beschädigung der Kupplung kann verhindert werden.

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Die Erfindung schafft somit eine Elektromagnetpulverkupplung, die gegen Beschädigung durch Überhitzung, die von einem wiederholten Starten im zweiten Gang herrühren würde, geschützt ist.

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Claims

REINLÄNDER & BERNHARDT 5/32 Orthstraße 12 D-8000 München 60 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha 7-2 Mshishinjuku 1-chome Shin j uku-ku, T okyo, Jap an Patentansprüche

1.) Anordnung zum Steuern einer Elektromagnetpulverkupplung '* eignes Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs mit einem an der Kurbelwelle des Motors befestigten Antriebsteil, mit einer in dem Antriebsteil vorgesehenen Magnetisierungsspule, mit einem getriebenen Teil nahe dem Antriebsteil und mit einem Pulver aus Magnetmaterial, das in dem Baum zwischen dem Antriebsteil und dem getriebenen Teil vorgesehen ist,

gekennzeichnet durch ein an dem getriebenen Teil befestigtes Getriebe mit Mehrstufenschaltzahnrädern für wenigstens eine erste, eine zweite und eine dritte Geschwindigkeitsstufe, durch einen zweiten Schalter, der in der zweiten Geschwindigkeitsstufe des Getriebes betätigt wird, durch einen Thermoschalter, der bei einer vorbestimmten Temperatur der Kupplung betätigt wird, und durch eine Warneinrichtung, die durch Signale von dem zweiten Schalter und dem Thermoschalter betätigt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalter in der zweiten Geschwindigkeitsstufe geschlossen wird, daß der dritte Schalter in der dritten Geschwindigkeitsstufe geschlossen wird, daß der Thermoschalter bei einer vorbestimmten Temperatur der Kupplung geschlossen wird und daß der zweite Schalter und der Thermoschalter in Reihe geschaltet sind.

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3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen dritten Schalter in der dritten Geschwindigkeitsstufe zum Erzeugen eines Signals und durch eine zweite Warneinrichtung, die durch das Signal in der dritten Geschwindigkeitsstufe betätigt wird.

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