SE516751C2 - Växellåda för motorfordon - Google Patents

Description

"=ß «-.l» 30 516 751 2 utnyttjande av fordonets rörelseenergi än om motorn ligger och bromsar. Motsva- rande frihjulsfunktion hos hittills kända automatiserade stegväxellådor har man hit- tills inte kunnat få på annat sätt än genom manuell frikoppling av lamellkopplingen mellan motorn och växellådan.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en automatiserad stegväxlad växellåda av i inledningen angivet slag, som är så utförd att en automatisk frihjuls- funktion motsvarande den hos den traditionella automatväxellådan med planetväx- elsteg och frihjulskopplingar kan erhållas.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att styrenheten är anordnad att vid insig- naler representerande noll gaspådrag ge utsignal att lägga en for tillfället inkopplad synkroniserad växel i friläget och att vid ett efterföljande gaspådrag ge manöveror- ganen signal att lägga i den synkroniserade växeln när motorn uppnått ett för syn- kroniseringsförloppet lämpligt varvtal.

Genom att ställaien synkroniserad växel i sitt neutralläge kopplas drivlinan isär, så att fordonet kan nilla fritt utan den bromsverkan som annars erhålles genom frik- tionsförlustema i motorn. På detta sätt uppnås sålunda frihjulsfimktion utan använd- ning av särskilda frihjulskopplingar.

I en föredragen utföringsform av växellådan enligt uppfinningen utnyttjas för fri- hjulsfunktionen en före och i serie med en basväxellåda kopplad, synkroniserad splitväxel, som har minst två roterbait lagrade kugghjul, vilka är samtidigt frikopp- lingsbara och alternativt låsbara relativt den ingående axeln medelst av nämnda ma- növerorgan styrda kopplings- och synkroniseringsorgan och ingriper med varsitt kugghjul på mellanaxeln. Styrenheten är härvid anordnad att vid insignaler repre- senterande noll gaspådrag och motorbroms frånslagen frikoppla det för tillfället re- lativt den ingående axeln låsta kugghjulet genom att ställa nämnda kopplings- och synkroniseringsorgan i neutralläget. Genom att utnyttja en synkroniserad splitväxel 10 15 20 516 751 3 för frihjulsfiniktionen kan en osynkroniserad basväxellåda användas, vilket ytterliga- re förenklar och sänker kostnaden för hela växellådan.

För att förhindra att ett eventuellt motorstopp samtidigt som frihjulsfimktionen är aktiverad får till följd att olika servon, t ex styr- och bromsservon, upphör att funge- ra genom att servopumparna stannar samtidigt med motorn är i en vidareutveckling av växellådan enligt uppfirmingen den ingående axeln förbunden med en automati- serad, av styrenheten styrd lamellkoppling, varvid styrenheten är anordnad att - vid mottagande av insignaler representerande noll motorvarvtal och viss fordonshastig- het samtidigt som nämnda synkroniserade växel är fiikopplad - ge signal att först frikoppla lamellkopplingen, därefter inkoppla den synkroniserade växeln och slutli- gen inkoppla lamellkopplingen. När lamellkopplingen kopplar ihop växellådan med motorn, drivs motorn och till denna kopplade servopumpar av fordonet, så att servo- fimktionema upprätthålles.

Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig.l visar en schematisk framställning av en fórbrännings- motor med anslutande koppling och växellåda och fig.2 kopplingen och växellådan i fig.l i förstorad skala.

I fig.l betecknar 1 en sexcylindrig förbränningsmotor, tex en dieselmotor, vars vev- axel 2 är kopplad till en generellt med 3 betecknad enskivig torrlamellkoppling, vil- ken är innesluten i en kopplingskåpa 4. Vevaxeln 2 är ovridbart förbunden med kopplingens 3 kopplingshus 5, medan dess lamellskiva 6 är ovridbart förbunden med en ingående axel 7, som är roterbart lagrad i huset 8 hos en generellt med 9 betecknad växellåda. I huset 8 är även en huvudaxel 10 och en mellanaxel ll roter- bart lagrade.

Såsom tydligast framgår av fig.2 är ett kugghjul 12 roterbart lagrat på den ingående axeln 7 och låsbart på axeln med hjälp av en med synkroniseringsorgan försedd kopplingshylsa 13, vilken är ovridbart men axiellt förskjutbart lagrad på ett med den 10 20 *ïfi 516 751 u n. 4 ingående axeln ovridbart förbundet nav 14. Med hjälp av kopplingshylsan 13 är även ett på huvudaxeln 10 roterbart lagrat kugghjul 15 låsbart relativt den ingående axeln 7. Med kopplingshylsan 13 i ett mittläge är bägge kugghjulen 12 och 15 fri- kopplade från sina axlar 7 resp. 10. Kugghjulen 12 och 15 ingriper med kugghjul 16 resp. 17, som är ovridbart förbundna med mellanaxeln 11. På mellanaxeln 11 är ytterligare kugghjul 18, 19 och 20 vridfast anordnade, vilka ingriper med på huvud- axeln 10 roterbart lagrade kugghjul 21, 22 resp. 23, som är låsbara på huvudaxeln med hjälp av kopplingshylsor 24 resp. 25, vilka i det visade utföringsexemplet sak- nar synkroniseringsanordningar. På huvudaxeln 10 ett ytterligare kugghjul 28 ro- terbart lagrat och ingriper med ett på en separat axel 29 roterbart lagrat mellankugg- hjul 30, vilket i sin tur ingriper med mellanaxelkugghjulet 20. Kugghjulet 28 är lås- bart på sin axel med hjälp av en kopplingshylsa 26 Kugghjulsparen l2,l6'och 15,17 samt kopplingshylsan 13 bildar en splitväxel med ett lågväxelsteg LS och ett högväxelsteg HS. Kugghjulsparet 15, 17 bildar även till- sammans med kugghjulsparen 21, 18, 22, 19, 23, 20 och 28, 30 en basväxellåda med fyra växlar 'framåt och en backväxel. På huvudaxelns utgångsände är ett kugg- hjul 31 vridfast anordnat, vilket bildar solhjulet i en med 32 betecknad, tvåväxlad rangeväxel av planettyp, vars planethjrilsbärare 33 är vridfast förbunden med en axel 34, som bildar växellådans utgående axel. Rangeväxelns 32 planethjul 35 ingriper med ett ringhjul 36, som med hjälp av en kopplingshylsa 37 är låsbart relativtlväx- ellådshuset 8 för lågrange LR och relativt planethjulsbäraren 33 för högrange HR.

Kopplingshylsoma 13, 24, 25, 26 och 37 är förskjutbara såsom pilarna visar i fig.2, varvid de i anslutning till pilarna visade växelstegen erhålles. Förskjutningen åstad- kommes med i fig. 2 schematiskt antydda servodon 40, 41, 42, 43 och 44, som kan vara pneumatisk manövrerade kolv-cylinderanordningar av den typ, som utnyttjas i en växellåda av ovan beskrivet slag, vilken marknadsförs under beteckningen Geartronic®. 10 15 20 riffi f30 516 751 u e.. 5 Servodonen 40, 41, 42, 43 och 44 styrs av en elektronisk styrenhet 45 (fig. l), inne- fattande en mikrodator, i beroende avi styrenheten inmatade signaler representeran- de olika motor- och fordonsdata, som åtminstone innefattar motorvarvtal, fordons- hastighet, gaspedalläge och, i förekommande fall, motorbroms till-fiån, när en till styrenheten 45 kopplad elektronisk växelväljare 46 står i sitt automatväxelläge. När välj aren står i läge för manuell växling sker växlingen på förarens kommando via växelväljaren 46. Styrenheten 45 styr även bränsleinsprumingen, dvs motorvarvtalet, i beroende av gaspedalläget samt lufttillförsehi till en pneurnatisk kolv- cylinderanordning 47, medelst vilken kopplingen 3 fiikopplas.

Enligt uppfinningen är styrenheten 45 programmerad, så att frihjulsfunktionen akti- veras, när föraren eller farthållaren inte längre varken begär något bränsle (noll gas- pådrag) eller aktivering av någon motorbroms, t ex en avgastryckregulator eller en kompressionsbroms. Detta går till så att styrenheten 45 först styr motorvarvet, så att inget moment överföres mellan växellådans ingående axel 7 och huvudaxel 10. Där- efter ger styrenheten 45 signal till servodonet 40 att ställa kopplingshylsan 13 i neu- tralläget, varefter motorn styrs till tomgångsvarv. Drivlinan är nu isärkopplad och fordonet kan rulla fiitt. Genom att frikoppla en synkroniserad splitväxel uppnås fri- hjulsfunktionen genom fiikoppling av en och samma växel oberoende av vilken växel som är ilagd i basväxellådan.

Styrenheten 45 är programmerad att deaktivera frihjulsfimktionen, när föraren begär bränsle med gaspedalen eller farthållaren eller begär motorbromsning genom att ex- empelvis aktivera en avgasbroms eller kompressionsbroms. Härvid reglerar styren- heten först in motorvarvtalet mot ett varvtal som möjliggör synkronisering och där- efter förskjuts kopplingshylsan 13 till sitt föregående inkopplingsläge. Drivlinan är nu ihopkopplad och drivning eller motorbromsning är åter möjlig.

I styrenheten 45 är även en säkerhetsfimktion inprogrammerad, om motom skulle starma när frihjulsfunktionen är aktiverad, vilket innebär styrenheten 45 då ger sig- nal att först frikoppla kopplingen 3 mellan motom och växellådan och därefter att 10 516 751 m n» 6 förskjuta den i neutralläget befmtliga kopplingshylsan 13 till sitt föregående in- kopplingsläge. Efter inkoppling av den synkroniserade växeln ger styrenheten 45 signal att återinkoppla kopplingen 3. När kopplingen 3 är inkopplad drivs motorn av fordonet och eventuella tillsatsaggregat som servopurnpar och motorbromsar, som normalt drivs av motom drivs nu av fordonet via motorn.

Uppfinningen har ovan beskrivits med hänvisning till en föredragen utföringsfonn, vid vilken fríhjulsfunktionen uppnås genom frikoppling av en och samrna växel, nämligen en synkroniserad splitväxel, oberoende av vilken växel som är ilagt när frirullning av fordonet önskas. Inom ramen för uppfinningen kan man givetvis tänka sig att i en synkroniserad växellåda utan splitväxel fiikoppla den för tillfället ilagda synkroniserade växeln.

Claims (6)

10 is 20 f_fi 516 751 i; in Patentkrav

1. Stegväxlad växellåda för motorfordon, innefattande en i ett hus (8) roterbart lag- rad ingående axel (7), minst en i huset lagrad mellanaxel (1 1), som uppvisar minst ett kugghjul (16,18) i ingrepp med ett kugghjul (12,15) på den ingående axeln, en i huset lagrad huvudaxel (10) med kugghjul (15,2 1,22,23), som ingriper med kugghjul (18, 19,20) på mellanaxeln, varvid åtminstone det ena kugghjulet i varje par med varandra ingripande kugghjul på mellanaxeln och huvudaxeln är roterbart lagrat på sin axel och medelst kopplingsorgan (13,24,25) är låsbart på sin axel, samt med kopplingsorganen samverkande manöverorgan (40,41,42), som är styrda av en styr- enhet (45) i beroende avi styrenheten inmatade signaler representerande olika mo- tor- och fordonsdata som åtminstone innefattar motorvarvtal, fordonshastighet och gaspedalläge, kännetecknad av att styrenheten (45) är anordnad att vid insignaler representerande noll gaspådrag ge utsignal till manöverorganen (40,41,42) att lägga en för tillfället inkopplad synkroniserad växel i friläget och att vid ett efterföljande gaspådrag ge manöverorganen signal att lägga i den synkroniserade växeln, när motom uppnått ett för synkroniseringsförloppet lämpligt varvtal.

2. Växellåda enligt krav 1 kopplad till en motor med motorbromsorgan för att öka motoms bromseffekt, kännetecknad av att styrenheten (45) är anordnad att vid in- signaler representerande noll gaspådrag och motorbromsorganen frånslagna ge ut- signal till manöverorganen (40,41,42) att lägga den för tillfället inkopplade synkro- niserade växeln i fiiläget.

3. Växellåda enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att minst två roterbart lagrade kugghjul (12,15) är samtidigt frikopplingsbara och altemativt låsbara relativt den ingående axeln medelst av nänmda manöverorgan (40) styrda kopplings-och syn- kroniseringsorgan (13) och ingriper med varsitt kugghjul (16, 17) på mellanaxeln (1 1), och att styrenheten (45) är anordnad att vid insignaler representerande noll gaspådrag och motorbroms frånslagen frikoppla det för tillfället relativt den 10 15 516 751 i. i.- 8 ingående axeln (7) låsta kugghjulet genom att ställa nämnda kopplings- och synkro- niseringsorgan i ett neutralläge.

4. Växellåda enligt krav 3, kännetecknad av att det frikopplingsbara kugghjulet (21,22,23) i varje par med varandra ingripande kugghjul på mellanaxeln (11) och huvudaxeln (10) är låsbart på sin axel medelst kopplingsorgan (24,25), som saknar synkroniseringsfimktion.

5. Växellåda enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att den ingående axeln (7) är förbunden med en automatiserad, av styrenheten styrd lamellkoppling (3) och att styrenheten (45) är anordnad att - vid mottagande av insignaler representerande noll motorvarvtal och viss fordonshastighet samtidigt som nämnda synkroniserade växel är frikopplad - ge signal att först frikoppla lamellkopplingen, därefter inkoppla den synkroniserade växeln och slutligen inkoppla lamellkopplingen.

6. Växellåda enligt något av kraven 1-5, kännetecknad av att huvudaxeln (10) vrid- fast uppbär solhjulet (35) i en planetväxel, vars planethjulsbärare (33) är förbunden med en i huset roterbart lagrad utgående axel (34).