SE518960C2 - Drivaggregat för motorfordon - Google Patents

Description

'25 nous» , n u n. e.. n ' "e o: a oc * , . , u n o n :z i , u o I :_ . . , , . u 0 v x o . v u n . . . _ . e ' O .i u v _" :c _ n. a.. J. __ , nu n . e e 2 möjligt att göra växellådan kortare eller altemativt att med en given längd göra kugghjulen bredare än i en synkroniserad växellåda med motsvarande längd för att därigenom möjliggöra överföring av högre moment.

När fordonet står stilla och växelvälj aren står i neutralläget, är kopplingen normalt inkopplad, så att moment överföres från motorn via kopplingen till växellådans in- gående axel och därigenom även till dess mellanaxel. Denna utnyttjas ofta för att driva växellådans smöijolj epump, vilket innebär att växellådans lager på detta sätt tillföres smörjolja även i växellådans neutralläge när kopplingen är inkopplad. När fordonet skall startas måste kopplingen först frikopplas, innan en startväxel kan läg- gas i. Om växeln som skall läggas i är en osynkroniserad växel, måste först de med varandra ingripande kugghjulen på huvudaxeln och mellanaxeln bromsas ned till åtminstone i det nännaste stillastående innan den aktuella växeln kan läggas i. Väx- ellådor av den aktuella typen har oftast mycket små förluster, vilken innebär att det skulle ta för lång tid från det att kopplingen frikopplats till dess att växellådans ro- terande delar stannat, om inte de roterande delama aktivt bromsades på något sätt.

Ett känt sätt är att utnyttja en mellanaxelbroms, som snabbt bromsar ned mellan- axeln till stillastående när kopplingen frikopplas.

När det gäller drivaggregat av den aktuella typen uppstår emellertid problem med att komfortabelt kunna lägga i en osynkroniserad växel i låg fart utan att erhålla skrap- ljud i växellådan. Om nämligen farten hos fordonet är så låg, att det skulle krävas ett lägre varvtal på motom än dess tomgångsvarvtal för att med motom kunna synkro- nisera varvtalet hos den ingående axeln med varvtalet för vald växel men så hög att mellanaxelbromsen inte kan användas för att bromsa ned mellanaxeln, kan ilägg- ningen av växeln ske först ett antal sekunder efter frikoppling, när den ingående ax- elns varvtal reducerats till lämpligt varvtal, om iläggningen skall kunna ske utan skrap. Beroende på de roterande massomas tröghet och temperaturen hos oljan i växellådan skulle den erforderliga tiden innan växlingen skulle kunna genomföras utan skrap uppgå till mellan fem och tio sekunder. 10 15 20 '25 *"* 30 513 960 l 3 Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett drivaggregat av i inled- ningen angivet slag, vilket undanröj er ovannämnda problem genom att möjliggöra snabb och bekväm iläggning utan skrap av en växel, när fordonets hastighet är så låg, att synkronisering genom varvtalsstyrning av motorn inte är möjlig, men så hög, att växling direkt efter bromsning av mellanaxeln till stopp med hjälp av mellanax- elbromsen inte kan genomföras utan skrap.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att styrenheten är anordnad att - när växel- väljaren ligger i neutralläget, kopplingen är inkopplad och fordonets hastighet är så låg, att synkronisering med motorn kräver lägre motorvarv än motorns tom- gångsvarv för vald växel - vid förflytming av växelvälj aren till valt växelläge i tur och ordning frikoppla kopplingen, aktivera nämnda brornsorgan att snabbt bromsa ned mellanaxeln till åtminstone i det närmaste stillastående, inkoppla kopplingen, så att den ingående axeln accelereras långsamt samt slutligen aktivera nämnda kopp- lingsorgan att lägga i den valda växeln, när den ingående axeln uppnått ett för den valda växelns iläggning lämpligt varvtalsområde.

I ett föredraget utförande är styrenheten anordnad att under nämnda förutsättningar först ställa kopplingen i dragläget och sedan långsamt öka inkopplingskraften, så att den ingående axeln accelereras upp till lämpligt varvtalsområde. För identiñeringen av dragläget och stymingen av inkopplingen utnyttjas företrädesvis en styrenhet av det slag, som visas och beskrivs i SE 9903117-1.

Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig. 1 visar en schematisk framställning av en utföringsfonn av ett drivaggregat enligt uppfinningen, fig. 2 kopplingen och växellådan i fig. 1 i förstorad skala och fig. 3 ett diagram över ingående axelns varvtal beroende på kopplingens in- och urkopplingsförlopp vid iläggning av växel i låg fart.

I fig. 1 betecknar l en sexcylindrig förbränningsmotor, tex en dieselmotor, vars vevaxel 2 är kopplad till en generellt med 3 betecknad enskivig torrlamellkoppling, 10 15 20 '-ß :unna sn;uø 30 , , » | va u 518 960 ëäufifaseavwnua 4 vilken är innesluten i en kopplingskåpa 4. I stället för en enskivig lamellkoppling kan en tvåskivig koppling användas. Vevaxeln 2 är ovridbart förbunden med kopp- lingens 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 en huvudaxel 10 och en mellanaxel 11 roterbart 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 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. Kugghjulen 12 och 15 ingriper med kugghjul 16 resp. 17, som är ovridbart förbundna med mellanaxeln 1 1. På mellanaxeln ll är ytterligare kugghjul 18, 19 och 20 vridfast anordnade, vilka ingriper med på huvudaxeln 10 roterbart lagrade kugghjul 21, 22 resp. 23, som är låsbara på huvudaxeln med hjälp av kopplingshyl- sor 24 resp. 25, vilka i det visade utföringsexemplet saknar synkroniseringsanord- ningar. På huvudaxeln 10 är ett ytterligare kugghjul 28 roterbart lagrat och ingriper med ett på en separat axel 29 roterbart lagrat mellankugghjul 30, vilket i sin tur in- griper med mellanaxelkugghjulet 20. Kugghjulet 28 är låsbart på sin axel med hjälp av en kopplingshylsa 26.

Kugghjulsparen 12, 16 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 10 utgångsände är ett kugghjul 31 vridfast anordnat, vilket bildar solhjulet i en med 32 betecknad, tvåväxlad range- växel av planettyp, vars planethjulsbärare 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 relativt växellåds- huset 8 för lågrange LR och relativt planethjulsbäraren 33 för högrange HR. Kopp- 10 15 20 i 25 :af-u 30 518 960 -'.,-.: f 5 lingshylsan 37 har även ett mellan växellägena LR och HR liggande neutralläge NR, i vilket den utgående axeln 34 är frikopplad från huvudaxeln 10.

Kopplingshylsorna 13, 24, 25, 26 och 37 är förskjutbara såsom pilama visar i fig. 2, varvid de i anslutning till pilarna visade växelstegen erhålles. F örskjutningen åstad- kommes med i fig. 2 schematiskt antydda servodon 40, 41, 42, 43 och 44, som kan vara pneumatiskt manövrerade kolv-cylinderanordningar av den typ, som utnyttjas i en växellåda av ovan beskrivet slag, vilken marknadsförs under beteckningen Gear- tronic®. Servodonen styrs av en elektronisk styrenhet 45 (fig. 1), innefattande en mikrodator, i beroende av i styrenheten inmatade signaler representerande olika motor- och fordonsdata, som omfattar åtminstone motorvarvtal, fordonshastighet, kopplings-och gaspedalläge samt, i förekommande fall, motorbroms till-från, när en till styrenheten 45 kopplad elektronisk växelväljare 46 står i sitt automatlåge. När väljare står i läge för manuell växling sker växlingen på förarens kommando via växelväljaren 46. Styrenheten 45 styr även bränsleinsprutningen, dvs motorvarvta- let, i beroende av gaspedalläget samt lufttillförseln till en pneumatisk kolv- cylinderanordning 47, medelst vilken kopplingen 3 inkopplas och frikopplas.

Styrenheten 45 är på känt sätt programmerad, så att den håller kopplingen 3 in- kopplad, när fordonet står stilla och växelväljaren 46 ligger i neutralläget. Detta be- tyder att motorn driver den ingående axeln 7 och därmed också mellanaxeln, medan den utgående axeln 34 är frikopplad. Eventuella av mellanaxeln drivna tillsatsag- gregat, t ex en oljepump för växellådans Smörjning, drivs i detta läge. Styrenheten 45 är vidare programmerad att, då fordonet står stilla och växelvälj aren flyttas från neutralläget till ett växelläge, antingen till ett läge för automatväxling eller till ett läge med av föraren vald startväxel, först frikoppla kopplingen 3, sedan bromsa mellanaxeln ll till stopp med hjälp av den i fig. 2 antydda mellanaxelbromsen 50, som kan vara en i och för sig känd, av styrenheten 45 styrd bromsanordning. Med mellanaxeln 11 bromsad till stopp eller i varje fall åtminstone i det närmaste till stopp initierar styrenheten 45 nu växling i basväxellådan till en växel, som ges av automatiken eller av föraren vald totalväxel. När föraren efter iläggning av växeln »rusa 1:a:- 10 15 20 , . u I en u 518 960 f 6 ger gas, fimgerar gaspedalen som en omvänd kopplingspedal, vilken via styrenheten successivt ökar kopplingsingreppet med ökande gaspådrag.

Om fordonet inte står helt stilla, när växelvälj aren 46 flyttas från neutralläget till ett växelläge, men dess hastighet är så låg att synkronisering av vald växel med hjälp av motom skulle kräva ett motorvarvtal under motoms tomgångsvarvtal, sker väx- lingsförloppet på det sätt, som illustreras i diagrammet i fig. 3, där den heldragna 7, 7, linjen a markerar motorns tomgångsvarv, som i det visade exemplet antas vara 600 rpm. Området mellan de streckade linjerna ”b” och ”c”, ca 350-450 rpm, mar- kerar det varvtalsområde inom vilket den ingående axelns 7 varvtal måste ligga för att växling till vald växel skall kunna ske utan skrap. Vid förflyttning av växelvälj a- ren 46 från neutrallåget initierar styrenheten 45 frikoppling av kopplingen 3. Sedan aktiverar styrenheten mellanaxelbromsen 50, som snabbt bromsar ned mellanaxeln ll till stopp, vilket illustreras med linjen ”d”. Därefter initierar styrenheten inkopp- ling av kopplingen 3 genom att först ställa den i dragläget och sedan successivt öka inkopplingen tills den ingående axelns 7 varvtal når in i det önskade varvtalsornrå- det mellan linjerna ”b” och ”c”, vilket illustreras med linjen ”e”. Med den ingående axelns varvtal inom det angivna området initierar styrenheten 45 iläggning av den valda växeln. Styrenheten kan exempelvis vara programmerad att styra inkopplings- förloppet, så att kopplingen 3 överför så lågt moment att accelerationen av den ingå- ende axeln 7 från stopp till 350-450 rpm tar ca 0,3-0,6 s.

Claims (3)

10 15 20 f' 25 .Ivan Ina). 518 960 Patentkrav

1. Drivaggregat fór motorfordon, innefattande en fórbränningsmotor (1) och en via en automatiserad lamellkoppling (3) med motorns vevaxel (2) förbunden ingående axel (7) till en stegväxlad växellåda (9), som har minst en i ett hus lagrad mellan- axel (11), vilken uppvisar minst ett kugghjul (16,l7) i ingrepp med ett kugghjul (12, 1 5) på den ingående axeln och bromsorgan (50), medelst vilka mellanaxelns rotation snabbt kan bromsas ned till noll vid frikoppling av kopplingen, en i huset lagrad huvudaxel (10) med kugghjul (1 5,2l,22,23), som ingriper med kugghjul (l7,18, 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 låsbart medelst kopplingsorgan (13,24,25), av vilka åtminstone kopp- lingsorganen fór några framåtväxlar saknar synkroniseringsfunktion, samt med kopplingsorganen samverkande manöverorgan (40,41,42), som är styrda av en med en växelväljare (46) förbunden styrenhet (45),'i vilken inmatas signaler represente- rande vald växel samt olika motor- och fordonsdata, som åtminstone innefattar mo- torvarvtal, varvtal på ingående axel, fordonshastighet, kopplingsläge och gaspedal- läge, kännetecknat av att styrenheten (45) är anordnad att - när växelväljaren (46) ligger i neutralläget, kopplingen (3) är inkopplad och fordonets hastighet är så låg, att synkronisering med motom kräver lägre niotorvarv än motoms tomgångsvarv för vald växel - vid fórflytming av växelvälj aren till valt växelläge i tur och ordning fri- koppla kopplingen, aktivera nämnda bromsorgan (50) att snabbt bromsa mellan- - axelns rotation till åtminstone i det närmaste stillastående, inkoppla kopplingen, så att den ingående axeln (7) accelereras långsamt, och aktivera nämnda kopplings- organ (13,24,25) att lägga i den valda växeln, när den ingående axeln har uppnått ett för den valda växelns iläggning lämpligt varvtalsområde.

2. Drivaggregat enligt krav l, kännetecknat av att styrenheten (45) är anordnad att under nämnda förutsättningar vid inkoppling av kopplingen (3) först hastigt ställa kopplingen i dragläget och sedan långsamt öka inkopplingskraften. 518 960 8

3. Drivaggregat enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att styrenheten (45) är an- ordnad att styra kopplingen (3), så att under nämnda förutsättningar den ingående axeln accelereras upp till lämpligt varvtalsområde på ca 0,3 - 0,6 s. »upon 11::-