SE523670C2 - Stegväxlad växellåda för motorfordon - Google Patents

Description

20 25 30 35 523 670 o u ~ | . u a n o - « v u nu 2 Fördelen med denna typ av automatväxellàda jämfört med en traditionell automatväxellàda uppbyggd med planetväxelsteg och med en hydrodynamisk momentomvandlare pä ingångssidan är dels att, framför allt när det gäller användning i tunga fordon, den är enklare och robustare och kan framställas till väsentligt lägre kostnad än den traditionella auto- matväxellàdan och dels att den har högre verkningsgrad, vilket betyder möjlighet till lägre bränsleförbrukning.

Enligt känd teknik för ovan nämnda typ av automatiserad stegväxlad växellåda sker följande då neutralläge väljs. När transmissionsstyrsystemet fár insignal om att neutralläge är valt sä placeras den osynkroniserade basväxelládan i sitt neutralläge. Detta innebär att samtliga basvàxellàdans växlar är urkopplade och således gär det inte att överföra vridmoment genom basväxelládan.

En nackdel med detta är att om detta sker under körning med fordonet kan växellådan bli obrukbar om fordonets motor skulle stanna. Om motorn inte kan styras sä kan inte en ny växel i basväxelládan väljas, eftersom synkroniseringen av en växel sker mha precisionsstyrning av motorns rotationsvarvtal. Således kan ingen ny växel i basväxelládan kopplas in.

Styrsystemet tillåter ingen växling eftersom växellådan kan skadas. Eftersom t ex styrservopumpen vanligtvis drivs av motorn slutar aggregat som drivs av styrservopumpen att fungera vilket gör att fordonet blir trögt att styra. Dessutom kan inte heller eventuella motorbromsar kopplas in för att bromsa fordonet. 10 15 20 25 30 35 523 670 Således finns det ett behov av att i ett fordon utrustat med automatiserad stegväxlad växellåda, där basväxellådan är osynkroniserad samt åtminstone en tillsatsväxel är synkroniserad tillse att vid körning av fordonet, växellådan i neutralläge och motorstopp, växellådan inte blir obrukbar.

SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Den uppfinningsenliga lösningen av problemet med hänsyn taget till den uppfinningsenliga anordningen beskrivs i patentkrav l. De övriga patentkraven beskriver föredragna utföringsformer och utvecklingar utav den uppfinningsenliga anordningen (2 och 3).

Anordningen enligt uppfinningen beskriver en stegväxlad växellåda för motorfordon, innefattande en osynkroniserad basväxellàda, åtminstone en synkroniserad tillsatsväxel samt åtminstone en styrenhet för styrning av inkoppling och urkoppling av växellådans växlar samt neutralläge. Växellådan kännetecknas av att styrenheten är anordnad att vid insignaler representerande att neutralläge är valt lägga den synkroniserade tillsatsväxeln i neutralläge.

Fördelen med anordningen enligt uppfinningen är att vid körning av fordonet, växellådan i neutralläge samt motorstopp så är det möjligt att koppla in en växel.

Eftersom tillsatsväxeln är synkroniserad behövs inga yttre anordningar för att synkronisera rotationsvarvtalet. Växellådan blir således inte obrukbar pga att motorn stannat.

I en första utföringsform utav anordningen enligt uppfinningen så är styrenheten anordnad att i den osynkroniserade basväxellådan behålla föregående vald 10 15 20 25 30 523 670 4 växel inkopplad samtidigt som en synkroniserad tillsatsväxel placeras i sitt neutralläge.

Fördelen med anordningen enligt uppfinningen är att på detta sätt tillsammans med att tillsatsväxeln kopplas in antingen i lágväxelläge (LS) eller högväxelläge (HS) erhålls en totalutväxling genom hela växellådan.

Ytterligare utföringsformer utav uppfinningen framgår av efterföljande beroende patentkrav.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar, vilka i exemplifierande syfte visar ytterligare föredragna utföringsformer av uppfinningen samt teknisk bakgrund.

Figur 1 visar en schematisk framställning av en förbränningsmotor med anslutande koppling och växellåda.

Figur 2 visar kopplingen och växellådan i figur 1 i förstorad skala.

I figur 1 betecknar 1 en sexcylindrig förbränningsmotor, t ex en dieselmotor, vars vevaxel 2 är kopplad till en generellt med 3 betecknad enskivig torrlamellkoppling, vilken är innesluten i en kopplingskàpa 4. Vevaxeln 2 är via motorns utgående axel 51 ovridbart förbunden med kopplingens 3 kopplingshus 5, medan dess lamellskiva 6 är ovridbart som är roterbart förbunden med en ingående axel 7, lagrad i huset 8 hos en generellt med 9 betecknad 10 15 20 25 30 35 szs eva 5 växelläda. I huset 8 är även en huvudaxel 10 och en mellanaxel ll roterbart lagrade.

Sàsom tydligast framgår av figur 2 är ett kugghjul 12 roterbart lagrat pá den ingående axeln 7 och lásbart pà axeln med hjälp av en med synkroniseringsorgan försedd kopplingshylsa 13, vilken är ovridbart men axiellt förskjutbart lagrad pá ett med den ingående axeln 7 ovridbart förbundet nav 14. Med hjälp av kopplingshylsan 13 är även ett pà huvudaxeln 10 roterbart lagrat kugghjul 15 làsbart relativt den ingående axeln 7. Med kopplingshylsan 13 i ett mittläge är bägge kugghjulen 12 och 15 frikopplade fràn sina axlar 7 respektive 10. Kugghjulen 12 och 15 ingriper med kugghjul 16 respektive 17, som är ovridbart förbundna med mellanaxeln 11. Pá mellanaxeln 11 är ytterligare kugghjul 18, 19 och 20 vridfast anordnade, vilka ingriper med pà huvudaxeln 10 roterbart lagrade kugghjul 21, 22 respektive 23, som är låsbara pà huvudaxeln med hjälp av kopplingshylsor 24 resp. 25, vilka i det visade utföringsexemplet saknar synkroniseringsanordningar. Pá huvudaxeln 10 är ett ytterligare kugghjul 28 roterbart lagrat och ingriper med ett pà en separat axel 29 roterbart lagrat mellankugghjul 30, vilket i sin tur ingriper med mellanaxelkugghjulet 20. Kugghjulet 28 är lásbart pà sin axel med hjälp av en kopplingshylsa 26.

Kugghjulsparen 12, 16 och 15, 17 samt kopplingshylsan 13 bildar en synkroniserad splitväxel med ett làgväxelsteg LS och ett högväxelsteg HS. Kugghjulsparet 15, 17 bildar även tillsammans med kugghjulsparen 21, 18, 22, 19, 23, 20 och 28, 30 en basväxellàda med fyra växlar framàt och en backväxel. Pà huvudaxelns utgàngsände är ett kugghjul 31 vridfast anordnat, 10 15 20 25 30 35 523 670 .a i ~ u « v s u n n o o u mf: u v: -vn n 0 vilket bildar solhjulet i en med 32 betecknad, tváväxlad synkroniserad rangeväxel av planettyp, vars planethjulsbärare 33 är vridfast förbunden med en axel 34, som bildar växellàdans utgående axel. Rangeväxelns 32 planethjul 35 ingriper med ett ringhjul 36, som med hjälp av en kopplingshylsa 37 är lásbart relativt väx- elládshuset 8 för lágrange LR och relativt planethjulsbäraren 33 för högrange HR.

Kopplingshylsorna 13, 24, 25, 26 och 37 är förskjutbara sàsom pilarna visar i figur 2, varvid de i anslutning till pilarna visade växelstegen erhàlles. Respektive kopplingshylsa 13, 24, 25 har tre lägen, tvà växellägen och ett neutralläge N (mittläget). Kopplingshylsan 26 har ett växelläge och ett neutralläge N.

Kopplingshylsan 37 har tvâ växellägen LR och HR.

Förskjutningen av respektive kopplingshylsa àstadkommes med i figur 2 schematiskt antydda servodon 40, 41, 42, 43 och 44, cylinderanordningar av den typ, som kan vara pneumatisk manövrerade kolv- som utnyttjas i en växellàda av ovan beskrivet slag, vilken marknadsförs under beteckningen I-shift.

Servodonen 40, 41, 42, 43 och 44 styrs av en elektronisk styrenhet 45 (se figur 1), innefattande en mikrodator, i beroende av i styrenheten inmatade signaler representerande olika motor- och fordonsdata, som ätminstone innefattar motorvarvtal, fordons- hastighet, gaspedalläge och, i förekommande fall, motorbroms till-fràn, när en till styrenheten 45 kopplad elektronisk växelväljare 46 stàr i sitt automatväxelläge. När väljaren stàr i läge för manuell växling sker växlingen pá förarens kommando via växelväljaren 46. 10 15 20 25 30 523 670 sura: 7 Styrenheten 45 styr även bränsleinsprutningen via motorstyrenheten 50.

Vid växling av de osynkroniserade växlarna i basväxelládan synkroniseras varvtalet genom precisionsstyrning av motorns 1 rotationsvarvtal.

Således är lamellkopplingen 3 inkopplad sà att inaxelns 7 samt mellanaxelns ll rotationsvarvtal anpassas till en ny vald utväxling. Motorvarvtalet regleras i beroende utav insprutad bränslemängd samt motorbroms.

Vid växling av de synkroniserade växlarna, dvs splitväxel eller rangeväxel, sker varvtalsanpassningen genom synkroniseringsringar (ej visat i figur). Vid sàdan växling är lamellkopplingen 3 frikopplad.

Styrenheten 45 styr bränsleinsprutningen, dvs motorvarvtalet, i beroende av gaspedalläget samt lufttillförseln till en pneumatisk kolv- cylinderanordning 47, medelst vilken lamellkopplingen 3 frikopplas eller inkopplas inför samt efter slutförd inkoppling av ny vald växel.

Enligt uppfinningen är styrenheten 45 programmerad, så att när styrenheten 45 erhåller insignal om att neutralläge är begärt så läggs splitväxeln 12, l3, 15, 16, 17 i sitt neutralläge N. Insignalen för neutralläge kan fás antingen genom att föraren vid manuell växling väljer neutralläge via växelväljaren 46 eller att dà växelväljaren 46 befinner sig i automatläge styrsystemet 45 väljer att växla till neutralläget utifràn vissa givna insignaler, exempelvis dä fordonet befinner sig i läge för frihjulning (se t ex SE5l675l) samt att fordonet är utrustat med denna funktion. 10 15 20 25 30 523 670 . . . . <- Om motorn l av någon anledning stannar vid körning och att växellådan 9 samtidigt befinner sig i neutrallàget, så är enligt uppfinningen styrenheten 45 programmerad att, beroende på fordonets hastighet, koppla in antingen splitväxelns làgväxelsteg LS eller högväxelsteg HS. Eftersom neutralläget erhålls via en synkroniserad växel, så kan synkronisering ske oberoende utav om motorn stannat eller ej.

Totalutväxlingen erhålls tillsammans med föregående inkopplad växel i basväxelládan, som således förblir inkopplad även under neutralläget.

Vid normal körning, dvs att motorn inte stannar under neutrallàget, så väljer styrenheten 45 att koppla in vald växel, dvs samtliga växellådans växlar är tillgängliga för växling.

Enligt en speciell utföringsform då fordonet står stilla, kan den osynkroniserade basväxellådan placeras i sitt neutralläge när neutralväxling begärs genom exempelvis växelväljaren 46, eftersom motorn i ett sådant stillastående läge inte behöver användas för att synkronisera växellädans inaxel 7 och mellanaxel 11 till vald utväxling. (Det sker normalt med hjälp av en s k mellanaxelbroms vilken inte visas i figurerna.) Funktionen enligt uppfinningen kan på motsvarande sätt erhållas med en rangeväxel utrustad med ett neutralläge.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 523 670 n. | n u . n Patentkrav

1. Stegväxlad växelláda (9) för motorfordon, innefattande en osynkroniserad basväxelláda (15, 17, 21, 18, 22, 19, 23, 20, 28, 30), en synkroniserad tillsatsväxel (12, àtminstone 13, 15, 16, 17) samt àtminstone en styrenhet (45) för styrning av inkoppling och urkoppling av växellàdans (9) växlar samt neutralläge, kännetecknad av att styrenheten (45) är anordnad att vid insignaler representerande att neutralläge är valt lägga den synkroniserade tillsatsväxeln (12, 13, 15, 16, 17) i neutralläge. Stegväxlad växellàda enligt kravet 1, kännetecknad av att styrenheten (45) är anordnad att i basväxelládan (15, 17, 21, 18, 22, 19, 23, 20, 28, 30) behàlla föregàende vald växel inkopplad under neutralläget. Stegväxlad växellåda enligt nàgot av föregående krav, kännetecknad av att tillsatsväxeln utgörs av en splitväxel (12, 13, 15, 16, 17) eller en rangeväxel (32).