DE19749767A1 - Automatic gear box with torque converter - Google Patents
Automatic gear box with torque converterInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Schaltgetriebe für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an automated manual transmission for vehicles according to the preamble of claim 1.
Es sind eine Vielzahl von automatisierten Schaltgetrieben bekannt. So zeigt die DE 36 26 100 ein automatisiertes Getriebe mit einer Steuereinrichtung zum selbsttätigen Schalten, das mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und/oder einer Trennkupplung ausgestattet ist. Diese Anordnung weist ent weder nur einen hydrodynamischen Wandler auf, oder aber zwischen Wandler und Getriebe ist eine Trennkupplung vorge sehen. Das Getriebe weist eine Vielzahl von Gangstufen auf, was eine hohe Zahl an Zahnradpaaren und zugehörigen Syn chronisiereinrichtungen erforderlich macht.There are a variety of automated manual transmissions known. DE 36 26 100 shows an automated transmission a control device for automatic switching that with a hydrodynamic torque converter and / or one Separating clutch is equipped. This arrangement ent neither just a hydrodynamic converter, or else A separating clutch is provided between the converter and the gearbox see. The transmission has a variety of gears, which is a high number of gear pairs and associated syn chronisers required.
Weiterhin ist ein automatisiertes Schaltgetriebe mit einem hydrodynamischen Wandler aus der EP 0 512 705 A2 bekannt geworden. Dieses Getriebe mit Klauenschaltkupplungen weist neben einer Überbrückungskupplung für den Wandler eine Trennkupplung zwischen Wandler und Eingangswelle auf. Eine Synchronisiereinrichtung ermöglicht ein Abbremsen oder Be schleunigen der Vorgelegewelle zum Erreichen einer Syn chrondrehzahl bei Schaltungen. Dieses Getriebe benötigt eine spezielle Anordnung und extra Steuerung und Betätigung für die Trennkupplung zwischen Wandler und Eingangswelle.Furthermore, an automated manual transmission with a hydrodynamic converter known from EP 0 512 705 A2 become. This transmission with dog clutches shows in addition to a lock-up clutch for the converter Isolation clutch between converter and input shaft. A Synchronizing device enables braking or braking accelerate the countershaft to reach a syn chrome speed for circuits. This gear needed a special arrangement and extra control and operation for the separating clutch between converter and input shaft.
Bei Getrieben für Anwendung in Fahrzeugen für den öffentli chen Personenverkehr werden häufig Getriebe mit hydrodyna mischem Wandler eingesetzt. Diese automatischen Getriebe weisen eine Vielzahl von Planetenradsätzen auf, mit denen verschiedene Getriebeübersetzungen erreicht werden können. In gearboxes for use in vehicles for the public Chen passenger traffic is often gearboxes with hydrodyna mixer converter used. This automatic transmission have a variety of planetary gear sets with which different gear ratios can be achieved.
Getriebe in Planetenbauweise weisen gegenüber Getrieben in Vorgelegewellenbauweise den Nachteil auf, daß bei ihnen ein höherer Kraftstoffverbrauch einkalkuliert werden muß. In Fahrzeugen des öffentlichen Nahverkehrs kommt es oft zu Anhalt- und Anfahrvorgängen. Dabei sind im unteren Ge schwindigkeitsbereich Schaltungen des Getriebes mit Zug kraftunterbrechung erforderlich, die als Störung empfunden werden und den Komfort des Fahrzeugs negativ beeinflussen. Insbesondere trifft dies für stehende Fahrgäste zu, die während der Schaltvorgänge nur erschwert das Gleichgewicht halten können. In mittleren und höheren Geschwindigkeitsbe reichen tritt diese Komforteinbuße nicht mehr so gravierend ein und wird im allgemeinen Stadtverkehr auch seltener er reicht.Planetary gearboxes show gearboxes in Countershaft construction has the disadvantage that a higher fuel consumption must be taken into account. It often happens in public transport vehicles Stopping and starting processes. Here are in the lower Ge speed range gearbox gearboxes with train power interruption required, which is perceived as a disturbance and negatively affect the comfort of the vehicle. This is particularly true for standing passengers who during the switching operations only the balance becomes difficult can hold. At medium and high speed this loss of comfort is no longer so serious and is becoming less common in general urban traffic enough.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Fahrzeugen mit automatisierten Getrieben und hydrodynamischem Wandler eine Verbesserung des Komforts bei niedrigen Fahrgeschwindigkei ten zu erzielen.The invention has for its object in vehicles automated transmissions and hydrodynamic converter one Improvement of comfort at low driving speeds to achieve.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Ge genstand von Unteransprüchen.The object is achieved by the invention with the features of Claim 1 solved. Advantageous configurations are Ge subject of subclaims.
Bei einem automatisierten Getriebe für ein Fahrzeug mit hydrodynamischem Wandler wird das von der Antriebsmaschine des Fahrzeugs erzeugte Eingangsdrehmoment ohne Zwischen schaltung einer Trennkupplung auf die Eingangswelle des Getriebes geleitet. Das Turbinenrad des Wandlers ist dabei mit der Eingangswelle des Getriebes fest verbunden. Bei geöffneter Überbrückungskupplung steht dann an der Getrie beeingangswelle ein gegenüber dem Antriebsmotor erhöhtes Drehmoment zur Verfügung, das gegenüber einem Fahrzeug mit Trennkupplung eine veränderte Getriebeübersetzung für den Anfahrgang erlaubt. Die Übersetzung für den Anfahrgang kann so gewählt werden, daß sie der Übersetzung einer üblicher weise erst der Anfahrgangstufe folgenden Gangstufe ent spricht. Damit kann ein Schaltvorgang eingespart werden, wenn durch das erhöhte Drehmoment mit der gleichen Gangstu fe angefahren werden kann, mit der auch die Endgeschwindig keit erreicht wird, die üblicherweise erst bei ausgenutzter folgender Gangstufe anliegen würde und mit der ein ruck freier Anschluß der folgenden Gangstufe erreicht wird. Dies bedeutet auch die Möglichkeit der Einsparung der Anfahrgan gübersetzung, die üblicherweise unterhalb der Anfahrgan gübersetzung nach der Erfindung liegt.With an automated transmission for a vehicle with The hydrodynamic converter is the engine input torque generated by the vehicle with no intermediate switching a clutch to the input shaft of the Geared. The converter's turbine wheel is included firmly connected to the input shaft of the transmission. At the open lock-up clutch is then on the gearbox input shaft an increased compared to the drive motor Torque available compared to a vehicle Isolating clutch a modified gear ratio for the Approach gear allowed. The translation for the starting gear can be chosen so that they are the translation of a more usual only indicate the gear step following the starting gear step speaks. This saves a switching process if by the increased torque with the same gait can be approached at the same speed as the final speed speed is reached, which is usually only when used the next gear step and with a jerk free connection of the following gear stage is reached. This also means the possibility of saving on the number of starts Translation, which is usually below the approach Translation according to the invention.
In einer vorteilhaften Ausführung wird während der Hoch schaltung des Getriebes im Zugbetrieb die Überbrückungs kupplung des Drehmomentwandlers geöffnet, während der An triebsmotor ohne Gasrücknahme bei unveränderter Drehmomen tabgabe weiterläuft.In an advantageous embodiment, during the high switching the transmission in train operation the bypass clutch of the torque converter opened while on drive motor without gas reduction with unchanged torque delivery continues.
In einer vorteilhaften Ausführung wird die Schaltung unter Last nach Neutral dahingehend unterstützt, daß eine Entla stung des Antriebsstranges durch einen Gasstoß an der An triebsmaschine und/oder durch ein gezieltes Betätigen einer Wellenbremse erfolgt.In an advantageous embodiment, the circuit is under Load after neutral supports that a discharge Power train through a gas surge on the An drive machine and / or by a targeted actuation of a Shaft brake takes place.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Entlastung des Antriebsstranges auch in Verbindung mit einer Anti- Schlupf-Regelung (ASR) des Fahrzeugs durch ein gezieltes Anlegen der Radbremsen und einen Gasstoß des Antriebsmotors erfolgen. In an advantageous embodiment, relief can be provided the drive train also in connection with an anti Slip control (ASR) of the vehicle through a targeted Apply the wheel brakes and a gas surge of the drive motor respectively.
Bei einer vorteilhaften Anordnung wird die zum Betrieb des hydrodynamischen Wandlers notwendige Füllpumpe nicht durch das primärseitige Pumpenrad des Wandlers angetrieben, son dern durch die sekundärseitige Turbinenwelle.In an advantageous arrangement, the operation of the hydrodynamic converter not necessary filling pump the primary side impeller of the converter driven, son by the turbine shaft on the secondary side.
Die Schaltvorgänge nach der erfindungsgemäßen Anordnung von einer anliegenden Gangstufe in eine andere Gangstufe laufen folgendermaßen ab:The switching operations according to the inventive arrangement of an adjacent gear step into another gear step as follows:
Zum Einlegen der Anfahrgangstufe wird zunächst die Wellen bremse angelegt. Mit Erreichen des Schaltfensters für die Anfahrgangstufe an der Schaltklaue kann der Anfahrgang noch vor Stillstand der Vorgelegewelle geschaltet werden. Mit dem Öffnen der Wellenbremse fährt das Fahrzeug an.The shafts are used to engage the starting gear brake applied. When the switch window for The starting gear can still be used on the shifting claw be switched before the countershaft comes to a standstill. With the vehicle starts up when the shaft brake is opened.
Eine Last-Hochschaltung im Zugbetrieb von einer Gangstufe in die folgende Gangstufe geschieht zunächst durch Gasrück nahme des Antriebsmotors, wodurch eine Entlastung des An triebsstranges herbeigeführt wird. Dann wird die alte Gang stufe ausgeschaltet. Nach Anlegen der Wellenbremse wird die Vorgelegewelle abgebremst, bis das Schaltfenster der neuen Gangstufe erreicht wird. Anschließend wir die neue Gangstu fe geschaltet. Die Wellenbremse kann darauf wieder geöffnet werden und ein Gasgeben der Antriebsmaschine führt zur Wei terfahrt des Fahrzeugs.A load upshift in train operation from one gear in the following gear stage happens first by gas return Assumption of the drive motor, which relieves the strain on the An drive train is brought about. Then the old gang stage switched off. After applying the shaft brake, the Countershaft braked until the shift window of the new Gear step is reached. Then we the new Gangstu switched. The shaft brake can then be opened again become and accelerating the engine leads to Wei driving the vehicle.
Eine Last-Rückschaltung im Zugbetrieb erfolgt zunächst durch Entlastung des Antriebsstranges in Form der Gasrück nahme der Antriebsmaschine. Nach erfolgter Entlastung kann die eingelegte Gangstufe ausgeschaltet werden. Durch Gasge ben wird die Antriebsmaschine bis zum Erreichen des Schalt fenstern für die nächst niedrigere Gangstufe beschleunigt und die niedrigere Gangstufe dann eingelegt. A load downshift in train operation takes place first by relieving the drive train in the form of the gas return taking the drive machine. After discharge can the selected gear can be switched off. Through Gasge ben the drive machine until the shift is reached windows accelerated for the next lower gear and then put the lower gear into gear.
Alle Schaltungen im Schubbetrieb laufen umgekehrt analog zu den Schaltungen im Zugbetrieb ab.All circuits in overrun mode are reversed in the same way the circuits in train operation.
Bei einer Schaltung aus einem Lastzustand bei Abtriebsdreh zahl 0, d. h. aus dem festgebremsten Zustand nach Neutral, wird eine Entlastung des Antriebsstranges durch einen Gasstoß bei der Antriebsmaschine und/oder durch eine Betä tigung der Wellenbremse erreicht. Anschließend wird die Gangstufe ausgeschaltet. Bei Fahrzeugen, die eine ASR- Funktion aufweisen, kann eine Entlastung der Getriebeschal tung auch durch ein Anlegen der Radbremsen in Verbindung mit einem Gasstoß bei der Antriebsmaschine erzielt werden.When switching from a load state at output rotation number 0, d. H. from the braked state to neutral, is a relief of the drive train by a Gas shock on the drive machine and / or by a bet shaft brake reached. Then the Gear stage switched off. For vehicles that have an ASR Function can relieve the gearshift tion by applying the wheel brakes in conjunction can be achieved with a gas surge on the engine.
Die Erfindung wird anhand einer Figur näher erläutert.The invention is illustrated by a figure.
Die Figur zeigt ein Getriebe nach der Erfindung.The figure shows a transmission according to the invention.
Die Fig. 1 zeigt ein Getriebe 2 eines hier nicht näher dar gestellten Fahrzeugs. Das Getriebe 2 ist über eine Welle 4 mit der Antriebsmaschine 6 des Fahrzeugs verbunden. Die Welle 2 ist mit dem Pumpenrad 10 des hydrodynamischen Wand lers 8 verbunden. Das Leitrad 12 des Wandlers 8 ist an dem Gehäuse 14 des Getriebes 2 festgelegt. Das Turbinenrad 16 des Wandlers 8 ist mit der Eingangswelle 18 des Getriebes 2 und mit der Sekundärseite der Überbrückungskupplung 20 ver bunden. Die Primärseite der Überbrückungskupplung 20 ist mit der Welle 2 und dem Pumpenrad 10 verbunden. Die Über brückungskupplung 20 weist Schwingungsdämpfungselemente auf, beispielsweise in Form von Federn 22. Fig. 1 shows a transmission 2 of a vehicle not shown here. The transmission 2 is connected to the engine 6 of the vehicle via a shaft 4 . The shaft 2 is connected to the pump wheel 10 of the hydrodynamic wall 8 . The stator 12 of the converter 8 is fixed to the housing 14 of the transmission 2 . The turbine wheel 16 of the converter 8 is connected to the input shaft 18 of the transmission 2 and to the secondary side of the lock-up clutch 20 . The primary side of the lock-up clutch 20 is connected to the shaft 2 and the pump wheel 10 . The lockup clutch 20 has vibration damping elements, for example in the form of springs 22 .
Ein Zahnrad 24 auf der Eingangswelle 18 greift in ein Zahn rad 26 auf der Vorgelegewelle 28 ein. Weitere Zahnräder 30, 32, 34, 36 und 38 auf der Vorgelegewelle 28 greifen in Zahnräder 40, 42, 44, 46, 48 und 50 ein, die auf der Hauptwelle 54 angeordnet sind. Die Hauptwelle 54 stellt die Abtriebswelle dar. Ein Zwischenzahnrad 52 dient der Dreh richtungsumkehr von Zahnrad 50 bei der Rückwärtsgangüber setzung. Auf der Hauptwelle 54 sind Klauenschaltkupplungen 56, 58, 60 und 62 vorgesehen, über die die jeweils den Schaltkupplungen benachbarten Zahnräder in eine drehfeste Verbindung mit der Hauptwelle bringbar sind. Über einen Flansch 64 wird die Hauptwelle 54 mit weiteren, hier nicht gezeigten Elementen des Antriebsstranges verbunden.A gear 24 on the input shaft 18 engages in a toothed wheel 26 on the countershaft 28 . Further gears 30 , 32 , 34 , 36 and 38 on the countershaft 28 mesh with gears 40 , 42 , 44 , 46 , 48 and 50 which are arranged on the main shaft 54 . The main shaft 54 represents the output shaft. An intermediate gear 52 serves to reverse the direction of rotation of gear 50 in the reverse gear ratio. Claw clutches 56 , 58 , 60 and 62 are provided on the main shaft 54 , via which the gearwheels adjacent to the clutches in each case can be brought into a rotationally fixed connection with the main shaft. The main shaft 54 is connected to further elements of the drive train, not shown here, via a flange 64 .
An der Vorgelegewelle 28 ist eine Wellenbremse 66 vorgese hen, mit der die Vorgelegewelle abbremsbar ist. Am Ende der Vorgelegewelle 28 befindet sich ein Flansch 68, an den hier nicht gezeigt Nebenabtriebsaggregate angeschlossen werden können.On the countershaft 28 , a shaft brake 66 is hen with which the countershaft can be braked. At the end of the countershaft 28 there is a flange 68 to which power take-off units (not shown here) can be connected.
Für die Automatisierung des Getriebes sind am oder im Ge triebegehäuse 14 Elektronik-Bauteile und Schaltventile bei spielsweise in entsprechenden Gehäusen 70, 72 angeordnet.For the automation of the transmission 14 electronic components and switching valves are arranged on or in Ge gearbox in example in corresponding housings 70 , 72 .
Üblicherweise wird die Hydraulikpumpe vom Pumpenrad 10 des Wandlers 8 angetrieben. In der hier gezeigten Ausführungs form der Erfindung wird eine Füllpumpe 74 zum Betreiben des hydrodynamischen Wandlers 8 von der Eingangswelle 18 ange trieben, die mit dem Turbinenrad 16 verbunden ist. Die Füllpumpe kann beispielsweise in Form einer Radialkolben pumpe vorgesehen sein, die im Gehäuse 14 des Getriebes an geordnet ist und von einem exzentrischen Nocken 76 an der Eingangswelle 18 angetrieben wird. Hierdurch kann bei sich teilweise entleerendem Wandler das Aufnahmedrehmoment redu ziert werden. The hydraulic pump is usually driven by the pump wheel 10 of the converter 8 . In the embodiment of the invention shown here, a filling pump 74 for operating the hydrodynamic converter 8 is driven by the input shaft 18 , which is connected to the turbine wheel 16 . The filling pump can be provided, for example, in the form of a radial piston pump, which is arranged in the housing 14 of the transmission and is driven by an eccentric cam 76 on the input shaft 18 . As a result, the receiving torque can be reduced with a partially emptying converter.
Die aus den Zahnrädern 38 und 48 gebildete Übersetzung der Anfahrgangstufe ist so gewählt, daß sie der Übersetzung entspricht, die üblicherweise erst von den Zahnrädern 36 und 46 gebildet wird. Durch die Drehmomentüberhöhung durch den Wandler 8 liegt ausreichend Drehmoment am Abtriebs flansch 64 an, um das Fahrzeug anzufahren. Zwischen Wandler 8 und Eingangswelle 18 des Getriebes 2 ist keine Trennkupp lung vorgesehen.The translation of the starting gear stage formed from the gear wheels 38 and 48 is selected so that it corresponds to the translation which is usually only formed by the gear wheels 36 and 46 . Due to the excessive torque by the converter 8, there is sufficient torque on the output flange 64 to start the vehicle. Between the converter 8 and the input shaft 18 of the transmission 2 , no separating clutch is provided.
Durch den Wegfall einer Übersetzung, den Verzicht auf eine Trennkupplung mit Ausrückung und Betätigung und den Ver zicht auf Synchronisiereinrichtungen lassen sich durch die erfindungsgemäße Anordnung die Mehrkosten für den hydrody namischen Wandler weitgehend kompensieren. Gleichzeitig sinkt durch die fehlenden Bauteile auch das Gewicht der Getriebeanordnung.By omitting a translation, dispensing with one Separating clutch with disengagement and actuation and the Ver no need for synchronization devices arrangement according to the invention the additional costs for the hydrody largely compensate for the namic converter. At the same time due to the missing components, the weight of the Gear arrangement.
Außer der hier gezeigten Anordnung mit einer Vorgelegewelle 28 ist die erfindungsgemäße Anordnung auch für Getriebe mit mehreren Vorgelegewellen anwendbar, insbesondere auch bei Getrieben mit Leistungsverzweigung auf mehrere Vorgelege wellen. In addition to the arrangement shown here with a countershaft 28 , the arrangement according to the invention can also be used for transmissions with several countershafts, in particular also for transmissions with power split on several countershafts.
22nd
Getriebe
transmission
44th
Welle
wave
66
Antriebsmaschine
Prime mover
88th
Wandler
Converter
1010th
Pumpenrad
Impeller
1212th
Leitrad
Diffuser
1414
Getriebegehäuse
Gear housing
1616
Turbinenrad
Turbine wheel
1818th
Eingangswelle
Input shaft
2020th
Überbrückungskupplung
Lock-up clutch
2222
Feder
feather
2424th
, ,
2626
, ,
3030th
, ,
3232
, ,
3434
, ,
3636
, ,
3838
Zahnrad
gear
4040
, ,
4242
, ,
4444
, ,
4646
, ,
4848
, ,
5050
Zahnrad
gear
2828
Vorgelegewelle
Countershaft
5252
Zwischenzahnrad
Idler gear
5454
Hauptwelle
Main shaft
5656
, ,
5858
, ,
6060
, ,
6262
Klauenschaltkupplung
Claw clutch
6464
, ,
6868
Flansch
flange
6666
Wellenbremse
Shaft brake
7070
, ,
7272
Gehäuse
casing
7474
Füllpumpe
Filling pump
7676
Nocken
cam
Claims (6)
Priority Applications (1)
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