DE3435338A1

DE3435338A1 - Fahrzeugwechselgetriebe

Info

Publication number: DE3435338A1
Application number: DE19843435338
Authority: DE
Inventors: Sadanori Oomiya Saitama Nishimura; Noboru Kasukabe Saitama Sekine
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-09-26
Filing date: 1984-09-26
Publication date: 1985-05-02
Anticipated expiration: 2004-09-27
Also published as: DE3435338C2; JPS6069355A; GB2147961B; GB2147961A; JPS6323415B2; US4697475A; GB8424085D0

Description

,Patentanwälte DiPL.-rNG..H.

Dr.-Ing. H. Liska, . Dr. K. Fincke , Dipl.-Chem. B. Huber Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

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Fahrzeugwechselgetriebe

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ein Fahrzeugwechselgetriebe mit einem Hilfsgetriebe mit einem Hochgeschwindigkeitsgetriebezug und einem Niedriggeschwindigkeitsgetriebezug, die beide in Serie mit dem Ha'uptgetriebe und dadurch mit der Maschine verbunden sind.

Bei bekannten Hilfsgetrieben dieser Art sind der Hochgeschwindigkeitsgetriebezug und der Niedriggeschwindigkeitsgetriebezug wahlweise entweder mittels eines Synchrongetriebes bzw. einer anderen Umschaltkupplung herstellbar, oder in jedem Getriebezug ist eine hydraulische Kupplung angeordnet, derart, daß der ausgewählte Getriebezug hergestellt werden kann, wenn jede hydraulische Kupplung angewendet ist. In der zuerst erwähnten Alternative muß eine zwischen der Maschine und dem Hauptgetriebe angeordnete Schaltkupplung jedesmal dann ausgerückt werden, wenn der Hilfsgetriebezug gewechselt werden muß, was unerwünschte Betriebscharakteristiken zur Folge hat. Bei der zweiten Alternative sind zwei hydraulische Kupplungen erforderlich, welche die Größe und die Kosten des Getriebes erhöhen.

Zur Eliminierung oder Reduzierung dieser Schwierigkeiten ist in der deutschen Patentanmeldung P 34 28 451.6 ein Fahrzeugwechselgetriebe vorgeschlagen, in dem eine hydraulische Kupplung in dem Hochgeschwindigkeitsgetriebezug eines solchen Hilfesgetriebes vorgesehen und eine Einwegkupplung, die so

angeordnet ist, daß sie den freien Lauf der Abtriebsseite ermöglicht, in dem Niedriggeschwindigkeitsgetriebezug vorgesehen ist, derart, daß der Niedriggeschwindigkeitszug durch das Lösen oder Ausrücken der hydraulischen Kupplung hergestellt wird, während der Hochgeschwindigkeitsgetriebezug hergestellt wird, wenn die hydraulische Kupplung verbunden ist. Bei dieser Anordnung wird jedoch dann, wenn das Gaspedal während des hergestellten Niedriggeschwindigkeitsgetriebezuges losgelassen wird, ein freier Lauf der Abtriebsseite des Getriebes durch die Einwegkupplung erlaubt, wodurch ein Bremsen des Fahrzeugs durch die Maschine nicht bewirkt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugwechselgetriebe vorgesehen, welches ein Hilfsgetriebe mit einem Hochgeschwindigkeitsgetriebezug und einem Niedriggeschwindigkeitsgetriebezug aufweist, die beide in Reihe mit einem Hauptgetriebe und dadurch mit einer Maschine verbunden sind, wobei das Hilfsgetriebe eine in dem Hochgeschwindigkeitsgetriebezug angeordnete hydraulische Kupplung und eine in dem Niedriggeschwindigkeitsgetriebezug vorgesehene Einwegkupplung aufweist, die so angeordnet ist, daß sie den freien Lauf an der Abtriebsseite ermöglicht, derart, daß der Niedriggeschwindigkeitsgetriebezug errichtet wird, wenn die hydraulische Kupplung gelöst bzw. ausgerückt ist, und der Hochgeschwindigkeitsgetriebezug errichtet wird, wenn die hydraulische Kupplung eingerückt ist, und wobei eine Haltereinrichtung für den Hochgeschwindigkeitsgetriebe zug vorgesehen ist, der so betreibbar ist, daß er die hydraulische Kupplung in ihrem eingerückten Zustand immer dann hält, wenn die Drosselöffnung der Maschine unter einem vorbestimmten Pegel liegt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird beispielhaft anhand der Figuren im folgenden näher erläutert. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugwechselgetriebes;

Fig. 2 ein Blockschaltbild, welches den Steuerschaltkreis für die in dem Hochgeschwindigkeitsgetriebezug des Hilfsgetriebes nach Fig. 1 angeordnete hydraulische Kupplung zeigt;

Fig. 3, 4 und 5 graphische Schaubilder, welche die Charakteristiken der Signale des Drosselöffnungsdetektors, des Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektors und des Übersetzungsverhältnisdetektors des Steuerschaltkreises zeigen;

Fig. 6 eine graphische Darstellung, welche die

Charakteristiken des zusammengesetzten Signals zeigt, das aus dem arithmetischen Schaltkreis des Steuerschaltkreises ausgegeben wird; und

Fig. 7 eine graphische Darstellung, welche die Betriebscharakteristiken der hydraulischen Kupplung zeigt.

-4-

Gemäß Fig. 1 ist die Maschine 1 durch eine konventionelle Schaltkupplung 2 mit einem Hauptgetriebe 3 verbunden. In Reihe zum Hauptgetriebe 3 ist ein Hilfsgetriebe 4 geschaltet. Folglich wird die Antriebsleistung der Maschine 1 durch das Hauptgetriebe 3, das Hilfsgetriebe 4 und ein Differentialgetriebe 5 auf die Antriebsräder 6 des Fahrzeugs übertragen.

Das Hauptgetriebe 3 ist mit Räderwerken G1, G2, G3 und G4 für den ersten bis vierten Vorwärtsgang und einem Räderwerk GR für den Rückwärtsgang versehen, die seinen Gangwechsel-Getriebemechanismus zwischen einer mit der Schaltkupplung 2 verbundenen Antriebswelle 3a und einer mit dem Differentialgetriebe 5 verbundenen Abtriebswelle 3b bildet. Das Hauptgetriebe 3 ist vom manuellen Typ, der nur vier Übersetzungsverhältnisse für vorwärts und eines für rückwärts aufweist und bei welchem die Kraftübertragungen über Räderwerke G1, G2, G3, G4 und GR wahlweise durch die Betätigung einer ersten und zweiten Wechsel- bzw. Umschaltkupplung 8 und 9 zum Umschalten auf den ersten auf den zweiten bzw. vom dritten auf den vierten Gang und eines leerlaufenden Schaltzahnrades 10 für rückwärts hergestellt werden, die durch einen Gangschalthebel 7 betätigt werden, der in einer Fahrzeugkabine angeordnet ist, wie es in der Fig. 2 gezeigt ist. Das Hilfsgetriebe 4, das ein Vorgelege GH für Hochgeschwindigkeit und ein Vorgelege GL für Niedriggeschwindigkeit enthält, ist zwischen die Antriebs- und Abtriebsseite des Gangwechsel-Getriebemechanismus geschaltet, wodurch die Zahl der Übersetzungsverhältnisse erhöht werden kann. In der dargestellten Anordnung ist eine auf der Antriebsseite des Gangwechsel-Getriebemechanismus vorgesehene und von der Antriebswelle 3a gehaltene Buchse 11 durch das Hilfsgetriebe 4 mit der An-

triebswelle 3a verbunden. In dem Vorgelege GH des Hilfsgetriebes 4 ist eine hydraulische Kupplung 12 angeordnet. In dem Vorgelege GL für Niedriggeschwindigkeit des Hilfsgetriebes 4 ist eine Einwegkupplung 13, die das Freilaufen der Abtriebsseite ermöglicht, angeordnet, so daß das Vorgelege GL für Niedriggeschwindigkeit hergestellt werden kann, wenn die hydraulische Kupplung 12 gelöst oder ausgerückt ist, während das Vorgelege GH für Hochgeschwindigkeit hergestellt wird, wenn die hydraulische Kupplung 12 eingerückt ist. Insbesondere weist die Antriebswelle 3 eine Verlängerung auf, welche die hydraulische Kupplung 12 zum Verbinden und Trennen der Buchse

11 mit bzw. von der Antriebswelle 3a trägt, während ein koaktives Zahnrad 11a auf der wellenförmigen Buchse 11 fixiert ist und auf jeder Seite der hydraulischen Kupplung 12 ein fixiertes Zahnrad 14 auf der Antriebswelle 3a befestigt ist. Auf einer Verlängerung der Abtriebswelle 3b befindet sich ein Leerlaufgetriebemechanismus 15, der die beiden Zahnräder 11a und 14 verbindet, und die Einwegkupplung 1-3 zum Ermöglichen des Freilaufens der Abtriebsseite ist in dem Leerlaufgetriebemechanismus 15 angeordnet. Folglich führt die Kraftübertragungsleitung bzw. das Vorgelege GH für Hochgeschwindigkeit von der Antriebswelle 3a durch die hydraulische Kupplung

12 zur Buchse 11, während die Kraftübertragungsleitung bzw. das Vorgelege GL für Niedriggeschwindigkeit von der Antriebswelle 3a durch das fixierte Zahnrad 14, den Leerlaufgetriebemechanismus 15 und das koaktive Zahnrad 11a zur Buchse 11. Wenn die Kraftübertragungsleitung GH für Hochgeschwindigkeit durch das Einrücken der hydraulischen Kupplung 12 hergestellt wird, wird die Kraftübertragung durch die Übertragungsleitung GL für Niedriggeschwindigkeit durch die Wirkung der Einwegkupplung 13 unterbrochen.

Bei der dargestellten Konstruktion sind das Räderwerk G1 für den ersten Gang und das Räderwerk GR für rückwärts direkt mit der Antriebswelle 3a verbunden, und die Räderwerke G2,

G3 und G4 für den zweiten, dritten bzw. vierten Gang sind mit der Buchse 11 des Hilfsgetriebes 4 verbunden, wodurch sieben Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang gegeben sind. Wenn es erwünscht ist, können das Räderwerk G1 für den ersten Gang und das Räderwerk GR für den Rückwärtsgang ebenfalls mit der Buchse 11 verbunden sein, so daß acht Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge gegeben sind.

Gemäß Fig. 2 wird die hydraulische Kupplung 12 unter der Kontrolle eines Umschaltventils 18 ein- und ausgerückt, das in einer Ölleitung zum Steuern der Zufuhr von öl aus einer ölpumpe 16 und eines Regulierventils 17 angeordnet ist und welches die gesteuerte Ölzufuhr in die Hydraulikkupplung 12 einbringt. Insbesondere kann das Umschaltventil zwischen einer Ölförderposition zum Fördern des Öls zur Hydraulikkupplung 12 und einer Ölauslaßposition zum Auslassen des Öls aus der Kupplung geschaltet werden, derart, daß die Kupplung 12 eingerückt wird, wenn das Schaltventil 18 sich in seiner Ölförderposition befindet, während sie ausgerückt oder gelöst wird, wenn sich das Ventil 18 in seiner Ölauslaßposition befindet.

Das Umschaltventil 18 kann so angeordnet oder eingerichtet sein, daß es durch einen Umschalthebel für das Hilfsgetriebe 4 gesteuert wird, der in der Fahrzeugkabine angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform jedoch wird das Umschaltventil 18 automatisch in Abhängigkeit von der Last an der Maschine 1 und des durch die Drosselöffnung der Maschine gegebenen Laufzustandes, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des angewendeten Übersetzungsverhältnisses gesteuert und geschaltet.

Zur Ausführung dieses gesteuerten Betriebs des Ventils 18 sind vorgesehen: 1) Ein Drosselöffnungsdetektor 19 zur Erzeugung eines Drosselsignals E₁, das in Übereinstimmung mit

der Drosselöffnung der Maschine 1 eine Spannungsänderung zeigt, wie sie aus der Fig. 3 hervorgeht,

2) einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 20 zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals E₂, das in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Spannungsänderung zeigt, wie sie aus der Fig. 4 hervorgeht, und

3) einen Übersetzungsverhältnisdetektor 21 zum Erzeugen eines Übersetzungsverhältnissignals E₃, das entsprechend der Auswahl des einzelnen Übersetzungsverhältnisses der Räderwerke für den ersten bis vierten Gang eine stufenweise Spannungsänderung zeigt, wie sie aus der Fig. 5 hervorgeht. Der Überset zungsverhältnisdetektor 21 ist mit dem Umschalthebel 7 des Hauptgetriebes 3 verbunden. Das Drosselöffnungssignal· E- und das Übersetzungsverhältnissignal E₃ werden durch einen arithmetischen Schaltkreis 22 zur Erzeugung eines zusammengesetzten Signals E₄ summiert, wie es aus der Fig. 6 hervorgeht. Dieses zusammengesetzte Signal E, wird mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal E2 durch einen Komparator 2 3 verglichen, um zu unterscheiden, ob die Spannung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals E₂ höher ist als das zusammengesetzte Signal E₄ oder nicht, und um dadurch ein logisches Signal "1" oder "0" zu erzeugen. Wenn das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal E₂ höher wird als das zusammengesetzte Signal E₄, so daß von dem Komparator 23 .das logische Signal "1" erzeugt wird, wird dieses logische Signal "1" in einen elektromagnetischen Schaltkreis 18a des Umschaltventils 18 eingegeben, und das Ventil 18 wird dadurch in seine Ölförderposition zum Einrücken der hydraulischen Kupplung 12 geschaltet. Dadurch wird die übertragungsleitung GH für Hochgeschwindigkeit in den Bereichen hergestellt, die höher sind, als vorbestimmte charakteristische Kurven X-, X₃, X4 für jedes Übersetzungsverhältnis, wie es in der Fig. 7 gezeigt ist.

Der Komparator 23 ist so konstruiert, daß er Hysteresiseigenschaften aufweist, so daß das Herunterschalten von

der Übertragungsleitung GH für Hochgeschwindigkeit in die Übertragungsleitung GL für Niedriggeschwindigkeit leicht an den niedrigen Seiten der einzelnen charakteristischen Kurven X₂, X₃, X₄ bewirkt wird, die durch die gestrichelten Linien in Fig. 7 gezeigt sind.

Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist für die übertragungsleitung für Hochgeschwindigkeit ein Halter 24 vorgesehen, zum Ineingriffhalten der Hydraulikkupplung 12, wenn die Drosselöffnung der Maschine unter einem in Fig. 7 mit θ bezeichneten vorbestimmten Pegel liegt. In der dargestellten Anordnung enthält der Halter 24 einen Diskriminator 25, der das Drosselöffnungssignal E. empfängt und unterscheidet oder feststellt, ob die Drosselöffnung unter dem vorbestimmten Pegel ist oder nicht, und ein NAND-Tor 26, das in der Signalleitung zwischen dem Komparator 23 und dem elektromagnetischen Schaltkreis 18a angeordnet. Der Diskriminator arbeitet so, daß er das logische Signal "0" erzeugt, wenn die Drosselöffnung unter dem vorbestimmten Pegel θ ist, und das logische Signal "1", wenn die Drosselöffnung über dem vorbestimmten Pegel θ liegt. Das logische Signal aus dem Diskriminator 25 wird in das NAND-Tor 26 eingegeben, und das logische Signal aus dem Komparator 23 wird durch einen Inverter 27 in das NAND-Tor eingegeben.

Gemäß der obigen Konstruktion wird^;dann, wenn die Drosselöffnung der Maschine 1 größer ist als der vorbestimmte Pegel θ , das logische Signal "1" in das NAND-Tor 26 von dem Diskriminator 25 eingegeben. Unter diesen Umständen fallen das durch den Komparator 23 erzeugte logische Signal und das in den elektromagnetischen Schaltkreis 18a eingegebene logische Signal an der Ausgangsseite des Tores 26 zusammen, um das Ein- und Ausrücken der hydraulischen Kupplung 12 in der schon beschriebenen Weise zu steuern. Wenn die Drosselöffnung der Maschine 1 größer wird als der vorbestimmte Pegel &_q, wird

das logische Signal "0" von dem Diskriminator 25 an das Tor 26 angelegt. In einem solchen Fall ist das logische Signal "1" immer an den elektromagnetischen Schaltkreis 18a angelegt, unbeachtet dessen, wie das von dem Komparator 23 erzeugte logische Signal ist, wodurch die hydraulische Kupplung 12 in dem eingerückten Zustand gehalten wird. Folglich ist die übertragungsleitung GH für Hochgeschwindigkeit immer in dem Bereich unter der Linie Y in Fig. 7 hergestellt.

Es wird nun die ganze Betriebsweise der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Wenn das Fahrzeug beispielsweise im Übersetzungsverhältnis des zweiten Ganges läuft, in dem die Kraftübertragung G2 des zweiten Ganges des Hauptgetriebes 3 hergestellt ist, wird die Übertragungsleitung GL des Hilfsgetriebes 4 auf der bei X₂ in Fig. angezeigten Niedriggeschwindigkeitsseite der charakteristischen Kurve hergestellt. Wenn ohne die erfindungsgemäße Steuereinrichtung das Gaspedal in der Absicht, das Fahrzeug mittels der Maschine bzw. durch den Motor zu bremsen, losgelassen wird, dann kann die Abtriebsseite durch die Wirkung der Einwegkupplung 13 in der Übertragungsleitung GL für Niedriggeschwindigkeit freilaufen, so daß das Bremsen durch die Maschine unwirksam gemacht wird. Bei der dargestellten Anordnung jedoch wird der Halter 24 für die Übertragungsleitung für Hochgeschwindigkeit betätigt, wenn die Drosselöffnung der Maschine 1 kleiner wird als der vorbestimmte Pegel 9 als ein Ergebnis des Loslassens oder Wegnehmens des Gaspedals durch den Fahrer, um die hydraulische Kupplung 12 einzurücken und sie in dem eingerückten Zustand zu halten, wodurch die Übertragungsleitung GH für Hochgeschwindigkeit zum Verhindern des Freilaufens der Ausgangsseite hergestellt und dadurch das Bremsen des Fahrzeugs durch die Maschine bewirkt wird. Der Halter 24 funktioniert ähnlich zum Einrücken oder Anwenden der Kupplung 12 während des Betriebs des Fahrzeugs im dritten und vierten Gang.

-Vf-

Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung können auf eine Anordnung angewendet werden, in welcher das Umschaltventil 18 direkt durch den ümschalthebel für das Hilfsgetriebe geschaltet wird. Beispielsweise kann der Halter für die übertragungsleitung für Hochgeschwindigkeit so konstruiert sein, daß das Umschaltventil 18 mit dem Umschalthebel elektrisch koaktiv und so ist, daß dann, wenn die Drosselöffnung der Maschine 1 unter dem vorbestimmten Pegel ist, das Signal von dem Umschalthebel abgeschnitten wird, so daß das Umschaltventil 18 vorrangig mit dem Signal zum Schalten des Ventils 18 in die Ölförderposition beaufschlagt wird.

Ein Zweigang-Hilfsgetriebe GH, GL ist in Reihe mit dem Hauptgetriebe und der Maschine eines Fahrzeugs verbunden und enthält eine hydraulische Kupplung 12, die zum Herstellen der Fahrt mit höherer Geschwindigkeit eingerückt und für Fahrt mit niedriger Geschwindigkeit ausgerückt ist, wobei letztere Fahrt durch eine Einwegkupplung 13 gegeben ist, welche beim Fahrbetrieb mit höherer Geschwindigkeit freiläuft. Eine auf die Drosselöffnung der Maschine ansprechende Steuereinrichtung wendet automatisch die hydraulische Kupplung immer dann an, wenn die Drosselöffnung der Maschine unter einem vorbestimmten Pegel liegt, so daß ein Bremsen des Fahrzeugs durch die Maschine während der Verzögerung ermöglicht ist, und nicht eine Leerlauffahrt durch den freien Lauf der Einwegkupplung.

- Leerseite

Claims

3435333 - ι - Patentansprüche

1. Fahrzeugwechselgetriebe mit einem Hilfsgetriebe (4), mit einem Hochgeschwindigkeitsgetriebezug (GH) und einem Niedriggeschwindigkeitsgetriebezug (GL), die in Reihe mit einem Hauptgetriebe (3) und dadurch mit einer Maschine (1) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsgetriebe (4) eine in dem Hochgeschwindigkeitsgetriebezug (GH) angeordnete hydraulische Kupplung (12) und eine, in dem Niedriggeschwindigkeitsgetriebezug (GL) _rangeordnete Einwegkupplung (13) aufweist, die so angeordnet ist, daß sie an der angeordneten Abtriebsseite Freilauf ermöglicht, derart, daß der Niedriggeschwindigkeitsgetriebezug (GL) hergestellt wird, wenn die hydraulische Kupplung (12) ausgerückt oder gelöst wird, und der Hochgeschwindigkeitsgetriebezug (GH) hergestellt wird, wenn die hydraulische Kupplung (12) eingerückt wird, und daß eine Halteeinrichtung (24) für den Hochgeschwindigkeitsgetriebezug (GH) vorgesehen ist, die so betreibbar ist, daß sie die hydraulische Kupplung (12) immer dann in ihrem eingerückten Zustand hält, wenn die Drosselöffnung der Maschine (1) unter einem vorbestimmten Pegel (O₀) liegt.

2. Fahrzeugwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Halteeinrichtung (24) eine Einrichtung (19, 20, 21, 22, 18a, 18) zum Abtasten der Drosselöffnung der Maschine (1), der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Getriebeübersetzungsverhältnisses sowie zum Einrücken der hydraulischen Kupplung (12) nur unter vorbestimmten Verhältnissen zwischen diesen abgetasteten Werten, wenn die Drosselöffnung der Maschine

(1) über dem vorbestimmten Pegel (0_Q) liegt, aufweist.

3. Fahrzeugwechselgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschaltventil (18) vorgesehen ist, das wahlweise zum Ein- oder Ausrücken der hydraulischen Kupplung (12) betätigbar ist, wobei die Haltereinrichtung (24) so betreibbar ist, daß sie das Umschaltventil (18) automatisch betätigt, um die hydraulische Kupplung (12) in Abhängigkeit von der unter dem vorbestimmten Pegel (Θ ) befindlichen Drosselöffnung der Maschine (1) anwendet.

4. Pahrzeugwechselgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektromagnetische Einrichtung (18a) zum Betätigen des Umschaltventils (18) vorgesehen ist, wobei die Haltereinrichtung (24) eine Abtasteinrichtung (19) für die Drosselöffnung zum Erzeugen eines elektrischen Signals aufweist, die auf die Position der Maschinendrossel bezogen ist, sowie eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals für die elektromagnetische Einrichtung (18a), welches auf die abgetastete Drosselposition anspricht.