SE521517C2 - Växellåda för motorfordon med en automatisk koppling - Google Patents

Description

521 517 2 allt när det gäller användning i tunga fordon, den är enklare och robustare och kan framställas till väsentligt lägre kostnad än den traditionella auto- matväxelládan och dels att den har högre verkningsgrad, vilket betyder möjlighet till lägre bränsleförbrukning.

Den av planetväxlar uppbyggda automatväxellàdan har vanligen envägskopplingar mellan planetväxelstegen, som vid drivande motor i automatväxelläget låser för momentöverföring från motorn till drivhjulen men som vid momentöverföring i motsatt riktning, dvs vid noll gaspådrag och fordonet i rörelse, frikopplar och låter fordonet rulla fritt utan motorbromsning, vilket ger lägre bränsleförbrukning genom utnyttjande av fordonets rörelseenergi än om motorn ligger och bromsar. Motsva- rande frihjulsfunktion hos hittills kända automatiserade stegvåxellådor har man hittills inte kunnat få pá annat sätt än genom manuell frikoppling av kopplingen mellan motorn och växellådan.

Syftet med föreliggande uppfinning är att àstadkomma en transmission innefattande stegväxlad växellåda samt automatiserad lamellkoppling av i inledningen angivet slag, som är så utförd att en automatisk frihjuls- funktion motsvarande den hos den traditionella automatväxellàdan med planetväxelsteg och frihjulskopplingar kan erhållas.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att styrenheten är anordnad att vid insignaler representerande noll gaspådrag ge utsignal att frikoppla kopplingen och att vid ett efterföljande gaspådrag ge utsignal att inkoppla kopplingen när motorn uppnått ett rotationsvarvtal, vilket får skilja sig från nämnda 521 517 3 ingående axels rotationsvarvtal med högst en förutbestämd tillåten varvtalsskillnad.

Genom att frikoppla kopplingen kopplas drivlinan isär, så att fordonet kan rulla fritt utan den bromsverkan som annars erhålles genom friktionsförlusterna i motorn. På detta sätt uppnås sålunda frihjulsfunktion utan användning av särskilda frihjulskopplingar.

I en föredragen utföringsform av transmissionen enligt uppfinningen utnyttjas för frihjulsfunktionen en automatiserad lamellkoppling anordnad mellan fordonets motor och den stegväxlade växellådan och där motorn är utrustad med en motorbromsanordning av exempelvis typen avgastryckregulator eller kompressionsbroms.

Styrenheten är härvid anordnad att vid insignaler representerande noll gaspådrag och motorbroms frànslagen frikoppla den automatiserade lamellkopplingen.

För att förhindra att ett eventuellt motorstopp samtidigt som frihjulsfunktionen är aktiverad får till följd att olika servon, t ex styr- och bromsservon, upphör att fungera genom att servopumparna stannar samtidigt med motorn, är i en vidareutveckling av transmissionen enligt uppfinningen styrenheten anordnad att vid mottagande av insignaler vilka indikerar att motorn håller pà att stanna och att viss fordonshastighet föreligger samtidigt som nämnda automatiserade koppling (3) är frikopplad ge signal att inkoppla den automatiserade kopplingen (3). Motorns tomgångsvarvtal anpassas normalt till rådande förhållande såsom exempelvis temperaturförhàllande.

Detta leder till att indikationen för när motorn håller pá att stanna, dvs ett lägsta tillåtet motorvarvtal där frihjulning är tillåten varierar. När kopplingen kopplar ihop växellådan med motorn, drivs motorn och till denna kopplade servopumpar av fordonet, så att servofunktionerna upprätthålls.

Uppfinningen beskrivs närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där figur 1 visar en schematisk framställning av en förbrännings- motor med anslutande koppling och växellåda och figur 2 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 kopplingskápa 4. Vevaxeln 2 är via motorns utgående axel 50 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 11 roterbart lagrade.

Såsom tydligast framgår av figur 2 är ett kugghjul 12 roterbart lagrat på den ingående axeln 7 och lásbart på axeln med hjälp av en med synkroniseringsorgan försedd kopplingshylsa 13, vilken är ovridbart men axiellt förskjutbart lagrad pä ett med den ingående axeln ovridbart förbundet nav 14. Med hjälp av kopplingshylsan 13 är även ett på huvudaxeln 10 roterbart lagrat kugghjul 15 lásbart relativt den ingående axeln 7. Med kopplingshylsan 13 i ett mittläge är bägge kugghjulen 12 och 15 frikopplade från sina axlar 7 respektive 10. Kugghjulen 12 och 15 ingriper med kugghjul 16 respektive 17, som är ovridbart 521 517 förbundna med mellanaxeln 11. Pà mellanaxeln 11 är ytterligare kugghjul 18, 19 och 20 vridfast anordnade, vilka ingriper med pà huvudaxeln 10 roterbart lagrade kugghjul 21, huvudaxeln med hjälp av kopplingshylsor 24 resp. 25, 22 respektive 23, som är låsbara pà vilka i det visade utföringsexemplet saknar synkroniseringsanordningar. Pà 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 pá sin axel med hjälp av en kopplingshylsa 26.

Kugghjulsparen 12,16 och 15,17 samt kopplingshylsan 13 bildar en splitväxel med ett lágväxelsteg LS och ett högväxelsteg HS. Kugghjulsparet 15, 17 bildar även tillsammans med kugghjulsparen 21, 18, 22, 19, 23, 20 och 28, en backväxel. Pà huvudaxelns utgàngsände är ett kugg- en basväxellàda med fyra växlar framåt och hjul 31 vridfast anordnat, vilket bildar solhjulet i en med 32 betecknad, tváväxlad rangeväxel av planettyp, vars planethjulsbärare 33 är vridfast förbunden med en axel 34, som bildar växelládans utgående axel.

Rangeväxelns 32 planethjul 35 ingriper med ett ringhjul 36, som med hjälp av en kopplingshylsa 37 är lásbart relativt växelládshuset 8 för lágrange LR och relativt planethjulsbäraren 33 för högrange HR.

Kopplingshylsorna 13, 24, 25, 26 och 37 är förskjutbara sásom pilarna visar i figur 2, varvid de i anslutning till pilarna visade växelstegen erhàlles.

Förskjutningen àstadkommes med i figur 2 schematiskt 43 och 44, pneumatisk manövrerade kolv-cylinderanordningar av den typ, antydda servodon 40, 41, 42, som kan vara som utnyttjas i en växellåda av ovan beskrivet en w ...à c ~. :å w O\ slag, vilken marknadsförs under beteckningen Geartronic®. 43 och 44 styrs av en Servodonen 40, 41, 42, 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-frän, 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.

Styrenheten 45 styr även bränsleinsprutningen, dvs motorvarvtalet, i beroende av gaspedalläget samt lufttillförseln till en pneumatisk kolv- cylinderanordning 47, medelst vilken lamellkopplingen 3 frikopplas eller inkopplas.

Enligt uppfinningen är styrenheten 45 programmerad, sà att frihjulsfunktionen aktiveras, när föraren eller farthàllaren inte längre varken begär nàgot bränsle (noll gaspådrag) eller aktivering av nàgon motorbroms, t ex en avgastryckregulator eller en kompressionsbroms.

Detta gàr till så att styrenheten 45 först styr motorvarvtalet, sä att inget moment överföres mellan motorns l utgàende axel 50 och växellàdans 9 ingående axel 7. Därefter ger styrenheten 45 signal till cylinderanordningen 47 att frikoppla lamellkopplingen 3, varefter motorn 1 styrs till ett tomgàngsvarvtal.

Drivlinan är nu isärkopplad och fordonet kan rulla fritt. Genom att frikoppla lamellkopplingen uppnàs fri- 521 517 7 hjulsfunktionen oberoende av vilken växel som är ilagd i basväxelládan.

Styrenheten 45 är programmerad att deaktivera frihjulsfunktionen, när föraren begär bränsle med gaspedalen eller farthàllaren eller begär motorbromsning genom att exempelvis aktivera en avgasbroms eller kompressionsbroms. Härvid reglerar styrenheten först in motorvarvtalet mot ett varvtal som inte skiljer sig alltför mycket fràn den ingående axelns rotationsvarvtal innan lamellkopplingen inkopplas. Drivlinan är nu ihopkopplad och drivning eller motorbromsning är äter möjlig. Om varvtalsskillnaden vid inkoppling blir alltför stor mellan motorns utgående axel och växelládans ingående axel så rycker fordonet. Detta är komfortmässigt inte acceptabelt. Dessutom slits lamellerna i kopplingen 3 onormalt. Även andra delar i transmissionen utsätts för högre påfrestningar än normalt.

I styrenheten 45 är även en säkerhetsfunktion inprogrammerad, om motorn skulle stanna när frihjulsfunktionen är aktiverad. Säkerhetsfunktionen innebär att styrenheten 45 ger signal att àterinkoppla lamellkopplingen 3 om motorn stannar under frihjulningen. När lamellkopplingen 3 är inkopplad drivs motorn av fordonets rörelseenergi och eventuella tillsatsaggregat som servopumpar och motorbromsar, som normalt drivs av motorn drivs nu av fordonet via ITlOtOITi . Även andra typer av automatiserade kopplingar mellan motor och växellåda än nämnda lamellkoppling är möjlig att använda i anordningen enligt uppfinningen.

Claims (1)

521 517' Patentkrav

1. Transmissionsanordning för motorfordon, 10 15 20 25 30 innefattande en stegváxlad växellåda (9) med en i ett hus (8) roterbart lagrad ingående axel (7), minst en i huset lagrad mellanaxel (11), 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, 21, 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 med kopplingsorgan (13, 24, 25) är lásbart på sin axel, samt där den ingående axeln (7) är förbunden med en automatiserad koppling (3), vilken är förbunden med en från en motor (1) utgående axel (50) och som är styrd av en styr- enhet (45) i beroende av i styrenheten inmatade signaler representerande olika motor- och fordonsdata som åtminstone innefattar motorvarvtal, fordonshastighet och gaspedalläge, kânnetecknad av att styrenheten (45) är anordnad att vid insignaler representerande noll gaspådrag ge utsignal att frikoppla kopplingen (3) och att vid ett efterföljande gaspådrag ge utsignal att inkoppla kopplingen (3) när motorn (1) uppnått ett rotationsvarvtal, vilket får skilja sig från nämnda ingående axels (7) rotationsvarvtal med högst en förutbestämd tillåten varvtalsskillnad. Transmissionsanordning enligt krav 1 kopplad till en motor med motorbromsorgan för att öka motorns bromseffekt, kännetecknad av att styrenheten (45) 10 15 20 521 517 är anordnad att vid insignaler representerande noll gaspàdrag och motorbromsorganen frànslagna ge utsignal att frikoppla den automatiserade kopplingen (3). Transmissionsanordning enligt nágot av kraven 1 eller 2, kännetecknad av att styrenheten är anordnad att vid mottagande av insignaler vilka indikerar att motorn håller pà att stanna och att viss fordonshastighet föreligger samtidigt som nämnda automatiserade koppling (3) är frikopplad ge signal att inkoppla den automatiserade kopplingen (3). Transmissionsanordning enligt nágot av föregående krav, kännetecknad av att manöverorgan (40, 41, 42) samverkar med kopplingsorganen (13, 24, 25), vilka manöverorgan är styrda av nämnda styrenhet (45). Transmissionsanordning enligt nágot av föregående krav, kännetecknad av att kopplingen (3) är av typen lamellkoppling.