SE519085C2 - Drivaggregat för motorfordon - Google Patents

Description

;»||| l>ø>s 10 15 20 'zif 25 - -30 . . - . a . . . | - n .- rullat fritt utan motorbromsning, vilket ger lägre bränsleförbrukning genom utnytt- jande av fordonets rörelseenergi Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en automatiserad stegväxlad växellåda av i inledningen angivet slag, som är så utförd att en automatisk frihjuls- funktion motsvarande den hos den traditionella automatväxellådan med planetväx- elsteg och frihjulskopplingar kan erhållas.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att styrenheten är anordnad att vid insig- naler indikerande fordonshastighet och ett gasreglageläge inom ett förutbestämt ma- növerområde hos gasreglaget, som börjar på avstånd från gasreglagets viloläge och sträcker sig över en mindre del av gasreglagets totala manöverornråde, frikoppla drivförbindelsen mellan motorn och en utgående axel i växellådan.

När föraren önskar förändra körtillståndet från drivande motor till att låta fordonet rulla fritt utan motorbromsning, släpper han upp gaspedalen, så att den når det för- utbestämda området, då drivningen från motorn bryts. Om motorbromsning önskas, släpper han upp gaspedalen ytterligare, antingen helt eller i varje fall så långt att den passerar det förutbestämda området, inom vilket frikoppling sker.

Drivförbindelsen kan frikopplas genom att styrenheten antingen frikopplar kopp- lingen mellan motorn och växellådan eller lägger den för tillfället i växellådan ilag- da växeln i friläget.

I en föredragen utföringsfonn av ett drivaggregat enligt uppfinningen utnyttjas en växellåda bestående av en basväxellåda och en före och i serie med denna kopplad, synkroniserad splitväxel, som har två på den ingående axeln roterbart lagrade kugg- hjul, vilka är samtidigt frikopplingsbara och altemativt låsbara på den ingående ax- eln medelst av nämnda manöverorgan styrda kopplings- och synkroniseringsorgan och ingriper med varsitt kugghjul på mellanaxeln. Styrenheten är härvid anordnad att vid insignaler indikerande fordonshastighet och gasreglageläge inom nämnda 10 15 20 25 :tunn ;>|,| *jr 30 o v o ~ u u | ø o n 519 G85 nu ou- 3 förutbestämda manöverområde frikoppla det för tillfället relativt den ingående axeln låsta kugghjulet genom att ställa nämnda kopplings- och synkroniseringsorgan i ett neutralläge.

Uppfinningen beskrives nämnare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig. lvisar en schematisk framställning av ett drivaggregat enligt uppfinningen och fig. 2 kopplingen och växellådan i fig. 1 i förstorad skala.

I fig.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 kopplingskåpa 4. Vevaxeln 2 är 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 roter- bart 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. Med kopplingshylsan 13 i ett mittläge NS är bägge kugghjulen 12 och 15 frikopplade från sina axlar 7 resp. 10. Kugghjulen 12 och 15 ingriper med kugghjul 16 resp. 17, som är ovridbart förbundna med mellanaxeln 11. På mellanaxeln 11 är ytterligare kugghjul 18, 19 och 20 vridfast anordnade, vilka ingriper med på huvud- axeln 10 roterbart lagrade kugghjul 21, 22 resp. 23, som är låsbara på huvudaxeln med hjälp av kopplingshylsor 24 resp. 25, vilka i det visade utföringsexemplet sak- nar synkroniseringsanordningar. På huvudaxeln 10 är ett ytterligare kugghjul 28 ro- terbart lagrat och ingriper med ett på en separat axel 29 roterbart lagrat mellankugg- hjul 30, vilket i sin tur ingriper med mellanaxelkugghjulet 20. Kugghjulet 28 är lås- bart på sin axel med hjälp av en kopplingshylsa 26. v|»;| 1-»aa 10 15 20 iiii: 25 Vfflso en-c 519 085 . . - ø .- 4 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 utgångsände är ett kugghjul 31 vridfast anordnat, vilket bildar solhjulet i en med 32 betecknad, tvåväxlad rangeväx- el 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 växellådshu- set- 8 för lågrange LR och relativt planethjulsbäraren 33 för högrange HR. Även kopplingshylsan 37 har ett mittläge NR, i vilket den utgående axeln 34 är frikopplad från huvudaxeln 10. Kopplingshylsoma 13, 24, 25, 26 och 37 är förskjutbara såsom pilama visar i fig.2, varvid de i anslutning till pilarna visade växelstegen erhålles.

Förskjutningen åstadkommes med i fig. 2 schematiskt antydda servodon 40, 41, 42, 43 och 44, som kan vara pneumatisk manövrerade kolv-cylinderanordningar av den typ, som utnyttjas i en växellåda av ovan beskrivet slag, vilken marknadsförs under beteckningen Geartronic®.

Servodonen 40, 41, 42, 43 och 44 styrs av en elektronisk styrenhet 45 (fig. 1), inne- fattande en mikrodator, i beroende av i styrenheten inmatade signaler representeran- de olika motor- och fordonsdata, som åtminstone innefattar motorvarvtal, fordons- hastighet, läget hos fordonets gaspedal 48 och, i förekommande fall, motorbroms till-från, när en till styrenheten 45 kopplad elektronisk växelväljare 46 står i sitt automatväxelläge. Gaspedalläget erhålls från en vinkelgivare 49, som är samordnad med gaspedalens 48 på en axel 50 svängbart lagrade pedalarm 51. När väljaren står i läge för manuell växling sker växlingen på 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 kopplingen 3 frikopplas.

Enligt uppfinningen är styrenheten 45 programmerad, så att frihjulsfunktionen akti- veras, när föraren med fordonet i rörelse och med eventuell motorbroms, t ex en av- aipno iflitø 10 15 20 .IÉ-'z 25 i 530 519 B85 5 gasregulator eller kompressionsbroms, deaktiverad, släpper upp gaspedalen 48 till ett läge inom pedalarmens 51 med ot betecknade fördefinierade svängningsvinkel- område i fig.l, där y betecknar pedalannens 51 totala svängningsvinkel och ß be- tecknar ett fördefinierat vinkelområde, inom vilket motorn håller tomgångsvarv men inom vilket frikoppling inte äger rum, så att motorbromsning erhålles. Svängnings- vinklarna ot och ß är i det visade utföringsexemplet ca 5° vardera inom pedalarrnens 51 totala svängningsvinkel på ca 30°, men vinkeln ß kan i förekommande fall väljas till O°. Detta betyder att när gaspedalen släpps upp till mellan ca 5° och ca 10° från sitt opåverkade viloläge aktiveras frihjulsfunktionen genom att styrenheten 45 först styr motorvarvet, så att inget moment 'överförs mellan växellådans ingående axel 7 och huvudaxel 10. Därefter ger styrenheten 45 signal till servodonet 40 att ställa kopplingshylsan 13 i neutralläget NS, varefter motorn styrs till tomgångsvarv. Driv- linan är nu isårkopplad och fordonet kan rulla fiitt. Genom att frikoppla en synkro- niserad splitväxel uppnås fiihjulsfunktionen genom frikoppling av en och samma växel oberoende av vilken växel som är ilagd i basväxellådan. Samma funktion kan erhållas genom att alternativt ställa rangeväxelns 32 kopplingshylsa 37 i sitt neut- ralläge NR.

Styrenheten 45 är programmerad att deaktivera frihjulsfiinktionen, när föraren an- tingen släpper upp gaspedalen till vinkelområdet ß eller begär motorbromsning genom att exempelvis aktivera en avgasbroms eller kompressionsbroms eller tram- par ned gaspedalen så att den förflyttas förbi vinkelområdet ot. Härvid reglerar styr- enheten först in motorvarvtalet mot ett varvtal som möjliggör synkronisering och därefter förskjuts kopplingshylsan 13 till sitt föregående inkopplingsläge. Drivlinan är nu ihopkopplad och drivning eller motorbromsning är åter möjlig.

I styrenheten 45 är även en säkerhetsfunktion inprogrammerad, om motorn skulle stanna när frihjulsfunktionen är aktiverad, vilket innebär styrenheten 45 då ger sig- nal att först frikoppla kopplingen 3 mellan motorn och växellådan och därefter att förskjuta den i neutralläget beñntliga kopplingshylsan 13 till sitt föregående in- .tfn- |s||o 10 519 085 . - n ~ .u 6 kopplingsläge. Efter inkoppling av den synkroniserade växeln ger styrenheten 45 signal att återinkoppla kopplingen 3. När kopplingen 3 är inkopplad drivs motorn av fordonet och eventuella tillsatsaggregat som servopumpar och motorbromsar, som normalt drivs av motorn drivs nu av fordonet via motorn.

Uppfinningen har ovan beskrivits med hänvisning till en foredragen utforingsfonn, vid vilken det fysiska läget hos själva gaspedalen avkänns och styr frihjulsfiinktio- nen. Man kan inom ramen for uppfinningen givetvis avkänna läget hos vilken gas- reglagekomponent som helst, som ändrar inställning eller läge vid förändring av gaspådraget, och låta denna styra frihjulsfunktionen.

Claims (9)

10 15 20 25 519 085 Patentkrav

1. Drivaggregat för motorfordon, innefattande en förbränningsmotor (1) och en med motorns vevaxel (2) via en koppling (3) förbunden ingående axel (7) till en steg- växlad växellåda (9), som har minst en i ett hus (8) lagrad mellanaxel (1 1), vilken uppvisar minst ett kugghjul (1 6,17) i ingrepp med ett kugghjul (l2,15) på den ingå- ende axeln, en i huset lagrad huvudaxel (10) med kugghjul (l5,2l,22,23), som in- griper med kugghjul (l7,18,19,20) på mellanaxeln, varvid åtminstone det ena kugg- hjulet i varje par med varandra ingripande kugghjul på mellanaxeln och huvudaxeln är roterbart lagrat på sin axel och medelst kopplingsorgan (l 3,24,25) låsbart på sin axel, samt med kopplingsorganen samverkande manöverorgan (40,4l,42), som år styrda av en styrenhet (45) i beroende av i styrenheten inmatade signaler represente- rande olika motor- och fordonsdata, som åtminstone innefattar motorvarvtal, for- donshastighet och gasreglageläge, kännetecknat av att styrenheten (45) är anord- nad att vid insignaler indikerande fordonshastighet och ett gasreglageläge inom ett förutbestämt manöverområde (ot) hos gasreglaget (48), som sträcker sig över en mindre del av gasreglagets totala manöverornråde (y), frikoppla drivförbindelsen mellan motom (1) och en utgående axel (34) i växellådan.

2. Drivaggregat enligt krav l, kännetecknat av att nämnda förutbestämda manö- verområde (ot) börjar på ett avstånd (ß) från gasreglagets viloläge.

3. Drivaggregat enligt krav l eller 2, kännetecknat av att styrenheten (45) är an- ordnad att frikoppla drivförbindelsen genom att frikoppla kopplingen\(3) vid insig- naler indikerande fordonshastighet och gasreglageläge inom nämnda förutbestämda manöverområde (ot).

4. Drivaggregat enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att styrenheten (45) är an- ordnad att frikoppla drivförbindelsen genom att lägga en i växellådan (9) för 10 15 20 25 30 519 085 8 tillfället inkopplad växel i friläget vid insignaler indikerande fordonshastighet och gasreglageläge inom nämnda förutbestämda manöverområde (a).

5. Drivaggregat enligt krav 4, kännetecknat av att styrenheten (45) är anordnad att efter frikoppling av drivförbindelsen mellan motom (1) och växellådans utgående axel (34) vid efterföljande förflyttning av gasreglaget (48) till ett läge utanför nämn- da förutbestämda manöverområde (ot) först varvtalsstyra motom till ett lämpligt varvtal för iläggning av en till fordonets hastighet anpassad växel och därefter ge manöverorganen signal att lägga i växeln.

6. Drivaggregat enligt krav 4 eller 5, kännetecknat av att minst två på den ingående axeln (7) roterbart lagrade kugghjul (12,15) är samtidigt frikopplingsbara och alter- nativt låsbara på axeln medelst av nämnda manöverorgan (40) styrda kopplings- och synkroniseringsorgan (13) och ingriper med varsitt kugghjul (l6,l 7) på mellanaxeln (1 1), och att styrenheten är anordnad att vid insignaler indikerande fordonshastighet och gasreglageläge inom nämnda förutbestämda manöverområde (ot) frikoppla det för tillfället relativt den ingående axeln låsta kugghjulet genom att ställa nämnda kopplings- och synkroniseringsorgan i ett neutralläge.

7. Drivaggregat enligt krav 4 eller 5, kännetecknat av att växellådan (9) innefattar en basdel med ett antal växlar (1-4 och R) och en rangedel med en lågväxel (LR) och en högväxel (HR) för varje växel i basdelen och att rangedelen har kopplingsor- gan (37) med synkroniseringsfunktion, som förutom ett lågväxelläge och ett hög- växellåge har ett mellanliggande neutralläge (NR), och att styrenheten är anordnad att vid insignaler indikerande fordonshastighet och gasreglageläge inom nämnda förutbestämda manöverområde (ot) frikoppla den för tillfället inkopplade växeln genom att ställa rangeväxeln i sitt neutralläge.

8. Drivaggregat enligt något av kraven 1-5, kännetecknat av att det frikopplings- bara kugghjulet (15,21,22,23) i varje par med varandra ingripande kugghjul på, 519 085 9 mellanaxeln (11) och huvudaxeln (10) är låsbara på sin axel medelst kopplingsorgan (24,25), som saknar synkroniseringsfunktion.

9. Drivaggregat enligt något av kraven 1-6, kännetecknat av att gasreglaget är en svängbart lagrad gaspedal (48) med en pedalarm (51), som är samordnad med en avkännare (49), vilken ger en av pedalarmens svängningsvinkel beroende signal till styrenheten (45).