CZ288013B6

CZ288013B6 - Způsob ovládání řazení v převodovce a převodovka

Info

Publication number: CZ288013B6
Application number: CZ19941743A
Authority: CZ
Inventors: Jon Allen Steeby; Todd William Fritz
Original assignee: Eaton Corporation
Priority date: 1993-07-21
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 2001-04-11
Also published as: RU94026075A; US5389053A; EP0635389B1; KR100296557B1; CZ174394A3; CN1108603A; JP3516084B2; EP0635389A1; KR950003653A; JPH07151226A; AU6756694A; CN1100682C; ZA945247B; BR9402293A; DE69405825D1; DE69405825T2; CA2127771C; ES2108941T3; ATE158543T1; RU2116895C1

Abstract

Způsob je určen pro ovládání řazení v převodovce (14), přičemž ovladač řazení, sestávající z ovladače (48) synchronizačního zařízení (30), vyvine sílu pro dosažení záběru výsuvné spojky (122, 124, 126) a ozubeného kola (98, 114, 116, 118, 120). Způsob sestává ze zjištění toho, kdy nastane stav neúplného záběru výsuvné spojky (122, 124, 126), při udání stavu buď dosednutí zubů na sebe nebo zablokování přenosu krouticího momentu, a z vyvození pulzování ovladače řazení, když se zjistí stav neúplného záběru, mezi relativně nízkou silou a relativně vysokou silou, pro vyrušení výsuvné spojky (122, 124, 126) a ozubeného kola (98, 114, 116, 118, 120) ze stavu neúplného záběru. Krok zjišťování zahrnuje přezkoušení jak axiální polohy výsuvné spojky (122, 124, 126), tak i axiální polohy řadicí vidlice (130, 132, 134), funkčně s ní spojené, pomocí polohového snímače (43). Signál vyslaný do ovladače řazení má s výhodou modulovanou šířku impulzů a frekvenci v rozsahu od 5 do 20 Hz. Převodovka pro prŕ

Description

Způsob ovládání řazení v převodovce a převodovka

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu ovládání řazení v automatické mechanické převodovce motorového vozidla a zejména způsobu snímání dosednutí zubů na sebe a/nebo stavů zablokování přenosu kroutícího momentu a vyvolání působení pro překonání těchto stavů. Vynález se dále týká převodovky pro provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Automatické mechanické převodové systémy sestávající z mechanických převodovek a ovladačů pro jejich automatické řazení, obvykle ovládaných elektronicky podle snímaných vstupních signálů a předem stanovených logických pravidel, jsou známé. Příklady těchto systémů jsou uvedeny například v patentu US 4 648 290, patentu US 4 642 771, patentu US 4 595 986, patentu US 4 527 447, patentu US 4 361 060, patentu US 4 140 031 a patentu US 4 081 065. Tyto systémy jsou rovněž známy z odborného časopisu SAE Páper No. 831776 o názvu AUTOMATED MECHANICAL TRANSMISSION CONTROLS. Logické programy pro opravu chybných tolerancí pro automatické převodovky jsou známé například z patentu US 4 922 425, patentu US 4 849 899 a patentu US 4 899 279.

Rovněž jsou známé elektronické a jiné ovládací systémy přívodu paliva do motoru, v nichž může být přívod paliva do motoru modulován pro dosažení požadované frekvence otáčení motoru bez ohledu na nastavení plynového pedálu řidičem. Tyto systémy jsou uvedeny například v patentu US 4 081 065, patentu US 4 361 060 a patentu US 4 792 901.

U automatických převodových systémů, zejména u systémů odvozených z manuálních nesynchronizovaných mechanických převodovek, mohou nastat stavy dotknutí nebo dosednutí zubů na sebe a/nebo bzučení zubů, a to například tehdy, když se vozidlo rozjíždí z klidu. Bzučení zubů nastane, když se konce zubů členů výsuvných spojek navzájem dotknou a do sebe axiálně nezapadnou, například tehdy, když frekvence otáčení kluzné spojky a ozubeného kola jsou shodné nebo téměř shodné a když se vyvolá záběr zubů do sebe. Když se frekvence otáčení dvou členů výsuvné spojky konečně změní a nastane vklouznutí zubů do sebe, nastává bzučení (chvění) zubů při zajišťování jejich záběru. Tak dochází k bzučení zubů spíše tehdy, když se konce navzájem se dotýkajících zubů výsuvné spojky dostanou do tření při vzájemném natáčení, než při axiálním zapadnutí do sebe, když se jeden z členů výsuvné spojky natočí, aby dosednutí zubů na sebe zmizelo a zuby do sebe zapadly. V těchto převodových systémech, zejména jestliže hlavní třecí spojka neboli spojka rozpojující přenášení kroutícího momentu, není těsně modulována, je zapotřebí vytvořit logické programy pro zjišťování a odstraňování tohoto bzučení zubů.

Při postupném řazení převodů v převodovce může dále docházet k neúplnému záběru výsuvné spojky vzhledem k zablokování přenosu kroutícího momentu. Zablokování kroutícího momentu nastane tehdy, když vzhledem k přenášenému kroutícímu momentu vzniká vyšší třecí síla než je vstupní síla zkoušející dosáhnout zasunutí spojky do úplného záběru. Při zablokování přenosu kroutícího momentu může náhlý pokles kroutícího momentu nebo jeho obrácení umožnit úplný záběr převodu, avšak dokud k tomu nedojde, veškerý výkon je převodem přenášen částečným záběrem. Za normálního stavu zablokování přenosu kroutícího momentu se nezasune spojka do záběru do té doby, dokud se kroutící moment neobrátí. Stejný jev nastává při dosednutí ozubených kol na sebe.

Známé způsoby odstraňování dosednutí zubů na sebe a bzučení zubů spočívají v pokračování tlačení kroužku spojky a ozubeného kola do záběru nebo ve vrácení převodové skříně zpět na

-1 CZ 288013 B6 neutrál a v opětném vyvolání záběru tolikrát, dokud se nedokončí, jak je uvedeno například v patentu US 5 099 711.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob ovládání řazení v převodovce, při němž ovladač řazení vyvine sílu pro dosažení záběru výsuvné spojky a ozubeného kola, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává ze zjištění toho, kdy nastane stav neúplného záběru výsuvné spojky, io udávající dosednutí zubů na sebe nebo zablokování přenosu kroutícího momentu, a potom z pulzování ovladače řazení, když se zjistí stav neúplného záběru, mezi relativně nízkou silou a relativně vysokou silou, pro vyrušení výsuvné spojky a ozubeného kola ze stavu neúplného záběru.

U způsobu ovládání řazení podle vynálezu tedy operace zjišťování sestává z přezkušování buď axiální polohy kroužku výsuvné spojky nebo řadicího táhla funkčně spojeného s tímto kroužkem spojky. S výhodou se vyšle signál do ovladače řazení, který má modulovanou šířku impulzů a frekvenci přibližně 10 hertzů.

Výše uvedené nedostatky dále odstraňuje rovněž systém pro provádění uvedeného způsobu, který je ve formě automatické mechanické převodovky s kluznými spojkami, podle vynálezu, její podstatou je, že sestává z hřídele, na němž jsou volně uložena ozubená kola, několika výsuvných spojek axiálně posuvných na hřídeli pro otočné připojení ozubených kol k hřídeli, ovladače řazení pro vyvození síly pro provedení záběru jedné z výsuvných spojek a jednoho z ozubených 25 kol, prostředku pro zjišťování toho, kdy nastane stav neúplného záběru výsuvné spojky a ozubeného kola a prostředku pro pulzování, v případě zjištění stavu neúplného záběru, ovladače řazení mezi relativně nízkou silou a relativně vysokou silou, pro vyrušení výsuvné spojky a ozubeného kola ze stavu neúplného záběru.

Výhodou řešení podle vynálezu je, že představuje nový a zlepšený způsob ovládání řazení pro zjišťování a odstraňování bzučení zubů a/nebo stavu zablokování přenosu kroutícího momentu v převodovce motorového vozidla.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schematicky v nárysu automatickou mechanickou převodovku podle vynálezu, 40 obsahující měnič kroutícího momentu, obr. 2 další schéma automatické mechanické převodovky podle vynálezu, obr. 3 řez automatickou mechanickou převodovkou, a obr. 4 přechodový diagram ovládacího logického systému způsobu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1, 2 a 3 je schematicky znázorněna úplná spojka 10 pro odpojování kroutícího momentu a připojení měniče 20 kroutícího momentu a automatický mechanický převodový systém 12, 50 v němž jsou tato zařízení obsažena. Výraz automatický mechanický převodový systém znamená systém, sestávající alespoň z motoru 16 s regulací přívodu paliva, několikarychlostní převodovky 14 s ozubenými koly a výsuvnými spojkami, spojovacího zařízení s prokluzem jako je hlavní třecí spojka a/nebo tekutinová spojka 10/20 vložená mezi motor 16 a převodovku 14

-2CZ 288013 B6 a konečně z ovládací elektronické základní jednotky 50 pro automatické ovládání automatického mechanického převodového systému 12. Tyto systémy budou samozřejmě rovněž obsahovat snímače a/nebo ovladače pro vysílání vstupních signálů do elektronické základní jednotky 50 a/nebo přijímání výstupních povelových signálů z elektronické základní jednotky 50. I když je řešení podle vynálezu vhodné ve spojení s převodovým systémem, který má měnič 20 kroutícího momentu a spojku, určenou pro odpojení a připojení měniče 20 kroutícího momentu, je rovněž zvláště vhodné pro převodové systémy, které mají standardní hlavní třecí spojku, vloženou mezi motor a převodovku.

Automatický mechanický převodový systém 12 podle vynálezu je určen pro použití u pozemních vozidel, jako těžkých nákladních automobilů, avšak není na toto použití omezen. Znázorněný automatický mechanický převodový systém 12 obsahuje automatickou vícerychlostní mechanickou převodovku 14 s ozubenými koly, poháněnou motorem 16 s regulovaným přívodem paliva (jako je vznětový motor) přes tekutinovou spojku nebo úplný měnič 20 kroutícího momentu. Výstup z automatické převodovky 14 je tvořen výstupním hřídelem 22, který je upraven pro hnací připojení k vhodné komponentě vozidla, jako je diferenciál nebo hnací náprava nebo podobně, jak je dobře známo z dosavadního stavu techniky.

Jak bude blíže popsáno dále, sestává úplná spojka 10 pro připojení měniče 20 kroutícího momentu a odpojování kroutícího momentu ze dvou oddělených nezávisle spínatelných spojek, s výhodou třecích spojek, a to hlavní spojky 24 pro odpojování měniče 20 kroutícího momentu a vedlejší spojky 26 pro jeho připojování. Převodovka 14 je opatřena řadicím mechanismem 28, který je proveden s výhodou ve formě řadicího mechanismu ovládaného stlačenou tekutinou, typu popsaného ve výše zmíněném patentu US 4 445 393. Převodovka 14 je rovněž s výhodou opatřena synchronizačním zařízením 30, které může být typu popsaného a znázorněného ve výše zmíněném patentu US 3 478 851, patentu US 4 023 443 nebo patentu US 4 614 126. Řešení podle vynálezu je rovněž použitelné u automatických mechanických převodových systémů, které nejsou opatřeny synchronizačním zařízením.

Výše zmíněné hnací komponenty jsou ovládány a monitorovány několika zařízeními, která jsou dobře známá a která budou blíže popsána dále. Tato zařízení mohou zahrnovat monitorovací sestavu 32, která snímá polohu plynového pedálu, ovládaného řidičem vozidla, nebo jiného škrticího zařízení paliva, dále ovladač 34 plynového pedálu, který ovládá přívod paliva do motoru 16, snímací sestavu 36, která snímá frekvenci otáčení motoru 16, hlavní spojku 24 pro odpojování měniče 20 kroutícího momentu a ovladač 40 vedlejší spojky 26 pro připojování měniče 20 kroutícího momentu, snímač 42 frekvence otáčení vstupního hřídele 72 převodovky 14, snímač 44 pro snímání frekvence otáčení výstupního hřídele 22 převodovky 14, ovladač 46 řadicího mechanismu 28 převodovky 14 a/nebo ovladač 48 pro ovládání činnosti synchronizačního zařízení 30. Ovladačem 34 plynového pedálu může být jednoduše zařízení redukující (tlumící) přívod paliva do motoru 16 pro nastavení proměnné úrovně, bez ohledu na polohu plynového pedálu danou řidičem vozidla.

Výše zmíněná zařízení dodávají informace do (ECU) centrální elektronické základní jednotky 50 a/nebo zní přijímají povely. Elektronická základní jednotka 50 je svýhodou založena na digitálním mikroprocesoru, jehož specifické uspořádání a konstrukce nejsou součástí vynálezu. Elektronická základní jednotka 50 rovněž přijímá informace z voliče 52 režimu pro ovládání řazení a režimu, pomocí něhož může řidič zvolit zpátečku (R), neutrál (N) nebo několik dopředných hnacích režimů (D, D_L) činnosti vozidla. Obvykle je režim (D) činnosti určen pro pohyb vozidla po silnici, zatímco režim (D_L) činnosti je určen pro pohyb vozidla mimo silnici.

Automatický mechanický převodový systém 12 rovněž obvykle obsahuje různé snímače nebo čidla, obvody a/nebo logické standardní programy pro snímání a reagování na chybné stavy zjištěné snímači a/nebo provedené ovladači. Jak je známo, přijímá elektronická základní jednotka 50 vstupní signály z různých čidel a/nebo ovládacích zařízení. Navíc k těmto přímým vstup

-3 CZ 288013 B6 ním signálům může být elektronická základní jednotka 50 opatřena obvody a/nebo logickým programem pro rozlišování vstupních signálů pro provedení vypočtených signálů, udávajících rychlost změny různých monitorovacích zařízení, dále prostředky pro porovnávání vstupních signálů a/nebo paměťovými prostředky pro ukládání určitých vstupních informací, jako je směr posledního přeřazení a prostředky pro vymazání paměti při výskytu předem stanovených událostí. Specifické obvody pro provádění výše zmíněných funkcí jsou známé, viz například výše zmíněné patenty US 4 361 060 a 4 595 986. Jak je dobře známo z ovládání/činnosti elektronických základních jednotek, zejména elektronických základních jednotek (ECU) založených na mikroprocesorech, mohou být různé logické funkce prováděny diskrétními pevně zapojenými logickými jednotkami nebo jedinou logickou jednotkou, pracující při různých podprogramech logických pravidel ovládacího systému.

Na obr. 1 je podrobněji schematicky znázorněn měnič 20 kroutícího momentu a úplná spojka 10 pro připojování měniče 20 kroutícího momentu a jeho odpojování, která je vložena mezi motor 16 a automatickou převodovku 14 s ozubenými koly. Měnič 20 kroutícího momentu je obvyklého typu v tom, že tvoří tekutinovou spojku, která sestává z oběžného kola 54 poháněného výstupním neboli klikovým hřídelem 56 motoru 16 přes kryt 58, z turbíny 60 poháněné hydraulicky oběžným kolem 54 a ze statoru 62, který je připevněn ke skříni 64 přes jednosměrnou válečkovou spojku 66 nesenou hřídelem 68, připevněným ke skříni 64. Kryt 58 rovněž pohání čerpadlo 70 pro vytváření tlaku v měniči 20 kroutícího momentu, pro mazání převodovky 14, pro selektivní vytváření tlaku v řadicím mechanismu 28 převodovky 14 a/nebo synchronizačním mechanismu 30 a/nebo pro ovládání hlavní spojky 24 a vedlejší spojky 26. Čerpadlo 70 může mít jakoukoli známou konstrukci, například může být provedeno jako dobře známé zubové čerpadlo.

Převodovka 14 má vstupní hřídel 72 poháněný motorem 16 přes měnič 20 kroutícího momentu a/nebo úplnou spojku 10. Vstupní hřídel 72 převodovky 14 nese spojovací člen 74, který je k němu připevněný a otáčí se s ním. Spojovací člen 74 obsahuje první část 76 spojenou s hlavní spojkou 24 pro odpojování měniče 20 kroutícího momentu a nábojovou druhou část 78, drážkovým spojením připevněnou ke vstupnímu hřídeli 72. Jak bude podrobněji popsáno dále, může být hlavní spojka 24, a to nezávisle na záběru nebo rozpojení vedlejší spojky 26, pro třecí záběr nebo odpojení spojovacího členu 79, který je připojen k turbíně 60 měniče 20 kroutícího momentu a ke členu hlavní spojky 26, připojena k výstupnímu hřídeli 72 přes první část 76 spojovacího členu 74 nebo od něj odpojena. Vedlejší spojka 26 pro připojování měniče 20 kroutícího momentu může být v záběru nebo rozpojena, a to nezávisle na záběru nebo rozpojení hlavní spojky 24, pro připojení klikového hřídele 56 motoru 16 a krytu 58 jím poháněného třecím záběrem ke spojovacímu členu 79.

Záběr vedlejší spojky 26 způsobí záběr klikového hřídele 56 motoru 16 přes kryt 58 přímo se spojovacím členem 79, bez ohledu na záběr nebo rozpojení hlavní spojky 24, přičemž účinné připojení měniče 20 kroutícího momentu k pohonu převodovky 14 přímo z motoru 16 nastane tehdy, jestliže je hlavní spojka 24 v záběru. Navíc při frekvencích otáčení vyšších, než je frekvence otáčení měniče 20 kroutícího momentu, nemusí být vedlejší spojka 26 uváděna do záběru a rozpojována při řazení, protože rozpojení hlavní spojky 24 odpojí setrvačnou hmotu spojovacího členu 79 od vstupního hřídele 72.

Jestliže je vedlejší spojka 26 rozpojená a hlavní spojka 24 je v záběru, bude převodovka 14 poháněna motorem 16 přes tekutinovou spojku, tvořenou měničem 20 kroutícího momentu, jak je dobře známo. Jestliže je hlavní spojka 24 rozpojená, bez ohledu na stav vedlejší spojky 26, je vstupní hřídel 72 převodovky 14 odpojen od jakéhokoli hnacího kroutícího momentu dodávaného motorem 16, nebo od jakékoli setrvačné síly dodávané měničem 20 kroutícího momentu, motorem 16 a vedlejší spojkou 26. Odpojení vstupního hřídele 72 převodovky 14 od setrvačných vlivů motoru 16. vedlejší spojky 26 a/nebo měniče 20 kroutícího momentu umožňuje zrychlení nebo zpomalení frekvence otáčení vstupního hřídele 72 a všech k němu připojených zařazených

-4 CZ 288013 B6 převodů převodovky 14 synchronizačním zařízením 30 převodovky 14 mnohem rychleji pro rychlejší dosažení synchronizace při řazení dolů nebo nahoru převodovky 14 a rovněž umožňuje uvádění vstupního hřídele 72 do otáčení synchronizačním zařízením 30 frekvencí otáčení větší, než je jakákoli ovládaná frekvence otáčení motoru 16.

Když je vozidlo v klidu s voličem 52 režimu, nastaveným pro jízdu po nebo i mimo silnici, hlavní spojka 24 bude v záběru a vedlejší spojka 26 bude rozpojená, čímž je umožněn start pomocí měniče 20 kroutícího momentu s jeho dobře známými výhodami. Při výše uvedené dané rychlosti vozidla a/nebo převodovém poměru již nejsou výhody činnosti měniče 20 kroutícího momentu zapotřebí a požaduje se zvýšená účinnost přímého pohonu mezi motorem 16 a převodovkou Γ4. Za těchto podmínek bude vedlejší spojka 26 udržována v záběru, čímž je umožněn přímý pohon vstupního hřídele 72 převodovky 14 motorem 16 přes kryt 58 měniče 20 kroutícího momentu a spojovací člen 79, když je hlavní spojka 24 v záběru.

Jak již bylo uvedeno výše, provede se rozpojení hlavní spojky 24 pro přeřazení z předešlého převodu na neutrál, pro umožnění provedení synchronizace synchronizačním zařízením 30 spojkových členů ozubeného kola, které má být v záběru, a pro umožnění záběru synchronizovaných výsuvných spojek převodu, který má být v záběru. Volba požadovaného převodového poměru a volba požadovaného záběrového nebo rozpojeného stavu hlavní spojky 24 a vedlejší spojky 26, jakož i vydání povelových signálů pro různé ovladače spojek a převodovky 14, se provádí elektronickou základní jednotkou 50 způsobem, který je velmi dobře znám a který je podrobněji popsán ve výše uvedených patentech US 4 361 060 a 4 595 986.

Na obr. 3 je znázorněná složená převodovka 14, kde předlohový hřídel nebo hřídele 90 hlavní převodové části 94 jsou koaxiálně seřazeny s předlohovým hřídelem nebo hřídeli 92 pomocné převodové části 96. Převodovka 14 má relativně standardní provedení a s výhodou je typu se dvěma předlohovými hřídeli, z nichž je v hlavní převodové části 94 a vedlejší převodové části 96 znázorněn vždy jeden. Příklady takových převodovek, které mají koaxiálně uspořádané předlohové hřídele hlavní převodové části a pomocné převodové části, jsou uvedeny například v patentech US 3 105 395 a 3 138 965.

Převodovka 14 má vstupní hřídel 72, k němuž je pro otáčení s ním pevně připojena druhá část 78 spojovacího členu 74, a který navíc nese vstupní ozubené kolo 98 k němu neotočně připojené. Předlohový hřídel 90 hlavní převodové části 94 je v podstatě rovnoběžný s jejím hlavním hřídelem 100 a je opatřen předlohovými ozubenými koly 102, 104, 106, 108. 110 a 112 kněmu připojenými pro otáčení s ním. Na hlavním hřídeli 100 je volně uloženo několik ozubených kol 114, 116, 118 a 120, která jsou selektivně vždy po jednom připojitelná k hlavnímu hřídeli 100 pomocí dvoustranných výsuvných spojek 122, 124 a 126. Výsuvná spojka 122 může rovněž připojovat vstupní ozubené kolo 98 k hlavnímu hřídeli 100 pro vytvoření přímého pohonu mezi vstupním hřídelem 72 a hlavním hřídelem 100, zatímco výsuvná spojka 126 může k hlavnímu hřídeli 100 připojovat ozubené kolo 128 pro zpátečku.

Ozubená kola 114, 116, 118 a 120 jsou volně uložena na hlavním hřídeli 100 a jsou v plynulém záběru s protilehlými páry předlohových ozubených kol 104, 106, 108 a 110, přičemž spojovací prostředky a speciální výhody vyplývající z tohoto uspořádání jsou podrobněji vysvětleny v patentech US 3 105 395 a 3 335 616. Ozubené kolo 128 pro zpátečku je v plynulém záběru s předlohovým ozubeným kolem 112 pomocí běžného vloženého převodu (neznázoměného). Nejpřednější předlohové ozubené kolo 102 je plynule v záběru se vstupním ozubeným kolem 98, kterým je poháněno, pro uvádění předlohového hřídele 90 do záběru, kdykoli je vstupní ozubené kolo 98 otočně poháněno.

Výsuvná spojka 122 nese zuby 98B a 114B, které jsou uváděny do záběru se zuby 98A a 114A pro vytvoření spojení se zuby 98C a 114C. Výsuvná spojka 124 nese zuby 116B a 118B. které jsou uváděny do záběru se zuby 116A a 118A pro vytvoření spojení se zuby 116C a 118C.

-5CZ 288013 B6

Výsuvná spojka 126 nese zuby 120B a 128B, které jsou uváděny do záběru se zuby 120A a 128A pro vytvoření spojení se zuby 120C a 128C.

Každá z výsuvných spojek 122, 124, 126 je s výhodou přímo nebo nepřímo uložena drážkovým spojením na hlavním hřídeli 100, pro provádění otočného pohybu s ním a pro umožnění axiálního pohybu vůči němu. Další montážní prostředky pro výsuvné spojky 122. 124. 126 jsou všeobecně známé a jsou určené pro zahrnutí do rozsahu vynálezu. Každá z výsuvných spojek 122, 124, 126 je opatřena prostředkem pro uložení řadicí vidlice 130, 132 a 134. jimiž jsou výsuvné spojky 122, 124, 126, vždy po jedné, axiálně přesouvány z poloh znázorněných na obr. 3 pomocí řadicího mechanismu 28.

Polohový snímač 43 vydává signály, udávající axiální polohu řadicích vidlic 130, 132, 134 nebo řadicích táhel s nimi spojených. Obvykle tyto signály udávají neutrální polohu nebo polohu mimo neutrál a/nebo nezáběrovou či záběrovou polohu řadicích vidlic 130,132, 134 a výsuvných spojek 122,124,126 s nimi spojených.

Pomocná převodová část 96 obsahuje výstupní hřídel 22, který je s výhodou koaxiální se vstupním hřídelem 72 a hlavním hřídelem 100 a je uložen pomocí ložisek ve skříni převodovky

14. Pomocná převodová část 96 má rovněž předlohový hřídel 92, uložený pomocí ložisek ve skříni. K hlavnímu hřídeli 100 je připevněno hnací neboli vstupní ozubené kolo 136 pomocné převodové části 96. Předlohový hřídel 92 pomocné převodové části 96 nese předlohová ozubená kola 138 a 140, připevněná k němu pro otáčení s ním. Předlohové ozubené kolo 138 je neustále v záběru se vstupním ozubeným kolem 136. zatímco předlohové ozubené kolo 140 je neustále v záběru s výstupním ozubeným kolem 142. které je volně uloženo na výstupním hřídeli 22. Pro selektivní připojování hlavního hřídele 100 a vstupního ozubeného kola 136 přímo k výstupnímu hřídeli 22 pro přímé hnací spojení mezi hlavním hřídelem 100 a výstupním hřídelem 22 nebo pro připojování výstupního ozubeného kola 142 k výstupnímu hřídeli 22 pro redukční pohon výstupního hřídele 22 hlavním hřídelem 100 přes předlohový hřídel 92 je použita synchronizovaná spojka 144 běžného provedení, například jako jednotlivě synchronizovaná výsuvná spojka. Synchronizovaná spojka 144 je ovládána řadicí vidlicí 146 axiálně přesuvnou řadicím mechanismem 28.

Převodovka 14 je takzvaného rozsahového typu, kde převodový krok (nebo kroky) pomocné převodové části je větší než celkový dosah převodů hlavní převodové části ve všech rozsazích. Tyto převodovky jsou velmi dobře známé, viz například patent US 4 754 665.

Synchronizační zařízení 30 obsahuje planetové soukolí, zvyšující frekvenci otáčení, poháněné výstupním hřídelem 22 nezávisle na frekvenci otáčení hnacího motoru 16 a je selektivně ovladatelné pro zrychleni frekvence otáčeni elementů převodovky 14 poháněných vstupním hřídelem 72 pro vytvoření synchronního otáčení členů výsuvných spojek 122, 124, 126 pro převodový poměr, který má být zařazen. S výhodou bude synchronizační zařízení 30 rovněž obsahovat prostředky pro zpomalení elementů převodovky 14 poháněných vstupním hřídelem 72. Zpomalení elementů převodovky 14 poháněných vstupním hřídelem 72 může být rovněž dosaženo brzdicím zařízením vstupního hřídele 72 a/nebo motoru 16, které je s výhodou ovládáno elektronickou základní jednotkou 50.

Synchronizační zařízení 30 je poháněno vozidlem přes výstupní ozubené kolo 142, které je poháněno přímo nebo nepřímo výstupním hřídelem 22, takže synchronizační zařízení 30 neovlivňuje zrychlení předlohového hřídele 90 hlavní převodové části 94, když není pomocná převodová část 96 v záběru. Detaily konstrukce a činnosti synchronizačního zařízení 30 jsou podrobněji popsány ve výše zmíněném patentu US 4 614 126.

Pro jednoduché přeřazení převodovky 14, například když elektronická základní jednotka 50 určí, že je potřebné přeřazení z druhého (2.) na třetí (3.) rychlostní stupeň (to jest jedná se

-6CZ 288013 B6 o jednoduché přeřazení nahoru), způsobí elektronická základní jednotka 50 přiškrcení (utlumení) přívodu paliva ovladačem 34 do motoru 16, bez ohledu na polohu plynového pedálu. Zatímco je přívod paliva do motoru 16 přiškrcen, je hlavní spojka 24 rozpojena a provede se přeřazení hlavní převodové části 94 na neutrál. Při škrcení přívodu paliva do motoru 16, rozpojení hlavní spojky 24 a rozpojení hlavní převodové části 94, je ovládáno synchronizační zařízení 30, aby způsobilo otáčení ozubeného kola (v tomto příkladu ozubeného kola 116 pro třetí rychlostní stupeň) hlavního hřídele 100 podle plánu neboli v podstatě synchronní frekvencí otáčení vůči hlavnímu hřídeli 100, určenou frekvencí otáčení výstupního hřídele 22 a převodovým poměrem pomocné převodové části 96. Frekvence otáčení výstupního hřídele 22 je snímána snímačem 44, zatímco frekvence otáčení různých ozubených kol hlavního hřídele 100 je známým násobkem frekvence otáčení vstupního hřídele 72, snímané snímačem 42. V převodových systémech, které mají standardně manuálně ovládanou třecí hlavní spojku, vloženou mezi motor a převodovku, není tato hlavní spojka automaticky rozpojována a předložený vynález ve skutečnosti umožňuje setrvání této hlavní spojky v průběhu řazení v záběru. Jednou z výhod toho je, že řidič vozidla může ovládat frekvenci otáčení vstupního hřídele pro usnadnění dosažení synchronizace.

V automatickém převodovém systému může volba řazení nastat kdykoli po nastavení provedení rozpojení hlavní převodové části 94 a opětném záběru hlavní převodové části 94 v novém převodovém poměru, protože synchronizační zařízení 30 uvádí zabírající převod do zamýšlené frekvence otáčení. Pro přeřazení nahoru v automatické převodovce 14 se ovšem požaduje na synchronizačním zařízení 30 zpomalení frekvence otáčení vstupního hřídele 72 a příslušných ozubených kol. Při dosažení záběru příslušného převodového poměru hlavní převodové části 94 se provede opětovný záběr hlavní spojky 24 a obnoví se přívod paliva do motoru ]6. Jednoduché přeřazení může být obvykle provedeno v době 0,70 až 0,80 sekundy, přičemž doba rozpojení (to jest přerušení přenášení kroutícího momentu) je asi 0,50 sekundy.

U hlavní převodové části 94 převodovky 14 automatického mechanického převodového systému 12, která je odvozena od manuální nesynchronizované převodovky, může nastat dosednutí zubů spojky 122, 124, 126 na sebe při pokusu o provedení záběru převodů hlavní převodové části 94 z neutrálu. Jedná se o obvyklou situaci u nesynchronizovaných převodovek, která obvykle vyžaduje, aby řidič částečně uvedl hlavní třecí spojku do záběru, aby tak došlo k mírnému prokluzu vzájemně na sebe dosedajících zubů, které potom zapadnou do sebe.

I když dosednutí zubů na sebe není výlučně problémem nesynchronizovaných převodovek, je provedení relativně tupých nebo zaoblených spojkových zubů v nesynchronizovaných převodovkách, ve srovnání s relativně špičatými zuby používanými obvykle u synchronizovaných převodovek, mnohem větším problémem při dosednutí zubů na sebe u nesynchronizovaných převodovek. U převodovek 14 s automatickým řazením, jako u téměř všech nesynchronizovaných manuálně ovládaných převodovek, může volbou hnacího ozubeného kola nebo ozubeného kola pro zpátečku při řazení dojít k dosednutí zubů na sebe nebo k zablokování přenosu kroutícího momentu, například tehdy, když se vozidlo zastaví a provádí se první přeřazení z neutrálu.

Na obr. 4 je znázorněn ovládací systém a způsob ovládání podle vynálezu, prováděný elektronickou základní jednotkou 50. Ovládací systém a způsob ovládání řazení jsou schopny zjišťovat dosednutí zubů na sebe nebo zablokování přenosu kroutícího momentu při řazení a způsobit prokluz ozubení do záběru. Jako část posloupnosti řazení (požadavku pro záběr převodu) ovládací systém/způsob nejprve provede synchronizování frekvence otáčení vstupního hřídele 72 se zamýšlenou konečnou frekvencí otáčení a potom požaduje záběr ozubených kol. Jestliže po určité době, například po asi 0,5 sekundy nebo kratší době, ovládací systém snímá, že ovladač řazení nebo výsuvná spojka se dostatečně přesunula z neutrálu, avšak ještě nedosáhla úplného záběru, požaduje ovládací systém krátce záběr hlavní spojky 24, s výhodou po dobu asi 0,5 sekundy. Jestliže po asi jedné sekundě pokračuje ovládací systém ve zjištění buď stavu mimo

-7CZ 288013 B6 záběr (znamenajícího dosednutí zubů na sebe) nebo částečného záběru (znamenajícího zablokování přenosu kroutícího momentu), potom se vyšle signál, aby se způsobilo, že ovladač řazení nebo jiný záběrový motor provedou rychlou modulaci neboli pulzování mezi relativně nízkou silou a relativně vysokou silou pro vyrušení z této polohy neboli uvedení výsuvné spojky do 5 úplného záběru s příslušným ozubeným kolem. S výhodou ovladač řazení moduluje sílu mezi

-88,95 a 667,1 N. Negativní působení síly nepřesune výsuvnou spojku, avšak pouze uvolní řadič (XY) a kryt řadicí vidlice pro uvolnění jakéhokoli statického tření v mechanickém pákovém ústrojí. Ovladač řazení neobrátí směr pro provedení této funkce, avšak místo toho plynule tlačí výsuvnou spojku do záběru. Frekvence vyslaného signálu do ovladače řazení se může měnit ío v rozsahu od 5 do 20 Hz, v závislosti na požadovaném rozhodnutí a s výhodou činí přibližně 10

Hz. Šířka impulzů signálu je rovněž s výhodou modulována. V automatických převodovkách může být hlavní spojka uvedena do záběru v průběhu této operace po relativně delší dobu, s výhodou po dobu asi jedné sekundy. U převodovek, které mají manuálně ovládanou hlavní spojku, může tato hlavní spojka v průběhu této operace zůstat v záběru.

V případě zablokování přenosu kroutícího momentu umožní pulzování ovladače řazení, tedy při obracení kroutícího momentu, pružné zaskočení do záběru. V případě dosednutí zubů na sebe způsobí pulzy to, že spojky rychle vklouznou do záběru ještě před tím, než frekvence otáčení členů spojky nejsou synchronní.

Ovládací systém plynule monitoruje záběr. Jestliže v průběhu tohoto monitorování je kdykoli zjištěn záběr výsuvné spojky, provede se záběr hlavní spojky 24 automatického mechanického převodového systému 12 a operace přeřazení je dokončena. Jestliže není po určité době a/nebo určitém počtu N pulzů ovladače řazení, ať v automatickém, tak i neautomatickém převodovém 25 systému, zjištěn záběr výsuvné spojky, potom se požaduje přeřazení na neutrál a cyklus se opakuje od začátku vyvolání posloupnosti řazení.

Snímače 42, 44 pro snímání frekvence otáčení vstupního hřídele 72 a výstupního hřídele 22 jsou použity pro snímání frekvence otáčení zabírajících členů výsuvných spojek. Polohové snímače 30 43, kterými mohou být například potenciometiy, jsou použity pro snímání axiálního pohybu, tedy neutrálu/mimo neutrál a záběru/mimo záběr (včetně částečného záběru), pohyblivých členů výsuvných spojek, to jest zubů 98B, 114B, ozubeného kola 118 a zubů 120B, 128B. Jestliže při pokusu o záběr po předem stanovenou dobu se nachází zabírající spojka mimo neutrál a ještě nikoli v záběru, zatímco výsuvné spojky se otáčejí v podstatě synchronní frekvencí otáčení, 35 označuje tento stav dosednutí zubů výsuvné spojky na sebe. Jestliže polohový snímač 43 pokračuje ve zjištění stavu mimo záběr, zatímco snímače 42 a 44 frekvence otáčení udávají pokračující synchronní otáčení členů výsuvné spojky, vyvolá se modulační program ovladače řazení podle vynálezu. Jestliže není daný počet pulzů ovladače řazení dostatečný pro dosažení úplného záběru a/nebo uplyne určitá doba, potom znovu začne celý proces záběru ozubení.

Řešením podle vynálezu je tedy dán převodový systém ať už typu se standardní manuálně ovládanou hlavní spojkou nebo automatického mechanického převodového typu s normálně manuálně přeřazovanou nesynchronizovanou mechanickou převodovkou 14, který má ovládání včetně logických programů pro zjišťování dosednutí zubů výsuvné spojky na sebe a/nebo 45 zablokování přenosu kroutícího momentu a pro provedení činnosti, která tyto stavy odstraní.

Protože ovladač řazení se nevrací na neutrál při opakování cyklu, když se zpočátku zjistí dosednutí zubů na sebe nebo zablokování přenosu kroutícího momentu, je výsledné přeřazení rychlejší a značně se sníží možnost chybného přeřazení. Bzučení zubů tedy zmizí v ovladači a sníží se napětí působící na jednotlivé komponenty.

Je zřejmé, že výše popsané a znázorněné výhodné provedení je pouze příkladným provedením, přičemž v rámci vynálezu je možno provádět různé úpravy, nahrazení a/nebo nová uspořádání součástí.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob ovládání řazení v převodovce, při němž ovladač (30, 48) řazení vyvine sílu pro dosažení záběru výsuvné spojky a ozubeného kola, vyznačující se tím, že sestává ze zjištění toho, kdy nastane stav neúplného záběru výsuvné spojky a pulzování ovladače (30, 48) řazení, když se zjistí stav neúplného záběru, mezi relativně nízkou silou a relativně vysokou silou pro vyrušení výsuvné spojky a ozubeného kola ze stavu neúplného záběru.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že výsuvná spojka se axiálně posouvá na hřídeli (100).
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že krok zjištění neúplného záběru zahrnuje přezkoušení axiální polohy výsuvné spojky.
4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tí m , že krok zjištění neúplného záběru se provede polohovým snímačem (43) řadicí vidlice.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že jako polohový snímač (43) se užije potenciometr.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok pulzování ovladače řazení zahrnuje působení signálu pro pulzování ovladače řazení.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že signál má modulovanou šířku impulzů.
8. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že signál má frekvenci v rozsahu od 5 do 20 Hz.
9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že stav neúplného záběru odpovídá stavu zablokování přenosu kroutícího momentu.
10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok zjištění neúplného záběru zahrnuje snímání frekvence otáčení a relativních axiálních poloh výsuvné spojky a ozubeného kola a jestliže, po určité době, pokračuje výsuvná spojka i ozubené kolo v otáčení v podstatě synchronní frekvencí otáčení a v pohybu do axiální polohy udávající stav mimo záběr, stanoví se, že existuje stav dosednutí zubů na sebe.
11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok zjištění neúplného záběru zahrnuje snímání frekvence otáčení a relativních axiálních poloh výsuvné spojky a ozubeného kola a jestliže, po určité době, pokračuje výsuvná spojka i ozubené kolo v otáčení v podstatě synchronní frekvencí otáčení a v pohybu do axiální polohy udávající stav mimo záběr, stanoví se, že existuje stav zablokování přenosu kroutícího momentu.
12. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje synchronizaci frekvencí otáčení výsuvné spojky a ozubeného kola před záběrem.
13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m, že převodovka (14) má třecí hlavní spojku.

-9CZ 288013 B6
14. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že převodovka (14) je automatickou mechanickou převodovkou.
15. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že výsuvná spojka je synchronizovaná.
16. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že výsuvná spojka je nesynchronizovaná.
17. Převodovka, kprovádění způsobu podle předcházejících nároků, vyznačující se t í m , že sestává z hřídele (100), na němž jsou volně uložena ozubená kola (114, 116, 118, 120), několika výsuvných spojek (122, 124, 126) axiálně posuvných na hřídeli (100) pro otočné připojení ozubených kol (114, 116, 118, 120) k hřídeli (100), z ovladače (30, 48) řazení pro vyvození síly pro provedení záběru jedné z výsuvných spojek (122, 124, 126) a jednoho z ozubených kol (114, 116, 118, 120), dále z prostředku (50) pro zjišťování toho, kdy nastane stav neúplného záběru výsuvné spojky (122, 124, 126) a ozubeného kola (114, 116, 118, 120), a z prostředku (50) pro pulzování, v případě zjištění stavu neúplného záběru, ovladače řazení mezi relativně nízkou silou a relativně vysokou silou, pro vyrušení výsuvné spojky (122, 124, 126) a ozubeného kola (114, 116, 118, 120) ze stavu neúplného záběru.
18. Převodovka podle nároku 17, vyznačující se tím, že prostředek pro zjišťování je tvořen polohovým snímačem (43) řadicí vidlice pro přezkoušení axiální polohy výsuvné spojky (122, 124, 126).
19. Převodovka podle nároku 17, vyznačující se tím, že ovladač řazení je ovladačem pro příjem signálu s modulovanou šířkou impulzů.
20. Převodovka podle nároku 17, vyznačující se tím, že ovladač řazení je ovladačem pro příjem signálu, který má frekvenci v rozsahu od 5 do 20 Hz.