CZ290064B6 - Způsob ovládání síly působící na řadicí mechanismus automatické mechanické převodovky a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Způsob ovládání síly působící na řadicí mechanismus automatické mechanické převodovky a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ290064B6
CZ290064B6 CZ19941900A CZ190094A CZ290064B6 CZ 290064 B6 CZ290064 B6 CZ 290064B6 CZ 19941900 A CZ19941900 A CZ 19941900A CZ 190094 A CZ190094 A CZ 190094A CZ 290064 B6 CZ290064 B6 CZ 290064B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
shift
current
motor
duty cycle
electric motor
Prior art date
Application number
CZ19941900A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ190094A3 (en
Inventor
Stephen Alton Edelen
Syed Farrukh Hussain
Chiau-Chieh Ong
Original Assignee
Eaton Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Corporation filed Critical Eaton Corporation
Publication of CZ190094A3 publication Critical patent/CZ190094A3/cs
Publication of CZ290064B6 publication Critical patent/CZ290064B6/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/29Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
    • H02P7/2913Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H2061/2823Controlling actuator force way characteristic, i.e. controlling force or movement depending on the actuator position, e.g. for adapting force to synchronisation and engagement of gear clutch

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

Zp sob a za° zen jsou ur eny pro ovl d n s ly p sob c na °adic mechanismus (22) automatick mechanick p°evodovky (10). Kvalita °azen p°evodovky (10) se zv² a jej opot°eben se sn ovl d n m proudu proch zej c ho kotvou elektromotoru (50, 52), poh n j c ho °adic mechanismus (22) p°evodovky (10). Proud se monitoruje mikroovlada em (16) pro zji t n toho, zda °adic mechanismus (22) narazil na p°ek ku nebo jestli se p°i °azen zastavil. Mikroovlada (16) je naprogramov n pro ovl d n pracovn ho cyklu nap ov ho sign lu s modulovanou °kou impulz , p°iv d n ho do elektromotoru (50, 52), podle algoritmu, kter² prov d jak proporcion ln , tak i deriva n regulaci odchylky zm °en ho proudu od zam² len ho proudu. Rychl²m sn en m pi kov²ch hodnot proudu ovl d n m nap ov ho sign lu s modulovanou °kou impulz se sn s la p sob c na °adic mechanismus (22) a tud na t°ec spojku (C) a ozuben² p°evod p°evodovky (10). Za° zen obsahuje sn mac prost°edek pro sn m n proudu odeb ran ho motorem (50, 52) a prost°edek pro nastavov n pracovn ho cyklu ovl dac ho sign lu.\

Description

(57) Anotace:
Způsob a zařízení jsou určeny pro ovládání síly působící na řadicí mechanismus (22) automatické mechanické převodovky (10). Kvalita řazení převodovky (10) se zvýší a její opotřebení se sníží ovládáním proudu procházejícího kotvou elektromotoru (50,52), pohánějícího řadicí mechanismus (22) převodovky (10). Proud se monitoruje mikroovladačem (16) pro zjištění toho, zda řadicí mechanismus (22) narazil na překážku nebo jestli se při řazení zastavil. Mikroovladač (16) je naprogramován pro ovládání pracovního cyklu napěťového signálu s modulovanou šířkou impulzů, přiváděného do elektromotoru (50,52), podle algoritmu, který provádí jak proporcionální, tak i derivační regulaci odchylky změřeného proudu od zamýšleného proudu. Rychlým snížením špičkových hodnot proudu ovládáním napěťového signálu s modulovanou šířkou impulzů se sníží síla působící na řadicí mechanismus (22) a tudíž na třecí spojku (C) a ozubený převod převodovky (10). Zařízení obsahuje snímací prostředek pro snímání proudu odebíraného motorem (50,52) a prostředek pro nastavování pracovního cyklu ovládacího signálu.
(11) Číslo dokumentu:
290 064 (13) Druh dokumentu: B6 (51) Int. Cl7:
F16H 59/00
Způsob ovládání síly působící na řadicí mechanismus automatické mechanické převodovky a zařízení k provádění tohoto způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu a zařízení pro ovládání síly působící na řadicí mechanismus automatické mechanické převodovky, přičemž automatické mechanická převodovka je opatřena alespoň jednou řadicí tyčí a řadicí mechanismus je opatřen řadicím palcem poháněným motorem, přičemž řadicí palec spolupracuje s řadicí tyčí pro provedení řazení převodovky.
Dosavadní stav techniky
Automatické mechanické převodové systémy, používající elektronické ovládací jednotky na bázi mikroprocesoru, které reagují na různé funkční stavy vozidla nebo na povely řidiče pro dosažení změny převodového poměru neboli přeřazení, jsou dobře známé, viz např. patent US 5 053 962. Pro provedení řadicí operace jako reakce buď na manuální, nebo automatické vyvolání přiřazení může být použit elektromotor, viz například patent US 4 873 881. V patentu US 4 873 881 je řadicí palec poháněn jedním nebo několika stejnosměrnými elektromotory ve směru osy X-X pro volbu příslušné řadicí tyče a ve směru osy Y-Y pro provedení pohybu výsuvné spojky do záběru a ze záběru s ozubeným převodem.
Při řazení automatické mechanické převodovky je možné provádět tři pohyby. Těmito třemi pohyby jsou přeřazení na neutrál, změna řadicí tyče a záběr ozubeného převodu. Při přeřazení na neutrál se výsuvná spojka převodovky odpojí od jednoho z převodů převodovky a přesune se do neutrální polohy neboli polohy mimo záběr. Při záběru ozubeného převodu se výsuvná spojka přesune z neutrální polohy do záběru se zvoleným ozubeným převodem. Je důležité, aby jak odpojení, tak i záběr s ozubeným převodem byly provedeny co nejhladším způsobem pro dosažení maximální kvality přeřazení a pro vznik minimálního škubnutí nebo zakymácení skříně. K zakymácení skříně dojde tehdy, když nastane nezamýšlený nebo neočekávaný záběr ozubeného převodu nebo jeho rozpojení.
Při přeřazení do neutrální polohy se výsuvná spojka předem zatíží řadicím mechanismem předem stanovenou silou. Tato síla je menší než třecí síla normálně vyvozená přenášeným kroutícím momentem působícím na výsuvnou spojku, a výsuvná spojka proto zůstane v záběru s ozubeným převodem. Vibrace převodu však mohou způsobit pokles velikosti třecí síly vyvozené ve výsuvné spojce pohonem pod velikost síly pro předběžné zatížení. Důsledkem toho může být předčasné rozpojení ozubeného převodu, které způsobí zakymácení skříně. Je výhodné, že rozpojení ozubeného převodu se provádí v průběhu takzvaného řadicího okénka, při němž se přenáší nulový kroutící moment, k čemuž normálně dochází při zpomalení frekvence otáčení motoru. Jestliže rozpojení ozubeného převodu není provedeno v průběhu tohoto řadicího okénka s nulovým přenášeným kroutícím momentem, kroutící moment přenášený převodem se obrátí, čímž vyvolá prudké zastavení pohybu řadicí vidlice a v důsledku toho i elektromotoru. Protože však elektromotor má značnou setrvačnou hodnotu, může toto rychlé zastavení způsobit vznik dostatečné síly působící na řadicí mechanismus, která způsobí to, že výsuvná spojka se odpojí od ozubeného převodu s „řinčením“, přičemž dojde jak k zakymácení skříně, tak i k podstatnému poškození mechanického převodu rázem.
Při záběru výsuvné spojky s ozubeným převodem by měla být působící síla pouze nepatrně větší než třecí síla, vzniklá ve výsuvné spojce účinkem převodu od pohonu. I když se řidič nepokusí o záběr výsuvné spojky s ozubeným převodem dokud frekvence otáčení výsuvné spojky a ozubeného kola nebude téměř synchronní, může dojít k nesynchronnímu záběru, který způsobí zakymácení skříně a poškození výsuvné spojky, pokud není toto nesynchronní přeřazení ovládáním síly působící na výsuvnou spojku zmařeno.
-1 CZ 290064 B6
Úkolem tohoto vynálezu proto je zlepšit kvalitu řízení a snížit opotřebení automatické mechanické převodovky.
Dalším úkolem vynálezu je snížit výskyt nezamýšleného přeřazení do neutrální polohy a zamezit vzniku nadměrných nárazů při záběru ozubených kol přesným ovládáním síly vyvozené elektromotorem, působící na řadicí mechanismus.
Dalším úkolem vynálezu je zlepšit kvalitu řazení a snížit opotřebení automatické mechanické převodovky rychlým snížením špiček proudu procházejícího kotvou, které vznikají v důsledku zastavení elektromotoru řadicího mechanismu typu X-Y při řazení ozubených převodů.
Ještě dalším úkolem vynálezu je snížit špičková napětí, působící na mechanické součásti automatické mechanické převodovky rychlým snížením síly, působící na výsuvnou spojku 15 v případě rychlého zastavení elektromotoru při záběru nebo odpojení od ozubeného převodu.
A konečně je úkolem vynálezu zlepšit kvalitu řazení a snížit opotřebení automatické mechanické převodovky ovládáním síly, působící na výsuvnou spojku řadicím mechanismem poháněným elektromotorem, ovládáním napětí přiváděného do elektromotoru jako funkce rychlosti změny 20 odchylky proudu procházejícího kotvou elektromotoru od zamýšleného proudu.
Podstata vynálezu
Uvedené úkoly splňuje způsob ovládání síly působící na řadicí mechanismus automatické mechanické převodovky při řazení, přičemž automatická mechanická převodovka je opatřena alespoň jednou řadicí tyčí a řadicí mechanismus je opatřen řadicím palcem poháněným motorem, přičemž řadicí palec spolupracuje s řadicí tyčí pro provedení přeřazení převodovky, a přičemž motor se vybudí ovládacím signálem s modulovanou šířkou impulzů s proměnným pracovním cyklem pro přivádění zamýšleného proudu do tohoto motoru a snímá se proud odebíraný motorem, podle vynálezu, jehož podstatou je, že pracovní cyklus ovládacího signálu při řazení se kontinuálně nastavuje tak, že nový pracovní cyklus se rovná součtu starého pracovního cyklu s odchylkou mezi snímaným proudem a zamýšleným proudem a s rychlostí změny této odchylky, pro snížení odchylky směrem k nule.
Podle výhodné provedení vynálezu zamýšlený proud vytváří předem stanovenou předběžně zatěžující sílu, působící na řadicí palec, přičemž zamýšlený proud se zvýší v reakci na zjištění pohybu motoru pro vyvolání přeřazení na neutrál.
Uvedené úkoly dále splňuje zařízení k provádění způsobu podle vynálezu, obsahující řadicí mechanismus, který je opatřen řadicím palcem poháněným motorem, přičemž řadicí palec spolupracuje s řadicí tyčí pro provedení přeřazení převodovky, dále prostředky pro řízení proudu připojené k motoru a reagující na ovládací signály pro ovládání směru otáčení motoru, dále ovládací prostředek působící ovládacím signálem s modulovanou šířkou impulzů s proměnným pracovním cyklem na prostředky pro řízení proudu pro vyvolání zamýšleného proudu, který má být přiveden do motoru, podle vynálezu, jehož podstatou je, že dále obsahuje snímací prostředek pro snímání proudu odebíraného motorem a prostředek pro nastavení pracovního cyklu uvedeného ovládacího signálu tak, že nový pracovní cyklus se rovná součtu starého pracovního cyklu s odchylkou mezi snímaným proudem a zamýšleným proudem a s rychlostí změny této odchylky, pro snížení odchylky směrem k nule.
Řešením podle vynálezu se zlepší kvalita řazení automatické mechanické převodovky přesným ovládáním proudu procházejícího kotvou elektromotoru, pohánějícího řadicí mechanismus převodovky. Proud odebíraný elektromotorem je monitorován mikroovladačem převodovky pro 55 stanovení toho, zda řadicí mechanismus narazil na nějakou překážku neboli jestli se při řadicí
-2CZ 290064 B6 operaci zastavil. Mikroovladač je naprogramován pro ovládání pracovního cyklu napěťového signálu s modulovanou šířkou impulzů, přiváděného do elektromotoru, a to podle algoritmu, který provádí jak proporcionální, tak i derivační regulaci odchylky proudu snímaného mikroovladačem od zamýšleného proudu. Proud je ovládán nastavením pracovního cyklu napěťového ovládacího signálu s modulovanou šířkou impulzů přiváděného do elektromotoru, aby došlo k minimalizování velkých změn přiváděného proudu, ke kterým jinak může docházet v průběhu řazení.
Pracovní cyklus napěťového signálu s modulovanou šířkou impulzů se mění jako funkce součtu velikosti odchylky proudu procházejícího kotvou od zamýšleného proudu a rychlosti změny této odchylky. Volbou proudu s vysokou reakční rychlostí, tj. reakční rychlostí větší než je přirozená mechanická reakce, může být pro obrácení kroutícího momentu elektromotoru použit proud s velkou reakční rychlostí ještě předtím, než mechanický systém s vůlemi dosáhne maximální síly, spojené s nekontrolovaným dynamickým nárazem. Rychlá reakce na zastavení elektromotoru a rychlé snížení proudu ovládacím napěťovým signálem s modulovanou šířkou impulzů způsobí snížení síly působící řadicím mechanismem na výsuvnou spojku, čímž se zabrání vzniku jinak vynikajících značných velkých sil, které by byly způsobeny elektromotorem, který narazil na překážku, přičemž přitom by mohlo dojít eventuálně k poškození převodovky a elektromotoru.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje blokové schéma automatického mechanického převodového systému typu, který používá způsob ovládání řadicí síly podle vynálezu, obr. 2 blokové schéma systému pro ovládání síly působící na řadicí mechanismus automatické mechanické převodovky, který je na bázi mikroovladače, obr. 3 schéma zapojení obvodu pro ovládání proudu z obr. 2, obr. 4 vývojový diagram znázorňující způsob ovládání řadicí síly podle vynálezu, obr. 5 graf závislosti polohy řadicího palce, síly působící na řadicí vidlici, hnacího kroutícího momentu a proudu procházejícího elektromotorem na čase při přeřazení na neutrál a obr. 6 graf závislosti proudu procházejícího elektromotorem a polohy řadicího palce na čase při přeřazení na neutrál a při následném zařazení ozubeného převodu.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněna automatická mechanická převodovka 10. Převodovka 10 je obvyklého provedení, například je provedena jako částečně automatická složená převodovka takzvaného rozsahového typu s několika převodovými poměry v hlavní převodové části, která je zapojena v řadě s pomocnou převodovou částí, rovněž s několika převodovými poměry. Převodovka 10 má vstupní hřídel 12. který je poháněn primárním hnacím prostředkem, například vznětovým motorem E přes hlavní třecí spojku C, která je normálně v záběru, avšak je selektivně rozpojitelná. Hlavní třecí spojka C má hnací část spojenou s klikovým hřídelem motoru E a hnanou část připevněnou ke vstupnímu hřídeli 12 převodovky 10. Motor E je ovládán manuálně ovládaným škrticím zařízením (neznázoměno) přívodu paliva a hlavní třecí spojka C je manuálně ovládána spojkovým pedálem nebo podobně (neznázoměno). Výstupní hřídel 14 hlavní třecí spojky C je poháněn ozubenými převody převodovky 10 frekvencí otáčení, která je redukována
-3CZ 290064 B6 vůči frekvenci otáčení vstupního hřídele 12 převodovky 10 o převodový poměr právě zařazeného zvoleného převodu.
Razení ozubených převodů v převodovce 10 se provádí ovládáním mikroovladače 16 (ECU), s výhodou na bázi mikroprocesoru, který přijímá signály z mnoha čidel, včetně čidla 18 pro snímání frekvence otáčení vstupního hřídele 12 a čidla 20 pro snímání frekvence otáčení výstupního hřídele 14 převodovky 10. Mikroovladač 16 přijímá signály z řadicího mechanismu 22 typu X-Y a vydává do něj zpět ovládací signály pro provádění přeřazení ozubeného převodu. Řadicí mechanismus 22 je blíže popsán ve výše zmíněném patentu US 4 873 881. Mikroovladač 16 rovněž pomocí datového vedení 26 přijímá signály z řadicího panelu 24 s displejovou jednotkou a vydává do něj ovládací signály. Řadicí panel 24 poskytuje potřebné informace řidiči o činnosti a je rovněž opatřen tlačítky Up a Down pro manuální řazení převodovky 10. když je řadicí panel 24 v udržovací poloze H. Pro znázornění právě zařazeného ozubeného převodu může být upraven displejový modul 28, který může obsahovat šipky, znázorňující, zda řazení bylo řazením nahoru nebo řazením dolů. Další detaily, týkající se převodovky 10 a systému pro ovládání takové převodovky 10, jsou uvedeny v patentu US 5 109 721 a dále v patentu US 5 050 079 a rovněž v patentech v nich uvedených.
Na obr. 2 je znázorněn řadicí mechanismus 22 typu X-Y, který je opatřen řadicím palcem 29. upraveným pro selektivní kontakt s vnitřními stěnami řadicích bloků 30, 32 a 34. Tyto řadicí bloky 30. 32 a 34 jsou uloženy na řadicích tyčích 36. 38 a 40, které se běžně používají u mechanických převodovek. Každá řadicí tyč 36. 38 a 40 nese řadicí vidlici 42, 44 a 46. která je k ní připevněna a pohybuje se axiálně s ní. Jak je obvyklé, jsou řadicí vidlice 42. 44 a 46 vždy spojeny s mechanismem výsuvné spojky pro selektivní připojování a odpojování ozubeného převodu, respektive ozubeného kola, k hřídeli. Řadicí palec 29 je připojen vhodným mechanismem (neznázoměným) k elektromotorům 50 a 52 s permanentním magnetem, které jsou určeny pro pohyb řadicího palce 29 ve směru os X-X a Y-Y. jak je vysvětleno ve výše zmíněném patentu. Alternativně je možno pro selektivní pohyb řadicího palce 29 ve směru os X-X a Y-Y použít pouze jediný elektromotor, vhodnou spojku a hnací mechanismy, jak je rovněž vysvětleno ve výše uvedeném patentu.
Frekvence a směr otáčení elektromotorů 50 a 52 jsou ovládány napěťovým signálem s modulovanou šířkou impulzů s proměnným pracovním cyklem, který se přivádí do řídicích logických jednotek 54 a 56 z mikroovladače 16. Měřidly 58 a 60 se měří proud procházející kotvou elektromotorů 50, 52 a převádí se na digitální hodnoty analogově digitálním převodníkem 61 a přivádí se do mikroovladače 16. Mikroovladač 16 je naprogramován pro ovládání proudu přiváděného do elektromotorů 50 a 52 nastavením pracovního cyklu napěťového signálu s modulovanou šířkou impulzů, jak bude podrobněji popsáno dále. Poloha řadicího palce 29 ve směru os X-X a Y-Y je snímána potenciometry 62 a 64, vzniklé signály se filtrují ve filtrech 66 a 68 a před vstupem do mikroovladače 16 se přeměňují na digitální hodnoty v analogově digitálním převodníku 61. Potenciometry 62 a 64 jsou s výhodou upraveny tak, aby vydávaly výstupní napětí 0-5 voltů v celém rozsahu pohybu řadicího palce 29. Výstup z potenciometrů 62, 64 je převáděn na binární slova, která mají digitální hodnotu 0-1 023 bitů.
Mikroovladač 16 řídí přes řídicí logické jednotky 54, 56 směr otáčení elektromotorů 50, 52 a změnou pracovního cyklu napěťového signálu s modulovanou šířkou impulzů ovládá výstupní kroutící moment a frekvenci otáčení elektromotorů 50, 52. Na obr. 3 je znázorněna řídicí logická jednotka 56 podrobněji. Elektromotor 52 je připojen ke zdroji stejnosměrného napětí, kterým může být baterie B+ vozidla, zapojená mezi svorkou 70 a kostrou. Směr průtoku proudu elektromotorem 52 a tudíž směr otáčení elektromotoru 52 je ovládán aktivováním příslušných spínačů 72, 74, 76 a 78 pevné fáze ovládacím signálem přiváděním do jejich příslušných hradlových elektrod 82, 84, 86 a 88. Zapnutím spínačů 72 a 74 a vypnutím spínačů 76 78 je elektromotor 52 poháněn v jednom směru, například ve směru otáčení hodinových ručiček. Když jsou spínače 72 a 74 vypnuty a spínače 76 a 78 zapnuty, elektromotor 52 je poháněn v opačném směru, tj. proti směru otáčení hodinových ručiček.
-4CZ 290064 B6
Bez ohledu na směr otáčení je kroutící moment elektromotoru 52, a tudíž síla působící na řadicí palec 29, přímo úměrná proudu procházejícímu kotvou elektromotoru 52. Pro danou frekvenci otáčení elektromotoru 52 může být síla ovládána nastavením napětí přiváděného do elektromotoru 52. Speciální a kritický případ při řazení převodovky 10 představuje nulové otáčení elektromotoru 52, odpovídající jeho zastavení. Jestliže se elektromotor 52 zastaví vzhledem k vysokému zpětnému kroutícímu momentu působícímu na elektromotor 52 oscilacemi převodu od pohonu, zvýší se proud odebíraný elektromotorem 52 a způsobí to, že elektromotorem 52 vyvíjená síla je větší. Toto zvýšení síly může mít za následek zhoršenou kvalitu řazení a zvýšené opotřebení převodovky 10. Proto je zapotřebí snížit napětí přiváděné do elektromotoru 52, aby se snížil proud a tím i uvedená síla. Snížení napětí neboli zeslabení napětí baterie B+ se dosáhne zkrácením doby, po kterou jsou spínače 72 až 78 zapnuty v pevném časovém intervalu. Tímto způsobem mikroovladač 16 ovládáním doby, po kterou je příslušný pár spínačů, například spínače 72, 74 zapnutý, působí změnu pracovního cyklu napěťového signálu s modulovanou šířkou impulzů, přiváděného do elektromotoru 52.
V sérii s elektromotorem 52 je zapojen odpor 79 pro monitorování proudu pocházejícího kotvou elektromotoru 52. Průchod proudu odporem 79 je zjišťován mikroovladačem 16, který periodicky snímá přes analogově digitální převodník 61 napětí na odporu 79. Jak je znázorněno ve vývojovém diagramu na obr. 4, vybudí mikroovladač 16 příkazem 100 elektromotor 52 ovládacím napěťovým signálem s modulovanou šířkou impulzů a příkazem 102 periodicky měří proud procházející kotvou elektromotoru 52. Snímaný proud je porovnáván s požadovaným neboli zamýšleným proudem v podmínce 104, a jestliže snímaný a zamýšlený proud nejsou stejné, vypočítá se příkazem 106 nový pracovní cyklus napěťového signálu s modulovanou šířkou impulzů. Nový pracovní cyklus se rovná starému pracovnímu cyklu plus odchylka změřeného proud od požadovaného neboli zamýšleného proudu, násobená proporcionálním ziskovým koeficientem plus rozdíl momentální odchylky proudu a předchozí odchylky proudu, násobený diferenciálním ziskovým koeficientem. Tato skutečnost může být vyjádřena následující rovnicí:
pracovní cyklusnový = pracovní cyklusstaiý + odchylka proudu x KPCY + (momentální odchylka proudu - předchozí odchylka proudu) x KDCY, kde
KP CY je proporcionální ziskový koeficient a
KD CY je diferenciální ziskový koeficient.
Na obr. 5 znázorňují vynesené křivky, vzniklé při přeřazení do neutrální polohy, jak způsob ovládání proudu podle vynálezu brání působení nekontrolovatelné síly na řadicí mechanismus 22 při výskytu neočekávané oscilace převodu od pohonu. Křivka A představuje závislost polohy řadicího palce 29 v ose X-Y, snímané potenciometrem 64, vyjádřené číslicemi, na čase. Křivka B představuje závislost síly, působící na řadicí vidlici 44, vyjádřené v newtonech (N), na čase. (Hodnoty v grafu jsou uvedeny v librách, přičemž hodnoty v newtonech vzniknou vynásobením těchto hodnot koeficientem 4,4479.) Křivka C představuje závislost hnacího kroutícího momentu vozidla vNm na čase, přičemž v grafu jsou vyneseny hodnoty v librostopách/10. (Přepočet na Nm se provede vynásobením znázorněných hodnot koeficientem 1,35378.) Křivka D představuje závislost proudu procházejícího kotvou elektromotoru 52, vyjádřeného v ampérech x 10, na čase. Na řadicí vidlici 44 se motorovým proudem o velikosti 6 A, který představuje zamýšlený proud, působí předběžnou silou přibližně 222 N. V podmínce 104 klesne hnací kroutící moment přibližně na nulu a příkazem 106 se začne elektromotor 52 pohybovat v reakci na pokles hnacího kroutícího momentu. Za přibližně 1,96 sekundy na křivce D provede mikroovladač 16 program pro rychlé přeřazení převodovky 10 na neutrál. Vyvolání programu zahrnuje zjištění jednoho
-5CZ 290064 B6 nebo několika spouštěcích stavů udávajících otáčení elektromotoru 52, jak je podrobněji vysvětleno v patentu US 5 325 029.
Tento program způsobí přivedení úplného napětí do elektromotoru 52. V důsledku toho se zvýší proud procházející elektromotorem 52 a v okamžiku 108 dosáhne krátce špičky a potom klesne zpět na 6 ampérů, jak se frekvence otáčení elektromotoru 52 blíží neutrálu, a síla působící na řadicí vidlici 44 klesne na nulu. Po takzvaném řadicím okénku s nulovým přenášeným kroutícím momentem, které trvá asi 1,92 sekundy až 1,99 sekundy, změní hnací kroutící moment svůj směr. V tomto okamžiku kola momentálně pohánějí motor E vozidla, místo toho, aby motor E poháněl kola. Výsledkem toho je, že elektromotor 52 zpomalí a až nakonec se v okamžiku 110 zastaví. Místo toho, aby se proud zvýšil a vyvodil přítlačnou sílu asi 1 334 A, dostoupí v okamžiku 112 proud procházející kotvou vrcholu a rychle se vrátí v okamžiku 116 na hodnotu 6 ampérů, v důsledku ovládání, objasněného podle obr. 3. Podobně vznikne špička síly působící na řadicí vidlici 44 v okamžiku 116 a rychle se vrátí v okamžiku 118 na hodnotu 222 N. Zmenšení síly působící na řadicí vidlici 44, s poklesem proudu, umožní pohyb elektromotoru 52 zpět ze zastavené polohy, čímž se zabrání opotřebení a vzniku poruchy elektromotoru 52 a převodovky 10, ke kterému by mohlo dojít, když by při nulovém přenášeném hnacím kroutícím momentu došlo k rozpojení ozubeného převodu.
Na obr. 6 je znázorněna operace řazení, při níž se provádí vyřazení jednoho ozubeného převodu a zařazení dalšího ozubeného převodu. Je znázorněna pouze jedna křivka A (100 bitů na jeden dílek stupnice) závislosti polohy řadicího palce 29 na čase a křivka D závislosti proudu procházejícího kotvou (5 ampérů najeden dílek stupnice) na čase. Před přeřazením na neutrál se v okamžiku 130 přivede do elektromotoru 52 napěťový signál s modulovanou šířkou impulzů a je ovládán pro udržování předběžného zátěžného proudu procházejícího kotvou elektromotoru 52, který má hodnotu 6 ampérů. Tento předběžný zátěžný proud působí po dobu asi 100 milisekund v době mezi tím, kdy v okamžiku 132 se začne řadicí palec 29 pohybovat a kdy v okamžiku 134 narazí řadicí palec 29 na pevnou překážku, po překonání mrtvého chodu převodovky 10. Když se řadicí palec 29 zastaví, tak v okamžiku 136 proud v elektromotoru 52 velmi rychle vzroste do špičky, načež klesne a stabilizuje se na hodnotě 6 ampérů, působením způsobu ovládání objasněného podle obr. 3. Změny proudu nastávají v rozsahu asi 700 milisekund až 900 milisekund, což vyplývá z provádění programu mikroovladače 16 pro přeřazení převodovky 10 do neutrální polohy, jak již bylo uvedeno ve spojení s obr. 4. Po ověření, že převodovka 10 je v neutrální poloze, a že byl zvolen požadovaný převod, je převodovka 10 připravena pro provedení záběru tohoto převodu, jakmile se oba spojované hřídele otáčejí v podstatě stejnou frekvencí otáčení. Když je dosaženo po asi 900 milisekundách v podstatě synchronní frekvence otáčení, vytvoří se pro ovládací účely zamýšlený proud procházející kotvou elektromotoru 52 o hodnotě 10 ampérů, a elektromotor 52 začne přesunovat výsuvnou spojku do záběru se zvoleným ozubeným převodem. V okamžiku 138 se elektromotor 52 zastaví, protože záběr ozubeného převodu byl proveden, a proud stoupne do špičky krátce v okamžiku 140, avšak rychle klesne v okamžiku 142 na nulu účinkem způsobu ovládání vysvětleného podle obr. 3.
I když byl podrobně popsán nejlepší způsob realizace řešení podle vynálezu, je pro odborníka zřejmé, že v rámci vynálezu je možno provádět různé alternativní úpravy, aniž by se vybočilo z jeho rozsahu.

Claims (3)

1. Způsob ovládání síly působící na řadicí mechanismus automatické mechanické převodovky při řazení, přičemž automatická mechanická převodovka (10) je opatřena alespoň jednou řadicí tyči (36, 38, 40) a řadicí mechanismu (22) je opatřen řadicím palcem (29) poháněným motorem (50, 52), přičemž řadicí palec (29) spolupracuje s řadicí tyčí (36, 38,40) pro provedení přeřazení převodovky (10), a přičemž motor (50, 52) se vybudí ovládacím signálem s modulovanou šířkou impulzů s proměnným pracovním cyklem pro přivádění zamýšleného proudu do tohoto motoru (50, 52) a snímá se proud odebíraný motorem (50, 52), vyznačující se tím, že pracovní cyklus ovládacího signálu při řazení se kontinuálně nastavuje tak, že nový pracovní cyklus se rovná součtu starého pracovního cyklu s odchylkou mezi snímaným proudem (D) a zamýšleným proudem a s rychlostí změny této odchylky, pro snížení odchylky směrem k nule.
2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že zamýšlený proud vytváří předem stanovenou předběžně zatěžující sílu (B), působící na řadicí palec (29), přičemž zamýšlený proud se zvýší v reakci na zjištění pohybu motoru (50, 52) pro vyvolání přeřazení na neutrál.
3. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, obsahující řadicí mechanismus, který je opatřen řadicím palcem (29) poháněným motorem (50, 52), přičemž řadicí palec (29) spolupracuje s řadicí tyčí (36, 38, 40) pro provedení přeřazení převodovky (10), dále prostředky pro řízení proudu připojené k motoru (50, 52) a reagující na ovládací signály pro ovládání směru otáčení motoru (50, 52), dále ovládací prostředek působící ovládacím signálem s modulovanou šířkou impulzů s proměnným pracovním cyklem na prostředky pro řízení proudu pro vyvolání zamýšleného proudu, který má být přiveden do motoru (50, 52), vyznačující se tím, že dále obsahuje snímací prostředek pro snímání proudu odebíraného motorem (50, 52) a prostředek pro nastavování pracovního cyklu uvedeného ovládacího signálu tak, že nový pracovní cyklus se rovná součtu starého pracovního cyklu s odchylkou mezi snímaným proudem (D) a zamýšleným proudem a s rychlostí změny této odchylky, pro snížení odchylky směrem k nule.
CZ19941900A 1993-08-11 1994-08-05 Způsob ovládání síly působící na řadicí mechanismus automatické mechanické převodovky a zařízení k provádění tohoto způsobu CZ290064B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/104,725 US5481170A (en) 1993-08-11 1993-08-11 Method and apparatus for controlling shift force in an automated mechanical transmission

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ190094A3 CZ190094A3 (en) 1995-04-12
CZ290064B6 true CZ290064B6 (cs) 2002-05-15

Family

ID=22302045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19941900A CZ290064B6 (cs) 1993-08-11 1994-08-05 Způsob ovládání síly působící na řadicí mechanismus automatické mechanické převodovky a zařízení k provádění tohoto způsobu

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5481170A (cs)
EP (1) EP0638743B1 (cs)
JP (1) JP3648688B2 (cs)
KR (1) KR100240045B1 (cs)
CN (1) CN1052784C (cs)
AT (1) ATE152223T1 (cs)
AU (1) AU675336B2 (cs)
BR (1) BR9402739A (cs)
CA (1) CA2129893C (cs)
CZ (1) CZ290064B6 (cs)
DE (1) DE69402779T2 (cs)
ES (1) ES2102150T3 (cs)
RU (1) RU2101199C1 (cs)
ZA (1) ZA945973B (cs)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5894208A (en) * 1995-07-28 1999-04-13 Eaton Corporation Control for electrically actuated shifting mechanism
US5729110A (en) * 1995-10-10 1998-03-17 Eaton Corporation Method for controlling an electronic X-Y shifting mechanism for a vehicle transmission
IT1292080B1 (it) * 1996-06-05 1999-01-25 Luk Getriebe Systeme Gmbh Dispositivo di azionamento per il comando particolarmente per la trasmissione di un momento torcente nella catena di azionamento di
US6145398A (en) * 1998-02-20 2000-11-14 New Venture Gear, Inc. Electronically controlled shift system for a manual transmission
JPH11307430A (ja) * 1998-04-23 1999-11-05 Canon Inc 露光装置およびデバイス製造方法ならびに駆動装置
US6480774B1 (en) 1999-07-23 2002-11-12 Eaton Corporation Convertible transmission system
JP2001065689A (ja) * 1999-09-01 2001-03-16 Aisin Ai Co Ltd 変速機のコントロール装置
US6480797B1 (en) * 1999-11-12 2002-11-12 Eaton Corporation Apparatus and method for calibration of transmission shifters
US6227062B1 (en) 1999-11-23 2001-05-08 Eaton Corporation Transmission system electrical connector monitoring system
DE19961117A1 (de) * 1999-12-17 2001-07-05 Siemens Ag Kraftfahrzeuggetriebe
JP2001208189A (ja) * 2000-01-28 2001-08-03 Aisin Ai Co Ltd 自動変速装置
JP3870002B2 (ja) * 2000-04-07 2007-01-17 キヤノン株式会社 露光装置
GB2361967A (en) 2000-05-05 2001-11-07 Eaton Corp Transmission shift neutral detent and sensor
US6301537B1 (en) 2000-06-05 2001-10-09 Eaton Corporation Adaptive calibration of X-Y position sensor
EP1178246A1 (fr) * 2000-08-01 2002-02-06 Renault Dispositif et procédé de commande d'une boíte de vitesses
FR2812705B1 (fr) * 2000-08-01 2002-11-22 Renault Dispositif et procede de commande d'une boite de vitesses
JP2002048225A (ja) 2000-08-07 2002-02-15 Aisin Ai Co Ltd シンクロメッシュ式トランスミッションのための変速装置
JP2002071019A (ja) 2000-08-31 2002-03-08 Aisin Ai Co Ltd 変速機に用いられるアクチュエータの制御装置
JP4776764B2 (ja) * 2000-10-03 2011-09-21 アイシン・エーアイ株式会社 同期噛合式変速機の制御装置
US6539820B2 (en) 2001-03-21 2003-04-01 Eaton Corporation Method and system for transmission utilizing centrifugal clutch to overcome transmission tooth-butt
US6641504B2 (en) 2001-03-21 2003-11-04 Eaton Corporation Method and system for establishing an engine speed target for use by a centrifugal clutch control system to launch a vehicle
FR2828920B1 (fr) * 2001-08-23 2003-12-12 Renault Procede de commande d'une boite de vitesse robotisee de vehicule automobile
JP4034986B2 (ja) * 2002-04-16 2008-01-16 アイシン精機株式会社 変速制御装置及び変速制御システム
DE10226152A1 (de) * 2002-06-13 2003-12-24 Deere & Co Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Gleichstrommotors und Verstelleinrichtung mit einer solchen
US7161314B2 (en) * 2002-10-07 2007-01-09 Denso Corporation Motor control apparatus having current supply phase correction
US7480555B2 (en) * 2004-12-16 2009-01-20 Eaton Corporation Method for controlling centrifugal clutch engagement using engine torque requests
US7823471B2 (en) * 2005-05-31 2010-11-02 Gm Global Technology Operations, Inc. Method for hybrid vehicle powertrain control
EP1793235A1 (de) * 2005-11-30 2007-06-06 ABB Technology AG Überwachungssystem für Hochspannungsschalter
JP4957708B2 (ja) * 2008-11-21 2012-06-20 三菱自動車工業株式会社 自動変速機の変速操作装置
ES2441340T3 (es) * 2008-12-19 2014-02-04 Volvo Lastvagnar Ab Un método y un dispositivo para controlar el desacoplamiento de un embrague maestro de un vehículo automático
EP2376811B1 (en) 2009-01-13 2016-06-29 Allison Transmission, Inc. Power train subsystem and method of customizinig a transmission of a motorized vehicle
US8405332B1 (en) 2009-02-24 2013-03-26 Marvell International Ltd. Method to eliminate current surge during spindle spin up
SE534113C2 (sv) * 2009-09-14 2011-05-03 Scania Cv Ab System för styrning av en växellåda
SE534853C2 (sv) * 2009-09-14 2012-01-24 Scania Cv Ab Metod och system för bestämning av antal växlingssteg i ett motorfordon
SE534847C2 (sv) * 2009-09-14 2012-01-17 Scania Cv Ab Metod och system för bestämning av antal växlingssteg i ett motorfordon
SE534153C2 (sv) * 2009-09-14 2011-05-17 Scania Cv Ab Bestämning av en eller flera växlingspunkter
SE534110C2 (sv) * 2009-09-14 2011-05-03 Scania Cv Ab Metod för bestämning av växlingspunkter
SE535204C2 (sv) * 2009-12-17 2012-05-22 Scania Cv Ab Metod för bestämning av drivkraftkapacitet hos ett motorfordon
DE102011050980B4 (de) * 2011-06-09 2023-10-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs
CN103587527A (zh) * 2012-08-15 2014-02-19 北汽福田汽车股份有限公司 一种带amt变速箱的纯电动汽车的换挡控制方法
KR101538228B1 (ko) * 2013-11-04 2015-07-20 엘에스엠트론 주식회사 기어 변속 시스템 및 그것의 기어 변속 방법
CN104514878B (zh) * 2014-12-24 2017-03-15 潍柴动力股份有限公司 一种车辆换挡控制方法及tcu
CN112319216A (zh) * 2020-11-25 2021-02-05 南京清研海易新能源动力有限责任公司 一种amt变速箱系统
EP4400746A1 (de) 2023-01-11 2024-07-17 ZF CV Systems Global GmbH Verfahren zum schalten eines elektrisch schaltbaren getriebes für ein fahrzeug, insbesondere nutzfahrzeug

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3619755A (en) * 1969-04-24 1971-11-09 Computer Ind Inc Digital drafting control system
US3896356A (en) * 1973-01-24 1975-07-22 Gen Electric Method and control system for improved stability of an induction motor via independent voltage, synchronous frequency, and slip frequency control at an operating point
US4070609A (en) * 1975-01-02 1978-01-24 Barber-Colman Company Automatic control system
US4081727A (en) * 1976-05-03 1978-03-28 Green Aaron F Speed control
US4160488A (en) * 1977-10-11 1979-07-10 Logisticon, Inc. Extended width sensor
JPH0625593B2 (ja) * 1987-09-29 1994-04-06 いすゞ自動車株式会社 変速機制御装置
US5196774A (en) * 1991-07-22 1993-03-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Digital servo system
US5219391A (en) * 1991-12-06 1993-06-15 Eaton Corporation Transmission shifter having automatic adjustment of control parameters
US5281902A (en) * 1992-08-05 1994-01-25 Eaton Corporation Voltage compensation of a pulse-width-modulated servomechanism
US5305240A (en) * 1992-11-25 1994-04-19 Eaton Corporation Computer controlled method of calibrating an x-y shifter

Also Published As

Publication number Publication date
ATE152223T1 (de) 1997-05-15
CA2129893A1 (en) 1995-02-12
DE69402779D1 (de) 1997-05-28
KR100240045B1 (ko) 2000-03-02
RU2101199C1 (ru) 1998-01-10
AU675336B2 (en) 1997-01-30
CA2129893C (en) 2000-02-01
KR950006280A (ko) 1995-03-20
CZ190094A3 (en) 1995-04-12
ES2102150T3 (es) 1997-07-16
CN1108366A (zh) 1995-09-13
DE69402779T2 (de) 1997-11-27
US5481170A (en) 1996-01-02
JP3648688B2 (ja) 2005-05-18
RU94028783A (ru) 1996-09-10
ZA945973B (en) 1995-03-09
CN1052784C (zh) 2000-05-24
EP0638743B1 (en) 1997-04-23
EP0638743A1 (en) 1995-02-15
BR9402739A (pt) 1995-04-04
JPH07167279A (ja) 1995-07-04
AU7020194A (en) 1995-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ290064B6 (cs) Způsob ovládání síly působící na řadicí mechanismus automatické mechanické převodovky a zařízení k provádění tohoto způsobu
US5832777A (en) Electromechanical transmission control apparatus
US20070199790A1 (en) Process and device for adjusting a friction clutch located in a drive train of a vehicle and actuated by an actuator
US7424356B2 (en) Method and device for referencing an incremental travel sensor in an electronically controlled actuation device of a clutch
EP0600620B1 (en) Method of controlling an automated mechanical transmission shift mechanism
EP2139736B1 (en) Clutchless transmission apparatus for controlling gear-position shifting and control method thereof
JPH0526065A (ja) 自動二輪車の変速制御装置
US7337052B2 (en) Method for automatically controlling a transmission brake of an automatic transmission configured as a countershaft transmission
EP0723097A2 (en) Hydraulic control system for a synchroniser
US5517411A (en) Neutral attainment control system/method for controlling shifting in vehicular automated mechanical transmission systems
US5894208A (en) Control for electrically actuated shifting mechanism
WO1993000227A1 (en) A clutch control system
JP2003182408A5 (cs)
MXPA96003082A (en) Control for change mechanism accionadoelectricame
US6871131B2 (en) Transmission systems
JPS639756A (ja) トランスミツシヨンのギヤ抜け防止方法及び装置
US7669703B2 (en) Process and device for the reduction of clutch-grabbing oscillations in a motor vehicle drive train
JPS5913159A (ja) 油圧制御変速機のクラツチ制御装置
JPH05202953A (ja) 車両用自動クラッチの制御装置
JPS6237238A (ja) 自動トランスミツシヨン
JPH05202954A (ja) 車両用自動クラッチの制御装置
JPH05202956A (ja) 車両用自動クラッチの制御装置
JPS6237236A (ja) 自動トランスミツシヨン
JPH0270537A (ja) 自動トランスミッション
JP2000337504A (ja) 作業車両の変速制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20060805