SE437955B - Elektroniskt styrsystem - Google Patents

Description

l0 l5 20 25 30 35~ 40 7800040-3 att notera och har anmärkts på av de flesta förare. Om växlings- tiden utsträckes under en alltför lång period utsättes friktions- elementen och andra komponenter i växellådan för en alltför stor nötning. Därför uppträder växling med optimal kvalitet någonstans mellan det läge, som motsvarar alltför kort varaktighet, vilket ger den noterbara stötsensationen, och det läge, som motsvarar alltför lång varaktighet, vilket ger den noterbara komponentnötningen.

Ett betydande framsteg med avseende på styrningen av utväx- lingsändring har åstadkommits i ett styrsystem, som reglerar aktive- ringen av det inkommande friktionselementet, varvid det utgående friktionselementet har formen av en tvåvägskoppling, som urkopplas automatiskt. Följaktligen är styrningen riktad endast på den exakta regleringen av det inkommande elementet i en med tre element försedd planetväxelmekanism. Detta väsentliga framsteg beskrives i det amerikanska patentet 4 031 782.

Dylika tidigare kända system utnyttjar vanligen ett styrt friktionselement parallellt med envägskopplingen och detta sker pâ grund av de nedan förklarade skälen. Om friktionselementet kan styras noggrant kan envägskopplingen elimineras. Ett huvudändamäl med upp- finningen är därför att åstadkomma ett mera ekonomiskt styrsystem för växling med avseende på en automatväxellâda, varvid exakt styr- ning åstadkommes inte endast för det inkommande friktionselementet utan även för det utgående friktionselementet, varvid behovet av en envägskoppling elimineras.

Enligt uppfinningen åstadkommes ett elektroniskt styrsystem för reglering av ändringen i växelförhållande hos en automatväxel- låda. En omvandlare är anordnad för att avkänna växellâdans utgångs- moment och för att ge en elektrisk signal, vilken varierar såsom en funktion av nämnda moment. En första styrventil ändrar fluidumtryc- ket för det inkommande friktionselementets aktiverande del och en andra styrventil ändrar fluidumtrycket för det utgående friktions- elementets avaktiverande del för âstadkommande av en ändring i växel- -förhållande, varvid en felsignal åstadkommes för att styra de bada ventilernas drift. En styranordning i form av en sluten slinga är inkopplad mellan omvandlaren och styrventilerna för mottagande av den momentindikerande signalen och för åstadkommande av signalerna för styrning av de båda styrventilerna såsom en funktion av utgångs- momentsignalen. ' Enligt uppfinningen finns också en nedväxlingsstyrkrets för âstadkommande av de erforderliga ordersiqnalerna för sändande till l0 l5 20 25 30 35 40 5 7800040-3 den i form av nämnda slutna slinga utformade styranordningen, så att både det inkommande och det utgående elementet regleras. Detta åstadkommes genom beräkning av värdet för det motoraccelerations- vridmoment, som erfordras för växlingen och genom subtrahering av detta värde från det ursprungliga (före växling) utgângsvridmomen- tet för erhållande av den önskade vridmomentnivâ, som skall bibe- hállas under växlingen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan i form av föredragna utföringsexempel under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka samma hänvisningsbeteckningar användes för att identifiera likadana komponenter.

Figurerna l och 2 visar förenklade diagram, som åskådliggör baskomponenterna i en automatväxellâda, Figur 3 visar en idealiserad grafisk vy, som underlättar förståelsen av en automatväxellådas växelegenskaper.

Figur 4 visar ett blockschema för ett tidigare känt elektro- niskt styrsystem.

Figur 5 visar ett blockschema, delvis i schematisk form, liknande schemat i figur 4, varvid emellertid ytterligare detaljer åskâdligqöres.

Figur 6 visar en ändvy och figur 7 en sektionsvy, som åskåd- liggör detaljer av en styrventil.

Figur 8 visar ett blockschema för en anpassbar beräkningskrets. vilken användes i det tidigare systemet.

Figur 9 visar en perspektiviskt àtergiven sprängskiss och figur l0 ett förenklat kopplingsschema, askâdliggörande en omvandlare. som är lämplig att använda tillsammans med detta system.

Figur ll visar ett blockschema, som anger detaljer i det tidigare systemets logiska styrkrets.

Figurerna l2 och l3 visar diagram, som hjälper till att under- lätta förståelsen av driften för det tidigare systemet vid uppväx- ling och nedväxling med avseende pa växellådan.

Figur l4 visar ett blockschema, som åskådliggör komponenterna enligt uppfinningen i samband med det i figur 4 äskädliggjorda tidi- gare kända systemet. _ Figur 15 visar ett blockschema för den i figur l4 åskådlig- gjorda nedväxlingsstyrkretsen.

Figur l6 visar ett diagram, som tillsammans med figurerna l4 och l5 hjälper till att underlätta förståelsen av uppfinningen.

Figurerna l och 2 visar ett allmänt arrangemang med avseende 10 15 20 25 30 35 40 7aooo40-3 4 pá en p1anetväxe1mekanism 20 av en typ, som kan användas i automat- växe11ådor. P1anetväxe1mekanismen 20 är avsedd att ge ett drivför- hå11ande me11an en drivaxe1 41 och en driven axe1 42. Ett so1hju1 21 är kopp1at ti11 axe1n 41, som representerar den ingående meka- niska drivförbinde1sen ti11 automatväxe11ådan. Drivaxe1n 41 och so1hju1et 21 erhâ11er sâ1unda drivning från motorn e11er från någon annan drivenhet. Ett f1erta1 kugghju1 22, vi1ka van1igen benämnes "p1anethju1" gör ingrepp med so1hju1et 21, varvid de kan rotera runt so1hju1et 21 förutom att de roterar kring sina egna ax1ar. En hå11a- re 23 är anordnad, vi1ken är koppiad ti11 den drivna axe1n 42, och på hâ11aren är vart och ett av p1anethju1en 22 roterbart 1agrat.

Pâ utsidan av p1anethju1en finns ett ringdrev 24, som vid den inre ytan är försett med kuggar, som gör ingrepp med p1anethju1ens kuggar, när p1anethju1en roterar med avseende på ringdrevet. När so1hju1et 21 drives och ringdrevet 24 hå11es stationärt finns van1igen ett utgående drivmoment ti11gäng1igt från p1anethå11aren 23 och drivaxe1n 42.

I figur 2 visas en friktionskopp1ing 25, vi1ken arbetar för att ge en förbinde1se me11an jord e11er ett stationärt e1ement och ringdrevet 24. Fackmannen på området torde inse att ett band e11er något annant bromse1ement kan frigöras, när kopp1ingen 25 avaktiveras för att frigöra det utgående e1ementet. Ehuru e1ementet 25 a11mänt sett är'en kopp1ing kommer det här att beskrivas såsom en broms.

En friktionskopp1ing 26 är schematiskt åskâd1iqgjord ioch kan göra ingrepp för att sammankopp1a ringdrevet 24 och so1hju1et 21 för vrid- ning.

Om ringdrevet 24 är 1åst med avseende på rotation så roterar p1anethju1en 22, när so1hju1et drives och utgångsdrivning med ett första reducerat hastighetsförhå11ande kan erhâ11as från drivaxe1n 42. När det är önskvärt att ändra hastighetsförhâ11andena e11er att väx1a så åstadkommes detta genom urkopp1ing av det yttre ringdrevet 24 och ans1utning av ringdrevet ti11 so1hju1et 21. Detta ger en direkt drivning me11an ingångs- och utgângsax1arna vid ett andra hastighetsförhå11ande 1:1. Natur1igtvis kan ytter1igare kombinationer av p1anet- och ringhju1 åstadkommas för erhâ11ande av en mångfa1d hastighetsförhâ11anden i en automatväxe11åda men det som framgår av figurerna 1 och 2 är ti11räck1igt för en bakgrundsdiskussion med avseende på utväx1ingsändringen. Bromsen 25 fasthå11er ringdrevet 24 med avseende på rotation i en riktning för upprättande av det reduce- rade drivförhå11andet och ti11âter fri rotation av ringdrevet 24 i l0 l5 20 25 30 35 40 5 7800040-3 den andra riktningen. Kopplingen 26 inkopplas för att direkt an- sluta solhjulet till ringdrevet för åstadkommande av det andra hastighetsförhällandet.

I figur 3 åskådliggöres två olika kurvor 30 och 3l, vilka är användbara för att förklara en uppväxling. Kurvan 30 anger vrid- momentet vid växellädans utgångsanslutning och detta moment benäm- nes generellt drivmoment. Kurvan 3l representerar det tryck, som verkar på kolven hos det inkommande friktionselementet. Från början är drivmomentet lika med motorns utgânqsmoment gånger utväxlingen (effektiviteten försummas) och elementtrycket förblir vid noll.

Vid tidpunkten t0 initieras en växelorder. Denna order kan över- föras av operatören eller mottagas från en växelpunktberäkningsen- het på ett sätt, som är väl känt av fackmannen inom omrâdet. Mellan tidpunkten t0 och tidpunkten tl förblir växellådan i växeldrift- sekvensens "volymfyllnings"-fas, eftersom kolvvolymen hos påverk- ningsanordningen fylles, varvid det praktiskt taget inte förekommer någon ändring i styrtrycket eller i vridmomentet. Detta sker emedan ett visst spelrum eller ett öppet utrymme förekommer med avseende på kolven även om fluidum tillföres under tryck för aktivering av friktionselementet. Denna volym måste fyllas innan det finns ett verkligt fysikaliskt ingrepp mellan friktionselementet och reaktions- elementet. Vid tidpunkt tl pâverkas växelsekvensens "statiska" fas eftersom det inkommande friktionselementet börjar applicera vridmoment på det till elementet hörande hjulet eller någon annan komponent.

Under den statiska fasen, fran il till Il ändrnn wlyrtry vridmomentet men det förekommer inte någon ändring i motorhastiqhe- ten. En viktig del i det tidigare kända systemet utgöres av en fram- matningskrots, vilken kommer att beskrivas längre fram, avsedd att kompensera systemets arbetsfördröjning, som eljest skulle förekomma från den tidpunkt, som erfordras för att fylla kolvvolymen och på- börja den statiska fasen av växlingen vid tidpunkten tl.

Vid tidpunkten t2 har systemet passerat till hälften genom växlingens statiska fas. Senare kommer det att bli uppenbart att systemet genererar en speciell logisk ordersignal för användning vid denna tidpunkt men för närvarande är det tillräckligt att note- ra att styrtrycket fortfarande ökar vid tidpunkten t2 och att driv- momentet fortfarande minskar, eftersom det inkommande friktionsele- mentet börjar applicera en kraft på det tillhörande hjulet. Vid tid- punkten t3 är växlingens statiska fas avslutad och bromsen 25 är urkopplad. Såsom visas vid punkt 32 på vridmomenikurvan 30 börjar l0 l5 20 25 30 35 40 7800040-3 e drivmomentet öka vid denna tidpunkt t3, vilket också markerar slutet av den statiska fasen och början av växlingens "dynamiska" fas. Det är vid denna tidpunkt - början av växlingens dynamiska fas - som systemets styrslinga slutes, såsom kommer att förklaras nedan. Ändringen i drivmoment kan ske under en kort, medellång eller lång tidsperiod. Om växlingen utföres på relativt kort tid så resul- terar detta i dålig "känsla" eller också känner föraren en märkbar stöt. Om växlingens dynamiska fas utsträckes över en mycket lång tid så medför detta alltför stor nötning på växellådan och tillhöran- de komponenter. En tillfredsställande kompromiss visas genom kurvan 35. Detta betyder att växlingen sker under en tillräckligt kort tids- period, så att alltför stor komponentnötning inte åstadkommas, var- vid föraren ändå inte känner en stöt eller en hastig överföring vid växlingen. En diskussion med avseende på växlingskvaliteten före- kommer i "Power-On Upshift"-delen av en tidigare angiven SAE-hän- visning. Uppfinningen är riktad på åstadkommande av en växling med god kvalitet, varvid både kopplingen 26 och bromsen 25 styres.

I figur 4 återges ett blockarrangemang med avseende på ett elektroniskt styrsystem för ändring av utväxlingsförhållandet i en automatväxellåda 40. Detta styrsystem kommer först att beskrivas för att ge bakgrunden till systemet enligt uppfinningen. En ingångs- àxel 4l representerar den ingående mekaniska drivanslutningen till växellådan och denna axel är normalt kopplad till utgången hos motorn eller hos någon annan drivenhet. Växellädans utgående drivanslutning, som kan erhållas från hållaren, såsom beskrivits ovan, representeras av axeln 42. Denna axel är normalt kopplad till en axel för driv- ning av fordonshjulen. Vidare innefattar växellådan åtminstone ett fluiduminlopp 43 för mottagande av ett under tryck satt fluidum för ' styrning av friktionselementet och sålunda för styrning av ändringen i utväxlingsförhållande.

En omvandlare 44 är anordnad för att avkänna vridmomentet vid den utgående drivanslutningen hos växellådan och att ge en eflektrisk signal, som utgör en funktion av det utgående drivmomen- tet, hos var och en av ledningarna 45 och 46. En såsom sluten slinga utformad styranordning 47 innefattar ett flertal komponenter, såsom kommer att förklaras nedan, för åstadkommande av en felsignal på ledningen 48 såsom en funktion av både den utgångsdrivmomentsignal, som mottages såsom en återkopplingssignal via ledningen 46, och ett flertal logiska ordersignaler, vilka mottages via ledningen 50 från 10 l5 20 25 30 'JJ C31 40 l 7800040-3 en logisk styrkrets 5l. Felsignalen på ledningen 48 sändes till en pulsbreddmoduleringskrets 52, som även mottager ett flertal logiska ordersignaler via ledningen 53 från den logiska styrkretsen. Utsigna- len frán pulsbreddmoduleringskretsen 52 utgör en styrsignal, som via ledningen 54 sändes till en lindning 55, som utgör en del av en elektrohydraulisk styrventil 56, vars utgângssida är kopplad till ingången 43 hos automatväxellådan. Ledningen 57 är kopplad för att mottaga ett under tryck satt fluidum från en pump (icke visad) på ett inom tekniken väl känt sätt.

En för reaktionsvridmoment avsedd beräkningskrets 60 är kopp- lad för att mottaga utgångsvridmomentsignalen via ledningen 45 och på utgångsledningen 6l ge en simulerad reaktionsvridmomentsiqnal, som överföres till den logiska styrkretsen 51. Den logiska styrkret- sen mottager också en signal via ledningen 62, vilken signal repre- senterar en växelpunkt, för indikerande av att en växlingsorder givits. En växelmönstersignal kan genereras och matas via ledningen 53 till den logiska styrkretsen 5l. Växlingsmönstersignalen på led- ningen 63 är den signal, som âstadkommes, när föraren för växelspa- ken till ett läge (dvs ett läge, såsom "parkering“, "back", "neutral". "drivning" osv.), vilket ändrar driften för en styrventil (icke visad) och "talar om" för det elektriska systemet vilken styrventil, som skall pâverkas. Växlingspunktsignalen pâ ledningen 63 erhålles från en enhet (icke visad), som sänder en signal, då en upp- eller nedväxling bör initieras. Elektroniska system för âstadkommande av denna signal finns också. I förklarande syfte betraktas ledaren 62 såsom ett organ för åstadkommande av en växlingspunktsignal och ledaren 63 såsom ett organ för ästadkommande av en växelmönstersig- nal. Den logiska styrkretsen 5l mottager reaktionsvridmomentsiqnalen, växelpunktsignalen och växelmönstersignalen (en förklaring avseende växelmönstersignalen är inte nödvändig för att man skall förstå bassystemets drift) och ger ett flertal logiska ordersignaler, som sändes via utgângsledningarna 50, 53 för att effektuera driften av komponenterna i den såsom sluten slinga utformade styranordningen 47 samt driften av pulsbreddmoduleringskretsen 52. Reaktionsvrid- momentberäkninqskretsen 60 utgör en viktig komponent i det tidigare systemet.

Reaktionsmomentberäkningskretsen 60 ger även en medelvärdes- mnmontnivasiqnal pä ledningen 7l genom mrdelvärdesherakning av den momentanmomentsignal, som mottages från omvandlaren under en given tidsperiod. Denna medelvärdesmomentsiqnal sändes till en adaptiv 10 15 20 25 30 35 40 7800040-3 e beräkningskrets 93, som ger utsignaler, vilka varierar såsom en funktion av medelvärdesmomentnivân. Den första utsignalen från den adaptiva beräkningskretsen 63 sändes via ledningen 92, 94 såsom en ingångsordersignal till den såsom sluten slinga utformade styranord- ningen 47. Denna första utsignal påverkar styranordningens drift och ändrar både (l) lutningen hos momentkurvans 35 "ramp"-del och (2) den såsom sluten slinga utformade styranordningens förstärkning.

Den andra utsignalen från den adaptiva beräkningskretsen 93 sändes via ledaren 95 till en frammatningskrets 96, vilken i sin tur sänder en signal via ledningen l0l till pulsbreddmoduleringskretsen 52.

Frammatningskretsen kompenserar i själva verket styrventilens 56 drift under den erforderliga tiden (t0 - tl, figur 3) för fyllande av kolven, innan växlingens statiska fas påbörjas. Följaktligen förbättrar den adaptiva beräkningskretsen 93 och frammatningskretsen 96 den totala styrningen av det tidigare styrsystemet med sluten slinga.

I figur 5 visas det tidigare grundläggande elektroniska styrsystemet närmare i detalj. Reaktionsmomentberäkningskretsen 60 innefattar flera steg, varvid ledningen 45 är kopplad både till in- gångssidan hos ett integreringssteg 65 och, via ledningen 66, till en ingângsanslutning hos ett summationssteg 67.-Integreringsstegets 65 utgång sänder den integrerade vridmomentsignalen via ledningen 68 till en passiv krets 70, vilken verkar för att multiplicera signa- len på ledningen 68 med förhållandet l/T, representerande en tids- delning för att på ledningen 71 ge en signal, vilken representerar det på axeln 42 under tidsperioden T åstadkomna medelvärdesdrivmomen- tet. Uverföringen av den logiska ordersignalen LC2.till intregrerings- steget 65 samt den logiska ordersignalen LC3 till minnessteget 72 visas, varvid varje logisk ordersignal genereras av den logiska styr- kretsen 5l, såsom kommer att förklaras nedan. Minnesstegets 72 ut- gång överför sedan medelvärdesdrivmomentsignalen (för tiden T) via ledningen 73 till det passiva steget 74. som verkar för att multipli- cera denna signal med l/R för att på ledningen 75 åstadkomma en signal, som representerar det för växelförhållandet R justerade medelvärdesdrivmomentet. Denna signal på ledningen 75 utgör den andra ingångssignalen till summationsstedet 67, som sedan åstadkom- mer reaktionsvridmomentsignalen pâ ledningen 6l för överföring till den logiska styrkretsen 5l.

Fackmannen torde inse att reaktionsvridmomentberäkningskret- sen 60 är âtergiven med förenklade analoga komponenter, vilka är l0 20 30 35 40 9 7sooo4o-3 anslutna för att ge en reaktionsmomentsignal på ledningen 6l såsom en funktion av en mottagen momentanvärdesmomentsignal på ledningen 45. Detta âstadkommes med de åskádliggjorda integrerings-, minnes-, delnings- och summationsstegen. Det torde inses att en mikrobehand- lingsenhet eller andra digitala kretsar kan anslutas för att arbeta på känt sätt för åstadkommande av reaktionsvridmomentsignalen på ledningen 6l såsom svar på den mottagna momentanvärdesvridmoment- signalen på ledningen 45. Följaktligen omfattar de här och i kraven använda uttrycken "reaktionsvridmomentberäkningskrets" och "adaptiv beräkningskrets“ både de analoga och digitala formerna för dylika kretsar, vilka är välkända inom tekniken, Växlinqspunktberäkningsanordningen 7/ ger pa ledningen 62 en signal till den logiska styrkretsen 5l, när en "växlings"-order initieras. På samma sätt användes på konventionellt sätt en växel- mönsterspak 78 för att åstadkomma växelmönstersignalen på ledningen 63 till den logiska styrkretsen.

Den momentana utgående vridmomentsignalen på ledningen 46 sändes, såsom visas, till den såsom sluten slinga utformade styr- anordningen 47 och överföres först till en återkopplingsfilterkrets 80. Signalen passerar genom en första passiv komponent 8l samt ett aktivt steg 82. En passiv komponent 83 är parallellkopplad med ste- get 82. De genom cirkelsymboler (t ex 81, 33) återgivna passiva komponenterna kan realiseras genom användning av ett fast eller variabelt motstånd. Filterkretsen 80 ger en filtrerad utsiqnal pâ ledningen 84, vilken sändes både till ingångssidan hos ett minnes- steg 85 och, via ledningen 86, till en av ingångsanslutningarna hos ett summationssteg 87, som även mottager en andra samt en tred- je ingångssignal. Den andra ingângssignalen mottages via ledningen 88 från minnet 85, som inte endast mottager den filtrerade insigna- len på ledningen 84 utan även en logisk LC5-ordersignal från logik- styrsteget 51. Samtliga logiska ordersignaler (LCl - LC5) utgör driftprincipsignaler. Såsom kommer att förklaras ytterligare utsän- des nämnda signaler i tidsföljd (tO - t3, figur 3) för att reglera drifttillståndet hos andra komponenter i stället för att informa- tions- eller orderingängssignaler gives till nämnda komponenter.

Den av summationssteget 87 mottagna tredje insignalen erhålles via ledningen 90 frân ett annat aktivt steg 9l, ett integreringssteg. som är anslutet för att ge en ramplutningssignal såsom en funktion av en nivå- eller amplitudsignal, vilken via ledningen 92 mottages från en adaptiv beräkningsanordning 93. Ramplutningssteget 9l mot- 10 l5 20 25 30 35 40 7800040-3 '° tager även en LC5-logikordersignal. Sålunda mottager steget 87 en återkopplingssignal på ledningen 86 och på ledningarna 88, 90 mottages ramp-bestämmande signaler, vilka kollektivt henämnes "ingångsorder"-signalen.

Den i figur 5 âskådliggjorda adaptiva beräkningsanordningen 93 innefattar tre kretsar, vilka kommer att beskrivas nedan och vilka var och en mottager signalen via ledningen 7l från reak- tionsvridmomentberäkningsenheten, som anger medelvärdesdrivmomen- tet under en tidsperiod T. Momentanvärdesdrivmomentet varierar på grund av motorvariationerna, torsionsvibrationer, hjulslirning och andra oregelbundenheter. Följaktligen måste en medelvärdessignal åstadkommas för undvikande av felaktig drift hos systemet och den- na medelvärdessignal måste åstadkommas vid en förinställd tids- period under växlingssekvensen. För att ge en uppfattning om drift- tiderna kan nämnas att tiden mellan tl och t2 (figur 3) uppgår till approximativt 50 millisekunder. Utgående från medelvärdesvridmoment- signalen på ledningen 7l och den i beräkningsanordningen lagrade informationen âstadkommes en nivâsignal på ledningen 92 för regle- ring av momentet under växlingsperioden, varvid nämnda signal van- ligen styr lutningen av "rampen" hos momentkurvan, vilken represen- teras av kurvan 35 i figur 3. Den adaptiva beräkningsanordningen 93 ger också en förstärkningsstyrsignal på ledningen 94 samt en tredje utsignal på ledningen 95, vilken är kopplad till en frammatnings- krets 96. Denna frammatningskrets innefattar ett första passivt element 97, en aktiv komponent 98, som inte endast mottager signa- len från komponenten 97 utan även en LC4-logikordersígnal, samt en utgående aktiv komponent l00 för åstadkommande av en utsignal från frammatningskombinationen på ledningen l0l. En passiv återkopplings- komponent l02 är kopplad runt det aktiva steget 98 och en direkt- .signalkoppling förekommer från elementets 97 ingångssida via leda- ren l03 till en ingångsanslutning hos steget l00. Denna frammat- ningskrets utgöres av en anticipationskrets för âstadkommande av en signal via ledningen l0l, vilken signal tenderar att kompensera den tidsfördröjning, som erfordras för att fylla kolvvolymen mellan tidpunkterna t0 och tl innan växlingssekvensens statiska fas börjar.

Utsignalen från frammatningssteget l00 sändes via ledningen l0l till ett annat aktivt element l04, vilket arbetar såsom en strömställare, vilken slutes vid mottagande av en LC4-logikorder- signal, för âstadkommande av en utsignal via ledningen l05 till pulsbreddmoduleringskretsen 52. Pulsbreddmoduleringskretsen 52 mot- 10 15 20 25 30 35 40 H 7800040-3 tager sålunda fyra insignaler; felsiqnalen via ledningen 48 från den såsom sluten slinga utformade styranordningen 47; frammatnings- kompenseringssignalen via ledningen 105 samt de båda logiska order- signalerna LCl och LC2 från den logiska styrkretsen 51. På grund av att signalen LCl endast genereras och sändes via ledningen 53, då en signal åstadkommes genom förflyttning av växelmönsterspaken, så behöver denna signal inte ytterligare beskrivas.

I den såsom sluten slinga utformade styranordningen 47 mot- tager slingförstärkningsstyrkretsen l06 både förstärkningsreglerings- signalen, via ledningen 94 från den adaptiva beräkningsanordningen 93, och en utsignal, via ledningen 107 från summationssteget 87.

Utsignalen från förstärkningsstyrkretsen l06 sändes via en annan passiv komponent l08 till en slingkompenseringskrets ll0, som inne- fattar ett aktivt steg, inkluderande en integreringskrets lll, ett parallellkopplat passivt element ll2, ett annat passivt element ll3, som är kopplat mellan stegets lll utgångssida och en ingångsanslut- ning hos det aktiva steget ll4 samt en ledare ll5, som är ansluten för att sända en signal direkt från komponenten 108 till en ingångs- anslutning hos steget ll4. Stegets ll4 utsignalsida motsvarar då den såsom sluten slinga utformade styranordningens utgångssignal eller felsignal, vilken överföres till pulsbreddmoduleringskretsen 52.

Styrventilenheten 56 innefattar en spole 120. Denna ventil konstruerades såsom en tvåstegs styrventil. Genom att åstadkomma en pulsbreddmoduleringssignal för aktivering av lindningen 55 i ventilens övervakningsdel kan ventilläget emellertid regleras effek- tivt, så att drift, liknande driften hos en kontinuerligt variabel ventil, erhålles. Det här använda uttrycket "styrventil" innefattar sålunda en konventionell (ehuru mycket dyrare) servoventil samt den här visade billiga tvålägesventilen. Fluidet med matningstryck åstadkommas såsom visas via en ledning 57 och matas åt höger till den högra delen av spolen 120. En del av matningsfluidet föres även åt vänster och passerar genom det första stegets fasta öppning l2l, varvid det första stegets variabla öppning 123 styres av den puls- breddmoduleringssignal, som sändes till lindningen 55. Följaktligen utgör nettoflödet vid spolens l20 vänstra ände en funktion av både den fasta öppningen l2l och den variabla öppningen l23. Den variabla öppningens 123 andra sida är via en kanal l35 kopplad till retur- tryckledningen 58. Styrtrycket åstadkommes i ledningen l24 och över- föres till växellådan för reglering av utväxlingsändringen, såsom l0 l5 20 25 30 35 40 7800040-3 beskrivits ovan.

Växellâdans komponenter visas också generellt i figur 5 och är numrerade i överensstämmelse med vad som allmänt gäller för en planetväxelmekanism i figurerna l och 2 med undantag för att bromsen 25 i figur 2 visas såsom en envägskoppling i figur 5.

Den genom arrangemanget enligt föreliggande uppfinning styrda speciella växellådan är inte av betydelse. Vilken växellåda som helst kan användas, varvid växellådan har ingångs- och utgångs- drivanslutningar samt en växeländring, som styres av trycket hos fluidet i ledningen l24.

I figurerna 6 och 7 åskâdliggöres ytterligare detaljer av den tvâlägesventil 56, som användes i det tidigare styrsystemet. Ändvyn enligt figur 6 visar ventilhuset l26, som med fyra skruvar l27 är fäst vid ventilhuskåpan l28 (figur 7). I figur 6 åskådlig- göres även stoppet l30 vid spolens l2O högra ände samt en nedhängan- de proppenhet l3l jämte två elektriska kontakter l32, avsedda att mottaga de ledare, som överför utsignalen från pulsbreddmodulerings- kretsen 52 för sändande till solenoidlindninqen 55 i ventilhuset.

I figur 7 åskådliggöres solenoidkroppen l33 jämte lindningen 55 inuti nämnda kropp. Den till solenoidlindningen sända pulsbredd- moduleringssignalen bestämmer kolvens l34 effektiva läge och regle- rar sålunda den variabla öppningens l23 effektiva öppning. Det under tryck satta fluidet införes genom kanalen 57 och strömmar åt höger och sedan nedåt förbi spolens l2O högra ände och därefter åt vänster och ned till det första stegets fasta öppning l2l. Efter denna öpp- ning passerar huvuddelen av fluidet nedåt och ät höger genom in- loppsledningen l22, genom solenoidens inre kanal och genom den variabla öppningen l23, som bestämmes av solenoidkolvens l34 medel- värdesläge. Det fluidum, som passerar genom den variabla öppningen, återföres sedan genom utmatningsporten l35, som är kopplad till samma tryckreturledning som kanalen 58. En del av det fluidum, som passerar genom det första stegets fasta öppning l2l, passerar även uppåt genom kanalen l36 till ventilstoppet l37, varvid sålunda en reaktion appliceras på spolens l2O vänstra sida. Eftersom denna ventil huvudsakligen åskådliggöres i full skala torde fackmannen lätt kunna tillverka en lämplig tvâlägesventil eller använda en ventil, som motsvarar den i figurerna 6 och 7 âtergivna konstruk- tionen. Återigen betonas att en servoventil, som är justerbar med avseende på en godtycklig punkt i ett omrâde av lägen, kan åstad- kommas i stället för det åskådliggjorda ventilarrangemanget. De 20 25 30 35 40 15 7800040-3 ekonomiska betraktelserna med avseende pa förverkligandet av syste- met inom automobilmarknaden strider mot användning av den dyrbarare servoventilen.

I figur 8 visas en förenklad form av kretsarrangemanget för adaptiv beräkningsanordninq 93, varvid tvâ insignaler mottages.

Den första signalen, på ledningen 7l, utgör en funktion av medel- värdesdrivmomentet och den andra signalen utgör en logisk ordersignal LC3, som utsändes vid början av växlingens statiska fas. Moment- signalen på ledningen 7l sändes exempelvis via en gemensam ledare l40 till en första passiv komponent l4l för att först justera för- stärkningen av den mottagna signalen, som sedan via en buffertför- stärkare l42 sändes till ingångssidan hos en förstärkare l43 med variabel förstärkning. Den lutande förstärkningskarakteristik l44, som visas i denna förstärkare, indikerar att en förinställd förstärk- ning kan erhållas genom val av lämplig komponent för åstadkommande av lutningsgraden och sålunda den önskade förstärkningen. Utsignalen från steget l43, som har justerbar förstärkning, sändes till ingångs- sidan hos ett minnessteg l45. Detta minnessteg mottager kontinuer- ligt ingângssignalen från steget l43 och när den logiska ordersigna- len LC3 mottages lagras den då förekommande signalnivân och presen- teras kontinuerligt på utgângsledaren 92 för styrning av rampdelen hos vridmomentkurvan (figur 3). Samma komponenter betecknade med bokstäverna a” och "b" förekommer för att lagra och halla signaler på ledarna 94 och 95 för överföring till förstärkningsstyrsteqet 106 och frammatningskretsen 96, när den logiska ordersiqnalen LC3 astad- kommes. Andra lämpliga kretsar kan utnyttjas för att astadkomma den adaptiva beräkningsanordningen, varvid det enda kravet är den ind*- viduella modifieringen av vridmomentsiqnalen på ledningen 7l i de olika kanalerna samt lagringen av de resulterande modifierade signa- lerna vid tidpunkten tl, da signalen LC3 sändes. l figur 9 visas en förenklad sprängskiss avseende framträdan- de komponenter hos omvandlaren 44. I samband med denna teknik är det nu allmänt känt att ett magnetiskt fält kan astadkommas (exempel- vis genom att en likström far passera genom en spole) intill en permeabel axel, varvid organ för detektering av fältet eller magnet- flödet dä är placerade nära det aktiverande arrangemang, som använts för att åstadkomma det ursprungliga magnetfältet. Eftersom ett permeabelt element, t ex utgångsaxeln 42, har ett därpå applicerat vridmoment är elementet utsatt för sammanpressande och utdragande krafter, vilka kommer att ändra dess permeabilitet och sålunda l0 l5 20 25 30 35 40 modifiera flödesmönstret. Följaktligen kan en central del l50 vara försedd med en yttre cirkelformig magnetkrets l5l, vilken på enkelt sätt åstadkommas genom ett flertal magnetiskt ledande ringelement eller lameller. Ett flertal polstycken l52 är bildade genom förläng- ningar av de yttre ringlamellerna och individuella lindningar 153 (endast tvâ lindningar visas) är anordnade på vart och ett av pol- styckena. Lindningarna l53 är seriekopplade, såsom visas i figur l0, och aktiveras av en inverteringsanordning 154, som i sin tur ström- sättes via bilens elektriska system. Det sålunda upprättade magnet- fältet passerar genom den del av axeln 42 (figur 4), som är centre- rad mellan polstyckena l52. En andra magnetdel l55 finns ocksâ, varvid lameller l56 bildar en magnetkrets och ytterligare polskor l57, på vilka lika många lindningar l58 är anordnade. Dessa lind- ningar_l58 är också seriekopplade och ger via utgângsledarna 46a, 46b en indikering på axelns 42 påkänning, vilken indikering kan användas för att åstadkomma drivmomentsignalen. För detta system har det vi- sat sig vara önskvärt att placera en annan magnetdel l60 runt axeln på den andra sidan av aktiveringsdelen l50, varvid en magnetkrets l6l, ett flertal polstycken 162 samt seríelopplade lindningar l63 är anordnade pâ dessa poler på samma sätt som vid de andra arrange- mangen. Vid användning av endast en magnetisk upptagningsdel (t ex l55) har det visat sig att en del av den i lindningarna l58, 1634 inducerade signalen varierar såsom en funktion av axelhastigheten, vilket medför ett icke önskvärt fel i vridmomentutsignalen på ledar- na 46a, 46b. De hastighetsberoende signalkomponenterna i lindningarna l58, l63 är emellertid i själva verket fasförskjutna l80° relativt varandra. Genom att ansluta de två grupperna av seriekopplade lind- ningar l58, l63 parallellt, såsom visas, elimineras följaktligen den hastighetsförorsakande felkomponenten i praktiken och den resulte- rande vridmomentindikerande signalen ger en qod återgivning av det aktuella drivmomentet. Andra avkänningsorqan än den äskadliqgjorda omvandlaren 44 kan användas så länge som en lämplig utgängsmoment- signal âstadkommes såsom en funktion av drivmomentet. _ I figur ll visas ett förenklat diagram, som återger komponen- ter hos den logiska styrkretsen 5l. Den på ledningen 63 mottagna växelmönstersignalen användes efter det att den passerat genom buffertförstärkarsteget 170 för att ge en signal LCl, när en ned- växling kräves pà grund av driftsförhällandena. Växelpunktsignalen på ledningen 62 passerar via en annan buffertförstärkare l7l för åstadkommande av LC2-signalen vid tidpunkten t0, såsom visas i det 10 20 25 30 35 40 w 7800040-3 ideaiiserade diagrammet i figur 3 och den verkiiga grafiska i11ustra- tionen eniigt figur 13. Utsignaien från förstärkaren 171 (figur 11) sändes också via steget 172, som har fast tidsfördröjning, för åstad- kommande av LC3-signaien vid en förutbestämd tid t1, som är reiate- rad ti11 ko1vfy11ningsvo1ymen, såsom beskrivits tidigare.

Den simuierade reaktionsvridmomentsiqnaien - beräknad genom bearbetning av den-verkiiga vridmomentsignaien - på iedningen 61 sändes ti11 en ingång hos en första jämföreiseanordning 173 samt ti11 en ingång hos en andra jämföreiseanordning 174. En potentio- meter 175 åstadkommer en referenssignai, som sändes ti11 jämförelse- anordningens 173 andra ingångsans1utning. Detta jämföreisesteg 173 koppiar e11er ger en utgående 1ogisk ordersigna1 LC4 vid ett procent- tai av reaktionsvridmomentvärdet, som bestämmes av potentiometerns 175 instäiining. Jämföreiseanordningen 174 iämnar LC5-siqnaien vid den tidpunkt, då reaktionsvridmomentsignaien pä iedningen 61 har minskat ti11 no11.

Ett genere11t perspektiv avseende systemets drift under be- traktande av tidigare applikation, varvid en envägskoppiing användes i stäiiet för friktionsbromsen 25, erhå11es bäst i samband med figur 12, som återger aktueiia värden hos de oiika parametrar, som uppmätts vid en opererande utföringsform av nämnda tidigare system.

Såsom visas representerar kurvan 180 det styrtryck från ventiien 56, som föres ti11 det styrda inkommande friktionseiementet i automat- växeiiâdan. Kurvan 181 återger det aktueiia drivmoment, som över- vakas av omvandiaren 44. Kurvan 182 askådiiqgör motorhastighets- variationen under växiingssekvensen.

Från början mottages “växe1"-ordern från växeipunktberäknings- anordningen 77 via iedaren 62 och ordern överföres ti11 den iogiska styrkretsen. Såsom framgår av beskrivningen i samband med figur 11 erhäiies härigenom LC2-iogikordersignaien vid tidpunkten t0 och nämnda siqnai sändes ti11 puishreddmoduIeringskretsen 52 och börjar såiunda omede1bart att modifiera 1äget av spo1en 120 i venti1en 56. så att ko1vvo1ymen börjar fy11as. Samtidigt sändes LC2-signaien ti11 summationssteget 65 i reaktionsvridmomentberäkningsanordningen 60, så att steget 65 kommer i drift och börjar integrera drivsignaiens nivå. Såsom visas i figur 12 varierar den verkiiga momentsignaien 181 över och under medeivärdesnivån 184 vid denna tidpunkt. Föij- aktiigen börjar medelvärdessigna1en att utveckias och den matas också via iedningen 71 ti11 den adaptiva beräkningsanordningens 93 ingângskrets. Efter en tid, som bestämmes av tidsfördröjningskret- 10 15 20 25 30 35 40 7800040-3 16 sen l72, utsändes sedan den logiska ordersignalen LC3 vid tidpunk- ten tl, såsom visas i figur l2, och signalen överföras till minnes- steget 72 i reaktionsvridmomentberäkningsanordningen 60. Det värde. som då förekommer vid minnets 72 ingång, betecknande medelvärdet av drivmomentsignalen, lagras sålunda och presenteras efter delning genom förhållandet R kontinuerligt vid summationsstegets 67 ena in- gångsanslutning 75. Samtidigt sändes det ögonblickliga drivmoment- värdet kontinuerligt via ledningen 66 till den andra ingângsanslut- ningen hos summationssteget 67. Utsignalen från steget 67 utgör skillnaden mellan de tvâ insignalerna och det är denna signal på ledningen 61, som simulerar reaktionsmomentsignalen.

När reaktionsvridmomentvärdet på ledningen 6l med en viss procentsats skiljer sig från ett förinställt vridmomentvärde - åstad- kommet genom potentiometerns l75 inställning - âstadkommes dem logiska ordersignalen LC4 genom jämförelsesteget l73. Om en envägs- koppling inte användes användes denna signal LC4 för att urkoppla bandet eller skivelementet hos bromsen, som kvarhäller ringdrevet 24, och i föreliggande system användes ordersignalen LC4 för att överföra frammatningssignalen från kretsen 96 till pulsbreddmodule- ringskretsen 52, så att styrventilen 56 kompenseras. LC4-signalen sändes till integreringssteget 98 i frammatningskretsen, så att detta steg börjar arbeta och överför ett initialsignalvärde till en av jämförelseanordningens l00 ingångar. Jämförelseanordningens 100 andra insignal är momentanvärdessignalen från den adaptiva be- räkningsanordningen 93, vilken signal sändes via ledaren lO3. Vid tidpunkten t2 sluter signalen LC4 också strömställaren 104 och sän- der sålunda utsignalen från frammatningskretsen till pulsbreddmodule- ringskretsen. Detta sker approximativt vid mitten av uppväxlings- cykelns statiska fas.

När ögonblicksvärdet av reaktionsmomentsignalen på utgångs- ledaren 6l blir noll omkopplas jämförelseanordningen l74 och ger signalen LC5 såsom utsignal. Denna signai åstadkommer en effektiv "slutning av slingan" för hela styrsystemet. Detta betyder att minnessteget 85 mottager en LC5-ordersignal och sålunda lagrar vär- det av den dâ förekommande momentsignalen på ledaren 84. Denna momentsignal presenteras därefter såsom utsignal på ledaren 88 för summationssteget 87, varvid i själva yerket nivån för punkten med hänvisningsbeteckningen l85 hos drivmomentet bestämmes. Samtidigt medför LC5-signalen att summationssteget 9l träder i funktion, var- vid en fortsättningsrampsignal åstadkommes på ledaren 90, vilken l0 l5 20 25 30 35 40 17 78ÛÛÛ4Û-3 signal bestämmer den lutning, som identifieras genom den brutna linjen 186 för den under uppväxlingens dynamiska fas önskade medel- värdesmomentändringen. Signalerna från den adaptiva beräkningsanord- ningen utsändes alla vid tidpunkten U, då växlingens statiska fas initierades, varvid referensnivåerna för stegens 85, 91 efterföl- jande drift upprättades vid tidpunkten t3. Vid denna tidpunkt inlås- tes också drivmomentet via ledningen 86 till summationssteget 87, såsom en elektrisk ingångsordersignal till den såsom sluten slinga utformade kretsen. Momentet kommer då att ändra sig över medelvärdes- rampvärdet l86, såsom visas i figur 12, vilket bestämmas av den från steget 9l åstadkomna rampen till dess uppväxlingen är färdig. Sling- stabiliteten styres av förstärkningsstyrstonot l0h, viltet arbetar vid ett speciellt förstärkningsvärde, såsom bestämmes av den adaptiva beräkningsanordningen.

I figur l3 återgives variationerna med avseende på motor- hastighet, drivmoment och styrtryck, då en nedväxling indikeras för det tidigare systemet, varvid en envägskoppling användes i stället för den styrda bromsen 25. Denna drift initíoras av en siqnal,_snm utvvtklas i den logiska styrkretsen 51, för sandande av LCl-order- signalen vid denna tidpunkt. Så snart styrtrycket börjar avta, så- som antydes av kurvan l90, börjar också drivmomentet att hastigt minska, såsom återgives av kurvan l9l, och motorhastigheten ökar långsamt, såsom visas med kurvan 192. Utgângsmomentet planar ut och vid tidpunkten tl gör envägskopplingen ingrepp. Momentet börjar då snabbt att öka mot sitt tidigare värde. Efter ett visst överskridan- de stabiliseras utgångsmomentet åter och detta gäller även motorhas- tigheten. Med en envägskoppling är nedväxlingen sålunda enkel och okomplicerad.

Systemet enligt det amerikanska patentet 4 03l 782, vilket beskrives i samband med figurerna 3-l3, förklarar systemdriften när en envägskoppling åstadkommer automatisk urtoppling av den utgåen- de komponenten. I början är det viktigt att betona att de flesta automatväxellådorna inte endast utnyttjar en envägskoppling utan också en friktionskoppling (eller broms) för att reglera urkopplingen av nämnda utgående element. Friktionskopplingen är verksamt ansluten (parallellt) med envägskopplingen för att reglera utväxlingsänd- ringen under vissa driftsförhållanden, Vid analysering av det tidi- gare systemet bestämdes att om friktionskopplingen eller bromsen parallellt med envägskopplingen kunde styras mycket exakt så skulle envägskopplingen kunna avlägsnas för åstadkommande av väsentligt 10 15 20 25 30 35 7800040-5 18 bättre ekonomiska betingelser.

Envägskopplingen har använts på grund av att den ökar väx- lingens kvalitet. Kopplingen kan inte "göra ett misstag" och måste urkoppla vid exakt rätt ögonblick i växelsekvensen. Under vissa förhållanden, t ex vid frânkopplad motor i medlut, kan hjulen emel- lertid försöka driva motorn, varvid vridmoment överföres till in- gângsaxeln via växellådan. Under dessa förhållanden låser inte en- vägskopplingen och för att undvika frihjulskoppling mäste det finnas ett styrbart friktionselement, som kan inkopplas för âstadkommande av den nödvändiga reaktionen. Eftersom växellådan måste ha friktions- bromselementet för vissa förhållanden skulle det följaktligen vara högst önskvärt att åstadkomma en så noggrann styrning av detta ele- ment, att envägskopplingen inte erfordras. _ För att uppnå denna noggranna reglering av utgângselementet är det nödvändigt att bestämma den vridmomentnivà, som erfordras med avseende på utgångselementet för att accelerera motorhastighe- ten, vid en förutbestämd grad, från dess givna värde just före den- na växling till en högre hastighet, som bestämmes av växelförhällan- det. Om denna motoraccelerationsmomentnivä kan bestämmas noggrant kan växlingen styras. Under antagande att motoraccelerationsmoment- värdet är lägre än To kan det uträknade värdet subtraheras från det ursprungliga utgângsmomentet To (åstadkommet genom omvandlaren 46) för att definiera korrekt växelnivåmoment Ts.

Fackmannen torde inse att förhållandet mellan växelmoment- nivån Ts och den ursprungliga momentutgångsnivân To, just före väx- lingen, hänför sig till de andra motorparametrarna, inkluderande utväxlingsförhållandena, motorns tröghet och At, genom följande ekvation: 2 Ri IG(RO"l )U)O At -TT (1) I detta uttryck representerar R] det utväxlinqsförhällande, som för Ts = To - närvarande upprättats av växellådan, och Ro det förhållande, till vilket växellådan skall växlats. Ie representerar motorns tröghet och mo indikerar den ursprungliga fordonshastigheten eller produk- ten av motorhastigheten gånger utväxlingsförhâllandet. Den tid, som erfordras för att utföra växlingen, är betecknad At. Det är sålunda uppenbart, att utväxlingsförhàllandena och motorns tröghet kan betraktas i form av en konstant K, varvid ekvationen (l) sålunda kan skrivas: l0 l5 20 25 30 35 40 19 7800040-3 (Ll O Ts = To - K ~- (2) At Det är sålunda uppenbart att upptrycket mo/At representerar den förutbestämda grad, med vilken motorhastigheten mäste accelereras, såsom beskrivits ovan. Ett primärt ändamål med uppfinningen är sålunda denna förutbestämda grads reela tidberäkning efter det att växlingen initierats för àstadkommande av den önskade växelstyr- ningen på ett mycket noggrant sätt.

Fackmannen torde inse svårigheten med att aktivera det in- kommande friktionselementet vid exakt rätt tidpunkt, varigenom lämp- lig tid erhålles i enlighet med vad som kräves för att både fylla kammaren hos den påverkningsanordning, som styr det inkommande ele- mentet, och ta upp de förekommande spelrummen vid driften. Detta är sàlunda_ytterligare ett viktigt ändamål med uppfinningen. Dessa huvudändamål kan nås och ekvationen ovan kan uppfyllas om motor- accelerationsmomentet kan beräknas genom beräkning av det moment, som erfordras för att accelerera motorn från dess ursprungliga has- tighet till den nya hastigheten. Om detta motoraccelerationsmoment kan beräknas och om det ursprungliga momentet To kan uppmätas på känt sätt, så kan momentet Ts (eller växelmomentet) bestämmas genom att motoraccelerationsmomentet subtraheras från det ursprungliga momentet. En viss ackomodation måste emellertid göras, såvida det beräknade motoraccelerationsmomtet ligger över den ursprungliga momentnivån To, och systemet enligt uppfinningen åstadkommer denna anpassning, vilket kommer att beskrivas nedan.

Enligt föreliggande uppfinning utnyttjas vissa komponenter i det system, som beskrives i det ovan angivna amerikanska patentet 4 D31 782. Enligt uppfinningen är emellertid en speciell friktions- broms 25 (figur 2) anordnad, vilken är selektivt styrbar, och det finns inte någon envägskoppling parallellt med friktionsbromsen 25.

För att styra systemet enligt uppfinningen angiven i figur l4 en ytterligare styrventil 256 och den styres av en ytterligare puls- breddmoduleringskrets 252. Systemet enligt uppfinningen är så exakt i drift och exakt i tid att användningen av den extra enväqskopp- lingen inte erfordras, vilket medför en avsevärd kostnadsinbesparing.

Den uppväxling, som åstadkommas med systemet enligt figur l4, är enkel och direkt. Åstadkommandet av signalerna LCl och LC2 för matning via ledningen 53 och reglering av pulsbreddmoduleringskret- sen 52 vid uppväxlingen har beskrivits i den tidigare applikationen.

Det noterades även att bromsen skulle frikopplas (om en broms använ- l0 15 20 25 30 35 40 7800040-5 20 des i stället för den beskrivna envägskopplingen) vid tidpunkten för LC4-logiksignalen. För att åstadkomma uppväxlingen sändes följaktligen denna LC4-logikstyrsignal via ledningen 253 till den andra pulsbreddmoduleringskretsen 252 för âstadkommande av driften hos den andra styrventilen 256 i rätt tidssekvens för reglering av uppväxlingen.

Nedväxlingen utgör en mera komplicerad styroperation, efter- som motoraccelerationsvridmomentet måste beräknas för att bestämma vridmomentväxelnivän Ts. Detta kräver dessutom en nedväxlingsstyr- krets 200, såsom visas i figur l4 och modifieringen av summations- steget 87 i den såsom sluten slinga utförda styranordningen 47 för mottagande av en signal från nedväxlingsstyrkretsen 200. Växel- punktberäkningsanordningen 77, som visas i det övre vänstra hörnet av figur l4, lämnar nedväxlingssignalen till den logiska styrkret- sen 5l såsom svar på en fordonshastighetssignal och en ordersignal, representerad genom gasspjälläget. Dessa signaler utgör de konven- tionella signaler, som normalt sändes till en växelpunktberäknings- anordning i ett fordon.

Den logiska styrkretsen 5l ger en skiftstartsignal LCld via ledningen 20l till nedväxlingsstyrkretsen, när växelpunktberäknings- anordningen genom en signal på ledningen 62 indikerar att en ned- växling bör ske. Nedväxlingsstartsignalen LCld fördröjes i tids- fördröjningskretsen 202 för åstadkommande av en andra logisk styr- signal LC2d som sedan sändes via ledningen 203 till nedväxlingsstyr- kretsen. Nedväxlingsstyrkretsen 200 genererar de lämpliga logiska signalerna för sändande, via ledningen 204, till summationssteget 87 i den såsom sluten slinga utförda styranordningen 47, så att signalen på ledningen 48 efter behandling i styranordningen kommer att användas för att avaktivera kopplingen genom styrning av puls- breddmoduleringskretsen 52. En annan signal âstadkommes på led- ningen 205 för reglering av pulsbreddmoduleringskretsen 252, så att bromstrycket âstadkommes vid rätt tidpunkt i nedväxlingssekven- sen. En àterställningssignal åstadkommas på ledningen 206 för den logiska styrkretsen 5l vid slutet av nedväxlingsoperationen. _ Den såsom sluten slinga utformade styranordningen 47 mottager signalen från nedväxlingsstyrkretsen 200 via ledningen 204, såsom visas. Vidare finns en strömställare 207, som är anordnad mellan ledningen 84 och ledningen 208, så att slutning av strömställaren 207 reglerar sändande av den filtrerade vridmomentsignalen pà led- ningen 84 till minnessteget 85. Med detta generella perspektiv på 10 20 25 30 35 40 21 7800040-3 tillsättandet av nedväxlingsstyrarrangemanget 200 jämte tillsät- tandet av den andra pulsbreddmoduleringskretsen 252 och den andra styrventilen 256 kommer nu en mer detaljerad beskrivning av ned- växlingsstyrkretsen 200 och beräkningen av växelvridmomentnivån Ts att givas i samband med figur 15.

Såsom visas i nämnda figur sändes momentsignalen To på led- ningen 46 till minnesstegets 212 ingångssida och dessutom, via ledningen 213, till ingångssidan hos ett filter 214. Filtrets 214 utgångssida matar en filtrerad momentsignal via ledningen 215 till en ingång hos en jämförelsekrets 216 och, via ledningen 217, till en ingângsanslutning hos minnessteget 218. Den på ledningen 211 förekommande insignalen för fordonets hastighet förekommer vid min- nesstegets 220 ingângssida. Sålunda förekommer redan moment- och fordonshastighetssignalerna pà ledarna 46 och 211, när den logiska styrkretsen 51 (figur 14) ger en signal LCld på ledningen 201 för att initiera nedväxlingen. Detta sker nära början av de många i figur 16 återgivna kurvorna. Såsom där visas representerar den övre kurvan 221 motorhastigheten, den andra kurvan 222 variationer- na i utgångsmomentet under nedväxlingsintervallet, kurvan 223 änd- ringar i utgângskopplingstrycket, när den första ventilen 56 regle- ras, och den sista kurvan 224 ändringar i det inkommande bromstryc- ket, när den andra styrventilen 256 regleras. Initieringen av ned- växlingen genom signalen LCld på ledningen 201 representeras på tidsbasis i figur 16. Denna signal sändes till minnesstegen 212 och 220 vid denna tidpunkt, vilket medför att dessa steg träder i funk- tion och lagrar värdena för de respektive moment- och hastighets- signaler, som förekommer vid respektive ingångar, när nedväxlingen initieras.

Den i minnessteget 220 lagrade fordonshastighetssignalen mo sändes genom en passiv komponent 221. Symbolerna i figur 15 är huvud- sakligen likadana som de, vilka användes i lignr b. och sålunda är det uppenbart att elementet 221 representerar ett variabelt motstånd eller något annat element, som kan justeras för att arbeta utgående från den signal, som mottages från minnessteget 220 på ett förut- bestämt sätt. I överensstämmelse med uppfinningen justeras detta element för att representera uttrycket K som användes i ekvation (2) för den ovan angivna nedväxlingsanalysen. Sålunda representerar utsignalerna pä de båda ledningarna 222 och 223 fordonets ursprungs- hastighet mo vid början av växlingen, vilken hastighet är en funk- tion av motorhastigheten och växlingsförhållandet, multiplicerat 10 15 'zoi 25 30 35 40 22 med K. Detta representerar beräkningen av tä1jaren hos det bråk” som utgör det sista uttrycket i ekvation (2).

Mu1tip1ikatorsteget 224 mottaqer även en annan signa1, 1/At, pâ 1edningen 225 från ett minnese1ement 226. Det i steget 226 1ag- rade värdet representeras såsom det inverterade värdet av tiden At, under det att At representerar nämnaren hos bråkuttrycket i ekva- tion (2) och även utgör det tidsinterva11, under viiket motorhastig- heten ändras, vi1ket representeras av rampdeien hos kurvan 221 i figur 16. Mu1tip1ikatorstegets 224 utsignai på 1edningen 227 är sålunda en produkt av de två insigna1erna och denna resu1terande signai representerar det beräknade motoracceierationsmomentet e11er brâkuttrycket i de båda ekvationerna (1) och (2). Såsom angivits ovan kan den erforder1iga momentväxiingsnivân Ts (se kurva 222, figur 16) bestämmas genom att.motoracceierationsmomentet subtrahe- ras från det ursprungiiga utgângsmomentet To. Fö1jakt1igen sändes den beräknade motoracce1erationsmomentsigna1en via 1edningen 227 ti11 en ingângsansiutning hos ett summationssteg 228. Detta summa- tionssteg 228 mottager även ursprungsmomentsigna1en To via 1edningen 230 från minnessteget 212. Fö1jakt1iqen subtraherar summationssteget 228 det beräknade motoracce1erationsmomentvärdet pâ 1edningen 227 från ursprungsmomentnivåsigna1en To pâ iedningen 230, varigenom på 1edningen 231 âstadkommes en signa1, som representerar växe1- momentnivån Ts en1igt kurvan 222 i figur 16.

Såsom angivits ovan kan det beräknade motoracceierations- momentet överstiga ursprungsmomentnivån To. Såsom framgår av ekva- tion (2) sku11e detta 1eda ti11 ett negativt värde för växe1nivà- momentet Ts. Under sådana förhâ11anden utnyttjar systemet det maxi- mait ti11gäng1iga momentet för att acce1erera motorn - maxima1t ti11gäng1igt moment är To, ursprungsmomentnivån. Detta kan åstad- kommas genom att uttrycket Ts i ekvationen (2) sättes 1ika med no11 och genom att uttrycket To användes såsom motoracce1erationsmoment.

Detta är i sjäiva verket det, som åstadkommas av kretsen i fiqur 15.

Steget 232, som åstadkommer negativ k1ippning, säkerstä11er att den på utgångs1edningen 233 förekommande Ts-signa1en inte kan b1i negativ, oaktat värdet av den beräknade motoracce1erations- momentsigna1en pá 1edningen 227. Detta medför att Ts sättes 1ika med no11, när det beräknade motoracce1erationsmomentet överstiger ursprungsmomentvärdet To. Sâ1unda sändes växe1momentsigna1en Ts på ledningen 233, vi1ken signa1 hör samman med momentväxe1nivâsigna- 1en Ts i figur 16, ti11 strömstä11arens 207 ena sida, ti11 ingångs- 10 l5 20 25 30 35 40 23 7800040-3 anslutningen hos integrerings-tidsinställningssteget 234 och till den övre ingånqsanslutningen hos summationssteget 235.

Efter det att LCld-signalen har sänts via ledningen 201 för lagring av ursprungsvärdena i minnesstegen 212 och 220, såsom beskrivits, sändes, under hänvisning till figur 16, vid en tid- punkt, som därefter bestämmes av fördröjningssteget 202, LC2d-signa- len för att påbörja frigöringen av tryck i utgängskopplingselemen- tet 26. Detta medför att trycket, som representeras av kurvan 223 i figur 16, börjar avtaga mycket hastigt. Signalen LC2d sändes till strömställaren 207 (figur 15) för att sluta densamma och överföra vridmomentväxelnivåsignalen Ts via ledningen 208 till minnessteget 85 (figur 14). Det av kurvan 223 i fiqur 16 representerade trycket fortsätter att minska och vid en senare tidpunkt börjar ocksa det av kurvan 222 representerade utgàngstrycket att minska mycket snabbt.

En förutbestämd ändring i denna vridmomentnivà, betecknad Atl i figur 16, representeras av det passiva elementet 236, som är kopp- lat till jämförelsestegets 216 övre ingángsklämma. Pâ ledningen 215 mottager detta steg den filtrerade utgângsmomentsiqnalen To och på ledningen 237 mottages utsignalen från summationssteget 228, vilken signal representerar momentväxelnivån Ts. Följaktligen "letar" jäm- förelsesteget 216 efter Ts och ger en utsignal LC3d på ledningen 238, när den filtrerade momentsignalen på ledningen 215 när förspän- ningens styrka, och Ts~signaler vid de andra två ingångsanslutningar- na. När detta sker utsändes den logiska styrsignalen LC3d på led- ningen 238.

Den logiska styrsiqnalen LC3d sändes, såsom visas, till tids- styrnings-integreringssteget 234, vilket medför att detta steg träder i funktion. Det torde observeras att ursprungsvridmoment- signalen To sändes från minnessteget 212 via ledningarna 230 och 239 till stegets 234 positiva ingångsklämma. Om det beräknade motor- accelerationsmomentet sålunda överstiger ursprungsmomentet To göres Ts (i själva verket) lika med noll genom klippningssteqet 232 och To användes (via ledningen 239) såsom motoraccelerationsmomentsig- nal. Om signalen Ts är större än noll sändes den till den negativa ingángsklämman hos steget 234, varvid värdet av den av detta steg integrerade ingångssignalen reduceras, när LC3d-signalen mottages.

Den resulterande integrerade signalen sändes via ledningen 243 till den övre positiva ingângsklämman hos summationssteget 240. Samma summationssteg mottager en annan signal via ledningen 223 vid den negativa ingångsklämman. Denna signal är likadan som en "beräknad 10 15 20 25 30 35 40 7800040-3 24 At"-signal. Den tredje insignalen till steget 240 mottages via ledningen 242 från summationssteget 235 och det passiva förstärk- ningsstyrningselementet 241. Kretsen innefattande steget 235 och elementet 241 kompenserar bromselementets 25 fylltid. När signalen från steget 234 på denna utgångsledning 243 eliminerar signalen på ledningen 223 omkopplar utsignalen från steget 240 och bringar differentialförstärkaren 244 att åstadkomma den logiska styrsigna- len LC4d på utgângsledningen 245. Denna signal användes för att initiera fluiduminmatning till bromspàverkningsanordningen, vilket representeras av kurvan 224 i figur 16. Summationssteget 240 kan även betraktas som den punkt, vid vilken ekvationen (2) "löses" eller vid vilken denna ekvations uttryck sammanföres. Vid betrak- tande av insignalerna vid steget 234 kan dessa insignaler åstadkom- ma utrrycket To - Ts. Efter det att tidsstyrningssteget 234 har trätt i funktion, då signalen LC3d mottages, införes faktorn At, vilket ger (To - Ts)At.

Följaktligen utgör stegets 240 utsignal en funktion av alla uttryc- ken i ekvation (?). Såsom angivits ovan åstadkommer signalen på ledningen 242 en förfining för att kompensera päverkningsanord- ningens fylltid och den utgör inte en bas för växelstyrningen, så- som en funktion av To, Ts, och motoraccelerationsmomentet.

LC4d-signalen medför också att minnessteget 218 träder i funktion och sänder den lagrade momentsignalen To via ledningen 246 till jämförelsestegets247 ingângsanslutning. Detta steg mottager även den filtrerade momentsignalen direkt via ledningen 248 och en förspänningssignal, inställd genom komponenten 260, mottages via ledningen 261. Denna förspänningssignal är betecknad At2 i figur 16. Dessa tre insignaler presenteras kontinuerligt för jämförelse- stegets 247 ingàngssida. När utgângsmomentet sjunker, såsom visas med At2 i kurvan 222, medför detta en signal, som ändrar jämförel- seanordningens 247 utsignal och åstadkommer LC5d-styrsignalen på utgångsledningen 262. Kurvan 223 visar att ett visst begränsat tryck upprätthölls i kopplingen för kvarhállande av växelmoment- värdet Ts i systemet. När jämförelsesteget 245 omkopplar användes signalen LC5d för att fullständigt bortkoppla utgàngskopplingens 26 tryck och för att återställa systemlogiken för nästa nedkopp- lingssekvens.

I de efterföljande kraven hänför sig uttrycket "ansluten" till en likströmsanslutning mellan tvâ komponenter, mellan vilka likströmsmotståndet praktiskt taget är noll. Uttrycket "kopplad" Signalen på ledningen 223 representerar Kmo. 25 7800040-3 anger att det förekommer en funkt1onsre1ation me11an tvâ kompo- nenter, varvid den möjïíga meïlanpïaceríngen av andra eïement me11an de två komponenterna beskrives såsom "kopp1ad" e11er "melïankoppïad".

Claims (6)

7800040-3 26 Eatentkrav

1. l. Elektroniskt styrsystem för reglering av ändring hos utväxlingsförhâllande hos ett fordon med en motor och en automat- växellåda med in- och utgående mekaniska drivanslutningar, varvid växellådan även är försedd med ett första och ett andra styrbart friktionselement, varvid ett av elementen frikopplas och det andra inkopplas under en utväxlingsändring, varvid systemet innefattar en omvandlare, som är anordnad för att avkänna utgångsvridmomentet To vid växellådans utgångsdrivanslutning och att åstadkomma en första elektrisk signal, vilken varierar såsom en funktion av ut- gångsvridmomentet, samt organ för àstadkommande av en fordonshas- tighetssignal samt för att utgående från nämnda fordonshastighets- signal åstadkomma en andra elektrisk signal, vilken också är en funktion av växellådans utväxlingsförhållanden och motorns tröghet, k ä n n e t e c k n a t därav, att det innefattar kretsorgan (224, 226), som är anslutna för att modifiera den andra elektriska signalen i överensstämmelse med en förutbestämd tid At, under vil- ken motorhastigheten skall ändras från ett första till ett andra värde, varvid sålunda en beräknad motoraccelerationsmomentsignal åstadkommes, samt ett utgängssummationssteg (240), som är anslutet för att mottaga en tredje signal (via 243), vilken utgör den inte- grerade skillnaden mellan ursprungsvridmomentsignalen To och den beräknade motoraccelerationsmomentsignalen, samt att mottaga den andra signalen för âstadkommande av en utsignal vid lämplig tid- punkt för styrning av det inkommande elementet av nämnda styrbara element i växellådan. 7 7

2. Styrsystem enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att det innefattar ett ingångssummationssteg (228), som är anslutet för att mottaga både den första elektriska signalen, representerande utgängsvridmomentet To och den beräknade motor- accelerationsmomentsignalen, och att åstadkomma en algebraisk summa av dessa två signaler (pâ 23l) för àstadkommande av en växel- vridmomentnivåsignal Ts.

3. Styrsystem enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att det innefattar ett steg (232) med negativ klippning, 27 7800040-3 vilket är anslutet för att mottaga den växelvridmomentnivâsignal Ts, som åstadkommes av ingângssummationssteget, och arbetar för att säkerställa att växelvridmomentnivàsiqnalen inte kan erhålla ett negativt värde, oberoende av den beräknade motoraccelerations- vridmomentsignalens styrka.

4. Styrsystem enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att det innefattar ett tidsstyrnings-integreringssteg (234) med en positiv ingångsklämma, som är ansluten till att mot- taga utgângsvridmomentsignalen To, och en negativ ingângsklämma, som är ansluten till utgångssidan hos det med negativ klippning arbetande steget, varvid tidsstyrnings-inteqreringssteget arbetar för att åstadkomma en signal, vilken betecknar uttrycket (To-Ts)At.

5. Styrsystem enligt kravet 4, k ä n n e t etc k n a t därav, att det innefattar ett jämförelsesteg (2l6) med en första ingång med en polaritet (-), ansluten för att mottaga (via 215) en signal, som anger ögonblicksvärdet av vridmomentet vid växel- lådans utgående drivanslutning, en andra ingångsanslutning med mot- satt polaritet (r), ansluten för att mottaga (via 237) den önskade växelvridmomentnivåsignalen Ts, samt en tredje ingångsanslutning av samma polaritet (+) som den andra ingångsanslutningen, vilken tredje anslutning är ansluten för att mottaga en förspänningsnivà- signal (Atl), sä att nämnda jämförelseanordning omkopplar för âstadkommande av en utsignal (LC3d), så att integrerings-tidsstyr- ningssteget träder i funktion vid rätt tidpunkt, när utgângsvrid- momentnivân från växellådan när den önskade växelnivân Ts.

6. Styrsystem enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att det innefattar ett ytterligare summationssteg (235) med två ingångsklämmor, som är anslutna parallellt med ingàngarna hos integrerings-tidsstyrningssteget, samt ett passivt element (241), kopplat mellan det ytterligare summationsstegets utgångs- sida och en ingàngsanslutning hos utgångssummationssteget för att kompensera systemet för den tid, som erfordras för att fylla kol- ven hos påverkningsanordningen för det inkommande elementet av nämnda styrbara element.