SE461778B - Styrsystem foer fordonstransmission - Google Patents

Description

461 778 10 15 20 25 30 35 2 användning av fordonet. Ett system strävar t.ex. efter att styra motorhastigheten genom att variera kopplingens inkopp- lingsstadium. Om motorn är en dieselmotor och dess bräns- lesystem är utrustat med en allhastighetsregulator, kommer regulatorn också att sträva efter att styra motorhastig- heten, vilket leder till konflikt mellan kopplingens styr- system och regulatorn. Dessutom antages det ofta att läget på gaspedalen är en indikation på vridmomentet, som alstras av motorn men detta antagande är inte riktigt i fallet med en allhastighetsregulator. även om de ger en acceptabel styrning av kopplingen vad det angår fordonets förare, tillåter många av de kända systemen att kopplingen slirar under en utsträckt tid, vilket resulterar i överhettning och snabb förslitning av kopplingen. gppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Ändamålet med föreliggande uppfinning är att erbjuda ett styrsystem för ett fordonstransmissionssystem av det be- skrivna slaget i en enkel och lämplig form.

Enligt uppfinningen ástadkommes detta av organ för avkänning av uppnàende av sagda börkraft och därmed att en förutbe- stämd inkoppling av kopplingen och slutet av en första operationsfas uppnåtts, varvid inkopplingsförloppet för kopplingen därpå fortsätter i en ytterligare fas, varvid sagda ventilorgan manövreras så att kopplingen inkopplas pà ett kontrollerat sätt, och en processor inrättad att då fordonet står stilla bestämma sagda börkraft genom att mäta värdet på den kraft, som erfordras för att orsaka en förut- bestämd acceleration eller hastighet hos den ingående axeln i växellådan och att subtrahera ett frán sagda värde för- skjutet värde för att ge°sagda börkraft.

Enligt ett ytterligare kännetecken hos uppfinningen styrs kopplingen under sagda ytterligare fas för att minimera felet E, i enlighet med lagen E = KdN/dT, där E är felet, K 10 461 778 2 A är en proportionalitetskonstant, N är motorhastigheten och T är tiden, varvid systemet innefattar andra ventilorgan inrättade att tillåta fluid att lämna sagda cylinder i det fall E blir negativt.

Enligt ytterligare ett kännetecken med uppfinningen tillför- es under sagda ytterligare fas fluid till sagda cylinder med en av ett flertal konstanta hastigheter beroende av motorns acceleration.

Enligt ännu ett kännetecken hos uppfinningen pâverkas sagda första ventil, under en avslutningsfas för kopplingsmanövre- 05 10 15 20 25 30 35 461 778 då hastigheten hos kopplingens ingående och utgående lika. ringen. organ år ungefär för att tillåta hel fyllning av cylindern. att av vilka en del under vissa driftförhållanden ej kommer Det föreslås faser. att plattan från helt urkopplat läge till ett läge i vilket kopp- kopplingens inkoppling åstadkommas i fyra användas. Den första fasen år förflyttning av kopplings- lingen just börjar överföra vridmoment. Denna fas används all- tid då fordonet försätts i rörelse från stillastående.

Den andra fasen användes endast under manövrering av fordonet och vid start från stillastående i ett motlut. tillåtes koppling under denna fas följer lagen E = Under denna fas att kopplingen slirar. Styrningen av kopplingens in- KdNldT. där K är en E är felet som styrsystemet försöker göra till U och T år tiden. proportionalitetskonstant. N är motorhastigheten.

Den tredje fasen den andra fasen då fordonet Vid följer efter startas från stillastående i ett motlut. manövrering av fordonet kommer den tredje fasen tillsammans med den härefter beskrivna fjärde fasen ej att användas. Under den tredje fasen ett flertal kon- varvid den aktuella hastigheten bestäms av sammankopplas kopplingsplattorna vid en av stanta hastigheter, motoraccelerationen med gränser inlagda om det förefaller som om motorhastigheten skulle hastighet överskrida maximal vridmoment- eller om motorhastigheten skulle sjunka under tom- gångshastighet. Den hållanden tredje fasen kan vid vissa driftför- följa efter den första fasen, t.ex. då en normal fordonsstart sker på plan mark eller då fordonet år vänt nerför en backe.

Den fjärde fasen följer efter den tredje fasen då kopplingens ingående och utgående organ har antagit samma hastighet och i denna fas inkopplas kopplingen helt.

Beskrivning av ritningen Ett exempel på ett kopplingsstyrsystem enligt uppfinningen P13729SE/641217 05 10 15 20 25 30 35 461 778 kommer nu att beskrivas med hänvisning till bifogade schematiska ritning.

Beskrivning av utföringsexemgel Fordonets transmission omfattar en flerstegs växellåda 10 med en utgående axel 11 som år ansluten till de drivna hjulen på fordonet och en ingående axel 12 som år ansluten till det ut- gående organet hos en torrlamellkoppling 13. Kopplingens in- gående organ år anslutet till vevaxeln till fordonsmotorn. vilken antyds vid 1L. Motorn 14 år i det speciella exemplet en dieselmotor med brânslesystem 15. Ett styrorgan i bänsle- systemet år kopplat till fordonets gasreglage 15.

Kopplingen 13 är av den konventionella typ, som använder en urkopplingsarm 17, som under normala förhållanden år kopplad till kopplingsarmen 17 ansluten till en kolv fordonets kopplingspedal. I detta fall âr emellertid ur- 18 i en cylinder 19 och kolven år förspänd av en fjäder 20, så att då cylindern 19 är trycklös. kolven tvingas till ett läge där kopplingen är urkopplad. Luft under tryck kan tillföras från en tryckkâlla 21 till cylindern 19 via endera av ett par elektromagnetiskt styrda ventiler 22.23, som bildar ett första ventilorgan. I serie med varje ventil är anslutet en strypning. Den till ven- tilen 22 hörande strypningen tillåter flöde av luft in i cy- lindern 19 med en. jämfört med strypningen som tillhör ven- tilen 23. långsam hastighet. Flödet av luft ut ur cylindern 19 styres av andra ventilorgan, vilka omfattar ventiler ZA. 25, från vilka luften strömmar till ett lämpligt utlopp. Ven- därtill 26, tilerna 2%. 25 och 26 har också vardera en ansluten strypning, så att ventilen 24 tillåter luft att strömma ut med låg hastighet, öppnande av ventilen_tillåter luft att strömma ut med hög hastighet och öppnande av ventilen 25 tillåter luft att strömma ut med en hastighet. som är större än den hos ven- tilen 24, men mindre än den hos ventilen 25. Storleken av de till ventilerna hörande strypningarna måste väljas mycket noggrannt för att ge erforderlig reaktionssnabbhet och -nog- grannhet utan att orsaka oscillation.

P1372SSE/841217 9/I 461 778 05 10 15 20 25 30 35 Den elektriska strömmen till lindningarna i ventilerna styrs av en mikro-processor 27 och en interface-enhet 28 är ansluten mellan utgångarna från mikro-processorn och ventilerna, varvid interface-enheten lämpligen innehåller fålteffekttransistorer.

Mikro-processorn 2? styr också valet av växellådans 10 ut- växlingsförhållanden. men eftersom föreliggande beskrivning endast avser styrningen av kopplingen kommer inte det sätt på vilket växelvalet sker. att beskrivas.

De styrlagar som diskuteras hârovan innefattar en term relaterad till motorhastigheten och mikro-processorn tillföras därför en signal från en hastighetsgivare 29 i motorn. Givaren 29 år lämpligen av den typ. som alstrar en serie pulser med en frekvens, som är direkt beroende av motorhastigheten.

Mikro-processorn tillföres också signaler från givare 32. 33, vilka ger en indikation beträffande läget för fordonets gas- pedal 16 och om fordonets bromsar är ansatta. Dessutom ger en givare 34 en signal till mikroprocessorn, som indikerar hastigheten på växellådans ingående axeln.

Mikro-processorn 27 är försedd med ett minne 30 och är också utrustad med en strömställare 31, som slutes av fordonsföraren då fordonet skall manövreras. Strömställaren 31 kan endast slutas då första växeln eller backväxeln vâljes.

Systemets funktion kommer nu att beskrivas med antagande detta att fordonet befinner sig i vila. I läge har fjädern 20 tvingat kolven 18 i den riktningen att kopplingen är helt ur- kopplad. Transmissionens våxelväljararm, vilken bildar del av växelvâljaren 35, som är ansluten till mikroprocessorn, kommer att befinna sig i neutral- eller startläge för att att möjliggöra motorn startas och så snart detta har skett kommer luft under tryck att vara tillgänglig från källan 21. att varvid det år så ordnat cylindern 19 tillföras tryckluft. vilket har till effekt att kopplingen inkopplas så att den ingående axeln 12 till därav kommer att försâttas i rotation. Då växellådan och varje element i växellådan, som drivs växelvâljaren förs P13729SE/84121? 05 10 15 20 25 30 35 461 778 till läge DRIVE. väljs ett för startândamâl lämpligt ut- växlingsförhållande i växellådan. Detta kan vara det lägsta utvåxlingsförhållandet. d.v.s. det som ger maximal motor- hastighet för en given fordonshastighet, eller också._kan det vara ett högre utvâklingsförhâllande. Innan val kan ske, måste 23, att till som var öppen för emellertid den av ventilerna 22, medge tillförsel av tryckluft cylindern, stängas och ventilen 26 öppnas för att låta tryckluften i cylindern 19 snabbt. Detta inkoppling av det förutnâmnda utvåxlingsförhållandet. Den till strömma ut urkopplar kopplingen och tillåter hörande strypningen har en storlek som tillåter snabbt ventilen 25 luft att strömma ut från cylindern 19 så som möjligt men som samtidigt är vald att ge en dâmpande effekt för att undvika att kolven och därtill hörande delar kommer i svångning.

Så snart lämpligt utvâxlingsförhållande har valts ökar for- donsföraren motorhastigheten genom att pressa ner gaspedalen. och en signal som indikerar detta avges av givaren 32 och den första fasen av kopplingens manövrering kan börja. Så snart föraren pressar ner gaspedalen kopplas kopplingen in till en punkt där kopplingen överför minsta möjliga vridmoment och så snart denna inkoppling har uppnåtts inträder antingen fas tvâ eller fas tre beroende på läget för bromsen eller manöver- strömbrytaren.

Slutet av den första fasen av inkopplingen kan avkännas med hjälp av givaren 36, vilken då vridmoment överförs av kopp- lingen kommer att signalera rörelse hos våxellådans ingående axel. Signalen som avges av givaren kan undersökas beträffande hastighet eller acceleration och då det förutbestämda värdet på antingen hastighet eller acceleration har detekterats startar fas två eller fas tre av inkopplingsförloppat. Detek- teringen av hastigheten eller accelerationen hos växellådans ingående axel medför olyckligtvis att kopplingen överför stör- att re vridmoment än vad som år önskvärt. Det föreslås därför fluidtrycket i cylindern 19 styrs med användande av en tryck- givare 38 och att det tryck i cylindern måtes. vid vilket för- utnämnda förutbestämda värde på den ingående axelns hastighet P13729SE/841217 05 10 15 20 25 30 35 461 778 eller acceleration uppnås. Från detta tryckvårde subtraheras ett offset-värde för att erhålla ett s.k. börtryck eller önskat tryckvårde, vilket ger en referens för kopplingens styrning under fas ett av kopplingens inkoppling. Offsetvârdet våljes för att ge ett börtryck. vid vilket det av kopplingen överförda vridmomentet är det erforderliga värdet och det ligger naturligtvis under det vridmomentvårde som överförs då hastigheten eller accelerationen avkånnes. Olyckligtvis måste börtrycket uppdateras eftersom slitage av kopplingen förekommer och då slitage förekommer kommer det vridmoment som överföras vid ett visst börtryck att gradvis sjunka. Det år nödvändigt att säkerställa att uppdateringen av börtrycket kan ske endast då fordonet år stillastående och har bromsarna tillslagna. Detta för att undvika möjligheten av att felaktig uppdatering sker då t.ex. vâxellådans ingående axel roterar.

En ytterligare säkerhet kan vara att trycket måste ligga inom föreskrivna gränser innan uppdatering kan ske. Hed det beskrivna arrangemanget för uppdatering av börtrycket kan åstadkommas en ökning eller en minskning av värdet på börtrycket så att förutom slitagekompensering systemet också kan anpassas till utbyte av koppling.

Om. då slutet av den första fasen har uppnåtts. bromsarna är ansatta, vilket antyder att fordonet befinner sig i ett motlut. eller manöverströmställaren har påverkats . inleds fas två. Givaren 29 avger till mikro-processorn en serie pulser av vilka det är möjligt för mikro-processorn att bestämma om- fattningen av motorhastighetens ändring. Denna beräkning ut- förs på basis av ett program som âr lagrat i minnet 30. Då fas två pågår. styrs kopplingen enligt lagen E = 'KdN/dT. Mikro- processorn bestämmer felet E och jämför signalen med fyra tröskelvârden. vilka år lagrade i minnet 30. Två av dessa tröskelvården år positiva och två år negativa.-Om felet är större ån det största positiva tröskelvârdet kommer mikro- processorn att koppla in ventilen 23. vilken tillåter tryckluft att snabbt strömma in i cylindern 19. Om å andra sidan värdet av felet ligger mellan de två positiva tröskelvärdena kommer ventilen 22 att aktiveras för att låta luft strömma in i cylindern 19 med låg hastighet. Då felet är P13729SE/841217 I) 05 10 15 20 25 30 35 461 778 mindre än det mindre positiva men inte så mycket negativt som det mindre tröskelvårdet. kommer alla ventiler att behållas stängda och trycket i påverkningscylindern bíbehålles felet negativa ligger mellan de negativa tröskelvärdena 24. konstant¿ Då kommer mikro-processorn 27 att aktivera tillåter luft att hastighet och om felet år mera negativt än det vilken med låg negativa ventilen strömma ut från cylindern 19 mest tröskelvårdet aktiverar mikro-processorn ventilen 25 för att låta luft strömma ut ur cylindern 19 med en högre hastighet.

Det bör noteras att felsignalen under inkoppling av kopplingen kan anta ett negativt värde. Detta kräver dock ingen insats från fordonsföraren. Som tidigare fastslagits tillåter ventilen 26, då den aktiveras. att luft lämnar cylindern med väsentligen ostrypt hastighet och denna ventil-aktiveras då snabb urkoppling av kopplingen erfordras före stopp eller före byte av det i växellådan valda utväxlingsförhållandet.

Då trycket i cylindern 19 ökar kommer kopplingen att inkopplas och under inkopplingsprocessen kommer takten av ändringen av motorhastighet att styras kontinuerligt och felsignalen be- räknas. Det inses att motorhastigheten kan öka eller minska vilket därmed medför en ändring av felsignalen. vilken såsom tidigare sagts. då tröskelvärdena överskrides. kommer att med- föra ändring av inställningarna av Ventilerna och lämplig in- justering av takten av kopplingens inkoppling och också då felet är negativt i partiell urkoppling av kopplingen.

Om manöverströmstållaren 31 inte har påverkats fortsätter fas tre då bromsarna släppes, vilket indikeras av givaren 33. eller alternativt om bromsarna ej har ansatts under inkopp- lingen. kommer fas tre att inledas så snart fas ett är avslutad.

I fas tre ökas trycket i cylindern 19 med en av flera konstanta hastigheter under styrning av det första ventil- organet. Ventilerna 22 och 23 tillsammans med de tillhörande strypningarna kan endast ge tre hastigheter men ytterligare hastigheter år möjliga pulsering av Ventilerna. Den hastighet genom speciella som användes beror på motorns P13729SE/841217 05 10 15 20 25 30 35 461 778 acceleration. vilken bestämmes via signalen. som avges av givaren 29. I praktiken gäller att ju högre motoracceleration desto snabbare sker kopplingens inkoppling. Det år önskvärt att hindra att motorns hastighet stiger över den hastighet vid vilken den utvecklar sitt maximala vridmoment och det år väsentligt att hindra att motorhastigheten sjunker under dess tomgångshastighet. Om det därför förefaller som om dessa gränser skulle överskridas kommer lämpliga åtgärder att vidtas för att ändra trycket i cylindern. tre av Fas kopplingens inkopplingsprocess anses avslutad då hastigheten hos kopplingens ingående och utgående lika. organ år ungefär Den fjärde fasen av inkopplingen sker efter den tredje fasen och omfattar att ventilerna 22 och 23 öppnas att fylla för cylindern 19- Kopplingen kan därmed överföra sitt maximala vridmoment.

Medan i det speciella exemplet slutet av den första fasen av kopplingens inkopplingsprocess har anknutits till uppnåendet av ett börtryck som mätes av givaren 35 i den kopplingen påverkande cylindern. inses det att i stället för att trycket i cylindern användes för att indikera detta önskade tillstånd, kan andra organ användas. t.ex. kraften kan detektera: av en trådtöjningsgivare 3? placerad på leden mellan cylinderns kolvaxel och urkopplingsspaken. eller förflyttningen av kolven 18 eller varje därmed förknippad komponent som förflyttas av kolven. kan användas i stället för trycket. I enlighet härmed kan en förskjutningsgivare 38 ansluten till urkopplingsarmen 17 användas för att detektera läget för kopplingen då en viss hastighet eller acceleration indikeras av givaren 34 och från detta värde på förskjutningen subtraheras ett offset-värde för att ge en så kallad börförskjutning vilken ger referenser för kopplingsstyrningen under inkopplingsprocessens fas ett. Upp- med sådana ändringar som kopplingsslitage kommer att sätt datering ske på samma som beskrivits beträffande börtrycks- mätningen.

P13729SE/841217

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 4> Ön :W “J “¥| CU 10 PATENTKRAV

1. Styrsystem för en fordonskoppling (13) med ett ingående organ anslutet till den utgående axeln från fordonsmotorn (14) och ett utgående organ kopplat till den ingående axeln (12) i en flerstegs växellåda (l0),och ett drivet páverkningsorgan (l8,l9) innefattande en kopplingspåverkande cylinder, vilket styrsystem omfattar första ventilorgan (22,23) för tillförsel av fluid till sagda cylinder för att åstadkomma inkoppling av kopplingen i minst tvà distinkta operationsfaser, första organ (32) för avkänning av ett behov av fordonsrörelse och som verkar för att för att tillföra fluid till sagda cylinder för att uppnå en börkraft, som strävar att styra sagda första ventilorgan (22,23) orsaka inkoppling av kopplingen, k ä n n e t e c k n a t a v, organ (36) för avkänning av uppnàende av sagda börkraft och därmed att en förutbestämd inkoppling av kopplingen och slutet av en första operationsfas uppnåtts, varvid inkopplingsförloppet för kopplingen därpå fortsätter i en ytterligare fas, varvid sagda ventilorgan (22,23) manövreras så att kopplingen inkopplas pá ett kontrollerat sätt, och en processor (27) inrättad att då fordonet står stilla bestämma sagda börkraft genom att mäta värdet pá den kraft, som erfordras för att orsaka en förutbestämd acceleration eller hastighet hos den ingående axeln (12) i växellådan (10) och att subtrahera ett från sagda värde förskjutet värde för att ge sagda börkraft.

2. Styrsystem enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att kopplingen under sagda ytterligare fas styres för att KdN/dT, felet, K är en proportionalitetskonstant, N är motorhastigheten och T är tiden, varvid systemet innefattar andra ventilorgan (24,25,26) inrättade att tillåta fluid att lämna sagda cylinder (19) i det fall E blir negativt. minimera felet E, i enlighet med lagen E = där E är 10 15 20 25 30 35 461 778 H

3. Styrsystem enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att under sagda ytterligare fas fluid tillföras till sagda cylinder (19) med en, av' ett flertal konstanta hastigheter beroende av motorns acceleration.

4. Styrsystem enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att sagda första ventilorgan (22,23), under en avslutningsfas av kopplingsmanövern, då hastigheten hos kopplingens ingående och utgående organ är ungefär lika, pâverkas att tillåta hel fyllning av cylindern (19).

5. Styrsystem enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att sagda .avkänningsorgan innefattar en första givare (34) inrättad att avge en signal, som indikerar rotation hos kopp- lingens utgående organ.

6. Styrsystem enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att sagda avkänningsorgan innefattar en andra givare (36), som avkänner fluidtrycket i sagda cylinder och sagda processor (27), som avkänner signaler som avges av sagda första och andra givare för att till en början bestämma ett börtryck, som representerar sagda börkraft, varvid uppnàendet av sagda börtryck används i efterföljande inkopplingssekvenser för att indikera slutet av första fasen av kopplingens inkoppling.

7. styrsystem enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att sagda avkänningsorgan innefattar en andra givare (38), som avkänner kolvens förskjutning i sagda cylinder och sagda processor (27), som avkänner signaler från sagda första och andra givare för att till en början fastställa en börförskjutning, som representerar sagda börkraft, varvid uppnâendet av sagda börförskjutning användes i efterföljande inkopplingssekvenser för att indikera slutet av första fasen av kopplingens inkoppling. 10 l5 20 25 30 35 ...En G\ .__-Ä \1 “t-l CX) 12,

8. Styrsystem enligt patentkravet 6 och 7, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att det innefattar en tredje givare (33), som avkänner ansättning av fordonets bromsar, varvid uppdateringen av sagda börkraft sker endast då fordonet bromsas.

9. Styrsystem enligt patentkravet 8, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att signalen, som avges av den tredje givaren (33) användes för att bestämma arten av den ytterligare fasen av kopplingens inkoppling.

10. Styrsystem enligt patentkravet 9, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att då fordonet bromsas, styrsystemet styr kopplingen i enlighet KdN/dt, där E är lika med felet, K år en proportionalitetskonstant, som systemet N är med lagen E = försöker minimera, motorhastigheten och T är tiden.

11. ll. Styrsystem enligt patentkravet 10, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att styrsystemet innefattar en manöverströmställare (31), vilken då den slutes och oavsett av om fordonet bromsas eller inte bringar kopplingens inkoppling att följa förutnämnda lag.

12. Styrsystem enligt patentkravet 10, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att då fordonet inte bromsas eller bromsen lossas efter styrning fluid tillföres till sagda med en av ett flertal konstanta hastigheter av kopplingen enligt sagda lag, (19) beroende av motorns acceleration. cylinder

13. Styrsystem enligt patentkravet 12, k ä n n e t e c k n a d att fluid tillföres till sagda cylinder för att åstadkomma full inkoppling av' kopplingen då hastigheten hos kopplingens (19) d ä r a v, ingående och utgående organ är ungefär lika.