SE467099B - Anordning foer reglering av vaexlingsmoenstret i en automatvaexlad fordonsvaexellaada - Google Patents

Description

E46? 099 10 15 20 25 30 35 2 högbelastningsområde tillför den senare delen av gaspådraget således mycket litet ytterligare moment. Motorn upplevs som "trög" och ger dålig körkänsla. Vid upp- och nedväxling från resp. till detta belastningsområde uppstår vid låga varvtal mer eller mindre stora hopp i dragkraften från drivhjulen.

Ett sätt att komma ifrån detta är att anordna ett elektro- niskt styrt gasreglage, som i ett känt utförande innefattar en mikroprocessor och en elektrisk ställmotor, till vilken trottelspjället är kopplat. Till mikroprocessorn avges signa- ler representerande gaspedalens läge, trottelspjällets läge (öppningsgrad), motorns varvtal och fordonets hastighet. I ett sådant gasreglage kan mikroprocessorn programmeras, så att gaspedalens läge bestämmer fordonets konstanthastighet oberoende av belastning. Genom att gaspedalens läge således inte direkt bestämmer trottelns öppningsgrad kan ovannämnda pendlingar och stora hopp i dragkraften elimineras vid kör- ning i uppförsbackar eller med släp.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att utan användning av en extra utrustning som ett elektroniskt styrt gasreglage eliminera ovan angivna nackdelar vid automatväxlade fordon och därigenom skapa en bättre körkänsla.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att förse en växlings- reglerande anordning av i inledningen angivet slag med en styrenhet, som är inrättad att så styra växlingen i beroende av nämnda signaler, att dragkraften (momentet) från växel- lådans utgående axel vid växling från en växel till en in- tilliggande växel är i huvudsak oförändrad upp till åt- minstone en viss öppningsgrad hos trotteln.

En dylik anordning gör det möjligt att hålla konstant hastig- het hos fordonet vid alla hastigheter och väglaster. Väx- lingsmönstret, som åstadkommas genom anordningen enligt uppfinningen, eliminerar hopp i dragkraft på drivande hjul vid växling och ger fordonet en "sportigare" körkänsla genom rr 10 15 20 25 30 _35 467 099 3 att generellt låta motorn varva upp till högre varv innan uppväxling sker och att växla ner tidigare än vid de väx- lingsmönster som tillämpas i kända automatväxellådor.

Genom att i en föredragen utföringsform av uppfinningen använda en mikroprocessor i styrenheten, vilken exempelvis styr elektromagnetiska ventiler i en hydraulisk manövrerad växellåda, kan önskat växlingsmönster åstadkommas på ett tekniskt okomplicerat sätt med programmet i processorn.

Mikroprocessorn gör det även möjligt att utan komplicerad A extrautrustning lägga in ett ytterligare växlingsprogram, så att föraren med en omkopplare på växelspaken kan skifta mellan ett första växlingsprogram, som ger växlingsmönstret enligt uppfinningen, dvs. "sportigare" körning, och ett andra växlingsprogram, som ger ett konventionellt växlingsmönster, dvs. mer inriktat på ekonomikörning. Företrädesvis är mikro- processorn programmerad att i det första växlingsprogramet styra växlingen, så att största möjliga dragkraft upp- rätthålles vid alla hastigheter och trottelpådrag.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar, där fig. 1 visar ett diagram illustrerande momentet från växel- lådans utgående axel/dragkraften från fordonets drivhjul som funktion av trottelspjällets öppningsgrad och fordonets hastighet vid styrning av växlingen enligt traditionellt mönster, fig. 2 ett diagram motsvarande diagrammet i fig. 1 vid styr- ning av växlingen med växlingsmönstret enligt föreliggande uppfinning, och fig. 3 ett blockschema över en växellåda och växlingsregle- rande anordning. 10 15 20 25 30 35 -67 099 4 I fig. 1 och 2 visas dragkraften t.ex. i hundratals N som funktion av fordonets hastighet i km/tim och trottelns öpp- ningsgrad i procent av maximal öppning vid styrning av väx- lingen i en fyrväxlad automatlåda. Att växellådan är fyrväx- lad framgår av att det finns fyra särskiljbara maximala dragkraftnivåer i diagrammen.

Av diagrammet i fig. 1 framgår sålunda att vid ca 85 % gaspå- drag från stillastående bilen accelererar upp till ca 35 km/tim på ettans växel, då växling till tvåan sker. Upp- växling från tvåan till trean äger rum vid ca 80 km/tim.

Trean ligger kvar till ca 125 km/tim, då växling till fyran äger rum. I diagrammet i fig. 1 betecknar KD "kick-down" till närmast lägre växel vid fullständig nedtrampning av gaspeda- len, vilket framgår av den språngvisa stegringen i slutet av dragkraftkurvorna vid resp. hastighet. Av diagrammet framgår även att vid delgas 30 % uppväxling till tvåan sker vid ca 25 km/tim, till trean vid ca 55 km/tim och till fyran vid ca 80 lan/tim.

Om man nu betraktar exempelvis konstanthastighetskurvan 55 km/tim så framgår av denna att vid belastningsökning med åtföljande ökande gaspådrag för att upprätthålla konstant hastighet 30 % delgas resulterar i nedväxling till tvåan med en språngvis ökning av dragkraften. Om gaspådraget hade begränsats till under 30 % hade en hastighetsminskning till ca 50 km/tim orsakat nedväxling till tvåan med motsvarande språngvisa ökning av dragkraften. Vid den aktuella belast- ningen och hastigheten finns således ett "dragkrafthål“ i diagrammet där det inte går att hålla en viss bestämd konstant fart (vid ett tillfälle där sådant körmotstånd finns, t.ex. p.g.a. väglutning, motvind eller körning med last, att denna bestämda konstanta fart är "önskvärd") utan växellådan kommer att ligga och pendla mellan tvåans och treans växel. Såsom framgår av diagrammet erhålles efter växling till tvåan just'ingen dragkraftökning vid gaspådraget 10 15 20 25 30 35 467 099 5 från 30 % till 100 %, då "kick-down" erhålles med åtföljande språngvisa ökning av dragkraften.

Motsvarande språng i dragkraftökningen förekommer vid-alla konstanthastighetskurvor vid ökande belastning utom på ettans växel. Av konstanthastighetskurvan 70 km/tim framgår exempel- vis att ingen dragkraftökning erhålles vid ökning av gaspå- draget från 30 % till 60 %, då nedväxling till tvåan sker med åtföljande språngvisa ökning av dragkraften.

I fig. 2 illustreras växlingsmönstret vid användning av växlingsanordningen enligt uppfinningen under samma betingel- ser som gällde för fig. 1, dvs. samma fordon med sama motor- och växellådsinstallation.

Vid 85 % gaspådrag från stillastående ligger ettan kvar ända till ca 55 km/tim, då uppväxling till tvåan sker. Tvåan ligger kvar till ca 100 km/tim och trean till en hastighet över 130 km/tim (utanför diagrammet).

Om man nu betraktar konstanthastighetskurvorna i fig. 2 så kan det konstateras att de saknar språng motsvarande sprången i kurvorna i fig. 1 p.g.a. att växlingen sker så att drag- kraften omedelbart före och efter växling är i huvudsak konstant. Vid jämförelse mellan konstanthastighetskurvan 55 km/tim i fig. 1 och fig. 2 framgår att vid den förra sker växling från trean till tvåan vid ca 30 % trottel och att tvåan ligger kvar ända till “kick-down" erhålles vid fullgas.

Vid den senare sker nedväxling till tvåan redan vid ca 20 % trottel och till ettan vid ca 50 % trottel. En jämförelse mellan exempelvis konstanthastighetskurvorna vid 70 km/tim i fig. 1 och fig. 2 avslöjar att vid den förra sker uppväxling från fyran till trean vid ca 30 % trottel och från trean till tvåan vid ca 60 % trottel medan vid den senare motsvarande växlingspunkten ligger vid ca 20 % resp. 30 % trottel. Det skall observeras att den axel i diagrammet, som representerar trottelns öppningsgrad, inte är linjärt graderad och att den åëev 099 10 15 20 25 30 35 6 horisontella delen av dragkraftkurvorna, som illustrerar över vilken del av gaspådraget ingen dragkraftökning erhålles, utgör en betydligt större del av det totala gaspådraget än vad kurvorna som sådana gör gällande. Såsom även framgår av diagrammet i fig. 2 elimineras behovet av "kick-down" vid styrning av växlingen på detta sätt.

En följd av att man vid varje hastighet och trottelläge väljer maximalt uppnåelig dragkraft är att man vid varje varvtal får en viss trottelvinkel som inte överskrids, vare sig vid upp- eller nedväxling (se fig. nedan). Detta innebär att ett visst belastningsområde hos motorn inte utnyttjas, utom på de växlar som används för igångsättande av fordonet.

Detta "förbjudna" belastningsområde hos motorn finns vid låga varvtal och stora trottelpådrag.

En anordning för styrning av en automatväxlad växellåda enligt det i fig. 2 visade mönstret visas schematiskt i fig. 3, där l betecknar själva växellådan, som kan vara en planetväxelbaserad växellåda av i och för sig känt slag, vilken har inbördes sammankopplade planetväxelsatser, som på känt sätt regleras av hydrauliskt manövrerade kopplingar resp. bromsar. Växellådan har en ingående axel 2 och en utgående axel 3.

Till växellådan 1 är en växlingsreglerande anordning 4 anslu- ten, vilken styr elektromagnetiska ventiler 5, som i sin tur styr den hydraulik i växellådan som bestämmer in- och urkopp- ling av resp. växel. Anordningen 4 innefattar en styrenhet 6 och ett antal till styrenheten kopplade, i och för sig kända med pilar 7, 8, 9, 10 och ll antydda givare för avgivande av signaler till styrenheten representerande trottelläge, for- donets hastighet, belastning, motorvarv och växellådans temperatur. Dessutom finns en givare 12, som avger en av det med en manuell växelväljare valda växelläget beroende signal. *x fl 10 15 20 467 099 7 Styrenheten 6 (som t.ex. kan integreras i en styrenhet för styrning av motorns tändsystem 13) är företrädesvis uppbyggd kring en mikroprocessor, i vilken ett styrprogram inprogram- meras, som ger det i anslutning till diagrammet i fig. 2 beskrivna växlingsmönstret. I styrenheten 6 kan då även inprogrammeras ett andra styrprogram, som ger det i anslut- ning till diagrammet i fig. 1 beskrivna mer "ekonomibetonade" växlingsmönstret. Föraren kan då med hjälp av en på växel- spaken placerad modomkopplare, antydd med 14 i fig. 3, ge signal till styrenheten att skifta styrprogram.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad att användas på någon speciell typ av automatväxlad växellåda, t.ex. den angivna hydraulstyrda planetväxeltypen. Den kan således med fördel även utnyttjas på s.k. stegväxlade växellådor, dvs. icke planetväxelbaserade växellådor, som har kommit till använd- ning på senare tid. Uppfinningen är inte heller begränsad till en mikroprocessorbaserad styrenhet. Den kan även baseras på en enhet uppbyggd av analoga kretsar. Dock medför en mikroprocessor uppenbara fördelar när det gäller möjligheten att enkelt anpassa styrprogram till olika applikationer.

Claims (7)

10 15 20 25 A 30 35 A 67 099 8 Patentkrav

1. l. Anordning för reglering av växlingsmönstret hos en auto- matväxlad fordonsväxellåda, innefattande en styrenhet, anord- nad att avge signal för växling i en till styrenheten anslu- ten växellåda åtminstone i beroende av till styrenheten avgivna signaler representerande fordonets hastighet och öppningsgrad hos trotteln i en till växellådan ansluten motor, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten är inrät- tad att så styra växlingen i beroende av nämnda signaler, att dragkraften från växellådans utgående axel vid växling från en växel till en intilliggande växel är i huvudsak oförändrad upp till åtminstone en viss öppningsgrad hos trotteln för samtliga växlar.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten är inrättad att så styra växlingen i beroende av nämnda signaler, att dragkraften från växellådans utgående axel vid växling från en växel till en intilliggande växel är i huvudsak oförändrad över trottelns hela reglerområde vid konstant hastighet hos fordonet.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att styrenheten är inrättad att så styra växlingen, att vid alla hastigheter och trottelpådrag största möjliga drag- kraft upprätthålles.

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k - n a d av att styrenheten är omkopplingsbar för styrning av växlingen enligt fler än ett växlingsmönster, av vilka åt- minstone ett ger nämnda i huvudsak oförändrade dragkraft vid växling från en växel till en intilliggande växel.

5. Anordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k - n a d av att styrenheten innefattar en mikroprocessor, i vilken minst ett växlingsmönster är inprogrammerat. ,4e7 099 9

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k - n a d av att styrenheten är anordnad att styra magnetventi- ler i en hydraulkrets i en hydrauliskt manövrerad växellåda.

7. Anordning enligt något av kraven l-6, k ä n n e t e c k - n a d av att för alla växlar, utom växel som används vid igångsättning av fordonet, styrenheten är inrättad att så styra växlingen, att, för ett visst givet varvtal, en viss öppningsgrad hos trotteln aldrig överskrides.