SE520271C2 - Förfarande för vändning av körriktning - Google Patents

Description

520 271§>§æ::~¿ 2 riktning relativt momentomvandlarens pumphjul, som är i vilkens varvtal föraren Detta medför att Vid ökat direkt förbindelse med motorn, kan styra med fordonets gaspedal. turbinhjulet och därmed fordonet retarderas. gaspådrag drivs pumphjulet med större moment och en kraftigare inbromsning ástadkoms. Med andra ord beror bromskraften dà pà momentomvandlarpumphjulets hastighet relativt turbinaxelns hastighet. Bromskraften blir inte proportionell mot motorvarvtalet utan en funktion av momentomvandlarens prestanda.

Vid fortsatt fordonet till gaspådrag bromsas stillastående varefter fordonets riktning vänds. Den enda växeloperationen föraren gör är alltsà att lägga in backen och därefter sköts reverseringsförloppet genom att föraren reglerar gaspàdraget till motorn via gaspedalen.

Uppfinningen kommer nedan beskrivas för vändning av en hjullastares körriktning. Detta skall betraktas som en föredragen, men pà intet sätt begränsande applikation av uppfinningen. Vändningsförfarandet är även applicerbart vid andra typer av anläggningsmaskiner, och sàsom ett ramstyrt fordon, en sà, kallad dumper, andra typer av fordon, sàsom industritruckar.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med uppfinningen är att àstadkomma ett förfarande för vändning av körriktning, vilket skapar förutsättningar för en i förhållande till tidigare känd teknik mindre energiförbrukning i fordonets motor.

Detta syfte uppnàs genom att efter det att växelväljaren intagit den nya körriktningspositionen ansätts fordonets 10 15 20 25 30 520 271 U m» 3 färdbromsar beroende av nedtryckning av fordonets gaspedal. Med andra ord bromsas fordonet med dess färdbromsar och inte med nmmentomvandlaren vid nämnda vändningsförlopp. Härigencmx behöver' man inte utnyttja motorn för inbromsningen, vilket medför en reduktion av bränsleförbrukningen. Företrädesvis ökas graden ansättning av färdbromsarna med ökad nedtryckning av fordonets gaspedals läge.

Vidare åstadkoms ett i förhållande till tidigare teknik reducerat behov av kylning av fordonets motor eftersom det enligt tidigare teknik under inbromsningen i momentomvandlaren utvecklade värmet var tvunget att ledas bort av motorns kylsystem.

Inbromsningen blir vidare predikterbar eftersom förarens nedtryckning av gaspedalen styr retardationen.

Detta innebär att samma retardation uppnås oberoende av växelläget.

Dessutom kan motoreffekten utnyttjas till andra ändamål än för inbromsningen, såsom höjning av skoplast, vilket alltså inte påverkar bromsförmågan.

Enligt en föredragen utföringsform ökas fordonets motors varvtal med ökad nedtryckning av gaspedalen.

Detta skapar förutsättningar för att föraren kan använda samma körstrategi som enligt tidigare teknik.

Med bromseffekt. andra ord ju högre motorvarvtal desto högre Enligt en föredragen vidareutveckling kopplas fordonets växellåda ur fràn drivande förbindning med fordonets motor när växelväljaren förflyttats till den nya l0 15 20 25 30 520 271 4 körriktningspositionen. Motorn kan dá med full effekt utnyttjas till andra ändamàl, sàsom höjning av en last med fordonets skopa eller gafflar, utan att detta inverkar pà bromsförmàgan.

KORT BESKRIVNING AV FIGURER Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande, med hänvisning till de utföranden som visas pà de bifogade ritningarna, varvid Fig 1 illustrerar schematiskt ett exempel pà ett fordons transmission för utförande av vändnings- förfarandet, Fig 2 visar sex stycken grafer över olika parametrar som funktion av tiden vid ett förfarande för vändning av fordonets körriktning, och Fig 3 visar schematiskt en inrättning för styrning av vändningsförfarandet.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRANDEN Fig 1 illustrerar schematiskt ett exempel pà en fordonstransmission för att utföra det uppfinnings- enliga vändningsförfarandet. Med vändning avses ändring till den av rörelseriktning motsatt Ett riktning mot ursprungliga. sádant vändningsförfarande utförs ofta vid drift av en hjullastare.

I fig 1 'visas en förbränningsmotor 1, i form. av en dieselmotor, en automatisk växellåda 2 och en hydrodynamisk momentomvandlare 4. Växellàdan 2 innefattar en fram-backväxel 3. I figur 1 visas vidare en pump 5 till fordonets lyfthydraulik, vilken pump (liksom momentomvandlaren) drivs av en utgående axel 6 fràn motorn 1. En utgående axel 7 frán växellådan 2 leder till en differentialväxel 27 hos en hjulaxel 8, 10 15 20 25 30 520 271 5 pà vilken fordonets drivhjul 9 är anordnade. En färdbroms 10 är anordnad vid vart och ett av hjulen 9.

Växelládan utgörs av en elektroniskt styrd automatväxelláda av powershifttyp.

I Fig 2 visas sex stycken grafer över olika parametrar som funktion av tiden vid ett första utförande av vändningsförfarandet. Den i figur 2 översta första grafen I visar en växelväljares, eller växelspaks, (ej visad) läge. Den andra grafen II visar växellägena i växellådan 2. Den tredje grafen III visar gaspedalens (ej visad) läge. Den fjärde grafen IV visar motorvarvtalet. Den femte grafen V visar bromskraften.

Den sjätte grafen VI visar fordonets hastighet.

I fig 3 visas vidare en inrättning ll för styrningen av vändningsförfarandet. Inrättningen innefattar en första styrenhet 26 (eller ECU, Electrical Control Unit) med mjukvara för styrning av förfarandet.

Förloppet startar med att hjullastaren drivs framåt med ett första växellàge ilagt och med en första hastighet.

Enligt det visade exemplet är växel tre ilagd och fordonet förflyttas med en hastighet av exempelvis 15 km/h. till bakát och Föraren önskar nu ändra körriktning fràn framàt initiellt med växel tvá ilagd för bakàtkörningen. Han förflyttar därför växelväljaren till en position som indikerar den nya avsedda körriktningen bakàt samt växelläget tvá. Förflyttningen av växelväljaren till den nya positionen detekteras 12 av en till styrenheten 26 ansluten första detektor 25. 10 15 20 25 30 520 271 6 Vid förflyttningen av växelspaken eller efter detekteringen av det nya växelläget kopplas 13 fordonets huvudväxelláda 28 ur fràn drivande förbindning med fordonets motor 1 via fram-backväxeln 3. Motoreffekten kan nu användas helt till att försörja hydraulikfunktioner via pumpen 5 och övriga effektförbrukare i fordonet. Motorns varvtal och bromskraften ökas nu en aning samtidigt som fordonets hastighet reduceras, noll. se graferna IV-VI efter tidpunkten För inbromsning av fordonet trycker 22 föraren ned gaspedalen, vilket styr ansättningen 14 av fordonets färdbromsar 10, det vill säga hjulbromsarna. Gaspedalens läge avkänns för detta ändamål av en andra detektor 24.

Graden ansättning av färdbromsarna styrs närmare bestämt som en funktion av fordonets gaspedals läge. Fordonets retardation. kan. härigenom styras allt efter* önskemål, exempelvis linjärt och olinjärt.

Inrättningen ll innefattar en andra styrenhet 29, se figur 3, för styrning av motorns 1 varvtal. Den andra styrenheten 29 är operativt kopplad till den första information frán denna styrenheten 26 och erhàller beträffande börvärde för motorvarvtalet. Detta börvärde styrs i sin tur av graden nedtryckning av gaspedalen.

Detta medför att föraren kan använda körstrategin; ju högre motorvarvtal desto större bromskraft.

Motorvarvtalet ökas sáledes med ökad nedtryckning av gaspedalen och fordonets hastighet sänks. De streckade linjerna i figur 2 anger motorvarvtalet, bromskraften och fordonets hastighet vid en reducerad nedtryckning av gaspedalen och de linjerna punktstreckade anger m ,... 10 15 20 25 30 « . . . . . 520 271 fi. ,,. 7 motorvarvtalet, bromskraften och fordonets hastighet i det fall att gaspedalen ej pàverkas. sensor 30 och en i Motorvarvtalet avkänns via en momentomvandlarens 4 ingàende turbins 'varvtal avkänns via en ytterligare sensor 31. Dessa sensorer är anslutna till den första styrenheten 26. Baserat pá dessa avkända av färdbromsarna 10 värden kan en mjuk ansättning utföras.

En tredje detektor 32 detekterar nedtryckning av fordonets bromspedal. Den tredje detektorn 32 är ansluten till styrenheten 26, varvid den genom nedtryckning av gaspedalen genererade bromskraften kan förstärkas genom. nedtryckningen av bromspedalen. Med andra ord förstärks den algoritm som ECU:n 26 sänder ut till vid färdbromsarna 10 nedtryckningen av bromspedalen.

Efter det att inbromsningen startat via nedtryckningen av gaspedalen styr ECU:n 26 automatiskt ett antal operationer beroende av fordonets hastighet: avkänns med Fordonets hastighet sätt, sensorer 23 pá konventionellt exempelvis genom mätning av rotationshastigheten hos en i växelládan 2 ingáende axel. Efter frikopplingen 13 av växellådan 2 utförs automatiskt en nedväxling 15 fràn växelläget tre till växelläget tvá när hastigheten understiger ett första förutbestämt värde. Den streckade linjen i. graf II i figur 2 anger det fall att man har växel fyra i istället för växel tre och därifràn växlar ner till växel tvà. lO 15 20 25 30 ». 1,., 520 271 8 När fordonets hastighet understiger ett andra förutbestämt värde sänks 16 motorvarvtalet automatiskt för att medge en mjuk inkoppling av backkopplingen R i fram- backväxeln 3.

När fordonets hastighet understiger ett tredje förutbestämt värde kopplas 17 färdbromsarna 10 ur steglöst.

Dä fordonets hastighet understiger ett fjärde förutbestämt värde, vilket är nära noll, påbörjas 18 en mjuk, steglös, omkoppling, fràn fram- F till backposition R i frambackväxeln 3. Vid fortsatt gaspådrag accelereras fordonet i den nya riktningen (bakàt). som färdbromsarna 10 kopplas ur.

Detta sker lämpligtvis väsentligen samtidigt Med andra ord styrs reverseringsförloppet efter en förutbestämd sekvens efter det att växelväljaren förflyttats till positionen som anger ny avsedd körriktning och gaspedalen aktiverats.

Enligt det föredragna utförandet ansätts färdbromsarna 10 som en funktion av gaspedalens ett läge och närmare bestämt linjärt upp till specifikt värde, som svarar mot gaspedalens läge. Pá sà sätt upplever föraren samma förlopp som enligt tidigare teknik, dvs vid ökad nedtryckning av gaspedalen bromsas fordonet mer. Med andra ord ju högre motorvarvtal desto högre bromseffekt.

Med hjälp av lamellkopplingar (slirkopplingar) i fram- backväxeln ansätts backväxeln gradvis samtidigt som 10 15 20 25 30 - | . . .- 520 271 > . . ; I ; v 9 färdbromsarna 10 gradvis avaktiveras vid riktningsändringen.

Som ett alternativ eller komplement till ansättningen av färdbromsarna som en funktion av gaspedalens läge sà kan ansättningen göras enligt en förbestämd sekvens.

Den ovannämnda styrenheten ECU 26 benämns även ofta CPU (Control Power Unit).

Inom begreppet växelväljare ryms bàde att ett enda manövreringsorgan styr sàväl körriktning som växelläge och att ett separat manövreringsorgan styr körriktning och ett annat separat manövreringsorgan styr växelläget.

Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan. beskrivna utföringsexemplen, utan en rad. ytter- ligare varianter och xnodifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.

Exempelvis skall den i figur 1 visade växellàdskonstruktionen enbart betraktas som ett exempel pá en växellåda för att utföra vändningsförfarandet.

Vidare kan de tvà styrenheterna 26, 29 integreras till enbart en styrenhet.

Som ett alternativ till att man automatiskt utför en nedväxling när hastigheten understiger ett första förutbestämt värde kan man istället utföra nedväxlingen efter en viss tid efter startat bromsförlopp och eventuellt även beroende av graden ansättning av bromsarna.

B . - @ n 10 15 20 25 30 520 271 10 Som ett alternativ till att man enligt exemplet ovan känner av fordonets hastighet och dá den understiger ett andra förutbestämt värde utförs automatisk sänkning av motorvarvtalet kan man istället sänka motorvarvtalet viss tid efter och efter en startat bromsförlopp eventuellt även beroende av graden ansättning av bromsarna.

Som ett alternativ till att man känner av fordonets hastighet och kopplar ur färdbromsarna dà fordonets hastighet understiger ett tredje förutbestämt värde kan man istället utföra urkopplingen efter en viss tid efter startat bromsförlopp och eventuellt även beroende av graden ansättning av bromsarna.

Som ett alternativ till att man känner av fordonets hastighet och pábörjar en omkoppling, frán fram- till backposition i fram-backväxeln då fordonets hastighet understiger ett fjärde förutbestämt värde, vilket är nära noll, kan man istället utföra omkopplingen efter en viss tid efter startat bromsförlopp och eventuellt även beroende av graden ansättning av bromsarna. det fall att en till bakät Uppfinningen har ovan beskrivits i vändning av körriktningen frän framät utförs, men det ligger givetvis även inom ramen för de följande patentkraven att vända körriktningen frán bakåt till framàt pá motsvarande sätt. Vidare skall givetvis även det ovan beskrivna exemplet med växling fràn växel tre framåt till växel tvà bakàt enbart betraktas som ett exempel. Med andrar ord kan förfarandet starta med en annan växel ilagd, sàsom . ; . . .. 520 271 ll växel tvá eller fyra, och även sluta med en annan växel ilagd, sàsøm växel tre eller fyra.

Claims (13)

10 15 20 25 30 520 271 12 PATENTKRAV

1. Förfarande för vändning av körriktning av ett fordon i rörelse, varvid en förflyttning av en vâxelvâljare till en position som indikerar ny avsedd körriktning avkânns (12), k ä n n e t e c k n a t av, att den nya färd- vâxelväljaren intagit (14) beroende av nedtryckning av fordonets att efter det körriktningspositionen ansâtts fordonets bromsar (10) gaspedal.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av, (10) ansâtts att fârdbromsarna proportionellt mot gaspedalens läge.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k å n n e t e c k n a t av, att fordonets motors (1) varvtal ökas med ökad nedtryckning av gaspedalen.

4. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att när vâxelvâljaren förflytta(t)s till den nya körriktningspositionen kopplas (13) fordonets växellåda (2) ur från drivande förbindning med fordonets motor (1)-

5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av, att efter urkopplingen (13) av fordonets växellåda (2) förbindning med fordonets motor (1) (15) i från drivande utförs en omkoppling växellådan från det 10 15 20 25 30 . « . . . . 520 271 13 föreliggande växelläget till ett läge som anger vald växel för körning i den nya riktningen.

6. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att. efter' ansättningen. av' fordonets färdbromsar' sänks (16) motorvarvtalet automatiskt.

7. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att efter ansättningen av fordonets färdbromsar och då fordonets hastighet sänkts till ett värde nära. noll avaktiveras (17) färdbromsarna (10).

8. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av, att vid, avaktiveringen av färdbromsarna (10) avbryts styrningen av dessa via gaspedalens läge och istället (17) avaktiveras de gradvis tills fordonets hastighet är noll.

9. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att efter ansättningen av fordonets färdbromsar (10) och då fordonets hastighet sänkts till ett värde nära noll kopplas (18) förbindning med motorn (1) på sådant sätt att fordonet växellådan (2) gradvis in till drivande förflyttas i den nya körriktningen.

10. Förfarande enligt krav 8 och 9, k ä n n e t e c k n a t av, att (10) samtidigt som nämnda gradvisa inkoppling av växellådan färdbromsarna gradvis avaktiveras (17) 10 15 a. 4; n a ; s. .. . | - => g ,, . _ ,, . ,. .., . , , -1 f 1 ;; . = l 1 . , . » ~ » w , ' 14 (2) till drivande förbindning' med. motorn (1) (18). utförs

11. Förfarande enligt krav 9 eller 10, k ä n n e t e c k n a t av, att nämnda gradvisa inkoppling av växellådan (2) utförs (18) via lamellkopplingar.

12. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att växellådan (2) utgörs av en elektroniskt styrd automatvåxellâda.

13. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att fordonet utgörs av en anlâggningsmaskin, särskilt en hjullastare.