SE539142C2 - Anordning och förfarande för att lägga in en växel i en växellåda - Google Patents

Description

Anordning och förfarande för att lägga in en växel i en växellåda UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH KÄND TEKNIK Föreliggande uppfinning avser en anordning och ett förfarande för att lägga in en växel i en växellåda.

AMT-växellådor (Automatiserade manuella växellådor) är utformade som manuella växellådor. De kan innefatta en huvudaxel och en sidoaxel vilka uppbär ett flertal kugghjulspar som alternerande kan överföra drivmomentet i växellådan. AMT-växellådor skiljer sig från manuella växellådor genom att växlingsprocessen styrs av en elektrisk styrenhet. Växlingsprocessen utförs ibland med kopplingen i ett stängt läge. AMT-växellådor kan vara synkroniserade eller osynkroniserade. Synkroniserade AMT-växellådor innefattar synkroniseringsenheter som är anordnade på huvudaxeln i växellådan. Synkroniseringsenheterna synkroniserar kugghjulets varvtal hos den växel som ska läggas in i växellådan med huvudaxelns varvtal innan kugghjulet tillhandahåller en rotationslåsning på huvudaxeln. Om synkroniseringsenheter används måste kopplingen generellt hållas öppen. En växellåda utrustad med synkroniseringsenheter kan även växlas som en osynkroniserad växellåda. Hos osynkroniserade växellådor tillhandahålls synkroniseringen av kugghjulets och huvudaxelns varvtal med hjälp av fordonets drivmotor eller en bromsanordning som accelererar eller bromsar sidoaxeln i beroende på om en lägre eller högre växel ska läggas in i växellådan. Om drivmotorn används för synkronisering av växellådan måste kopplingen vara stängd under synkroniseringsförloppet. Själva växeliläggningen kan sedan ske med öppen eller stängd koppling i både synkroniserade och osynkroniserade växellådor. Om kopplingen har varit stängd under synkroniseringsförloppet kan växlingstiden förkortas om växeliläggningen kan utföras med stängd koppling eftersom man då slipper momentet med att öppna och, efter att växeln har gått i, stänga kopplingen.

Ett fordon innefattar i regel ett ABS-system (Anti-lock Braking System) som förhindrar att hjulen låser sig när man bromsar. Ett ABS-system består av en elektrisk styrenhet som väsentligen kontinuerligt mottar information från en hastighetssensorer för varje hjul. Om något eller några av fordonets hjul börjar rotera långsammare än övriga hjul under en bromsprocess reduceras bromsverkan intermittent på berörda hjul. Fordon kan även innefatta ett ESP-system (Electronic Stability Programme) vilket säkerställer fordonets stabilitet och väghållning i kurvor. Hos ESP-system finns sensorer som registrerar hjulens riktning i förhållande till rattutslaget samt ett gyro som övervakar bilens rörelser i sidled. Systemet aktiveras när sensorerna skickar information som indikerar att fordonet har börjat att sladda. Då det sker bromsas de hjul som krävs för att häva sladden. Även här sker en intermittent bromsverkan. Då ett drivhjul bromsas intermittent av ett ABS-system eller ett ESP-system föreligger det en risk att det uppkommer torsionssvängningar i fordonets drivlina.

Om ett ABS-system eller ett ESP-system aktiveras under en växelprocess kan drivlinan innefatta torsionssvängningar då den nya växeln ska läggas in i växellådan. Det är under sådana omständigheter svårt att skapa ett synkront varvtal i växellådan och det är en uppenbar risk att den nya växeln läggs i med ett varvtalsfel vilket kan leda till att skador uppkommer i växellådan.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att reducera risken för att skador uppkommer i en växellåda i samband med en iläggning av en växel.

Detta syfte uppnås med anordningen av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del. Ett fordon har en drivlina som sträcker sig från en drivmotor till fordonets drivhjul. Fordonets växellåda innefattar ett flertal växlar med vilka en första del av drivlinan som sträcker sig från förbränningsmotorn till växellådan kan förbindas med en andra del av drivlinan som sträcker sig från växellådan till fordonets drivhjul. Om ett säkerhetssystem aktiveras och tillhandahåller en ur säkerhetssynvinkel styrd intermittent bromsning av ett eller flera av fordonets drivhjul kan högfrekventa torsionssvängningar uppkomma i drivlinan. Om det samtidigt erhålls en aktivering av säkerhetssystemet under en växlingsprocess kan sådana eventuella högfrekventa torsionssvängningar i drivlinan göra det svårt att detektera och skapa ett synkront varvtal i växellådan vid en iläggning av en ny växel i växellådan. Risken att den nya växeln läggs in med ett varvtalsfel är stor och därmed risken för att skador uppkommer i växellådan. Skaderisken ökar med varvtalsfelets storlek. Den skadeverkan som erhålls är relaterad till tröghetsmomentet hos de respektive delarna hos drivlinan då de ska förbindas med varandra i växellådan.

Anordningen innefattar en styrenhet som mottar och lagrar information när åtminstone den senaste aktiveringen av säkerhetssystemet inträffade. Aktiveringen av säkerhetssystemet sker huvudsakligen då underlaget har en låg friktion som kan orsakats av isbildning. Det kan således antas att vägen har en låg friktion då säkerhetssystemet aktiveras. Det är därvid även troligt att den närmast liggande framförvarande vägen även har låg friktion. Det är således högst sannolikt att ytterligare aktiveringar av säkerhetssystemet kommer att ske i anslutning till den senaste aktiveringen. Styrsystemet uppskattar en riskperiod efter den senaste aktiveringen inom vilken det bedöms föreligga en ökad risk för en ny aktivering av säkerhetssystemet. Under nämnda riskperiod ställer styrenheten den reglerbara komponenten i det andra läget då en nya växel läggs in i växellådan inom nämnda riskperiod. Om riskperioden har passerat utan aktivering av säkerhetssystemet är det troligt att fordonet kommit in på ett vägavsnitt med en högre friktion. Därmed tar annan logik över och bestämmer om växeln ska läggas i med den reglerbara komponenten i det första eller det andra läget.

Då den reglerbara komponenten är i det andra läget bryter den förbindningen mellan drivmotorn och växellådan. Drivmotorns tröghetsmoment utgör i regel den huvudsakliga delen av tröghetsmomentet hos den första delen av drivlinan som sträcker sig mellan förbränningsmotorn och växellådan. Tröghetsmomentet från förbränningsmotorn förstärks även med växellådans utväxling. Då en ny växel läggs i med den reglerbara komponenten i det andra läget har den första delen av drivlinan en relativt litet tröghetsmoment eftersom den inte är förbunden med förbränningsmotorn. Därmed blir belastningen på komponenterna i växellådan i samband med att de går i ingrepp med varandra avsevärd lägre än då den reglerbara komponenten är i det första läget. I och med det kan skador i växellådan i de flesta fall undvikas eller minimeras vid tillfällen då iläggningen av en växel sker med ett varvtalsfel och den reglerbara komponenten är i det andra läget.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är nämnda reglerbara komponent en kopplingsmekanism. De flesta fordon har en befintlig kopplingsmekanism som således ställs i ett öppet läge då det föreligger en ökad risk för att torsionssvängningar ska förekomma i växellådan under en växlingsprocess. I de fall som växellådan innefattar en splitväxel kan nämnda reglerbara komponent alternativt eller i kombination vara en låsenhet hos splitväxeln med vilken en ingående axel till växellådan är förbindbar med en sidoaxel hos växellådan via två olika utväxlingsmöjligheter. Då en sådan låsenhet ställs i ett neutralt läge bryts förbindningen mellan växellådans ingående axel och sidoaxeln i växellådan. I detta fall kan låsenheten ställas i det neutrala läget då det föreligger en ökad risk för torsionssvängningar i växellådan i samband med iläggning av en ordinarie växel i växellådan. Därmed frikopplas både förbränningsmotorn och växellådans ingående axel från de komponenter i växellådan som går i ingrepp med varandra i samband med att en ny ordinarie växel läggs in i växellådan. Tröghetsmomentet som verkar på nämnda komponenter reduceras därmed ytterligare och i och med det även skaderisken vid tillfällen som en växel läggs i med ett varvtalsfel. Efter att växeln lagts in i växellådan kan splitväxeln ställas i ett önskat splitläge med kopplingsmekanismen i ett öppet läge för att undvika skador i växellådan då splitväxeln läggs i.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är nämnda riskperiod en tidsperiod. Så länge som ett fordon framförs på ett underlag med en låg friktion, såsom ett isigt underlag, är risken för ytterligare aktivering av säkerhetssystemet hög. En aktivering av säkerhetssystemet följs vanligtvis av flera sådan på en isig vägsträcka med låg friktion. En indikation på att fordonet anlänt till en vägsträcka med högre friktion är avsaknaden av aktivering av säkerhetssystemet. Om säkerhetssystemet inte aktiverats inom en tidsperiod som, exempelvis, kan vara av storleksordningen 15 minuter från den senaste aktiveringen uppskattas att risken för aktivering av säkerhetssystemet inte längre är hög. Den tidsperiod som motsvarar riskperioden kan vara ett konstant lagrat tidsvärde eller ett tidsvärde som varierar med olika parametervärden som kan indikerar en förhöjd sannolikhet för aktivering av säkerhetssystemet. Riskperioden kan även avse en körsträcka.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är säkerhetssystemet ett ABS-system. Ett ABS-system tillhandahåller en intermittent reducering av bromskraften som verkar på ett hjul så att det inte låser sig under en bromsprocess. I de fall som hjulet är ett drivhjul kan en sådan intermittent bromsprocess resultera i högfrekventa torsionssvängningar i drivlinan. I detta fall kan styrenheten detektera vid vilken tidpunkt en ABS-aktivering sker och att definiera en riskperiod i direkt anslutning till ABS-aktiveringen. För bedömning av framtida risk ger ABS-ingripande för drivhjul och löphjul samma information. Alternativt kan riskperioden definieras som ett antal inbromsningar utan aktivering av ABS-systemet. Varje gång som en ABS-aktivering inträffar kan en ny riskperiod uppskattas som utgår från den senaste ABS-aktiveringen.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är säkerhetssystemet ett ESP-system. Ett ESP-system tillhandahåller en intermittent bromsaktivering med en relativt hög frekvens av ett eller flera hjul hos ett fordon då fordonet slirar i en kurva. I de fall som ett drivhjul bromsas kan en aktivering av ESP-systemet resultera i högfrekventa torsionssvängningar i drivlinan. I detta fall kan styrenheten detektera då fordonet framförs i kurvor och att nämnda riskperiod utgörs av ett förbestämt antal kurvor i rad utan aktivering av ESP-systemet. Antalet kurvor utan aktivering av ESP-systemet kan vara ett konstant antal eller ett antal som varierar med olika parametrar.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar styrenheten en programvara med vilken nämnda riskperiod uppskattas. Programvaran kan innefatta en matematisk modell eller liknande med vilken mottagna parametervärden utnyttjas för att uppskatta riskperioden. Styrenheten kan alternativt ha tillgång till lagrade fasta värden som definierar riskperioden. Styrenheten kan vara anpassad att mottaga information från en sensor som avkänner omgivningens temperatur. Då omgivningens temperatur är runt 0°C är det stor risk för isbildning på vägbanan och en ökad risk för aktivering av säkerhetssystemet. Omgivningens temperatur kan därmed vara en parameter som påverkar riskperiodens längd.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar växellådan en huvudaxel, en sidoaxel och ett flertal kugghjulspar som definierar olika växlar i växellådan, varvid var och en av kugghjulsparen innefattar ett primärt kugghjul som är vridfast anordnat på sidoaxeln och ett sekundärt kugghjul som är roterbart anordnade på huvudaxeln. En sådan växellåda som kan benämnas såsom en AMT-växellåda är utformad som en manuell växellåda vilken växlas med hjälp av en styrenhet. Växellådan kan innefatta låsenheter som enbart är anpassade att rotationslåsa de sekundära kugghjulen på huvudaxeln. I detta fall kan växellådan betecknas som en osynkroniserad växellåda. Ett synkront varvtal i växellådan kan i detta fall skapas med hjälp av förbränningsmotorn som accelererar sidoaxeln då en ny lägre växel ska läggas in i växellådan eller med en broms som bromsar sidoaxeln då en ny högre växel ska läggas in i växellådan.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan nämnda låsenheter även innefatta synkroniseringskomponenter som är anpassade att synkronisera de sekundära kugghjulens varvtal med huvudaxeln innan de tillhandahåller en rotationslåsning av ett sekundärt kugghjul på huvudaxeln. I detta fall kan växellådan betecknas som en synkroniserad växellåda. Nämnda komponenter kan innefatta koniska friktionsytor som trycks mot varandra med syfte att synkronisera det sekundära kugghjulets varvtal med huvudaxeln innan det sekundära kugghjulet tillhandahåller en rotationslåsning på huvudaxeln. I detta fall tillhandahålls en mekaniskt styrd och mer robust synkronisering av det sekundära kugghjulets varvtal och huvudaxelns varvtal. Iläggning av nya växlar med ett varvtalsfel kan dock även förekomma i denna typ av växellåda i samband med att det råder högfrekventa torsionssvängningar i drivlinan.

Det inledningsvis angivna syftet uppnås även med förfarandet enligt patentkraven 14-18.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom exempel, föredragna utföringsformer av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar ett fordon med en anordning enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 visar ett flödesschema som visar ett förfarande enligt en första utföringsform av uppfinningen och Fig. 3 visar ett flödesschema som visar ett förfarande enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar schematiskt ett fordon 1 som med fördel är ett tungt fordon. Fordonet 1 drivs av en förbränningsmotor 2. Förbränningsmotorn 2 kan vara en dieselmotor. Fordonet innefattar en drivlina 3 som överför förbränningsmotorns 2 drivmoment till fordonets drivhjul 4. Drivlinan 3 innefattar bl.a. en kopplingsmekanism 5, en växellåda 6 och en kardanaxel 7. Kopplingsmekanismen 5 är anordnad mellan förbränningsmotorn 2 och växellådan 6. Kopplingsmekanismen 5 är ställbar i ett stängt läge då den förbinder en utgående axel 2a hos förbränningsmotorn 2 med en ingående axel 6a hos växellådan 6 och i ett öppet läge då den frikopplar förbränningsmotorn 2 från växellådan 6. Fordonet innefattar säkerhetssystem i form av ett ABS-system 8a och ett ESP-system 8b. En styrenhet 9 är anpassad att styra kopplingsmekanismen 5 med hjälp av en schematiskt visad aktuator 10.

Växellådan 6 är en automatiserad manuell växellåda AMT-växellåda. Växellådan 6 innefattar en huvudaxel 6b och en sidoaxel 6c. Växellådan innehåller ett flertal kugghjulspar 6d som är i konstant ingrepp med varandra. Var och en av kugghjulsparen 6d innefattar ett primärt kugghjul 6di som är vridfast anordnat sidoaxeln 6c och ett sekundärt kugghjul 6d2som är roterbart anordnat på huvudaxeln 6b. Låsenheter 6e är anordnade på huvudaxeln 6b i anslutning till de sekundära kugghjulen 6d2. Låsenheterna 6e är vridfast fästa på huvudaxel 6b så att de roterar med samma varvtal som huvudaxeln 6b. Var och en av låsenheterna 6e innefattar en förskjutbart anordnad kopplingshylsa med en klokoppling eller liknande som är förskjutbar i en axiell riktning på huvudaxeln 6b mellan ett neutralt läge och ett låsläge i vilket klokopplingen tillhandahåller en rotationslåsning av ett sekundärt kugghjul 6d2på huvudaxeln 6b. En av låsenheterna 6ei innefattas i en splitväxel. Låsenheten 6ei har till uppgift att upprätta ett första splitläge och ett andra splitläge i växellådan 6.1 det första splitläget förs låsenheten 6ei till ett första låsläge i vilket den tillhandahåller en rotationslåsning av det längst till vänster i Fig. 1 anordnade sekundära kugghjulet 6d2på den ingående axeln 6a. I detta splitläge förbinds den ingående axeln 6a med sidoaxeln 6c via det längst till vänster anordnade kugghjulsparet 6d. I det andra splitläget förs låsenheten 6ei till ett andra låsläge i vilket den tillhandahåller en rotationslåsning av det näst längst till vänster i Fig. 1 anordnade sekundära kugghjulet 6d2på den ingående axeln 6a. I detta fall förbinds den ingående axeln 6a med sidoaxeln 6c via det näst längst till vänster anordnade kugghjulsparet 6d. Låsenheten 6ei är även ställbar i ett neutralt läge mellan nämnda låslägen i vilka sidoaxeln 6c är frikopplad från den ingående axeln 6a.

Växellådan 6 innefattar en broms 6f med vilken sidoaxeln 6c kan bromsas under en växlingsprocess Växellådan 6 innefattar även en rangeväxel 6g som är anordnad mellan huvudaxeln 6b och en utgående axel 6h hos växellådan 6. Med hjälp av en rangeväxel 6g kan alla utväxlingar i växellådan 6 ges en hög respektive en låg utväxling. Därmed kan växellådan 6 erhålla dubbelt så många växlar. Styrenhet 9 har tillgång till lagrad information 9a avseende lämplig växel i växellådan vid olika drifttillstånd som definieras av ett antal driftparametrar 11 såsom fordonets hastighet, förbränningsmotorns varvtal etc. Styrenheten 9 är anpassad att mottaga information avseende aktuella värden på nämnda driftsparametrar 11 under drift och initiera växling i växellådan 6 med hjälp av denna information. Styrenheten 9 styr växlingsprocesserna i växellådan genom aktivering av en schematiskt visad växlingsmekanism 12. Växlingsmekanismen 12 kan innefatta en aktuator och en rörelseöverförande mekanism för var och en av låsenheterna 6e. Men hjälp av en sådan växlingsmekanism 12 kan låsenheterna 6e föras från ett låst läge till ett neutralt läge under en urläggningsprocess av en växel i växellådan och från det neutrala läget till låsläget under en iläggningsprocess av en växel i växellådan. Nerväxlingsprocesserna utförs huvudsakligen med kopplingsmekanismen 5 i det stängda läget. Nerväxlingsprocesserna kan utföras något snabbare i detta fall eftersom kopplingsmekanismen 5 inte behöver öppnas och sedan stängas. Växellådan 6 är i denna utföringsform en osynkroniserad AMT-växellåda. En osynkroniserad AMT-växellåda har låsenheter 6e som tillhandahåller en rotationslåsning av sekundära kugghjul 6d2på huvudaxel 6b utan synkroniseringskomponenter.

Innan en befintlig växel i växellådan 6 kan läggas ur måste ett momentlöst tillstånd skapas mellan det rotationslåsta sekundära kugghjulet 6d2och huvudaxeln 6b. Styrenheten 9 skapar det momentlösa tillståndet genom styrning av förbränningsmotorn 2. Då ett momentlöst tillstånd har skapats tillhandahåller växlingsmekanismen 12 en förskjutsrörelse av låsenheten 6e från låsläget till ett neutralt läge. När låsenheten 6e når det neutrala läget upphör rotationslåsningen av det sekundära kugghjulet 6d2på huvudaxeln 6b. Vid uppväxling av en osynkroniserad växellåda aktiverar styrenheten 9 med fördel sidoaxelbromsen 6f för att snabba upp växlingsförloppet. Bromsen 6f kräver att kopplingen 5 hålls öppen då den aktiveras eftersom den annars riskerar att ta skada då den inte är gjord för att även bromsa motorn 2. Då ett synkront varvtal uppnåtts aktiverar styrenheten 9 växlingsmekanismen 12 så att den förskjuter den aktuella låsenheten 6e från det neutrala läget till låsläget vid vilket det sekundära kugghjulet 6d2som representerar den nya växeln erhåller en rotationslåsning på huvudaxeln 6b. Om istället en lägre växel ska läggas in i växellådan 6 aktiverar styrenheten 9 förbränningsmotorn 2 så att den accelererar sidoaxeln 6c tills det sekundära kugghjulet 6d2som representerar den nya växeln erhåller ett synkront varvtal med huvudaxeln 6b. I detta fall är kopplingen 5 i det stängda läget. Då ett synkront varvtal uppnåtts aktiverar styrenheten 9 växlingsmekanismen 12 så att den förskjuter den aktuella låsenheten 6e från det neutrala läget till låsläget vid vilket det sekundära kugghjulet 6d2erhåller en rotationslåsning på huvudaxeln 6b.

ABS-systemet 8a innefattar hastighetssensorer för varje hjul och en elektrisk styrenhet som väsentligen kontinuerligt mottar information från hastighetssensorerna. Om något eller några hjul börjar rotera långsammare än övriga hjul under en bromsprocess aktiveras ABS-systemet som intermittent lösgör och bromsar det berörda hjulet eller hjulen så att de fortsätter att rulla på underlaget under bromsprocessen. ESP-systemet 8b bidrar till fordonets stabilitet och väghållning under färd i kurvor. ESP-systemet 8b innefattar sensorer som registrerar hjulens riktning i förhållande till rattutslaget samt en sensor 14 i form av ett gyro som övervakar fordonets rörelser i sidled. Systemet aktiveras när sensorerna skickar information som indikerar att ett eller flera av fordonets hjul börjar sladda. Då det sker bromsas de hjul som krävs för att häva sladden. Även här tillhandahåller det eller de berörda hjulen en intermittent bromsverkan.

Drivlinor 3 hos fordon 1 har elastiska egenskaper. Då ett drivhjul 4 tillhandahåller en intermittent bromsprocess som initieras av ett ABS-system eller ett ESP-system är det en risk att det uppkommer högfrekventa torsionssvängningar i fordonets drivlina 3. Då drivlinan 3 i ett fordon 1 utför torsionssvängningar är det både svårt att mäta drivlinans varvtal och att skapa ett synkront varvtal under en iläggningsprocess av en växel i växellådan 6. Torsionssvängningar uppkommer främst i den bakre längre delen av drivlinan 3 som sträcker sig från huvudaxeln 6b i växellådan 6 till drivhjulen 4 och som således innefattar kardanaxeln 7. Torsionssvängningar i drivlinan 3 kan även uppkomma i den främre kortare delen av drivlinan som sträcker sig från förbränningsmotorn 2 till sidoaxeln 6c i växellådan 6.

Då högfrekventa torsionssvängningar förekommer i drivlinan 3 under en växlingsprocess föreligger det en uppenbar risk att den nya växeln läggs i med ett varvtalsfel. Det är i därmed en risk att skador uppkommer i växellådan i samband med iläggning av den nya växeln. Fordonet 1 innefattar en anordning som innefattar ABS-systemet 8a och/eller ESP-systemet 8b och styrenheten 9. Styrenheten 9 innefattar en programvara 9b med vilken det är möjligt att mottaga och lagra information som dokumenterar när ABS-systemet 8a och ESP-systemet 8b aktiverats. Med hjälp av sådana lagrade värden kan programvaran uppskatta en riskperioder Rabs, Resp under vilket det bedöms vara en förhöjd risk att ABS-systemet 8a eller ESP-systemet 8b aktiveras. Under sådana perioder Rabs, Resp med en förhöjd risk för aktivering av ABS-systemet 8a eller ESP-systemet 8b är det således även en förhöjd risk för högfrekventa torsionssvängningar i drivlinan och att nya växlar läggs i med ett varvtalsfel i växellådan 6.

Funktionen hos en anordning som innefattar ABS-systemet 8a framgår av flödesschemat i Fig. 2. Vid steget 20 startar processen i samband med att förbränningsmotorn 2 startar. Styrenhet 9 mottar väsentligen kontinuerligt information avseende aktuella värden på nämnda driftsparametrar 11 under drift av fordonet 1 och från sensorn 13 avseende omgivningens temperatur. Vid steget 21 mottar styrenheten 9 information från ABS-systemet 8a att det aktiverats. Styrenheten 9 registrerar tidpunkten när ABS-systemet 8a aktiverades. Styrenheten 9 kan även registrera parametervärden såsom omgivningens temperatur och rådande driftsparametrar då ABS-systemet 8a aktiverades. Styrenhetens programvara 9b uppskattar därefter, vid steget 22, en riskperiod Rabs inom vilken det bedöms råda en förhöjd risk för nya aktiveringar av ABS-systemet 8a. ABS-systemet 8a aktiveras då hjulens grepp mot underlaget uppvisar en låg friktion vilket vanligtvis beror på isbildningen på vägen. I och med att is bildats på vägbanan på ett ställe innefattar den framförvarande vägbanan många gånger is. Därmed kan en riskperiod Rabs definieras under den fortsatta färden efter en ABS-aktivering av, exempelvis, storleksordningen 15 minuter. Alternativt kan riskperioden Rabs definieras av ett antal inbromsningar utan aktivering av ABS-systemet. Varje gång som en ABS-aktivering inträffar kan en ny riskperiod uppskattas som utgår från den senaste ABS-aktiveringen.

Vid steget 23, mottar styrenheten 9 information avseende nämnda driftsparametrar 11 som indikerar att en växlingsprocess ska utföras i växellådan 6. En befintlig växel ska således läggas ur och en ny växel läggas i. Vid steget 24 aktiverar och styr styrenheten 9 förbränningsmotorn 2 med syfte att skapa ett momentlöst tillstånd i växellådan 6. Då styrenheten 9 uppskattar att ett momentlöst tillstånd har skapats i växellådan 6 aktiverar den växlingsmekanismen 12. Växlingsmekanismen 12 tillhandahåller en förskjutning av den aktuella låsenheten 6e från låsläget till ett neutralt läge. Det rotationslåsta sekundära kugghjulet 6d2frikopplas därmed på huvudaxeln 6b och växeln är urlagd. Vid steget 25 bedömer styrenheten 9 om växlingsprocessen utförs inom riskperioden Rabs eller inte. Om växlingsprocessen utförs utom riskperioden Rabs innefattar styrenheten annan logik som, vid steget 26, avgör om den nya växeln i växellådan 6 ska läggas i med kopplingsmekanismen i stängt eller öppet läge. Vid steget 27 aktiverar styrenheten 9 växlingsmekanismen 12 så att den förskjuter den aktuella låsenheten 6e från det neutrala läget till låsläget vid vilket det sekundära kugghjulet 6d2som representerar den nya växeln erhåller en rotationslåsning på huvudaxeln 6b så snart ett synkront varvtal uppnåtts mellan det sekundära kugghjulet 6d2och huvudaxeln 6b.

Om det istället konstateras, vid 25, att växlingsprocessen utförs inom riskperioden Rabs konstateras att det är inte är lämpligt att lägga i den nya växeln i växellådan 6 med kopplingsmekanismen 5 i stängt läge på grund av skaderisken. Styrenheten 9 aktiverar i detta fall aktuatorn 10 som öppnar kopplingsmekanismen 5 vid steget 28. Efter att kopplingsmekanismen 5 öppnats aktiveras styrenheten 9, vid steget 27, växlingsmekanismen 12 så att den förskjuter den aktuella låsenheten 6e från det neutrala läget till låsläget vid vilket det sekundära kugghjulet 6d2som representerar den nya växeln erhåller en rotationslåsning på huvudaxeln 6b. I detta fall råder det således en förhöjd risk för ABS-aktivering om fordonet skulle bromsas under växlingsprocessen. Om så sker kan högfrekventa torsionssvängningar uppkomma i drivlinan 3 så att låsenheten 6e tillhandahåller en rotationslåsning av det sekundära kugghjulet 6d2på huvudaxeln 6b vid en tidpunkt då de inte har helt synkrona varvtal. Eftersom kopplingsmekanismen 5 är öppen är den relativt stora tröghetsmassa som representeras av förbränningsmotorn 2 bortkopplad från det sekundära kugghjulet 6d2. Därmed reduceras markant storleken på tröghetsmomentet som verkar det sekundära kugghjulet 6d2i samband med att det erhåller en rotationslåsning på huvudaxeln 6b. I och med det utsätts komponenterna som upprättar rotationslåsningen av det sekundära kugghjulet 6d2på huvudaxeln 6b för en betydligt mindre belastning om de går i ingrepp med varandra då det föreligger ett varvtalsfel. Risken för skador är därmed klart reducerad då kopplingsmekanismen 5 är öppen i förhållande till då den är stängd. Visserligen tar denna växlingsprocess något längre tid då kopplingsmekanismen 5 måste öppnas innan den nya växeln kan läggas i men det uppvägs av det faktum att skador på växellådan 6 kan undvikas.

I detta fall innefattar växellådan 6 en splitväxel. En alternativ möjlighet att bryta förbindningen i drivlinans första del mellan förbränningsmotorn 2 och växellådan 6 är att ställa den första låsenheten 6ei i neutralläget i samband med iläggning av en ny växel i växellådan 6. Då den första låsenheten 6ei ställs i neutralläget frikopplas sidoaxeln 6c från växellådans ingående axel 6a. I detta alternativ reduceras det tröghetsmoment som verkar på det sekundära kugghjulet 6d2ytterligare i samband med iläggning av den nya växeln. Risken för skador är därmed ytterligare reducerad då iläggning av en ny växel sker med splitväxeln är i neutralläget. Vid den efterföljande iläggningen av splitväxeln, då den första låsenheten 6ei tillhandahåller en rotationslåsning av ett av de två möjliga sekundära kugghjulen 6d2på den ingående axeln 6a, är kopplingsmekanismen lämpligen i det öppna läget om ABS-systemet aktiveras.

Funktionen hos en anordning som innefattar ESP-systemet 8b framgår av flödesschemat i Fig. 3. Vid steget 30 startar processen i samband med att förbränningsmotorn 2 startar. Styrenhet 9 mottar väsentligen kontinuerligt information avseende aktuella värden på nämnda driftsparametrar 11 under drift av fordonet 1 och från sensorn 13 avseende omgivningens temperatur. Vid steget 31 mottar styrenheten 9 information från ESP-systemet 8b att det aktiverats. Styrenheten 9 registrerar tidpunkten när ESP-systemet 8b aktiverades. Styrenheten 9 kan även registrera parametervärden från sensorn 13 avseende omgivningens temperatur och kurvans krökning från sensorn 14 och rådande driftsparametrar 11 då ESP-systemet 8b aktiverades. Styrenhetens programvara 9b uppskattar därefter, vid steget 32, en riskperiod Resp inom vilken det bedöms råda en förhöjd risk för nya aktiveringar av ESP-systemet 8b. ESP-systemet 8b aktiveras om fordonet börjar sladda i en kurva. Vägbanans friktion kan vara nedsatt på vägbanan i den kurva där ESP-systemet aktiverades och därmed även i framförvarande kurvor utefter vägbanan. Därmed kan en riskperiod Resp i form av en tidsperiod definieras under den fortsatta färden efter en ESP-aktivering av, exempelvis, storleksordningen 15 minuter. Alternativt kan riskperioden Resp definieras av ett antal kurvor utan aktivering av ESP-systemet. Riskperioden Resp upphör i detta fall efter att fordonet 1 färdats genom ett förbestämt antal kurvor utan aktivering av ESP-systemet Varje gång som en ESP-aktivering inträffar kan en ny riskperiod Resp uppskattas.

Vid steget 33, mottar styrenheten 9 information avseende nämnda driftsparametrar 11 som indikerar att en växlingsprocess ska utföras i växellådan 6. En befintlig växel ska således läggas ur och en ny växel läggas i. Vid steget 34 aktiverar och styr styrenheten 9 förbränningsmotorn 2 med syfte att skapa ett momentlöst tillstånd i växellådan 6. Då styrenheten 9 uppskattar att ett momentlöst tillstånd har skapats i växellådan 6 aktiverar den växlingsmekanismen 12. Växlingsmekanismen 12 tillhandahåller en förskjutning av den aktuella låsenheten 6e från låsläget till ett neutralt läge. Det rotationslåsta sekundära kugghjulet 6d2frikopplas därmed på huvudaxeln 6b. Vid steget 35 bedömer styrenheten 9 om växlingsprocessen utförs inom riskperioden Resp eller inte. Om växlingsprocessen utförs utom riskperioden Resp konstateras att det är möjligt att lägga i den nya växeln i växellådan 6 med kopplingsmekanismen i stängt läge. Vid steget 36 bestämmer annan logik om den nya växeln i växellådan 6 ska läggas i med kopplingsmekanismen 5 i öppet eller stängt läge. Vid steget 37 aktiverar styrenheten 9 växlingsmekanismen 12 så att den förskjuter den aktuella låsenheten 6e från det neutrala läget till låsläget vid vilket det sekundära kugghjulet 6d2som representerar den nya växeln erhåller en rotationslåsning på huvudaxeln 6b så snart ett synkront varvtal uppnåtts mellan det sekundära kugghjulet 6d2och huvudaxeln 6b.

Om det istället konstateras, vid 35, att växlingsprocessen utförs inom riskperioden Resp konstateras att det är inte är lämpligt att lägga i den nya växeln i växellådan 6 med kopplingsmekanismen 5 i stängt läge på grund av skaderisken. Styrenheten 9 aktiverar i detta fall aktuatorn 10 som öppnar kopplingsmekanismen 5 vid steget 38. Efter att kopplingsmekanismen 5 öppnats aktiveras styrenheten 9, vid steget 37, växlingsmekanismen 12 så att den förskjuter den aktuella låsenheten 6e från det neutrala läget till låsläget vid vilket det sekundära kugghjulet 6d2erhåller en rotationslåsning på huvudaxeln 6b. I detta fall råder det således en förhöjd risk för ESP-aktivering om fordonet skulle framföras i en kurva under växlingsprocessen. Om så sker kan högfrekventa torsionssvängningar uppkomma i drivlinan 3 så att låsenheten 6e tillhandahåller en rotationslåsning av det sekundära kugghjulet 6d2på huvudaxeln 6b vid en tidpunkt då de inte har helt synkrona varvtal. Eftersom kopplingsmekanismen 5 är öppen är den relativt stora tröghetsmassa som representeras av förbränningsmotorn 2 bortkopplad från det sekundära kugghjulet 6d2. Därmed reduceras markant storleken på tröghetsmomentet som verkar det sekundära kugghjulet 6d2.1 och med det utsätts komponenterna som upprättar rotationslåsningen av det sekundära kugghjulet 6d2på huvudaxeln 6b för en betydligt mindre belastning om de går i ingrepp med varandra med ett varvtalsfel. Risken för skador är därmed klart reducerad då kopplingsmekanismen 5 är öppen. Även i detta fall kan splitväxel ställas i ett neutralläge som ett alternativ eller ett komplement till en öppen kopplingsmekanism 5 för att bryta förbindningen i drivlinan mellan förbränningsmotorn 2 och växellådan 6.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den på ritningarna beskrivna utföringsformen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Växellådan är i den visade utföringsformen ovan en osynkroniserad AMT-växellåda 6. Även om risken för skador inte är lika stor i en synkroniserad AMT-växellåda kan anordningen och förfarandet enligt föreliggande uppfinning även tillämpas på en sådan växellåda. En synkroniserad AMT-växellåda innefattar förutom låsenheterna 6e även komponenter som synkroniserar de sekundära kugghjulens 6d2varvtal med huvudaxelns 6b varvtal innan det sekundära kugghjulet 6d2tillhandahåller en rotationslåsning på huvudaxeln 6b.

Claims (18)

1. Anordning för att lägga in en växel i en växellåda (6) i ett motordrivet fordon (1), varvid fordon (1) innefattar en drivmotor (2), en växellåda (6), en drivlina (3) som överför drivmotorns (2) drivmoment till fordonets drivhjul (4), en reglerbar komponent (5, 6ei) i drivlinan (3) vilken i ett första läge förbinder drivmotorn (2) med växellådan (3) och i ett andra läge bryter förbindningen mellan förbränningsmotorn (2) och växellådan (3), varvid anordningen innefattar ett säkerhetssystem (8a, 8b) som är anpassat att automatisk aktivera fordonets bromsar (15) då specifika driftssituationer uppkommer,kännetecknad av att anordningen innefattar en styrenhet (9) som är anpassad att mottaga information som åtminstone indikerar när den senaste aktiveringen av säkerhetssystemet (8a, 8b) inträffade, att uppskatta en riskperiod (Rab s, Res ) efter den senaste aktiveringen inom vilken risken bedöms vara hög för en ytterligare aktivering av säkerhetssystemet, att ställa den reglerbara komponenten (5, 6ei) i det andra läget då en ny växel läggs in i växellådan (6) inom nämnda riskperiod (Rabs, Res ).

2. Anordning enligt krav 1,kännetecknad av att nämnda reglerbara komponent är en kopplingsmekanism (5).

3. Anordning enligt krav 1,kännetecknad av att växellådan (6) innefattar en splitväxel och att nämnda reglerbara komponent är en låsenhet (6ei) hos splitväxeln.

4. Anordning enligt något av föregående krav,kännetecknad av att nämnda riskperiod (Rabs, Res ) är en tidsperiod.

5. Anordning enligt något av föregående krav,kännetecknad av att säkerhetssystemet är ett ABS-system (8a).

6. Anordning enligt krav 5,kännetecknad av att styrenheten (9) är anpassad att detektera utförda aktiveringar av ABS-systemet (8a) och att nämnda riskperiod (Rab s, Res ) utgörs av ett förbestämt antal utförda bromsprocesser utan att ABS-systemet har aktiverats.

7. Anordning enligt något av föregående krav,kännetecknad av att säkerhetssystemet är ett ESP-system (8b).

8. Anordning enligt krav 7,kännetecknad av att styrenheten (9) är anpassad att erhålla information från en sensor (14) som avkänner då fordonet framförs i en kurva och att nämnda riskperiod (Res ) utgörs av ett på förhand bestämt antal kurvor som fordonet (1) färdats genom utan att ESP-systemet har aktiverats.

9. Anordning enligt något av föregående krav,kännetecknad av att styrenheten (9) innefattar en programvara (9b) med vilken nämnda riskperiod (Rab s, Res ) uppskattas.

10. Anordning enligt något av föregående krav,kännetecknad av att styrenheten (9) är anpassad att erhålla information från en sensor (13) som avkänner omgivningens temperatur och att uppskatta nämnda riskperiod (Rab s, Res ) med hjälp av omgivningens temperatur.

11. Anordning enligt något av föregående krav,kännetecknad av att växellådan (6) innefattar en huvudaxel (6b), en sidoaxel (6c) och ett flertal kugghjulspar som var och en innefattar ett primärt kugghjul (6di) som är vridfast anordnat på som sidoaxeln (6c) och sekundära kugghjul (6d2 ) som är roterbart anordnade på huvudaxeln (6b).

12. Anordning enligt något av föregående krav,kännetecknad av att växellådan innefattar låsenheter (6e) som är anpassade att rotationslåsa de sekundära kugghjulen (6d2 ) på huvudaxeln (6b).

13. Anordning enligt något av föregående krav 12,kännetecknad av att nämnda låsenheter (6e) även innefattar synkroniseringskomponenter som är anpassade att synkronisera de sekundära kugghjulens (6d2 ) varvtal med huvudaxeln (6b) innan de tillhandahåller en rotationslåsning av ett sekundärt kugghjul (6d2 ) på huvudaxeln (6b).

14. Förfarande för att lägga in en växel i en växellåda (6) i ett motordrivet fordon (1), varvid fordon (1) innefattar en drivmotor (2), en växellåda (6), en drivlina (3) som överför drivmotorns (2) drivmoment till fordonets drivhjul (4), en reglerbar komponent (5, 6ei) i drivlinan (3) vilken i ett första läge förbinder drivmotorn (2) med växellådan (3) och i ett andra läge bryter förbindningen mellan förbränningsmotorn (2) och växellådan (3), och ett säkerhetssystem (8a, 8b) som är anpassat att automatisk aktivera fordonets bromsar (15) då specifika driftssituationer uppkommer,kännetecknat av stegen att mottaga information när åtminstone den senaste aktiveringen av säkerhetssystemet (8a, 8b) inträffade, att uppskatta en riskperiod (Rab s, Res ) efter den senaste aktiveringen inom vilken risken bedöms vara hög för en ytterligare aktivering av säkerhetssystemet (8a, 8b), att ställa den reglerbara komponenten (5, 6ei) i det andra läget då en ny växel läggs in i växellådan (6) inom nämnda riskperiod (Rab s, Res ).

15. Förfarande enligt krav 14,kännetecknat av steget att uppskatta nämnda riskperiod (Rabs, Res ) som en tidsperiod.

16. Förfarande enligt krav 14,kännetecknat av steget att avkänna omgivningens temperatur och att uppskatta nämnda riskperiods (Rab s, Res ) med hjälp av denna information.

17. Förfarandet enligt något av föregående krav 14, varvid säkerhetssystemet är ett ABS-system (8a),kännetecknat av steget att definiera riskperioden (Rab s) som ett förbestämt antal utförda bromsprocesser av fordonet (1) utan att ABS-systemet (8a) har aktiverats.

18. Förfarandet enligt något av föregående krav 14, varvid säkerhetssystemet är ett ESP-system (8b),kännetecknad av steget att avkänna när fordonet framförs i en kurva och att definiera riskperiod (Res ) som ett förbestämt antal kurvor som fordonet (1) färdats genom utan att ESP-systemet (8b) har aktiverats.