RU2650330C1 - Method of gearbox control - Google Patents
Method of gearbox control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650330C1 RU2650330C1 RU2017104602A RU2017104602A RU2650330C1 RU 2650330 C1 RU2650330 C1 RU 2650330C1 RU 2017104602 A RU2017104602 A RU 2017104602A RU 2017104602 A RU2017104602 A RU 2017104602A RU 2650330 C1 RU2650330 C1 RU 2650330C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- synchronizer
- turn
- gear
- clutch
- signal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
- F16H59/02—Selector apparatus
- F16H59/04—Ratio selector apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в системах автоматического или командного переключения передач транспортных средств с механической трансмиссией.The invention relates to a transport mechanical engineering and can be used in automatic or command gear shifting systems of vehicles with a mechanical transmission.
Известны способы управления коробкой передач. Механический привод управления синхронизаторами (Шарипов В.М. Конструирование и расчет тракторов: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Автомобиле- и тракторостроение» направления подготовки дипломированных специалистов «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы». - Машиностроение, 2004. - 592 с. (стр. 136)) отличается простотой изготовления и управления. Алгоритм управления при этом задается водителем (оператором). Отличается тем, что не обеспечивается оптимальный режим управления, время переключения увеличивается. При этом трудно обеспечить необходимую точность управления, надежность и ресурс.Known transmission control methods. A mechanical drive for controlling synchronizers (V. Sharipov, Design and calculation of tractors: A textbook for university students enrolled in the specialty “Automotive and Tractor Engineering”, specialized diplomas in “Transport vehicles and transport and technological complexes.” - Engineering, 2004. - 592 p. (p. 136)) is distinguished by the simplicity of manufacture and control. The control algorithm is set by the driver (operator). It differs in that the optimal control mode is not provided, the switching time is increased. At the same time, it is difficult to provide the necessary control accuracy, reliability and resource.
Известен также способ электронного управления коробкой передач и устройство для его осуществления (Патент РФ 2013227, МПК В60К 41/06, F16D 23/06; опубл. 30.05.1994), при котором перед подачей сигнала на включение каждой передачи изменяется усилие включения путем регулирования рабочей среды в исполнительных механизмах, предварительно запоминается для каждой передачи оптимальный характер перемещения переключаемых элементов в процессе переключения передач и давление рабочей среды, обеспечивающее блокирование и разблокирование синхронизаторов, перемещение переключаемых элементов при «пробое» синхронизатора и при неразблокировании, а при подаче сигнала на включение данной передачи считывается и запоминается информация о реальном характере перемещения переключаемых элементов, сравнивается с предварительно заданным значением и в случае его совпадения не изменяется, в случае «пробоя» синхронизатора перед подачей сигнала на последующее одноименное переключение передач подается сигнал на снижение давления рабочей среды, в случае неразблокировки синхронизатора в процессе включения передачи подается сигнал на увеличение давления рабочей среды до достижения разблокировки синхронизатора. Недостатком способа является низкая точность управления, время переключения также увеличивается.There is also known a method of electronic control of the gearbox and a device for its implementation (RF Patent 2013227, IPC BK 41/06, F16D 23/06; publ. 05/30/1994), in which the switching force is changed by adjusting the working environment in the actuators, pre-stored for each transmission, the optimal nature of the movement of the shifted elements in the process of gear shifting and the pressure of the working environment, providing locking and unlocking synchronizers, moving switching elements during “breakdown” of the synchronizer and during non-unlocking, and when a signal is sent to activate this transmission, information about the real nature of movement of the switched elements is read and stored, compared with a preset value and if it matches, does not change, in the case of “breakdown” of the synchronizer before applying the signal to the subsequent gear shift of the same name, a signal is sent to reduce the pressure of the working medium, if the synchronizer is not unblocked during A signal is sent to increase the pressure of the working medium until the synchronizer is unlocked. The disadvantage of this method is the low accuracy of control, the switching time also increases.
Цель предлагаемого способа - повышение точности управления, сокращение времени переключения передач.The purpose of the proposed method is to increase the accuracy of control, reducing the time of gear shifting.
Для достижения указанной цели для включения синхронизатора на электромагнит до контакта конусов подается одна величина тока, а после контакта - другая, время изменения тока при этом задается как параметр и подбирается экспериментально, для выключения синхронизатора на электромагнит подается своя, третья, величина тока; нейтральное положение муфты синхронизатора, положение, при котором происходит контакт конусов, момент синхронизации, включенные положения передач синхронизатора, задаются с допускаемыми отклонениями; положение, при котором происходит контакт конусов, определяется по отсутствию движения муфты; момент синхронизации определяется по выравниванию частоты вращения ведомых валов синхронизатора на смежных передачах по сигналам датчиков оборотов, а также по движению муфты синхронизатора; датчик оборотов определяет также направление движения транспортного средства; используются программы с ПИД-регуляторами для включения-выключения синхронизаторов, для контроля положения и регулирования положения; положения муфты синхронизатора при включениях и выключениях контролируются в соответствии с заданными значениями и допусками и регулируются в случае превышения отклонений от допускаемых путем изменения величины управляющего тока с использованием ПИД-регуляторов обратной связи; величины токов выключения-включения синхронизатора также регулируются в зависимости от частоты вращения ведомого вала синхронизатора, силы тока включения-выключения задаются как параметр и уточняются экспериментально; коэффициенты ПИД-регуляторов обратной связи также сохраняются в энергонезависимой памяти.To achieve this goal, to turn on the synchronizer, one current is supplied to the electromagnet before the cones contact, and another is applied after the contact, the current change time is set as a parameter and selected experimentally, to turn off the synchronizer, its own, third, current is supplied to the electromagnet; the neutral position of the synchronizer clutch, the position at which the cones contact, the synchronization moment, the included gear positions of the synchronizer, are set with tolerances; the position at which the cones contact is determined by the absence of coupling movement; the synchronization moment is determined by aligning the speed of the driven shaft of the synchronizer in adjacent gears according to the signals of the speed sensors, as well as by the movement of the synchronizer clutch; the speed sensor also determines the direction of movement of the vehicle; programs with PID controllers are used to turn on / off synchronizers, to control the position and regulate the position; the position of the synchronizer clutch when turning on and off is controlled in accordance with the set values and tolerances and is adjusted if deviations from the tolerance are exceeded by changing the value of the control current using PID feedback controllers; the values of the on-off current of the synchronizer are also regulated depending on the speed of the driven shaft of the synchronizer, the on-off current is set as a parameter and refined experimentally; PID feedback factors are also stored in non-volatile memory.
С целью сокращения времени переключения передач при выключении-включении синхронизаторов процессы выключения-включения синхронизаторов совмещаются, сигнал на выключение первого синхронизатора и включение второго подается одновременно. За время выключения зубчатой муфты первого синхронизатора муфта второго синхронизатора перемещается в положение, при котором происходит контакт конусов, при дальнейшем перемещении втулки первого синхронизатора в нейтральное положение во втором включаемом синхронизаторе начинается процесс синхронизации.In order to reduce the time of gear shifting when the synchronizers are turned off and on, the synchronizer off-on processes are combined, the signal to turn off the first synchronizer and turn on the second is supplied simultaneously. During the shutdown of the gear clutch of the first synchronizer, the clutch of the second synchronizer moves to the position at which the cones contact, when the sleeve of the first synchronizer is further moved to the neutral position, the synchronization process starts in the second synchronizer switched on.
С целью обеспечения последовательного переключения передач (1-2-3-4 и обратно) с перекрытием процессов выключения-включения по времени один из сдвоенных актуаторов управляет 1 и 3 передачами, а второй сдвоенный актуатор управляет 2 и 4 передачами, совмещенное выключение и включение синхронизатора всегда производятся разными актуаторами и разными синхронизаторами.In order to ensure sequential gear shifting (1-2-3-4 and vice versa) with the shutdown of the on-off processes in time, one of the dual actuators controls 1 and 3 gears, and the second
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На Фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства изменения направления движения и переключения передач. На Фиг. 2 приведен фрагмент схемы электрогидравлической системы управления коробкой передач. На Фиг. 3 - схема включения передач. На Фиг. 4 - временные характеристики выключения-включения синхронизаторов (Фиг. 4, а - сигнала на выключение, Фиг. 4, б - положений муфты выключаемого синхронизатора, Фиг. 4, в - сигнала на включение синхронизатора, Фиг. 4, г - положений муфты включаемого синхронизатора, Фиг. 4, д - частоты вращения ведомых валов синхронизаторов).In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a device for changing the direction of movement and gear shifting. In FIG. Figure 2 shows a fragment of a diagram of an electro-hydraulic transmission control system. In FIG. 3 is a diagram for shifting gears. In FIG. 4 - temporal characteristics of switching off and on of synchronizers (Fig. 4, a - signal to turn off, Fig. 4, b - positions of the clutch of the synchronizer to be switched off, Fig. 4, c - signal to turn on the synchronizer, Fig. 4, d - positions of the clutch to turn on synchronizer, Fig. 4, d - rotational speed of the driven shaft synchronizers).
В систему управления синхронизаторами переключения передач входят: транспортное средство со ступенчатой коробкой передач с датчиками оборотов, с системой гидро- или пневмоуправления, в которой переключение передач (или диапазонов) производится при помощи инерционных сдвоенных синхронизаторов, управляемых пропорциональными электрогидравлическими или пневматическими клапанами; сдвоенные актуаторы с датчиками положения для обратной связи; стандартная электронная система управления.The gearshift synchronizer control system includes: a vehicle with a speed gearbox with RPM sensors, with a hydraulic or pneumatic control system, in which gears (or ranges) are shifted using inertial dual synchronizers controlled by proportional electro-hydraulic or pneumatic valves; dual actuators with position sensors for feedback; standard electronic control system.
Крутящий момент от двигателя передается на вал 1 (Фиг. 1) устройства изменения направления движения, на коробку передач, далее через выходной вал 2 к заднему мосту. Устройство изменения направления движения включает фрикцион переднего хода 3 и фрикцион заднего хода 4, которые на время переключения передач выключаются. Коробка передач состоит из двух синхронизаторов 5 и 6. Включение 1 и 3 передач производится синхронизатором 5, включение 2 и 4 передач - синхронизатором 6. Первая передача включается при перемещении муфты синхронизатора 5 вправо, вторая передача включается при перемещении муфты синхронизатора 6 вправо, 3 передача включается при перемещении муфты синхронизатора 5 влево, 4 передача включается при перемещении муфты синхронизатора 6 влево.The torque from the engine is transmitted to the shaft 1 (Fig. 1) of the device for changing the direction of movement, to the gearbox, then through the
Датчик 7 определяет не только частоту вращения деталей коробки передач, но и направление вращения шестерни, что позволяет определить фактическое направление движения транспортного средства. Датчик для определения скорости транспортного средства установлен на заднем мосту. Частоту вращения вала двигателя определяет электронная система управления двигателем.The
На Фиг. 2 схематично показаны два сдвоенных актуатора 8 и 9 с шариковыми фиксаторами 10, с датчиками положения 11 и с пропорциональными электромагнитными клапанами управления передач 12, 13, 14, 15 для включения, соответственно, 1, 2, 3, 4 передач. Поводок 16 актуаторов 8 и 9 взаимодействует с муфтой синхронизатора 5 и 6. Управление фрикционами переднего и заднего ходов также производится пропорциональными электрогидравлическими клапанами (на Фиг. 2 не показаны).In FIG. 2 schematically shows two
На Фиг. 3 приведена схема включения передач. Синхронизаторы (Фиг. 2) имеют три положения. В нейтральном положении муфты (Н) синхронизатор не передает крутящий момент. В левом (Л) и правом (П) крайних положениях муфты крутящий момент передается, то есть включаются передачи. Муфта синхронизатора М31 при перемещении вправо включает 1 передачу, при перемещении влево - 3 передачу, муфта М42, соответственно, - 2 и 4 передачи.In FIG. 3 shows a gear shift pattern. Synchronizers (Fig. 2) have three positions. In the neutral position of the clutch (H), the synchronizer does not transmit torque. In the left (L) and right (P) extreme positions of the clutch, the torque is transmitted, that is, the gears are engaged. When moving to the right, the synchronizer clutch M 31 includes 1 gear, when moving to the left - 3 gears, the M 42 clutch, respectively, 2 and 4 gears.
Синхронизатор работает следующим образом. При подаче сигнала на электромагнит 12 актуатор 8 (Фиг. 2) из нейтрального положения переместит муфту синхронизатора M31 вправо и включит 1 передачу. При подаче сигнала на электромагнит 14 актуатор 8 переместит муфту синхронизатора влево, в нейтральное положение, то есть выключит 1 передачу, если продолжить подавать сигнал на электромагнит 14, то муфта переместится дальше и включится 3 передача. Также включаются 2 и 4 передачи. 1 и 3, 2 и 4 передачи попарно работают в режиме противовключения. Переключение с 1 передачи на 3 и обратно, со 2 на 4 и обратно можно производить только последовательно, через нейтральное положение.The synchronizer works as follows. When a signal is applied to the
Для того чтобы совместить по времени выключение и включение двух смежных передач необходимо, например, выключить 1 передачу и одновременно начать включение 2 передачи. Выключение 1 передачи осуществляется актуатором 8 и муфтой синхронизатора М31, а включение второй передачи - актуатором 9 и муфтой синхронизатора М42. Также происходят переключения со 2 передачи на 1, со 2 передачи на 3 и обратно, с 3 передачи на 4 и обратно. Таким образом, приведенная на Фиг. 2 и Фиг. 3 схема переключения позволяет совмещать по времени выключение-включение передач.In order to combine the switching off and switching on of two adjacent gears in time, it is necessary, for example, to turn off 1 gear and at the same time start turning on 2 gears. The 1st gear is disengaged by the
Для выключения, например, 1 передачи, дискретно подается ток I1 (Фиг. 4) на электромагнит 14 (Фиг. 2) системы управления. За время t0-t1 (Фиг. 4) актуатор 8 переместит муфту синхронизатора М31, из положения h2 в положение h1 за это время зубчатая муфта синхронизатора выходит из зацепления с шестерней 1 передачи. При дальнейшем перемещении за время t1-t3 муфта переместится в нейтральное положение. Муфта фиксируется в нейтральном положении шариковым фиксатором 10 (Фиг. 2). Электрический сигнал в точке t4 отключается. Датчик положения и электронная система фиксируют положение муфты синхронизатора и продолжают контролировать положение муфты с использованием ПИД-регуляторов. В случае отклонения от заданного положения запускается программа регулирования положения с учетом заданных допусков также с использованием ПИД-регуляторов.To turn off, for example, 1 transmission, the current I 1 (Fig. 4) is discretely applied to the electromagnet 14 (Fig. 2) of the control system. During time t 0 -t 1 (Fig. 4), the
Вместе с сигналом на выключение первой передачи (в качестве примера рассматривается переключение с 1 передачи на 2, остальные переключения происходят подобным образом) электрический сигнал I2 одновременно подается на электромагнит 6 второй передачи. За время t0-t1 актуатор 9 переместит муфту синхронизатора 6 из нейтрального положения в положение h3. В этой точке происходит касание конусов трения синхронизатора. В точке t1 шестерня 1 передачи уже вышла из зацепления, но касание конусов синхронизатора второй передачи еще только начинается. t1-t2 - время нарастания силы тока с I2 до I3. За время t1-t5 скорости вращения ведомых валов синхронизаторов на 1 (n1) и 2 (n2) передачах выравниваются. В течение времени t5-t6 включается зубчатая муфта 2-й передачи, муфта синхронизатора также фиксируется шариковым фиксатором во включенном положении 2-й передачи. В течение времени t2-t7 на электромагнит 6 подается сигнал I3. Электронная система также контролирует и регулирует положение муфты. Использование ПИД-регуляторов повышает точность позиционирования муфты синхронизатора и сокращает время переключения передач.Together with the signal to turn off the first gear (as an example, switching from 1st gear to 2 is considered, the remaining shifts occur in a similar way), the electric signal I 2 is simultaneously supplied to the
Предложенный способ управления переключением передач реализован в системах управления трансмиссиями на тракторах Агромаш-160ТК, Агромаш-180ТК.The proposed method of gear shifting control is implemented in transmission control systems on tractors Agromash-160TK, Agromash-180TK.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104602A RU2650330C1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Method of gearbox control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104602A RU2650330C1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Method of gearbox control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2650330C1 true RU2650330C1 (en) | 2018-04-11 |
Family
ID=61976498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017104602A RU2650330C1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Method of gearbox control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650330C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113685540A (en) * | 2021-08-24 | 2021-11-23 | 中国第一汽车股份有限公司 | Gear shifting control method and system for electric control mechanical automatic transmission, vehicle and medium |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1791174A1 (en) * | 1991-04-26 | 1993-01-30 | Bruss Polt I | Method of and device for control of gearbox |
RU2013227C1 (en) * | 1990-11-11 | 1994-05-30 | Белорусская государственная политехническая академия | Method and device for controlling transmission gear |
RU2126332C1 (en) * | 1993-10-29 | 1999-02-20 | Итон Корпорейшн | Vehicle gearbox control system and method |
RU2514623C2 (en) * | 2009-09-14 | 2014-04-27 | Сканиа Св Аб | Method of control of gearbox |
-
2017
- 2017-02-13 RU RU2017104602A patent/RU2650330C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2013227C1 (en) * | 1990-11-11 | 1994-05-30 | Белорусская государственная политехническая академия | Method and device for controlling transmission gear |
SU1791174A1 (en) * | 1991-04-26 | 1993-01-30 | Bruss Polt I | Method of and device for control of gearbox |
RU2126332C1 (en) * | 1993-10-29 | 1999-02-20 | Итон Корпорейшн | Vehicle gearbox control system and method |
RU2514623C2 (en) * | 2009-09-14 | 2014-04-27 | Сканиа Св Аб | Method of control of gearbox |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113685540A (en) * | 2021-08-24 | 2021-11-23 | 中国第一汽车股份有限公司 | Gear shifting control method and system for electric control mechanical automatic transmission, vehicle and medium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101858428B (en) | Gear shift control of a dual clutch transmission | |
CN105179675B (en) | The optimization upshift control method of wet dual clutch transmission | |
EP2653754B1 (en) | Control device for dual clutch transmission and control method for dual clutch transmission | |
US20110288735A1 (en) | Producing Vehicle Creep Through a Transmission Without a Torque Converter | |
US9346456B2 (en) | Transmission control system | |
JP7206596B2 (en) | automatic transmission controller | |
CN111615603B (en) | Electric transmission system and gear shifting method | |
JP4375010B2 (en) | Automotive control device and driving force transmission device thereof | |
US20130261912A1 (en) | Control device for dual clutch transmission and control method for dual clutch transmission | |
US6835161B2 (en) | Automated change-speed gearbox and methods for changing gear in such a gearbox | |
EP3382237B1 (en) | Control apparatus for dual-clutch type transmission, and dual-clutch type transmission | |
RU2650330C1 (en) | Method of gearbox control | |
JP2006522905A (en) | Transmission actuator and control method thereof | |
US6885929B2 (en) | Control method for an automatic transmission of an engine-driven vehicle | |
US20150330480A1 (en) | Process for Engaging or Disengaging Splined Members | |
KR102177600B1 (en) | Clutch control method and apparatus of wet type dual clutch transmission | |
JP3747736B2 (en) | Shift control device for mechanical automatic transmission | |
KR102542935B1 (en) | Shift control method for vehicle when can communication fail | |
JP4528770B2 (en) | Vehicle transmission control method | |
KR101830906B1 (en) | Arrangement and method for engaging a gear in a gearbox | |
CN108700138B (en) | Control device and method for operating a dual clutch transmission of a motor vehicle | |
US9618113B2 (en) | Range switchover control system | |
KR20240076324A (en) | Clutch control device and method for a continuously variable transmission vehicle with an electronic shift system | |
JP2020085071A (en) | Control device and control method | |
CN113803458A (en) | Gear control method, gear control device, gear control equipment, storage medium and product |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20211220 |