SE417413B - Sett att styra en kraftoverforingsanordning samt anordning for utforande av settet - Google Patents

Description

, '7905695-8 Den växel som ligger i ingrepp, när retardationsförloppet på- börjas, bibehâlles enligt en vidareutveckling av uppfinningen under hela retardationsförloppet. Härigenom erhålles mjuk retardation.

Om emellertid den högsta växeln, särskilt hos en växellåda med minst fyra drivväxlar, ligger i ingrepp när retardationsförloppet påbörjas, utföres enligt uppfinningen lämpligen omedelbart nedväxling till närmast lägre växel. Vid exempelvis en fyrväxlad växellåda, där 4:an ligger i ingrepp och hastigheten är 30 km/h när order ges om vänd- ning, sker omedelbar nedväxling till 3:an och retardation på denna växel tills hastigheten underskrider spärrvärdet, exempelvis 25 km/ h, varefter växellådans arbetsriktning omkastas. Orsaken till att högsta växeln ej bibehâlles i ingrepp är att man upptäckt att med den lägre växeln i ingrepp blir retardationsförloppet visserligen kraftigare men samtidigt kortare, vilketnudför mindre värmeutveck- ling i momentomvandlaren. ' Sedan föraren väl valt önskad körriktning behöver han icke styra vändförloppet ytterligare; När retardationen avslutats och- hastigheten är noll sker start i den nya körriktningen genom auto- matisk styrning av växellådan. För en hjullastare väljes härvid 2:ans växel. Den lägsta växeln, l:an, utnyttjas normalt endast för skopfyllning. Även vid normal start, således ej under ett vändningsförlopp, väljes vanligtvis 2:an som startväxel. Under vissa betingelser, nämligen om motorvarvtalet överstiger ett förutbestämt gränsvärde eller drivaxelns resp. fordonets hastighet överstiger ett förutbe- stämt undre hastighetsvärde, sker emellertid start på närmast hög- re växel, 3:an, varigenom kraftigt accelerationsryck resp. retarda- tionsryck'undvikes.

Nedväxling till den lägsta växeln, l:an, sker företrädesvis icke automatiskt utan styres direkt av föraren medelst en manuellt utlöst kickdown-signal. lzans växel utnyttjas främst vid skopfyll- ning och fyllningsarbetet kan utföras snabbare med en förarutlöst nedväxling än om växellådan måste invänta en automatiskt styrd ned- växlingssignal. Härvid är det lämpligt att förhindra utlösning av kickdownsignalen dâ fordonshastigheten överskrider ett visst maxi- mivärde, eftersom nedväxling till lzan då skulle medföra ett kraf- tigt retardationsryck. Detta maximivärde kan lämpligen väljas så, att nedväxling möjliggöres endast inom andra växelns arbetsområde.

Ett för ett fordon såsom en hjullastare praktiskt arrange- mang är att anordna riktningsväljarreglaget och kickdown-signafgi- 7905695-8 varen som ett flerfunktionsreglage intill fordonets ratt så att fö- raren med en hand kan sköta såväl ratten, riktningsvalet som kick- down-signalen. Föraren har då andra handen fri att manövrera arbets- redskapet och att hjälpa till med styrningen för att påskynda sväng- ning om så behövs.

Uppfinningen avser även en kraftöverföringsanordning för ut- förande av det inledningsvis nämnda förfaringssättet. Kraftöverfö- ringsanordningen enligt uppfinningen uppvisar de 1 patentkravet 5 angivna kännetecknen och vidareutvecklingar av uppfinningstanken återges i patentkraven 6 - 10.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare med hjälp av ett ut- föringsexempel i form av en kraftöverföringsanordning för en hjul- lastare. Kraftöverföringsanordningen visas i blockschemaform i fig. 1. Fig. 2 visar i blockschemaform en styranordning för kraftöverfö- ringsanordningens växellåda. Fig. 3 visar i blockschemaform en med mikrodator utrustad styranordning.

Fig. l visar en drivmotor M, vilken driver en hydrodynamisk momentomvandlare C. Denna driver i sin tur en mekanisk stegväxel- låda T, som har fyra drivväxlar och en reverserväxel, med vars hjälp drivväxlarna kan utnyttjas för att driva den utgående axeln A och därmed fordonet antingen framåt eller bakåt. Växellâdans växlingar styres elektriskt medelst en elektrisk styranordning l. Ett körrikt- ningsreglage l2 är förbundet med styranordningen l.

Fig. 2 visar med en streckad ram den elektriska styranordnin- gen 1 för styrning av lastarens växellåda T. För detta ändamål upp- visar styranordningen drivväxelstyrorgan 2, vilka genom en första utgång 3 är förbundna med solenoider eller liknande för manövrering av kopplingar eller bromsar 4 hörande till växellådans drivväxlar.

Styranordningen l omfattar även reverserväxelstyrorgan 5, som genom en andra utgång 6 är förbundna med solenoider eller motsvarande för manövrering av de kopplingar och bromsar 7, som hör till växellådans reverserväxel. _ ' En första ingång 8 hos styranordningen l är förbunden med en givare 9 för lastarens hastighet. Givaren 9 kan exempelvis avkänna den utgående axelns A varvtal, fig. 1. En andra ingång 10 hos styr- anordningen är förbunden med en kickdown~signalgivare ll, lämpligen utförd som en del av ett flerfunktionsreglage, exempelvis i form av en intill fordonets ratt belägen väljarspak 12. En tredje ingång 13 är förbunden med en givare 14 för önskad körriktning. Även denna givare l4 ingår lämpligen i det som riktningsväljarspak 12 utformade 7905695-8 flerfunktionsreglaget. En fjärde ingång 15 är förbunden med en gi- vare 16 för fordonets körriktning. Även givaren 16 kan avkänna den utgående axeln A och kan eventuellt vara kombinerad med givaren 9. En femte ingång 17 hos styranordningen 1 är förbunden med ett flertal givare 18 för olika motorparametrar såsom motorvarvtal och belastning.

Styranordningen l innehåller en första komparator 19, i vil- ken riktningsbörvärdet från givaren 14 jämföres med riktningsärvär- det från givaren 16. När börvärdessignalen på ingången 13 ändras till att ange motsatt riktning mot ärvärdessignalen på ingången 15, avger den första komparatorn 19 en vändsignal på en ledning 20 till drivväxelstyrorganen 2. Från ledningen 20 är en ledning 21 avgre- nad, vilken leder till reverserväxelorganen 5.

Hastighetsärvärdet från givaren 9 på ingången 8 matas på en ledning 25 till en andra komparator 26, som även har en ingång för- bunden med ett första minne 27, i vilket en förutbestämd spärrvär- deshastighet finnes lagrad, exempelvis 25 km/h. Den andra kompara- torn 26 är inrättad att när hastighetsärvärdet på ledningen 25 un- derskrider spärrvärdeshastigheten avge en reverserklarsignal på en ledning 28 till reverserväxelstyrorganen 2.

När drivväxelstyrorganen 2 mottager vändsignalen på lednin- gen 20, styr de nedväxling till 3:ans växel från 4:ans växel, om denna var inkopplad. I annat fall utstyres inget växlingsförlopp, dvs ilagd växel bibehålles.

När reverserväxelstyrorganen 5 mottager vändsignalen på led- ningen 2l, avger de på utgången 6 en signal till växellådans rever- serväxelkoppling 7 för omkastning av reverserväxeln, under förut- sättning att klarsignal föreligger på ledningen 28. Om så ej är fallet, sker ingen riktningsomkastning. Reverserväxelstyrorganen 5 är för detta ändamål utrustade med logikkretsar.

Riktningsbörvärdessignalen på ingången 13 och riktningsär- värdessignalen på ingången 15 jâmföres även i en tredje komparator 29. När riktningsärvärdet är noll och riktningsbörvärdet skiljer sig från noll, avger den en startsignal på en ledning 30 till driv- växelstyrorganen 2.

En från givaren 18 härrörande motorvarvtalssignal på ingån- gen 17 tillföras en fjärde komparator 31, som även har en ingång förbunden med ett andra minne 32 för ett förutbestämt varvtalsgräns- värde, exempelvis 1000 varv per minut. Komparatorn jämför motorvarv- talet med varvtalsgränsvärdet och när motorvarvtalet överstigerJdet- '7905695-8 ta gränsvärde, avger komparatorn 31 en skonstartsignal på en led- ning 33 till drivväxelstyrorganen 2.

Hastighetsärvärdesignalen på ingången 8 tillföres även en femte komparator 34, som har en andra ingång förbunden med ett tredje minne 35 för ett undre hastighetsgränsvärde, exempelvis 2 km/h. Komparatorn 34 jämför fordonets verkliga hastighet med det i minnet 35 lagrade gränsvärdet och när den verkliga hastigheten över- skrider detta gränsvärde avger komparatorn 34 en skonstartsignal på en ledning 36 till drivväxelstyrorganen 2.

Drivväxelstyrorganen 2 är inrättade att när startsignalen uppträder på ledningen 30 avge en växlingssignal på utgången 3 till drivväxelkopplingarna 4 för inkoppling av 2:ans växel. Detta sker alltid vid startsignal i direkt anslutning till en vändsignal. Om emellertid en skonstartsignal uppträder på ledningen 33 eller 36 samtidigt med startsignalen på ledningen 30 och utan omedelbart föregående vändsignal på ledningen 20, avger drivväxelstyrorganen 2 istället en växlingssignal för inkoppling av 3:ans växel. Driv- växelstyrorganen 2 är för detta ändamål utrustade med logikkretsar.

Kickdown-signalen på ingången 10 matas via en ledning 37 till drivväxelstyrorganen 2. Till en första ingång hos en sjätte komparator 38 matas hastighetsärvärdesignalen från styranordningens 1 ingång 8 under det att komparatorns 38 andra ingång står i för- bindelse med ett fjärde minne 39 för ett övre hastighetsgränsvärde.

Detta är lämpligen valt lika med den övre gränsen för andra växelns arbetsområde. Komparatorn 38 jämför fordonshastigheten med det öv- re hastighetsgränsvärdet i minnet 39 och när fordonshastigheten un- derskrider det övre hastighetsgränsvärdet avger komparatorn 38 en klarsignal på en ledning 40 till drivväxelstyrorganen 2. När dessa mottager såväl kickdown-signal på ledningen 37 som klarsignal på ledningen 40, avger de en nedväxlingssignal på utgången 3 till driv- växelkopplingarna 4 för nedväxling till l:ans växel. Saknas klar- signal på ledningen 40, avges ingen nedväxlingssignal.

Den med givarna 18 för motorparametrar förbundna ingången 17 är genom en ledning 41 förbunden med drivväxelstyrorganen 2, varigenom dessa erhåller motorparametersignaler för styrning av växellådans automatiska upp- och nedväxlingar i beroende'av belast- ning under körning. Önskvärt är härvid att växlingspunkterna mellan olika körväxlar väljes så, att inga ryck uppstår vid växlingen.

Växlingspunkterna bör för detta ändamål läggas där momentkurvorna för de båda växlarna ifråga skär varandra. Momentet kan företrädes- 7905695-8 vis uppmätas direkt genom jämförelse mellan momentomvandlarens C in- och utgângsvarvtal, se givarna 18' och l8“ i fig. 1.

Vid körning med fordonet i en viss riktning styr således drivväxelstyrorganen växlingsarbetet i växellådan i beroende av mo- torparametersignalerna på ledningen 41. Om nu föraren önskar ändra körriktning, omställer han väljarspaken 12, varigenom givaren 14 avger en riktningsbörvärdesignal på ingången 13, som är motsatt riktningsärvärdesignalen på ingången 15.

Den första komparatorn 19 avger nu en vändsignal såväl till drivväxelstyrorganen 2 på ledningen 20 som till reverserväxelstyr- organen 5 på ledningen 21. Drivväxelstyrorganen 2 ombesörjer ned- växling till 3:ans växel från 4:ans växel om denna var ilagd. Re- verserväxelstyrorganen 5 ombesörjer omkastning av reverserväxeln~ under förutsättning att klarsignal erhålles från den andra kompara- torn 26, dvs att fordonshastigheten är under 25 km/h. Om så ej är fallet, sker först retardation på 3:ans växel utan omkastning av reverserväxeln tills hastigheten sänkts till under 25 km/h, varef- ter klarsignalen uppträder på ledningen 28 och reverserväxelstyror- ganen 5 ombesörjer omkastning av växellådans rotationsriktning.

Genom nedväxling från 4:an till 3:ans växel förhindras lång- varig retardation på 4:ans växel, vilket skulle kunna ge upphov till överhettning i momentomvandlaren. Genom att omkastning av re- verserväxeln sker först under 25 km/h, förhindras alltför kraftig värmeutveckling i momentomvandlaren. " Under retardationsförloppet kvarligger vändsignalen på led- ningen 20, varigenom drivväxelstyrorganen 2 kvarhåller oförändrad drivväxelinkoppling. Om således tredje växeln eller andra växeln låg i när föraren gav vändorder, kvarligger denna tredje växel resp. andra växel under det fortsatta retardationsförloppet.

När hastigheten sjunkit till noll, avkännes detta av den tred- je komparatorn 29 genom att riktningsärvärdesignalen ävenledes blir noll. Komparatorn 29 avger en startsignal på ledningen 30 till driv- växelstyrorganen 2, som inkopplar den andra växeln för startförlop- pet i den nya körriktningen.

Vid vanlig start utan vändförlopp erhåller drivväxelstyrorga- nen 2 ävenledes startsignal på ledningen 30 för inkoppling av 2:ans växel. Om emellertid motorvarvtalet överstiger 1000 varv per minut eller fordonets hastighet skulle överstiga 2 km/h erhåller drivväxel- styrorganen 2 dessutom en skonstartsignal på ledningen 33 (resp. 36), varigenom start icke sker på 2:ans växel utan på 3:ans växel. 7905695-8 Om föraren önskar koppla in lzans växel, exempelvis för att erhålla ökad dragkraft för fyllning av lastskopan, påverkar han med väljarspaken 12 kickdown-signalgivaren ll, varigenom en kickdown-signal genom ledningen 37 tillföres drivväxelstyrorganen 2. Under förutsättning att klarsignal föreligger på ledningen 40, dvs att fordonets hastighet ligger inom andra växelns arbetsområde, styr drivväxelstyrorganen 2 nedväxling till lzans växel. Är hastig- heten för hög, måste den först sänkas under det övre hastighets- grânsvärdet innan nedväxling till lzan företages. Sedan nedväxling till lzan skett på detta sätt, sörjer en ej närmare visad tidkrets, exempelvis i drivväxelstyrorganen 2, för att automatisk uppväxling till 2:an ej kan företagas inom en viss, förutbestämd tid, exempel- Vis 5 sekunder.

En mångfald funktioner hos den med den streckade linjen i fig. 2 visade styranordningen l kan utföras av en mikrodator. Fig. 3 visar i förenklad blockschemaform en på detta sätt uppbyggd styr- anordning 1. Denna innehåller en databuss 50, till vilken är anslu- ten en mikroprocessor S1, exempelvis av fabrikat Intel 8085. Givar- na 9, l6 och 18 för hastighetsärvärde, riktningsärvärde och motor- parametrar är via anpassningsenheter 52 förbundna med en till data- bussen 50 ansluten räknare 53. Riktningsväljarreglaget l2, 14 är förbundet med ett till databussen anslutet skriv/läs-minne 54. Kick- down-signalgivaren ll kan vara ansluten på motsvarande, ej visat sätt. Växellâdans elektriskt manövrerade driv- och reverserväxel- kopplingar resp. -bromsar 4, 7 är via en anpassningsnhet 55 förbund- na med ett till databussen 50 anslutet programminne 56, vilket motsvarar drivväxelstyrorganen 2 och reverserväxelstyrorganen 5 i fig. 1. En utsignal från minnet 54 tillföres via en ledning 57 en ingång på räknaren 53.

Ett till databussen 50 anslutet ytterligare skriv/läs-minne -58 är förbundet med en indikatoranordning 59, vilken visar föraren önskade uppgifter, exempelvis den för ögonblicket inkopplade växeln.

Claims (10)

7905695-8 Patentkrav

1. Sätt att styra en mellan en drivmotor (M) och en Fdrivaxel (A) anordnad kraftöverföringsanordning, omfattande en momentomvandlare (C) och en mekanisk stegväxellâda (T, 4,7), särskilt för fordon såsom hjullastare, varvid växellå- dan (T,4,7) styres dels automatiskt i beroende av motorpara- metrar (18) såsom varvtal och moment, dels i beroende av en riktningssignal (13) från ett manuellt påverkbart riktnings-, väljarreglage (12,14) för angivande av ett börvärde för driv- axelns rotationsriktning, k ä n n e t e c k n a t av att när riktningsbörvärdesignalen (13) ändras till att ange mot- satt rotationsriktning mot drivaxelns rådande rotationsrikt- ning (15) omkastas växellådans (7) arbetsriktning så, att den under det därefter följande retardationsförloppet arbe- tar mot rådande drivaxelriktning.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av fatt om fordonets hastighet eller drivaxelns rotationshas- tighet (8) överstiger ett förutbestämt hastighetsspärrvärde (27) fördröjes omkastningen av växellådans (7) arbetsrikt- ning tills hastigheten underskrider detta spärrvärde.

3. _Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att den vid retardationsförloppets början i ingrepp varan- de växeln bibehålles under hela retardationsförloppet, varvid dock företrädesvis nedväxling omedelbart företages till den näst högsta från den högsta växeln, om denna är i ingrepp när riktningsbörvärdesignalen ändras. , _

4. Sätt enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k- n a t av att när retardationsförloppet avslutats och driv- axelns resp fordonets hastighet är noll ilägges växellådans näst lägsta växel för det därefter följande accelerationsför- loppet.

5. Kraftöverföringsanordning för utförande av förfarings- sättet enligt krav 1, särskilt för fordon såsom hjullastare, omfattande en momentomvandlare (G) och en mekanisk stegväxellåda (T,4,7) anordnade mellan en drivmotor (M) och en utgående driv- axel (A), varvid växellådan (T) uppvisar dels minst två för änd- ring av det till drivaxeln (A) överförda momentet avsedda driv- växlar (4), mellan vilka växlingsförloppet styres automatiskt i beroende av motorparametrar (18) såsom.belastning och varvtal, dels en för ändring av drivaxelns (A) rotationsriktning avsedd reverserväxelanordning (7), vars omställning styres under inver- kan av ett av föraren manuellt påverkbart riktningsväljarreglage (12,14), k_ä n n e t e c k n a d av att anordningen omfattar en företrädesvis med en mikrodator (51) utrustad elektrisk styran- ordning (1), som uppvisar drivväxelstyrorgan (2) och reverser- växelstyrorgan (5), vilka är förbundna med på känt sätt under elektrisk styrning manövrerbara växelkopplingar och/eller växel- bromsar (4,7) hörande till drivväxlarna resp. reverserväxeln i och för styrning av såväl varvtal som riktning hos drivaxeln (A), att styranordningen (1) tillföres signaler (17) från givare (18) för motorparametrar såsom motorvarvtal; att en givare (16) för drivaxelns (A) rotationsriktning är förbunden med styranord- ningen (1) för att tillföra denna en riktningsärvärdesignal (15); att riktningsväljarreglaget (12,14) är förbundet med styranord- ningen (1) för att tillföra denna en riktningsbörvärdesignal (15), och att styranordningen (1) innefattar en med reverserväxel- styrorganen (5) förbunden första komparator (19) inrättad att jämföra sagda är- och börvärdesignaler (15,15) och att när bör- värdesignalen ändras till att ange motsatt riktning mot ärvärde- signalen avge en vändsignal (21) till reverserväxelstyrorganen (5) för omställning av reverserväxeln (7), varigenom växellàdans (T) arbetsriktning omkastas redan innan drivaxelns (A) rotations- riktning ändras.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att en givare (9) för drivaxelns (A) rotationshastighet eller fordo- nets hastighet är förbunden (25) med en andra komparator (26) inrättad att jämföra det från givaren (9) erhållna hastighetsär- värdet (8) med ett i ett första minne (27) lagrat, förutbestämt hastighetsspärrvärde, och då ärvärdet understiger spärrvärdet avge en reverserklarsignal till reverserväxelstyrorganen (5), och att dessa är inrättade att styra omställning av reverserväxeln (7) endast vid närvaro av såväl vändsignalen (21) som klarsigna- (Wvébšèss-š” vsosess-s ICD flen (28). _

7. Anordning enffgïlšñvfïëiie-'z-"Gjw n ffšfí-fèffè) k- n a d av att drivväxelstyrorganen (2) är inrättade att vid närvaro av vändsignalen (20) styra nedväxling från den högsta till den näst högsta växeln, åtminstone hos en väsellåda med fyra eller fler drivväxlar, men i övrigt bibehålla oföränd- rad drivväxelinkoppling.

8. Anordning enligt något av kraven 5-7, k ä n n e- ¿ t e c k n a d av att en tredje komparator (29) är inrättad att jämföra är- och börvärdesriktningssignalerna (15,15) och då ärvärdet (15) är noll och börvärdet (13) skiljer sig från noll avge en startsignal (50) till drivväxelstyrorganen (2); att en motorvarvtalsgivare (18) är förbunden (17) med en fjär- de komparator (51) inrättad att jämföra det från givaren (18) erhållna varvtalsärvärdet (17) med ett i ett andra minne (52) lagrat, förutbestämt varvtalsgränsvärde och att då ärvärdet överstiger gränsvärdet avge en skonstartsignal (33) till drivväxelstyrorganen (2) och/eller att en givare (9) för driv- axelns rotationshastighet eller fordonets hastighet är för- 'bunden (25) med en femte komparator (54) inrättad att jämföra det från givaren (9) erhållna hastighetsärvärdet (8) med ett »i ett tredje minne (35) lagrat, förutbestämt undre hastig- _ *fhetsgränsvärde och då ärvärdet överstiger det undre gränsvär- o det avge en skonstartsignal (36) till drivväxelstyrorganen(2); ooh att drivväxelstyrorganen (2) är inrättade att vid närvaro o av startsignalen (50) inkoppla en låg växel (2:an) i ansluten_ ¿ 2 till vändsignalen (20) och/eller vid frånvaro av skonstartsig- ' nal (33,36) och inkoppla en högre växel (3:an) än nyssnämnda låga växel vid närvaro av en skonstartsignal (55,36) utan före- gående vändsignal (20). _

9. Anordning enligt_något av kraven 5-8, k ä n n e tee c K- n a d av att en kickdown-signalgivare (11,12) är förbunden (10) 5 med drivväxelstyrorganen (2) och är inrättad att vid manuell på-l verkan av föraren avge en kickdown-signal (37), som bringar driv- växelorganen (2) att inkoppla den lägsta drivväxeln (1).

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n ewt e c k n a d av att riktningsväljarreglaget (14) och kickdown-signalgivaren (11)U är utformade som ett intill fordonets ratt beläget flerfunktions- (reglage (12).