SE521807C2 - Metod för styrning av lamellkoppling via ett bromsreglage samt anordning för densamma - Google Patents

Description

. = . - H 521 807 2 En stegväxlad växellåda är vanligtvis uppbyggd av en ingàende axel, en mellanaxel, vilken uppvisar minst ett kugghjul i ingrepp med ett kugghjul på den ingående axeln, samt huvudaxel med kugghjul, som ingriper med kugghjul pà mellanaxeln. Huvudaxeln är sedan vidare förbunden med en utgående axel kopplad till drivhjulen via t ex en kardanaxel. Respektive par av kugghjul har olika utväxling jämfört ett annat par av kugghjul i växellàdan. Olika utväxlingar fás genom att olika par av kugghjul överför vridmomentet fràn motorn till drivhjulen. Även elektroniska styr- och reglersystem för ett fordons motor har påverkats av datorteknikens utveckling och blivit exaktare, snabbare och mer anpassningsbara till rådande tillstànd hos motorn och omgivningen. Hela förbränningsprocessen kan precisionsstyras efter varje driftssituation. Fordonets gasreglage (exempelvis en gaspedal) som huvudsakligen styr bränsletillförseln till motorn styr fordonets motor via elkablage och elektroniska signaler.

Gasreglaget är således utrustat med givare för avkänning av gasreglagets läge, dvs vilket gaspådrag som är begärt.

Bromssystemet i tyngre fordon är ofta en kombination av elektronik och pneumatik. En bromsstyrenhet styr med hjälp av elektriska signaler modulatorer (reläventiler). Modulatorerna reglerar luftflödet till de olika bromscylindrarna i fordonet. Systemet styrs i första hand av ett bromsreglage, vanligtvis en bromspedal. Bromsreglaget är utrustat med givare för avkänning av bromsreglagets läge, dvs vilken bromskraft som är begärd. 10 15 20 25 30 35 521 807 Vanligtvis regleras en automatiserad lamellkoppling enligt ovan med hjälp av information om gasreglagets läge, motorns rotationsvarvtal, motorns utgående vridmoment samt lamellkopplingens läge. Den styrande parametern för kopplingens läge och därmed inkopplingsgraden mellan motorn och växellådan är främst beroende av hur föraren positionerar gasreglaget.

Vid körning av tunga fordon uppkommer ibland situationer där fordonet behöver framföras i låga farter med en låg växel med hög utväxling inkopplad samt gasreglaget helt uppsläppt, dvs fordonets förare begär inte bränsle till motorn utan fordonet drivs framåt på tomgàngsvarvtal mha fordonets tomgàngsregulator. Eftersom gasreglaget är helt uppsläppt vid sådana låga farter så tappar fordonets förare den genom gasreglaget fartstyrande funktionen utav fordonet då föraren vill minska farten ytterligare. Dä fordonets lägsta växel är inkopplad så är enda möjligheten för föraren att använda bromsreglaget och därmed färdbromsarna för att sänka fordonets fart ytterligare. Dock, genom att fordonets framfart bromsas så pass mycket att motorvarvtalet sänks till under tomgàngsvarvtalet så kommer normalt fordonets transmissionsstyrenhet se till att motorn frikopplas från växellådan så att motorn inte stryps och stannar. Det finns således ingen möjlighet för föraren att steglöst reglera fordonets hastighet i dessa lága hastigheter.

Således finns det ett behov av att för fordon utrustade automatiserade växellådor och vid med stegväxlade precisionskörning i farter lägre än vad som är möjligt 10 15 20 25 30 35 - 521 807 att uppnà genom fordonets lägsta växel samt. motorns tomgàngsvarvtal hitta en lösning för att styra fordonets hastighet. Detta är huvudsyftet med den nedan beskrivna uppfinningen.

SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Den uppfinningsenliga lösningen av problemet med hänsyn till anordningen beskrivs i respektive patentkrav l och 6. taget den uppfinningsenliga metoden och De övriga patentkraven beskriver föredragna och utvecklingar utav den (2 till 5) utföringsformer uppfinningsenliga metoden respektive anordningen (7 till 10).

Metoden enligt uppfinningen avser styrning av en lamellkoppling via ett bromsreglage, där lamellkopplingens huvudsakliga funktion är överföring av drivkraft från en i ett fordon anordnad förbränningsmotor till en i fordonet anordnad automatiserad stegväxlad växellåda samt där bromsreglagets huvudsakliga funktion är att styra fordonets färdbromsar. Metoden kännetecknas av att vid noll gaspådrag, en växel inkopplad samt att ingen bromskraft är begärd så aktiveras en styrfunktion där nämnda lamellkoppling styrs via bromsreglaget.

Anordningen enligt uppfinningen avser en bromsreglagestyrd lamellkoppling för överföring av drivkraft från en i ett fordon anordnad förbränningsmotor till en i fordonet anordnad automatiserad stegväxlad växellåda varvid anordningen innefattar bromsreglage för styrning av fordonets färdbromsar, styrenhet med åtminstone bromsstyrningsfunktion samt lamellkopplingsstyrningsfunktion, en 10 15 20 25 30 521 807 5 bromsreglagelägesgivare, en gasreglagelägesgivare för ett i fordonet anordnat gasreglage samt växellägesgivare, vilka samtliga nämnda lägesgivare är kopplade till styrenheten. Anordningen kännetecknas av att styrenheten är anordnad att vid insignaler indikerande noll gaspàdrag, en växel inkopplad samt att ingen bromskraft är begärd aktivera en styrfunktion för styrning av nämnda lamellkoppling via bromsreglaget.

Fördelen med metoden och anordningen enligt uppfinningen är att föraren ges möjligheten att framföra fordonet i hastigheter vilka är lägre än vad som normalt är möjligt vid tomgängskörning samt lägsta växel med högsta utväxlingen inkopplad. Föraren till ett fordon med en automatiserad stegväxlad växellåda inkopplad vid precisionskörning i làg fart kan styra fordonets hastighet med större precision och pà ett mer kontrollerat sätt via bromsreglaget jämfört med känd teknik. Eftersom farten i dylika situationer är sä pass läg att gasreglaget är helt uppsläppt sä ges föraren möjlighet att sänka, om sä behövs, och steglöst styra fordonets fart ytterligare genom att lamellkopplingen styrs som funktion av bromsreglagets läge.

Enligt en fördelaktig andra utföringsform av metoden respektive anordningen enligt uppfinningen styrs lamellkopplingen via bromsreglaget endast under ett fördefinierat första manöveromràde, vilket första manöveromráde utgör en mindre del av bromsreglagets totala manöveromràde, När föraren trycker ner bromsreglaget förbi det första manöveromrädet sä övergår bromsreglaget till att styra fordonets färdbromsar och fordonet kan bromsas pà känt sätt. 10 15 20 25 30 35 | - \ . v n :S21 807 Fördelen med detta är att föraren inom bromsreglagets första manöveromräde kan frikoppla motorn frán växellådan i olika grad sà att mer eller mindre drivkraft överförs fràn motorn till drivhjulen och därmed kan fordonet köras i hastigheter som normalt är för lága för motorns tomgàngsvarvtal samt fordonets lägsta växel. Dá fordonet behöver stannas trycks bromsreglaget ner ytterligare förbi det första manöveromràdet och fordonets bromsar aktiveras och ger bromsverkan pà känt sätt beroende av bromsreglagets läge.

Ytterligare fördelaktiga utföringsformer utav uppfinningen framgár av de efterföljande beroende patentkraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar, vilka i exemplifierande syfte visar ytterligare föredragna utföringsformer av uppfinningen samt teknisk bakgrund.

Figur l visar schematiskt en utföringsform av en bromsreglagestyrd lamellkoppling enligt uppfinningen anordnad mellan motor och automatiserad stegväxlad växellåda.

Figur 2 visar principiellt lamellkopplingens respektive bromsreglagets olika manöveromráden samt förhållandet mellan dessa enligt en utföringsform utav uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 521 807 7 BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN I figur 1 betecknar l en sexcylindrig förbränningsmotor, t ex en dieselmotor, vars vevaxel 2 är kopplad till en generellt med 3 betecknad enskivig torrlamellkoppling, vilken är innesluten i en kopplingskåpa 4. Vevaxeln 2 är ovridbart förbunden med kopplingens 3 kopplingshus 5, medan dess lamellskiva 6 är ovridbart förbunden med en ingående axel 7, som är roterbart lagrad i ett växellådshus 8 hos en generellt med 9 betecknad växellåda. I huset 8 är även en huvudaxel 10 och en mellanaxel ll roterbart lagrade.

Servodon (ej visat) i växellådan, vilka kopplar in och ur de olika växlarna i växellådan 9, styrs av en elektronisk styrenhet 45 i beroende av i styrenheten inmatade signaler representerande olika motor- och fordonsdata, som åtminstone innefattar motorvarvtal, fordonshastighet, läget hos fordonets gasreglage 48 och i förekommande fall motorbroms till-från, när en till styrenheten 45 kopplad elektronisk växelväljare 46 står i sitt automatväxelläge. Styrenheten 45 innefattar bl a en mikrodator. Gasreglaget 48 är i visad utföringsform en gaspedal, men kan även tänkas vara t ex någon form av handstyrt reglage. Gasreglagets läge erhålls från en vinkelgivare 49, som är samordnad med gasreglagets 48 pá en axel 50 svängbart lagrade pedalarm 51. När växelväljaren 46 står i läge manuell växling sker växlingen på förarens kommando via växelväljaren 46.

Styrenheten 45 styr även bränsleinsprutningen, dvs motorvarvtalet, i beroende av gasreglageläget samt lufttillförseln till en pneumatisk kolv- cylinderanordning 47, med vilken kopplingen 3 styrs. 10 15 20 25 30 f 521 807 8 Den automatiserade kopplingens 3 läge regleras vid växling utav styrenheten 45 mha information om gasreglagets 48 läge, motorvarvtal, motormoment samt kopplingens 3 läge så att en mjuk och komfortabel funktion erhålls.

Styrenheten 45 fár även signaler fràn fordonets bromsstyrenhet 15 angáende bromssystemets status.

Bromsstyrenheten 15 styr fordonets färdbromsar 16 som funktion av läget hos ett generellt med 17 betecknat bromsreglage. Bromsreglagets läge erhálls fràn en vinkelgivare 18, som är samordnad med bromsreglagets 17 pà en axel 19 svängbart lagrade pedalarm 20.

Bromsreglaget 17 är i visad utföringsform en bromspedal, men kan även tänkas vara t ex nàgon form av handstyrt reglage.

Enligt uppfinningen är styrenheten 45 programmerad sà att en styrfunktion aktiveras, där nämnda lamellkoppling 3 styrs via bromsreglaget 17, vid insignal om att gasreglaget 48 är helt uppsläppt (dvs ingen begäran om bränsle till motorn 1 föreligger), bromsreglaget 17 är helt uppsläppt (dvs ingen bromskraft begärd) samt att en växel är inkopplad, dvs kopplingen 3 är fullt inkopplad och överför all frán motorn 1 utgäende drivkraft till växellådan 9. I en föredragen utföringsform utav uppfinningen fungerar bromsreglaget 17, exempelvis under de första 20% utav bromsreglagets totala manöveromràde, som ett kopplingsreglage. Figur 2 visar bromsreglagets 17 totala manöveromràde, ym;yS'ym0,samt ett första manöveromràde, yws y enligt uppfinningen. Genom förarens reglering inom det 10 15 20 25 30 s21 so? wjjg 9 första manöveromràdet, ym;y hastighet styras även vid hastigheter vilka understiger vad som är möjligt för fordonet genom motorns 1 tomgàngsvarvtal samt lägsta växeln inkopplad. Föraren kan sáledes genom bromsreglaget 17 frikoppla lamellkopplingen 3 steglöst mer eller mindre inom det första manöveromràdet. Genom att frikoppla mer, dvs ett läge pá bromsreglaget väljs närmre ymm, sà minskar fordonets hastighet, eftersom mindre drivkraft överförs till växellådan, och tvärtom dà ett läge väljs som är närmre yo. Sàledes utökas fordonets totala styrbara hastighetsomràde genom föreliggande uppfinning.

När föraren väljer ett läge pà bromsreglaget 17 som hamnar utanför det första manöveromrádet, dvs YmmS§ß;yUw, sà är styrenheten 45 programmerad pà sä sätt att bromsreglagets 17 funktion övergàr till att styra fordonets färdbromsar 16. Vid ett läge pà bromsreglaget strax utanför ybS'y färdbromsarna att verka. Färdbromsarna styrs pá vanligt vis steglöst upp till y¿m>dä maximal bromskraft erhàlls.

Lamellkopplingens 3 inkopplingsgrad kan delas in i flera olika nivàer eller lägen. I figur 2 betecknar xo helt frikopplat läge samt xuw helt inkopplat läge.

Kopplingens totala manöveromráde kan sáledes betecknas xm;x$:xm0. xmm betecknar nàgot av lägena då lamellkopplingen precis uppnàr 100% slirning eller dragläge. XUHT betecknar nàgot av lägena dà lamellkopplingen precis uppnàr 0% slirning eller precis börjar slira. 10 15 20 25 30 35 10 Läget då lamellkopplingen precis uppnår 100% slirning innebär att lamellkopplingen precis överför en drivkraft från motorn l till växellådan 9 som nätt och jämt inte räcker till för att driva fordonet framåt.

Fordonet kommer sàledes att så småningom stanna vid plant underlag, normalt färdmotstånd och vindstilla.

Dragläget xmm är det läge på kopplingen 3 då den överför så pass mycket drivkraft frän motorn l till växellådan 9 att fordonet precis kan eller börjar röra sig framåt. En känd metod för identifiering av dragläget visas i exempelvis SE 9903117-1. Typiskt värde för dragläget xmm är ett läge som överför cirka 20 Nm.

Läget då lamellkopplingen precis uppnår 0% slirning innebär att lamellkopplingen precis inte slirar.

Således överförs all drivkraft från motorn 1 till växellådan 9. I läget då lamellkopplingen precis börjar slira så förloras en liten del av drivkraften från motorn l.

Lägenas xm¶,och.xnuT position i förhållande till varandra samt i förhållande till ändlägena xb och xmo varierar beroende utav exempelvis fordonets massa, väglutning osv.

I en föredragen utföringsform utav uppfinningen väljs läget yo hos bromsreglaget 17 så att det motsvarar läget XUHT hos lamellkopplingen 3 samt läget ymm så att det motsvarar Xmm (se streckade linjer i figur 2). XDHT samt Xmm kan respektive som ovan nämnts definieras vardera på åtminstone två olika sätt. Definitionerna enligt ovan kan sägas utnyttja det första 10 15 20 25 30 521 807 ll manöveromràdet maximalt, dvs känsligheten dä föraren ändrar bromsreglagets 17 läge inom det första manöveromràdet blir relativt stor. Nàgot bättre känslighet fàs dock dä XUHT väljs till ett läge dä lamellkopplingen precis uppnàr 0% slirning samt Xmm väljs till ett läge dä lamellkopplingen precis uppnár 100% slirning. I en alternativ utföringsform utav uppfinningen väljs läget y0 hos bromsreglaget 17 sä att det motsvarar läget xwo hos lamellkopplingen 3. Pä sätt erhålls en enklare lösning, eftersom det är lättare att identifiera läget xmo.

Företrädesvis är styrenheten 45 programmerad sà att den frikopplar lamellkopplingen 3 dä bromsreglaget 17 trycks ner förbi det första manöveromràdet yæ;y att förhindra att notorn stryps och stannar.

Hur stor del av bromsreglagets totala manöveromràde som ska styra lamellkopplingen kan väljas godtyckligt.

Företrädesvis kan det första manöveromràdet yfi;y väljas sä att det utgör cirka 20% utav bromsreglagets totala manöveromràde yoš y: yloo. Överföringsfunktionen för att överföra lägen hos bromsreglaget till lägen hos lamellkopplingen kan företrädesvis vara linjär sä att kopplingsläget i intervallet xnuTS:x bromspedalens aktuella position i intervallet ymšy ett läge pä bromsreglaget inom det första manöveromràdet motsvarar ett visst överfört vridmoment.

Lamellkopplingen regleras sàledes tills rätt vridmoment 10 15 ~ 521 807 12 blir överfört. Givetvis kan även andra överföringsfunktioner användas.

Uppfinningen är inte begränsad till fordonets lägsta framàtväxel utan kan även användas pà samtliga växlar i växellådan inklusive backväxlar.

Funktionerna i styrenheten 45 kan utföras av tvà eller flera styrenheter.

Växellägesgivaren kan vara givare anordnade direkt i växellådan eller sä kan de vara indirekta, dvs att ilagd växel bestäms genom förhållandet mellan rotationsvarvtalet pä motorns 1 respektive växellàdans 9 utgående axel.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 521 807 13 Patentkrav 1. Metod för styrning av lamellkoppling (3) via ett (17), huvudsakliga funktion är överföring av drivkraft bromsreglage där lamellkopplingens (3) fràn en i ett fordon anordnad förbränningsmotor (1) till en i fordonet anordnad automatiserad stegväxlad växellåda (9) samt där bromsreglagets (17) huvudsakliga funktion är att styra fordonets (16), gaspådrag, en växel inkopplad samt att ingen färdbromsar kännetecknad av att vid noll bromskraft är begärd sä aktiveras en styrfunktion där nämnda lamellkoppling (3) styrs via bromsreglaget (17). Metod för styrning av lamellkoppling enligt kravet l, kännetecknad av att metoden även innefattar stegen: -bestämning av ett läge pà lamellkopplingen (3) då den precis uppnår 100% slirning eller är i dragläge (xmm); -bestämning av ett läge på lamellkopplingen (3) dä den precis uppnàr 0% slirning eller eller är i helt precis börjar slira (xnufl inkopplat läge (xm0); -bestämning av ett första manöveromräde hos bromsreglaget (17) med en (yo: yfi/END) nedre (yo) och övre (ymm) gräns, inom vilket första manöveromràde (Ymšy lamellkopplingen (3) styrs via bromsreglaget (17) och där den nedre gränsen (yo) motsvarar 10 15 20 25 30 = 521 807 14 läget dä lamellkopplingen precis börjar slira samt den övre gränsen (ymm) motsvarar dragläget; -styrning av lamellkopplingen (3) via bromsreglaget (17) då bromsreglaget befinner sig inom första manöveromràdet och där lamellkopplingen styrs som funktion av bromsreglagets läge, dragläget (xmm) samt något utav helt inkopplat läge (xmo) eller läget dä lamellkopplingen precis börjar slira (XINIT) 7 Metod för styrning av lamellkoppling enligt kravet 2, kännetecknad av att dä bromsreglaget (17) intar ett läge utanför det första manöveromràdet sä avaktiveras styrfunktionen där nämnda lamellkoppling (3) styrs via bromsreglaget så att bromsreglaget övergàr till att styra färdbromsarna (l6). Metod för styrning av lamellkoppling enligt något av kraven 2 eller 3 kännetecknad av att det första manöveromràdet sträcker sig över en mindre del av bromsreglagets (17) totala manöveromräde och, vilket första manöveromràdes nämnda nedre gräns (yo) börjar vid samma läge pà bromsreglaget som motsvarar viloläget dá bromsreglaget styr fordonets färdbromsar (16). Metod för styrning av lamellkoppling enligt något av kraven 2 till 4 kännetecknad av att lägena i det första manöveromràdet (ymšy linjärt förhällande till lamellkopplingens (3) 10 15 20 25 30 521 807 15 lägen eller att varje läge i det första manöveromrádet motsvarar ett av lamellkopplingen överfört förutbestämt vridmoment och uppvisar ett olinjärt förhållande till lamellkopplingens lägen. Anordning vid bromsreglagestyrd lamellkoppling (3) för överföring av drivkraft fràn en i ett fordon anordnad förbränningsmotor (1) till en i fordonet anordnad automatiserad stegväxlad växellåda (9) varvid anordningen innefattar bromsreglage (17) för styrning av fordonets färdbromsar (16), styrenhet (45) med åtminstone bromsstyrningsfunktion samt lamellkopplingsstyrningsfunktion, en bromsreglagelägesgivare (18), en gasreglagelägesgivare (49) för ett i fordonet anordnat gasreglage (48) samt växellägesgivare, vilka samtliga nämnda lägesgivare är kopplade till styrenheten (45), kännetecknad av att styrenheten (45) är anordnad att vid insignaler indikerande noll gaspådrag, en växel inkopplad samt att ingen bromskraft är begärd aktivera en styrfunktion för styrning av nämnda lamellkoppling (3) via bromsreglaget (17). Anordning vid bromsreglagestyrd lamellkoppling enligt kravet 6, kännetecknad av att styrenheten (45) är anordnad att styra nämnda lamellkoppling (3) via bromsreglaget (17) inom ett första förutbestämt manöveromràde (Ym;y bromsreglaget, vilket första manöveromràde sträcker sig över en mindre del av bromsreglagets (17) totala manöveromràde (ymšyí Ywo) och, vilket 10 }_x (Il 20 25 30 10. 521 807 l6 första manöverområdes nedre gräns (yo) börjar vid samma läge på bromsreglaget (17) som motsvarar viloläget då bromsreglaget (17) styr fordonets färdbromsar (16). Anordning vid bromsreglagestyrd lamellkoppling enligt kravet 7, kännetecknad av att styrenheten (45) är anordnad att avaktivera styrningen av lamellkopplingen (3) via bromsreglaget (17) då bromsreglaget hamnar utanför (ymmí yíjywo) nämnda första manöveromräde (ybS'Y nämnda första manöveromräde via bromsreglaget (17) styra färdbromsarna (16). Anordning vid bromsreglagestyrd lamellkoppling enligt något av kraven 7 eller 8, kännetecknad av att det första manöveromràdets övre gräns (ymm) motsvarar nägot utav lamellkopplingslägena då den precis uppnår 100% slirning eller är i dragläge (xmw) samt att det första manöveromràdets nedre gräns (yo) motsvarar nägot utav lamellkopplingslägena helt inkopplat läge (xmo) eller läget då lamellkopplingen (3) precis uppnår 0% slirning eller läget då lamellkopplingen (3) precis börjar slira (XUHT). Anordning vid bromsreglagestyrd lamellkoppling enligt något av kraven 7 till 9, kännetecknad av att lägena i det första manöverområdet (Ym;y uppvisar ett linjärt förhållande till lamellkopplingens (3) lägen eller att varje läge i det första manöveromràdet motsvarar ett av lamellkopplingen överfört förutbestämt vridmoment 521 807 17 och uppvisar ett olinjärt förhållande till lamellkopplingens lägen.