FR2471879A1

FR2471879A1 - VEHICLE TRANSMISSION CONTROL SYSTEM

Info

Publication number: FR2471879A1
Application number: FR8026602A
Authority: FR
Inventors: Thomas R Fulkerson; Royal R Hawkins
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1980-12-15
Publication date: 1981-06-26
Also published as: SE8007068L; GB2065837B; DE3047025A1; CA1164973A; GB2065837A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE COMMANDE D'UNE TRANSMISSION DE VEHICULE. LE SYSTEME COMPREND UN DETECTEUR 30, 32 SERVANT A DETECTER LA VITESSE DE SORTIE DU MOTEUR 13 DU VEHICULE 10, UN DISPOSITIF DE COMMANDE 33, 37, 38 RELIE AU DETECTEUR POUR COMMANDER LA VITESSE DE SORTIE DE LA TRANSMISSION DU VEHICULE EN FONCTION DE LA VITESSE DE SORTIE DU MOTEUR ET UN CIRCUIT A SEUIL 36 QUI EST RELIE AU DISPOSITIF DE COMMANDE 33, 37 POUR EMPECHER LA TRANSMISSION DE FOURNIR UNE SORTIE TANT QUE LA SORTIE DU MOTEUR N'A PAS ATTEINT UN NIVEAU PREDETERMINE. APPLICATION A DES CAMIONS, DES CHARGEUSES, DES BULLDOZERS, DES NIVELEUSES, ETC.THE INVENTION RELATES TO A CONTROL SYSTEM FOR A VEHICLE TRANSMISSION. THE SYSTEM INCLUDES A DETECTOR 30, 32 SERVING TO DETECT THE OUTPUT SPEED OF THE ENGINE 13 OF THE VEHICLE 10, A CONTROL DEVICE 33, 37, 38 CONNECTED TO THE DETECTOR TO CONTROL THE OUTPUT SPEED OF THE VEHICLE TRANSMISSION DEPENDING ON THE SPEED MOTOR OUTPUT AND A THRESHOLD CIRCUIT 36 WHICH IS CONNECTED TO CONTROL DEVICE 33, 37 TO PREVENT THE TRANSMISSION FROM PROVIDING AN OUTPUT UNTIL THE MOTOR OUTPUT HAS NOT REACHED A PREDETERMINED LEVEL. APPLICATION TO TRUCKS, LOADERS, BULLDOZERS, GRADERS, ETC.

Description

2471X8792471X879

La présente invention concerne un système de com- The present invention relates to a communication system

mande du fonctionnement d'une transmission de véhicule. the operation of a vehicle transmission.

De nombreux véhicules modernes sont parfaitement capables d'utiliser le moteur pour remplir à la fois la fonction d'entraînement du véhicule et des fonctions auxi- liaires. De tels véhicules peuvent être constitués par exemple par des chariots élévateurs, des niveleuses, des camions, des bulldozers, des excavateurs et des chargeuses Many modern vehicles are perfectly capable of using the engine to fulfill both the drive function of the vehicle and the auxiliary functions. Such vehicles can be constituted for example by forklifts, graders, trucks, bulldozers, excavators and loaders.

frontales. Lors de la commande de tels véhicules, le con- front. When ordering such vehicles, the

ducteur règle la vitesse du moteur à une valeur prédéter- driver adjusts the engine speed to a pre-determined

minée pour l'exécution de toutes les fonctions de la ma- for the performance of all the functions of the

chine. Ainsi, lorsque le godet d'une chargeuse frontale doit être actionné, par exemple, il manoeuvre les leviers de commande de l'orientation du godet et, quand la machine doit être entraînée en marche avant ou en marche arrière, il actionne les pédales de marche avant et de marche arrière China. Thus, when the bucket of a front-end loader is to be operated, for example, it operates the control levers for the orientation of the bucket and, when the machine is to be driven forward or backward, it actuates the pedals of the bucket. forward and reverse

pour faire fonctionner à son tour la transmission du véhi- to operate in turn the transmission of the vehicle

cule. Une telle opération signifie que, lorsque le véhicule est immobile et lorsque le godet est en train d'être actionné en vue de remplir une des fonctions auxiliaires du véhicule, le moteur risque de fournir une puissance excessive et, par cule. Such an operation means that when the vehicle is stationary and when the bucket is being actuated to perform one of the auxiliary functions of the vehicle, the engine may provide excessive power, and

conséquent, de consommer une quantité excessive de carburant. therefore, consume an excessive amount of fuel.

Conformément à la présente invention, il est prévu un système perfectionné de commande d'une transmission de -25 véhicule, ce système comprenant un détecteur agissant de According to the present invention, there is provided an improved system for controlling a vehicle transmission, which system comprises a detector acting as a

façon à détecter la puissance de sortie du moteur de véhi- to detect the output power of the vehicle engine

cule, un dispositif de commande réagissant audit détecteur pour commander la sortie de la transmission en fonction de la sortie du moteur, et un moyen à seuil pour empêcher la a control device responsive to said detector for controlling the output of the transmission as a function of the output of the motor, and a threshold means for preventing the

transmission de fonctionner jusqu'à ce que la sortie du mo- transmission to operate until the output of the

teur ait atteint un niveau prédéterminé. has reached a predetermined level.

En conséquence, le moteur peut fonctionner suffisam- As a result, the motor can operate sufficiently

ment rapidement pour remplir les fonctions auxiliaires sans quickly to fulfill the auxiliary functions without

avoir à fournir de l'énergie à la sortie de la transmission. have to supply energy at the output of the transmission.

Pour de plus hautes vitesses du moteur, la sortie de trans- For higher engine speeds, the output of trans-

mission s'adapte à la vitesse de rotation du moteur à la manière d'une commande de charge, c'est-à-dire que, si la vitesse du moteur diminue à cause d'une charge excessive, mission adapts to engine rotational speed in the manner of a load control, that is, if the engine speed decreases due to excessive load,

la transmission "rétrograde". Cette rétrogradation se pro- the "retrograde" transmission. This demotion is

duit également par suite d'une réduction des gaz. also due to a reduction of gases.

D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- Other advantages and features of the invention

tion seront mis en évidence, dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente un type de machine dans laquelle la présente invention peut être utilisée; 10. la figure 2 représente un système de commande In the remainder of the description, reference will be made to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents a type of machine in which the present invention may be used; 10. Figure 2 shows a control system

conforme à la présente invention et utilisable dans la ma- according to the present invention and usable in the

chine de la figure 1; et la figure 3 est un graphique donnant l'angle du China of Figure 1; and Figure 3 is a graph giving the angle of

plateau oscillant de la pompe intervenant dans la transmis- - oscillating plate of the pump intervening in the transmission-

sion hydrostatique du système de la figure 2 en fonction de hydrostatic flow of the system of Figure 2 as a function of

la puissance de sortie du moteur.the output power of the engine.

En référence à la figure 1, un véhicule 10 constitué par une chargeuse frontale comprend un godet 11, une cabine de conducteur 12 et un moteur 13. A l'intérieur de la cabine 12, il est prévu différents leviers et pédales servant à commander la marche avant et la marche arrière du véhicule Referring to Figure 1, a vehicle 10 constituted by a front loader comprises a bucket 11, a driver's cab 12 and a motor 13. Inside the cabin 12, there are provided various levers and pedals for controlling the forward and reverse vehicle

et à effectuer la commande de direction, mais on ne dé- and to make the steering command, but we do not de-

crira pas ces éléments de façon détaillée dans la suite. These elements will not be described in detail later.

Cependant, le système de commande de la propulsion du véhi- However, the propulsion control system of the vehicle

cule 10 a été représenté de façon plus détaillée sur la fi- 10 has been shown in more detail on the

gure 2.gure 2.

Comme le montre la figure 2, le moteur 13 du véhi- As shown in FIG. 2, the engine 13 of the vehicle

cule 10 est commandé par un levier 14 (qui pourrait en va- 10 is controlled by a lever 14 (which could

riante être une pédale), relié au moteur 13 par une tige- laughing be a pedal), connected to the motor 13 by a rod-

15. Le levier 14 commande la quantité de carburant fournie au moteur 13 et il contrôle par conséquent la vitesse de rotation de l'arbre 16 de sortie du moteur. Cet arbre de sortie 16 est accouplé à une transmission hydrostatique 20 se présentant sous la forme d'une pompe hydraulique 21 et d'un moteur hydraulique 22 reliés entre eux par des tuyaux 23, 24. Le moteur hydraulique 22 comporte un arbre de sortie qui est accouplé au train moteur assurant la propulsion 247 qA'9 15. The lever 14 controls the amount of fuel supplied to the engine 13 and therefore controls the rotational speed of the output shaft 16 of the engine. This output shaft 16 is coupled to a hydrostatic transmission 20 in the form of a hydraulic pump 21 and a hydraulic motor 22 interconnected by pipes 23, 24. The hydraulic motor 22 comprises an output shaft which is coupled to the propulsion drive train 247 qA'9

du véhicule.of the vehicle.

Le système de commande comprend une unité de captage The control system includes a catchment unit

d'impulsions 30 qui détecte la vitesse de rotation d'un dis- pulses 30 which detects the speed of rotation of a dis-

que 31 fixé sur l'arbre de sortie 16 du moteur et qui four- that 31 fixed on the output shaft 16 of the engine and which furnishes

nit une série d'impulsions de sortie dont la fréquence est fonction de la vitesse du moteur. Typiquement, le disque 31 a series of output pulses whose frequency depends on the speed of the motor. Typically, the disc 31

comporte plusieurs dents qui coopèrent avec un champ magné- has several teeth that cooperate with a magnetic field

tique engendré par l'unité de captage d'impulsions 30 de ma- generated by the pulse pickup unit 30 of

nière à produire des impulsions qui sont appliquées à un convertisseur de fréquence en tension 32. L'unité de captage d'impulsions 30 peut être du modèle SB100A, fabriqué par la Société Honeywell Inc, Le convertisseur de fréquence en tension 32 convertit la fréquence des impulsions provenant de l'unité de captage 30 en une tension proportionnelle à cette fréquence, et il applique cette tension à l'entrée positive d'un amplificateur 33. La sortie de l'amplificateur 33 est connectée par l'intermédiaire d'une résistance 34 à The pulse pick-up unit 30 may be of the SB100A model, manufactured by Honeywell Inc. The frequency converter 32 converts the frequency of the pulses which are applied to a voltage converter 32. pulses from the sensing unit 30 to a voltage proportional to this frequency, and applies this voltage to the positive input of an amplifier 33. The output of the amplifier 33 is connected via a resistor 34 to

une entrée d'une jonction de sommation 36. Le point e onc- an entry of a summation junction 36. The point e onc-

tion de sommation 36 et de la résistance 34 est connecté à summation 36 and resistor 34 is connected to

la masse par l'intermédiaire d'une diode 35 et d'une résis- the mass via a diode 35 and a resistor

tance 41. L'autre entrée de la jonction de sommation 36 est une entrée de référence qui établit un niveau de seuil en 41. The other input of the summing junction 36 is a reference input which establishes a threshold level in

dessous duquel l'arbre de sortie 25 de la transmission hy- below which the output shaft 25 of the heat transmission

drostatique 20 ne tourne pas et au-dessus duquel la vitesse de rotation, en tours/minute, de l'arbre de sortie 25 est drostatic 20 does not rotate and above which the rotational speed, in revolutions / minute, of the output shaft 25 is

contrôlée par la sortie du moteur 13. La sortie de la jonc- controlled by the output of the motor 13. The exit of the

tion de sommation 36 est connectée à l'entrée négative de l'amplificateur 33. Le convertisseur de fréquence en tension 32 et l'amplificateur 33 peuvent se présenter sous la forme d'un groupe fabriqué sous le numéro de modèle W883A par la Société Honeywell Inc. La résistance 41 et la diode 35 sont contenues dans le circuit de réaction de l'amplificateur 33 en vue de caractériser la sortie de cet amplificateur 33t Summing circuit 36 is connected to the negative input of amplifier 33. Frequency inverter 32 and amplifier 33 may be in the form of a group manufactured under the model number W883A by Honeywell. Inc. Resistor 41 and diode 35 are contained in the feedback circuit of amplifier 33 to characterize the output of this amplifier 33t

comme cela sera décrit dans la suite, en référence à la fi- as will be described later, with reference to the

gure 3.gure 3.

La sortie de l'amplificateur 33 est reliée, par l'in- The output of the amplifier 33 is connected by means of

termédiaire d'un commutateur de marche avant/marche arrière 37 à un distributeur 38. Ce distributeur 38 peut être du modèle V7058A fabriqué par Honeywell Inc. et il reçoit le signal électrique provenant du commutateur de marche avant/ marche arrière 37 afin de produire une sortie hydraulique servant à commander le plateau oscillant de la pompe 21, et par conséquent sa sortie. Le commutateur de marche avant/ marche arrière 37 commande la polarité du signal fourni au distributeur 38 en vue de la commande du véhicule 10 en This distributor 38 may be of the V7058A model manufactured by Honeywell Inc. and it receives the electrical signal from the forward / reverse switch 37 to produce a signal from a forward / reverse switch 37 to a distributor 38. hydraulic output for controlling the swash plate of the pump 21, and therefore its output. The forward / reverse switch 37 controls the polarity of the signal supplied to the distributor 38 for the purpose of controlling the vehicle 10.

marche avant ou en marche arrière.forward or reverse.

Comme décrit ci-dessus, l'entrée de référence appli- As described above, the reference input

quée à la jonction de sommation 36 établit un-niveau de seuil de fonctionnement pour la transmission hydrostatique at the summing junction 36 establishes an operating threshold level for the hydrostatic transmission

20. La figure 3 est un graphique représentant le fonction- 20. Figure 3 is a graph showing the function

nement de la transmission hydrostatique 20 en fonction de of the hydrostatic transmission 20 as a function of

la vitesse de rotation du moteur. Le point de ralenti cor- the rotational speed of the engine. The idling point cor-

respond au point de réglage le plus bas du moteur 13 qui corresponds to the lowest set point of the motor 13 which

établit la vitesse minimale pour l'arbre 16. Lorsque le mo- establishes the minimum speed for the shaft 16. When the

teur est accéléré, la vitesse de l'arbre 16 augmente et il is accelerated, the speed of the shaft 16 increases and

en résulte que les impulsions fournies par l'unité de cap- As a result, the pulses provided by the control unit

tage 30 augmentent de fréquence. Cette augmentation de fré- stage 30 increase in frequency. This increase in

quence provoque une augmentation de tension à l'entrée po- quence causes an increase in voltage at the

sitive de l'amplificateur 33. Cependant, la sortie de l'am- of the amplifier 33. However, the output of the amplifier

plificateur 33 et du commutateur de marche avant/marche arrière 37 ne commence pas à changer tant que la tension plifier 33 and the forward / reverse switch 37 does not start changing as long as the voltage

appliquée à l'entrée positive de l'amplificateur 33 ne dé- applied to the positive input of the amplifier 33 does not

passe pas la tension appliquée à la borne d'entrée négative, qui est fonction de la valeur de réglage de référence. Une fois que cette valeur de réglage de référence a été atteinte par la sortie du convertisseur de fréquence en tension 32, l'angle du plateau oscillant de la pompe 21 suit la droite A de la figure 3 pour la marche avant et la droite B pour la marche arrière. Les courbes C et D sont établies par la résistance 41 et la diode 35 de façon à caractériser les droites A et B. Les figures 2 et 3 montrent que, lorsque la charge de la machine augmente, la vitesse de l'arbre de sortie 16 du moteur 33 diminue, ce qui provoque une réduction proportionnelle de l'angle du plateau oscillant de la pompe et une réduction de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 25 de la transmission hydrostatique 20, c'est-à-dire une rétrogradation. Si le véhicule 10 doit être maintenu en marche avant ou en marche arrière, l'étranglement établi à does not pass the voltage applied to the negative input terminal, which is a function of the reference setting value. Once this reference adjustment value has been reached by the output of the voltage converter 32, the angle of the swashplate of the pump 21 follows the line A of FIG. 3 for the forward direction and the straight line B for reverse. The curves C and D are established by the resistor 41 and the diode 35 so as to characterize the lines A and B. FIGS. 2 and 3 show that, as the load of the machine increases, the speed of the output shaft 16 of the motor 33 decreases, which causes a proportional reduction in the angle of the swashplate of the pump and a reduction in the rotational speed of the output shaft 25 of the hydrostatic transmission 20, i.e. a demotion. If the vehicle 10 is to be maintained forward or reverse, the throttle established

l'aide du levier 14 doit être augmenté pour absorber l'aug- the lever 14 must be increased to absorb the increase

mentation de charge jusqu'au moment o le moteur 13 atteint sa limite de puissance. Lorsque le véhicule 10 est immobile pendant le temps o les fonctions auxiliaires sont exécutées, il suffit de régler la vitesse du moteur entre le point de ralenti I et le point de référence R, comme indiqué sur la figure 3, au lieu de le faire fonctionner à un haut régime comme dans les systèmes connus. Ce mode opératoire permet d'utiliser efficacement et économiquement la puissance à charge until the motor 13 reaches its power limit. When the vehicle 10 is stationary during the time when the auxiliary functions are performed, it is sufficient to adjust the speed of the engine between the idling point I and the reference point R, as shown in Figure 3, instead of running it at a high speed as in known systems. This procedure makes it possible to use the power efficiently and economically.

la sortie du moteur.the engine output.

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisa- The invention is not limited to the method of

tion décrit ci-dessus en détail mais diverses modifications tion described above in detail but various modifications

peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. can be made without departing from its scope.

Claims

R E V E N D I C A T IO N S

1. System for controlling a transmission of vehicles

characterized in that it comprises a detector (30, 32) acting to detect the output of the motor (13) of the vehicle (10), a control device (33, 37, 38) responsive to the detector for controlling the output (25) of the transmission (20) depending on the output of the motor and a threshold means (36) for preventing the transmission from producing an output until the output of the motor (13) has reached

a predetermined level.

2. System according to claim 1, characterized in

said detector comprises a detector (30) of the

output speed of the motor.

3. System according to claim 2, characterized in

said speed sensor comprises a sensor unit

impulse stage (30) for producing an output signal.

tie having a frequency which is a function of the speed of

motor output.

4. System according to claim 3, characterized in that said detector comprises a voltage frequency converter (32) receiving the output signal of the pulse pickup unit and supplying at its output a voltage

which is a function of said frequency.

5. System according to claim 4, characterized in

that said control device comprises an amplification

carrier (33) having a first input connected to said voltage converter so as to receive

its output voltage.

6. System according to claim 5, characterized in

said threshold means (36) comprises means for establishing

a reference value which is connected to the second input of the amplifier and acts to establish a threshold level below which the transmission can

not work.

7. System according to claim 5 or 6, characterized

in that said control device further comprises a forward / reverse circuit (37), which

connected to an output of said amplifier so as to determine

undermine the forward and reverse direction of the vehicle.

8. System according to any one of the claims

1 to 7, characterized in that the transmission is hydrostatic, in that the control device provides the control

of hydraulic fluid flow between a hy-

hydraulics (21) and a hydraulic motor (22)

(13) the speed of the motor and (i) that said threshold means (36) prevents the flow of hydraulic fluid from the

pump to the motor as long as the speed at the exit of the motor

has not reached a predetermined level.

9. System according to claim 8, characterized in

said control device comprises a distribution device

(38) connected to the detector so as to control the output

hydraulic motor according to the speed of the motor.