SE517428C2 - Växlingsreglage hos ett motorfordon - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 517 428 växlingskänsla med ett sådant halvautomatiskt växlingsreglage som med ett manuellt växlingsreglage.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett väx- lingsreglage som kan användas till väsentligen alla typer av växellådor. Ett annat syfte är att tillhandahålla ett växlingsregla- ge som ger samma växlingskänsla som ett manuellt växlings- reglage samtidigt som det väsentligen inte kräver mer utrymme än ett halvautomatiskt växlingsreglage.

De ovan angivna syftena uppnås med det inledningsvis nämnda växlingsreglaget som kännetecknas av vad som anges i patent- kravets 1 kännetecknande del. Genom att styrenheten styr nämnda kraftdon så att rörelser av växelspaken endast medges längs en bestämd bana erhålls samma funktion som med en styrkuliss. Genom att anordna en lämplig mjukvara i styrenheten kan väsentligen alla typer av banor erhållas och växlingslägena ges en väsentligen godtycklig placering. Ett och samma väx- lingsreglage kan därmed anslutas till en växellåda av en väsent- ligen godtycklig typ endast genom ett lämpligt byte av mjukvaran i styrenheten.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda kraftdon längdföränderligt och att det med en första ände är för- bundet med växelspaken och att det med en andra ände är för- bundet med en statisk konstruktion i fordonet. Genom att styra ett sådant kraftdons förmåga att ändra längd kan rörelser av växelspaken utanför nämnda bestämda bana blockeras men rö- relser i banans sträckning medges. Alternativt kan nämnda kraftdon vara vridbart förbundet med växelspaken. Kraftdonet förbinds här med ett nedre väsentligen icke förskjutbart parti av växelspaken. Genom att styra ett sådant kraftdons vridrörelser kan rörelser av växelspaken utanför nämnda bestämda bana blockeras men rörelser i banans sträckning medges. Med fördel 10 15 20 25 30 35 517 428 är ett första kraftdon inrättat att väsentligen begränsa rörelser av växelspaken i en första riktning och ett andra kraftdon inrättat att väsentligen begränsa rörelser av växelspaken i en andra riktning som är väsentligen vinkelrät mot den förstariktningen.

Eftersom konventionella växelspakar huvudsakligen är förskjut- bara i två mot varandra vinkelräta riktningar erhålls med en så- dan konstruktion en relativt okomplicerad styrning av växelspa- ken. Med en sådan konstruktion erhålls även en stabil styrning av växelspakens rörelser längs nämnda bana. Med fördel är vart och ett av nämnda kraftdon inrättade att aktiveras av en elekt- risk motor. Genom att använda en elektrisk motor kan kraftdo- nen ges en kort reaktionstid och en erforderlig kraft för att för- hindra rörelser av växelspaken utanför nämnda bana. Alternativt kan lämpliga pneumatiska eller hydrauliska kraftdon användas.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda positionsavläsare optisk. Med en optisk positionsavlä- sare kan växelspakens position avläsas med stor noggrannhet utan att spakens rörelser påverkas. En sådan givare kan inne- fatta en på växelspaken anordnad diod som utsänder en infraröd ljusstråle i riktning mot en fotokänslig detektor som har en fast placering i fordonet. Alternativa positionsavläsare kan vara re- sistiva,~ kapacitiva, induktiva eller magnetiska. Då växelspaken förs till ett av nämnda växlingslägen är styrenheten inrättad att sända en signal till växellådan för att initiera iläggning av den växel som motsvarar växelspakens växlingsläge. En sådan sig- nal är med fördel elektrisk och sänds via en ledning till växellå- dan. Att anordna en elektrisk ledning mellan växlingsreglaget och växellådan kräver ett mycket litet utrymme i jämförelse med en mekanisk transmission.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning är nämnda kraftdon inrättat att indikera för en förare när växlingsreglaget förs i respektive ur nämnda växlingslägen. För att en förare med handen ska känna när växelspaken når ett växlingsläge kan nämnda kraftdon skapa ett ökat eftergivligt 10 15 20 25 30 35 517 428 motstånd under en passage en kort sträcka innan växelspaken når växlingsläget. Genom en lämplig mjukvara i styrenheten kan växlingskänslan ökas ytterligare genom att den ger nämnda kraftdon olika funktioner beroende på växelspakens position ut- efter nämnda bana. Kraftdonen kan exempelvis överföra krafter till växelspaken som är fjädrande, dämpande, pulserande eller vibrerande.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning är styrenheten inrättad att under vissa driftstillstånd hos fordonet förhindra att växelspaken förskjuts till en eller flera av nämnda växlingslägen. Beroende på olika parametrar som, ex- empelvis, fordonets hastighet kan det vara olämpligt eller till och med skadligt för fordonets motor och drivlina om vissa växlar läggs i. Styrenheten kan därmed förhindra att en felaktig växel av misstag läggs i.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning innefattar ett av nämnda växlingslägen en aktivering av en automatisk växlingsfunktion. Ett fordon med det ovan be- skrivna växlingsreglaget innefattar i regel en växlingsmekanism, som justerar växellådans utväxling i beroende av erhållna elekt- riska signaler från växlingsreglaget. Att istället styrenheten be- stämmer när växling ska ske utifrån information om parametrar, som är relevanta för växling, är tämligen okomplicerat. Det är därför en fördel om möjligheten finns för en förare att förskjuta växelspaken till ett växlingsläge som initierar en automatisk växling av fordonet.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs såsom exempel föredragna utfö- ringsformer av uppfinningen med hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka: Fig 1 visar schematiskt ett manuellt växlingsreglage, 10 15 20 25 30 35 517 428 Fig 2 visar ett växlingsreglage enligt en första utförings- form och Fig 3 visar ett växlingsreglage enligt en andra utförings- form.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS- FORMER AV UPPFINNINGEN Fig 1 visar ett konventionellt manuellt växlingsreglage. Växlings- reglaget innefattar en Växelspak 1 som är ställbar i ett flertal på avstånd belägna växlingslägen v1_5. Växlingsreglaget innefattar även en styrkuliss 2 som medger rörelser utefter en bestämd bana 3 till nämnda växlingslägen v1_5. Sådana banors 3 sträck- ning är väsentligen standardiserade i fordon så att en förare av fordonet exakt vet till hur växelspaken ska förskjutas mellan oli- ka växlingslägen v1_5. Genom att konventionella växlingsreglage i regel innefattar en sådan styrkuliss 2 är de åtminstone begrän- sade till att vara anslutningsbara till växellådor som har ett med styrkulissen 2 överensstämmande antal växlar (v1_5). l Fig 2 visas en första utföringsform av föreliggande uppfinning.

En växelspak 1 ses här ovanifrån. Ett första längdföränderligt kraftdon 4 och ett andra längdföränderligt kraftdon 4, som vä- sentligen har en identisk konstruktion, är med en första ände 4a förbundna med växelspaken 1 och med en andra ände 4b för- bundna med en statisk konstruktion 5 i fordonet. Kraftdonens 4 ändar 4a, b är ledbart förbundna vid infästningsställena. De två längdföränderliga kraftdonen 4 innefattar var sina elektriska motorer 6 som är inrättade att åstadkomma en längdförändring av kraftdonen 4. Med en lämplig elektrisk motor 6 kan kraftdo- nen 4 erhålla en snabb längdförändring och tillhandahålla en relativt stor kraft. De två längdföränderliga kraftdonen 4 är in- rättade att verka i ett plan som är väsentligen vinkelrät mot väx- elspakens 1 huvudsakliga utsträckningsriktning. Kraftdonen 4 är längdföränderliga i riktningar som bildar en vinkel av cirka 90° med varandra. 10 15 20 25 30 35 517 428 En optisk positionsavläsande anordning innefattar en diod 7 som är fast anordnad på växelspaken 1. Dioden 7 är inrättad att avge en infraröd ljusstråle 8 mot en fotokänslig yta 9 som innefattas i en fotokänslig detektor 10. Den fotokänsliga detektorn 10 avger en första strömsignai som är relaterad till den infallande Ijusin- tensiteten och en andra strömsignal som är relaterad till ett centrum hos det infallande ljuset. Härigenom kan växelspakens position bestämmas med en god precision. En styrenhet 11, som innefattar en lätt utbytbar mjukvara, är inrättad att aktivera och styra de elektriska motorerna 6 och därmed kraftdonen 4 med kännedom om växelspakens 1 position så att växelspaken 1 en- dast är förskjutbar längs en bestämd bana 3 till olika växlingslä- gen v1_5. Genom att byta ut mjukvaran i styrenheten 11 kan olika banor erhållas för ett och samma växlingsreglage. I Fig 2 har med streckade linjer en sådan bana 3 markerats. Här behövs således ingen styrkuliss 2 eftersom mjukvaran i styrenheten 11 definierar banans utsträckning. Då växelspaken 1 har förskjutits till ett av nämnda växlingslägen v1_5 är styrenheten 11 inrättad att sända en elektrisk signal, via en ledning, till en växellåda 12.

Växellådan 12 innefattar en växlingsmekanism som lägger i den växel som motsvarar växelspakens 1 växlingsläge v1_5. Här be- höver endast en elektrisk ledning anordnas mellan växlingsreg- laget och växellådan 12. En sådan ledning kräver ett mycket litet utrymme. Eftersom själva iläggningen av en ny växel utförs au- tomatisk behöver fordonet ingen kopplingspedal.

Styrenheten 11 erhåller väsentligen kontinuerligt information från den positionsavläsande anordningen avseende växelspa- kens 1 position. Därmed kan styrenheten 11 aktivera de elekt- riska motorerna 6 så att kraftdonen 4 med en maximal kraft blockerar sådana rörelseriktningar hos växelspaken 1 som inte följer banans 3 sträckning. För att en förare med handen ska känna när växelspaken 1 når ett växlingsläge v1_5, då en ny väx- el önskas att läggas i, skapar kraftdonen 4 ett ökat eftergivligt motstånd när växelspaken 1 passerar en kort sträcka väsentli- 10 15 20 25 30 35 517 428 gen omedelbart innan växlingsläget v1_5. För att ytterligare öka växlingskänslan kan med en lämplig mjukvara i styrenheten 11 kraftdonen 4 ges olika funktioner beroende på växelspakens 1 position utefter nämnda bana 3. Kraftdonen 4 kan, exempelvis, överföra en fjäderkraft, en dämpande kraft, en pulserande kraft eller en vibrerande kraft till växelspaken 1 för att ge föraren en motsvarande växlingskänsla som hos ett manuellt växlingsreg- lage. Under vissa driftstillstånd hos fordonet är styrenheten 11 inrättad att förhindra växelspaken 1 att förskjutas till en eller fle- ra av växlingslägena v1_5. Beroende på olika parametrar som, exempelvis, fordonets hastighet kan det vid vissa tillfällen vara olämpligt eller till och med skadligt för fordonets motor och driv- lina om en viss växel läggs i. Styrenheten 11 förhindrar därmed att en felaktig växel läggs i av misstag. Ett av nämnda växlings- lägen v1_5 kan innefatta en aktivering av en automatisk väx- lingsfunktion. Ett fordon med det ovan beskrivna växlingsregla- get innefattar således redan en växlingsmekanism, som lägger i en önskad växel i beroende av erhållna signaler från växlings- reglaget. Att istället styrenheten 11 bestämmer när växling ska ske utifrån information om för växlingsprocessen relevanta pa- rametrar erfordrar ingen större förändring. Det är därför en för- del om möjligheten finns för en förare att förskjuta växelspaken till ett sådant växlingsläge v1_5 som initierar en automatisk väx- ling av fordonet. l Fig 3 visas en alternativ utföringsform av föreliggande uppfin- ning. I denna utföringsform har första och andra kraftdon 4 ap- plicerats. Vart och ett av kraftdonen 4 innefattar en elektrisk motor 6. Från var och en av de elektriska motorerna 6 sträcker sig en första axel 13 som är försedd med ett första kedjehjul 14.

En kedja 15 är inrättad att överföra det första kedjehjulets 14 rörelser till ett andra kedjehjul 16 som är anordnat på en andra axel 17. Den andra axeln 17 är på ett lämpligt sätt fäst vid ett nedre parti hos växelspaken 1. Detta nedre parti hos växelspa- ken 1 har en väsentligen orörlig position. De andra axlarna 17 är anordnade i en väsentligen rät vinkel i förhållande till varandra. 10 15 20 25 30 35 517 428 Växelspaken 1 är möjlig att vinkelställa i förhållande till det ned- re partiet hos Växelspaken 1 så att ett högre upp beläget parti hos växelspaken 1 blir förskjutbart anordnad utefter en bana. Ett rörligt parti hos växelspaken 1 innefattar en positionsavläsare.

Positionsavläsaren innefattar i detta fall två dioder 7 som är fast anordnade på Växelspaken 1. Dioderna 7 är inrättade att avge en infraröd ljusstråle 8 mot var sin fotokänslig detektor 10 som innefattar en fotokänslig yta 9. Därmed kan växelspakens 1 po- sition bestämmas i växelspakens 1 två huvudsakliga rörelserikt- ningar. Styrenheten 11 är inrättad att erhålla information från de fotokänsliga detektorerna 10 för att aktivera och styra de elekt- riska motorerna 6 med kännedom om växelspakens 1 position.

Då växelspaken 1 har förskjutits till ett växlingsläge är styren- heten 11 inrättad att sända en elektrisk signal, via en ledning, till växellådan 12. Växellådan 12 innefattar en växlingsmekanism som lägger i den växel som motsvarar växelspakens 1 väx- lingsläge v1__-,. De elektriska motorerna 6 medges här att blocke- ra eller påverka rörelser av växelspaken 1 i väsentligen var sin vinkelrät riktning så att ett rörligt parti av Växelspaken 1 endast är förskjutbart anordnad längs en bana 3 som bestäms av mjuk- varan i styrenheten 11.

Med de i Fig 2 och 3 beskrivna växlingsreglagen uppnås förde- len att växlingsreglagen är anslutningsbara till väsentligen alla typer av växellådor 12 oberoende av antalet växlar. Styrenhe- tens 11 mjukvara behöver endast bytas ut mot en annan mjukva- ra då växlingsreglaget ska anpassas till en ny typ av växellåda 12. Det är även möjligt att använda en mjukvara som definierar banor 3 som är anpassade efter enskilda personers önskemål.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den beskrivna utfö- ringsformen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar.

Exempelvis så kan de elektriska motorerna 6 i Fig 3 via sin ut- gående axel vara direkt förbundna med växelspakens 1 nedre parti utan mellanliggande transmissionselement. Alternativt kan transmissionselement vara av ett väsentligen godtyckligt men e el.. i. - -ave -_ v u v» 517 428 funktionellt slag och vara anordnat mellan den elektriska mo- torns 6 utgående axel 13 och det nedre partiet hos växelspaken 1.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 517 428 10 Patentkrav

1. Växlingsreglage hos ett motorfordon, varvid växlingsreglaget innefattar en växelspak (1) som är ställbar i åtminstone två på avstånd från varandra anordnade växlingslägen (v1_5), vilka vart och ett initierar en bestämd utväxling hos en växellåda (12), kännetecknat av att växlingsreglaget innefattar åtminstone ett kraftdon (4) som är förbundet med växelspaken (1), en posi- tionsavläsare (7-10) som är inrättad att avkänna växelspakens (1) position och en styrenhet (11) som är inrättad att styra kraft- donet (4) med kännedom om växelspakens (1) position så att rörelser av växelspaken (1) endast medges längs en bestämd bana (3) som definieras av en av styrenheten (11) innefattad mjukvara.

2. Växlingsreglage enligt krav 1, kännetecknat av att nämnda kraftdon (4) är längdföränderligt och att det med en första ände (4a) är förbundet med växelspaken (1) och med en andra ände (4b) är förbundet med en statisk konstruktion (5) i fordonet.

3. Växlingsreglage enligt krav 2, kännetecknat av att nämnda kraftdon (4) är vridbart förbundet med växelspaken (1).

4. Växlingsreglage enligt något av föregående krav, känneteck- nat av att ett första kraftdon (4) är inrättat att väsentligen be- gränsa rörelser av växelspaken (1) i en första riktning och att ett andra kraftdon (4) är inrättat att begränsa rörelser av växelspa- ken (1) i en andra riktning som är väsentligen vinkelrät mot den första riktningen.

5. Växlingsreglage enligt något av föregående krav, känneteck- nat av att nämnda kraftdon (4) innefattar elektriska motorer (6).

6. Växlingsreglage enligt något av föregående krav, känneteck- nat av att nämnda positionsavläsare (7-10) är optisk. 10 15 20

7. Växlingsreglage enligt något av föregående krav, känneteck- nat av att då växlingsreglaget förs till ett av nämnda växlingslä- gen (v1-5) är styrenheten (11) inrättad att sända en signal till växellådan (12) för att initiera iläggning av en växel i växellådan (12) vilken motsvarar växelspakens (1) växlingsläge (v1_5).

8. Växlingsreglage enligt något av föregående krav, känneteck- nat av att nämnda kraftdon (4) är inrättade att åstadkomma en förnimbar indikation för en förare när växelspaken (1) förs in i respektive ut ur ett växlingsläge (v1_5).

9. Växlingsreglage enligt något av föregående krav, känneteck- nat av att styrenheten (11) är inrättad att, under vissa driftstill- stånd hos fordonet, förhindra att växelspaken (1) förskjuts till en eller flera av nämnda växlingslägen (v1_5).

10. Växlingsreglage enligt något av föregående krav, känne- tecknat av att ett av nämnda växlingslägen (v1_5) innefattar akti- vering av en automatisk växlingsfunktion hos fordonet.