SE539256C2

SE539256C2 - Procedure for shifting in a vehicle

Info

Publication number: SE539256C2
Application number: SE1450976A
Authority: SE
Inventors: Udd Jonas; Kjell Anders; Nowakowski Maciej
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2017-05-30
Also published as: DE102015010760A1; SE1450976A1; DE102015010760B4

Description

FÖRFARANDE VID VÄXLING I ETT FORDON TEKNISKT OMRÅDE Detta dokument beskriver ett förfarande vid växling i ett fordon samt en styrenhet i fordonet. Närmare bestämt beskrivs växling av en växellåda i ett fordon där växellådan innefattar ett växlingsservo. TECHNICAL FIELD OF CHANGING IN A VEHICLE TECHNICAL FIELD This document describes a procedure for shifting in a vehicle and a control unit in the vehicle. More specifically, shifting of a gearbox in a vehicle where the gearbox includes a shifting servo is described.

BAKGRUND Vid byte av växel i ett fordon så befinner sig fordonets drivlina i ett momentlöst tillstånd under växlingen. Fordonet drivs därmed inte framåt av motorn under den tidsrymd som växlingen fullbordas, utan rullar vidare i färdriktningen till följd av fordonets tröghetsmoment. BACKGROUND When changing gears in a vehicle, the vehicle's driveline is in a torqueless state during shifting. The vehicle is thus not driven forward by the engine during the period of time that the shift is completed, but rolls further in the direction of travel due to the moment of inertia of the vehicle.

Med fordon avses i detta sammanhang exempelvis lastbil, långtradare, flakbil, transportbil, hjullastare, buss, terrängbil, bandvagn, stridsvagn, fyrhjuling, personbil eller annat liknande motordrivet bemannat eller obemannat transportmedel, anpassat för landbaserad geografisk förflyttning. In this context, vehicles refer to, for example, a truck, truck, flatbed truck, transport vehicle, wheel loader, bus, off-road vehicle, tracked vehicle, tank, quad bike, passenger car or other similar motorized or unmanned means of transport, adapted for land-based geographical movement.

För att förkorta växlingstiden i en manuell växellåda, och därmed den tidsperiod fordonet saknar drivmoment, samt även underlätta ergonomiskt för föraren, kan ett växlingsservo kopplas mekaniskt till fordonets växelspak och till fordonets växellåda. Härigenom kan föraren använda mindre kraft för att genomföra en växling, jämfört med då växling utförs i en växellåda utan växlingsservo. Växlingstiden kan även förkortas. To shorten the shift time in a manual gearbox, and thus the time period the vehicle lacks driving torque, and also facilitate ergonomically for the driver, a shift servo can be mechanically connected to the vehicle's gear lever and to the vehicle's gearbox. As a result, the driver can use less force to perform a shift, compared to when shifting is performed in a gearbox without shift servo. The changeover time can also be shortened.

Dock är känslan i växelspaken under växling viktig för föraren, för att avgöra hur mycket kraft som krävs för att gå från en växel till neutralläge och sedan till en ny växel, och även för att avgöra om växling till den avsedda växeln är möjlig/ lämplig att genomföra. Detta då föraren vanligen (lämpligtvis) tittar genom vindrutan under växlingsprocessen och riktar sin huvudsakliga uppmärksamhet på den omgivande trafiksituationen. För växlingen måste hen därför väsentligen lita på sin fingertoppskänsla. Växlingsservo gör att föraren inte får samma återkoppling som vid klassiskt länkage. Därigenom ökar risken att föraren av misstag lägger i fel växel, det vill säga en växel där varvtalsskillnaden mellan en huvudaxel och en sidoaxel i växellådan blir så stor att en synkroniseringsenhet eller annan komponent i växellådan kan ta skada till följd av den höga effekt som härvid utvecklas, vilket kan leda till haveri i växellådan. Det finns även en ökad risk att föraren råkar stöta till växelspaken av misstag och härvid ofrivilligt får växlingsservot att lägga i en olämplig växel. However, the feel of the gear lever during shifting is important for the driver, to determine how much force is required to go from one gear to neutral and then to a new gear, and also to determine if shifting to the intended gear is possible / appropriate to implement. This is because the driver usually (suitably) looks through the windshield during the shifting process and directs his main attention to the surrounding traffic situation. For the change, he must therefore essentially trust his fingertip feeling. Shift servo means that the driver does not get the same feedback as with classic linkage. This increases the risk that the driver accidentally puts in the wrong gear, ie a gear where the speed difference between a main axle and a side axle in the gearbox becomes so large that a synchronizing unit or other component in the gearbox can be damaged due to the high power developed. , which can lead to a breakdown in the gearbox. There is also an increased risk that the driver accidentally bumps into the gear lever by mistake and in this case involuntarily causes the shift servo to engage in an unsuitable gear.

En känd lösning på detta problem är ett mekaniskt låsningssystem som ibland benämns "gate-interlock". Denna lösning innefattar att en beräkning görs av ett varvtalsfel som skulle uppstå om 1 :ans växel skulle iläggas. Detta beräknade varvtalsfel jämförs sedan med ett visst gränsvärde. Om detta gränsvärde överskrids så förhindras växelspaken att förflyttas i sidled till 1 :ans växelgata genom att en mekanisk spärr aktiveras som hindrar växelspakens rörelse. One known solution to this problem is a mechanical locking system sometimes referred to as a "gate interlock". This solution involves a calculation being made of a speed error that would occur if the 1st gear were to be engaged. This calculated speed error is then compared with a certain limit value. If this limit value is exceeded, the gear lever is prevented from being moved laterally to the 1st gear lane by activating a mechanical lock that prevents the gear lever from moving.

Ett problem med en sådan lösning är att den är dyr att implementera då den kräver montering av ett antal extra komponenter. Ett annat problem är att den enbart är anpassad för att förhindra skadliga växlingar till 1 :ans växel, men inte erbjuder någon lösning på problemet med skadliga växlingar till övriga växlar, som växel 2, 3 eller backväxel. Den är dessutom känslig för mekanisk skada, vilket kan sätta växlingsspärren ur funktion eller i värsta fall helt förhindra växling. A problem with such a solution is that it is expensive to implement as it requires the assembly of a number of additional components. Another problem is that it is only adapted to prevent harmful gears to 1st gear, but does not offer a solution to the problem of harmful gears to other gears, such as gear 2, 3 or reverse gear. It is also susceptible to mechanical damage, which can deactivate the shift lock or, in the worst case, completely prevent shifting.

Det kan konstateras att mycket ännu återstår att göra för att förbättra styrningen av växling i ett fordon med växlingsservo. It can be stated that much still remains to be done to improve the control of shifting in a vehicle with shifting servo.

SAMMANFATTNING Det är därför en målsättning med denna uppfinning att kunna lösa åtminstone något av ovan angivna problem och förbättra förfarandet vid växling med växlingsservo i ett fordon. SUMMARY It is therefore an object of this invention to be able to solve at least some of the above problems and to improve the method of shifting with shifting servo in a vehicle.

Enligt en första aspekt av uppfinningen uppnås denna målsättning av ett förfarande i en styrenhet för styrning av ett växlingsservo anordnad att ilägga en växel i en växellåda i ett fordon. Förfarandet innefattar estimering av en växel som fordonets förare avser välja. Vidare innefattar förfarandet även fastställande av ett första varvtal på en första sida av en synkroniseringsenhet och ett huvudaxelvarvtal på en andra sida av synkroniseringsenheten, vilka prognostiseras uppstå då den estimerade växeln iläggs. Förfarandet innefattar även beräkning av en parameter relaterad till effektutveckling i synkroniseringsenheten, som prognostiseras uppstå då den estimerade växeln iläggs, baserat på det fastställda första varvtalet och fastställda huvudaxel varvtalet. Vidare innefattar förfarandet även avstängning av växlingsservot, då den beräknade parametern överskrider ett gränsvärde. According to a first aspect of the invention, this object is achieved by a method in a control unit for controlling a shift servo arranged to load a gear in a gearbox of a vehicle. The method involves estimating a gear that the driver of the vehicle intends to select. Furthermore, the method also comprises determining a first speed on a first side of a synchronizing unit and a main shaft speed on a second side of the synchronizing unit, which are forecast to occur when the estimated gear is engaged. The method also includes calculating a parameter related to power development in the synchronizing unit, which is predicted to occur when the estimated gear is engaged, based on the determined first speed and determined main axis speed. Furthermore, the method also comprises switching off the changeover servo, when the calculated parameter exceeds a limit value.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen uppnås denna målsättning av en styrenhet anordnad att styra ett växlingsservo, där växlingsservot är anordnat att ilägga en växel i en växellåda i ett fordon. Styrenheten innefattar en processorkrets, anordnad att estimera en växel som föraren avser välja. Processorkretsen är även anordnad att fastställa ett första varvtal på en första sida av en synkroniseringsenhet och ett huvudaxel varvtal på en andra sida av synkroniseringsenheten, vilka prognostiseras uppstå då den estimerade växeln iläggs. Dessutom är processorkretsen anordnad att beräkna en parameter relaterad till effektutveckling i synkroniseringsenheten, som prognostiseras uppstå då den estimerade växeln iläggs, baserat på det fastställda första varvtalet och det fastställda huvudaxelvarvtalet. Processorkretsen är också anordnad att alstra en styrsignal för avstängning av växlingsservot, då den beräknade parametern överskrider ett gränsvärde. According to a second aspect of the invention, this object is achieved by a control unit arranged to control a shift servo, wherein the shift servo is arranged to load a gear in a gearbox in a vehicle. The control unit comprises a processor circuit, arranged to estimate a gear which the driver intends to select. The processor circuit is also arranged to determine a first speed on a first side of a synchronizing unit and a main axis speed on a second side of the synchronizing unit, which are forecast to occur when the estimated gear is engaged. In addition, the processor circuit is arranged to calculate a parameter related to power development in the synchronizing unit, which is forecast to occur when the estimated gear is engaged, based on the determined first speed and the determined main axis speed. The processor circuit is also arranged to generate a control signal for switching off the changeover servo, when the calculated parameter exceeds a limit value.

Genom att stänga av växlingsservot då en genomförd växling till en viss växel skulle medföra att effektutvecklingen i en synkroniseringsenhet blir så stort att en skada på synkroniseringsenheten eller annan komponent i växellådan riskeras. Detta då det krävs en större muskelkraft för att växla då växlingsservot inte är aktiverat och föraren därigenom uppmärksam-mas på det olämpliga i att ilägga denna felaktiga växel. Härigenom kan de fördelar som servostödd växling medför behållas vid växling som medför enbart en måttlig effektutveckling i synkroniseringsenheten, som kortare växlingstid och därmed förbättrad växlingsprestanda, samt ergonomiska fördelar för föraren, jämfört med växling utan servo. Samtidigt kan ett skydd mot felaktigt växelval eller ofrivillig iläggning av fel växel erhållas, som är billigare och driftsäkrare än befintliga mekaniska system med mekaniska spärrar som ska hindra växelspakens rörelse. Dessutom kan vissa av de här beskrivna aspekterna tillämpas, inte bara på en enskild växel, som 1: ans växel, utan på ett flertal växlar i växellådan. Därmed förbätt-ras växlingsprestanda för växellådan och fordonet. By switching off the shift servo when a completed shift to a certain gear would mean that the power development in a synchronization unit becomes so large that a damage to the synchronization unit or other component in the gearbox is risked. This is because a greater muscle force is required to shift when the shift servo is not activated and the driver is thereby alerted to the inappropriateness of loading this incorrect gear. In this way, the advantages that servo-assisted shifting entails can be retained in shifting that entails only a moderate power development in the synchronization unit, such as shorter shifting time and thus improved shifting performance, as well as ergonomic advantages for the driver, compared to shifting without servo. At the same time, protection against incorrect gear selection or involuntary loading of the wrong gear can be obtained, which is cheaper and more reliable than existing mechanical systems with mechanical locks that are to prevent the gear lever from moving. In addition, some of the aspects described here can be applied, not only to a single gear, such as the 1st gear, but to several gears in the gearbox. This improves the shifting performance of the gearbox and the vehicle.

Andra fördelar och ytterligare nya särdrag kommer att framgå från följande detaljerade beskrivning. Other benefits and additional new features will become apparent from the following detailed description.

FIGURFÖRTECKNING Utföringsformer av uppfinningen kommer nu att beskrivas ytterligare i detalj med hänvisning till bifogade figurer, där:Figur 1Aillustrerar ett scenario med ett fordon enligt en utföringsform;Figur 1Billustrerar ett exempel på ett fordon enligt en utföringsform;Figur 2illustrerar en växellåda enligt en utföringsform;Figur 3Aillustrerar en fordonsinteriör enligt en utföringsform;Figur 3Billustrerar en växelspak och växellägen enligt en utföringsform;Figur 4är ett flödesschema som illustrerar en utföringsform av uppfinningen; ochFigur 5är en illustration av en styrenhet enligt en utföringsform av uppfinningen. LIST OF FIGURES Embodiments of the invention will now be described in further detail with reference to the accompanying figures, in which: Figure 1 Illustrates a scenario with a vehicle according to one embodiment; Figure 1 Illustrates an example of a vehicle according to one embodiment; Figure 2 illustrates a gearbox according to one embodiment; Figure 3 illustrates a vehicle interior according to an embodiment; Figure 3 illustrates a gear lever and gear positions according to an embodiment; Figure 4 is a flow chart illustrating an embodiment of the invention; and Figure 5 is an illustration of a control unit according to an embodiment of the invention.

DETALJERAD BESKRIVNING Utföringsformer av uppfinningen innefattar ett förfarande och en styrenhet, vilka kan reali-seras enligt något av de nedan beskrivna exemplen. Denna uppfinning kan dock genomföras i många olika former och ska inte ses som begränsad av de häri beskrivna utföringsformerna, vilka istället är avsedda att belysa och åskådliggöra olika aspekter. DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the invention comprise a method and a control unit, which can be realized according to any of the examples described below. However, this invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited by the embodiments described herein, which are intended to illustrate and illustrate various aspects.

Ytterligare aspekter och särdrag av uppfinningen kan komma att framgå från den följande detaljerade beskrivningen när den beaktas i samband med de bifogade figurerna. Figurerna är dock enbart att betrakta som exempel på olika utföringsformer av uppfinningen och ska inte ses som begränsande för uppfinningen, vilken begränsas enbart av de bifogade kraven. Vidare är figurerna inte nödvändigtvis skalenligt ritade och är, om inget annat särskilt skrivs, avsedda att konceptuellt illustrera aspekter av uppfinningen.Figur 1Avisar ett fordon100,anpassat för växling och motordrivet framförande i bland annat en första färdriktning 105. Exempelvis, men inte nödvändigtvis, kan fordonet 100 vara ett lastfordon, en buss eller en långtradare, eller något av de tidigare uppräknade typerna av fordon, för att nu bara nämna några godtyckliga exempel.Figur 1Bvisar schematiskt en drivlina i fordonet 100 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Drivlinan innefattar en förbränningsmotor110,vilken via en på förbränningsmo-torn 110 utgående axel, exempelvis via ett svänghjul, är förbunden med en ingående axel112hos en växellåda113via en koppling 114. En sensor111kan vara särskilt anordnad att avläsa ingåendeaxelvarvtalet. Sådan sensor 111 kan även benämnas varvtalsmätare. Denna kan vara placerad vid en godtycklig position i anslutning till axeln 112 mellan motorn 110 och växellådan 113. Växellådan 113 utgörs av en manuell växellåda med åtminstone två växlar. Dock kan antalet växlar ofta vara betydligt högre, och kan innefatta växlar både för drift i den huvudsakliga körriktningen 105, såväl som motsatt riktning, dvs. fordonets backriktning. Additional aspects and features of the invention may become apparent from the following detailed description when considered in conjunction with the accompanying figures. However, the figures are to be considered only as examples of different embodiments of the invention and should not be construed as limiting the invention, which is limited only by the appended claims. Furthermore, the figures are not necessarily to scale, and are, unless otherwise specifically indicated, intended to conceptually illustrate aspects of the invention. the vehicle 100 may be a truck, a bus or a truck, or any of the previously listed types of vehicles, to name just a few arbitrary examples. Figure 1B schematically shows a driveline in the vehicle 100 according to an embodiment of the present invention. The driveline comprises an internal combustion engine 110, which is connected via an shaft outgoing on the internal combustion engine 110, for example via a flywheel, to an input shaft 112 by a gearbox 113 via a clutch 114. A sensor 111 may be specially arranged to read the input shaft speed. Such a sensor 111 can also be called a speedometer. This can be located at any position adjacent to the shaft 112 between the engine 110 and the gearbox 113. The gearbox 113 consists of a manual gearbox with at least two gears. However, the number of gears can often be significantly higher, and can include gears both for operation in the main direction of travel 105, as well as the opposite direction, ie. the reverse direction of the vehicle.

Kopplingen 114 kan exempelvis utgöras av en automatiskt styrd koppling som kan vara exempelvis av torrlamelltyp. Friktionselementets (lamellens) ingrepp med svänghjulet på mo-torns utgående axel kan styras med hjälp av en tryckplatta, vilken kan vara förskjutbar i sidled med hjälp av till exempel en hävarm, vars funktion kan styras av en kopplingsaktuator. Kopp-lingsaktuatorns påverkan på hävarmen styrs i sin tur av fordonets kopplingsstyrsystem via en styrenhet115.Styrenheten 115 styr även ett växlingsservo 126, vilket påverkas av föraren via en växelspak i fordonet 100, exempelvis genom att en magnetventil regleras. Växlingsservot 126 förstärker förarens växlingsrörelse i växellådan 113 och medför därför att växlingen kan genomföras med en betydligt mindre muskulär kraftinsats från förarens sida. Härigenom blir växlingsprocessen snabbare och säkrare. Tidsperioden som fordonet 100 befinner sig i drivlöst tillstånd förkortas därigenom. The coupling 114 may, for example, consist of an automatically controlled coupling which may be, for example, of the dry lamella type. The engagement of the friction element (lamella) with the flywheel on the output shaft of the motor can be controlled by means of a pressure plate, which can be displaceable laterally by means of, for example, a lever, the function of which can be controlled by a clutch actuator. The action of the clutch actuator on the lever is in turn controlled by the vehicle's clutch control system via a control unit 115. The control unit 115 also controls a shift servo 126, which is actuated by the driver via a shift lever in the vehicle 100, for example by regulating a solenoid valve. The shift servo 126 amplifies the driver's shifting movement in the gearbox 113 and therefore means that the shifting can be carried out with a much less muscular effort on the part of the driver. This makes the shifting process faster and safer. The period of time during which the vehicle 100 is in the idle state is thereby shortened.

Växlingsservot 126 medför även ergonomiska fördelar förföraren, som härigenom kan undvika drabbas av belastningsskador av typen Karpaltunnelsyndrom, Ulnartunnelsyndrom, Re-petitive Strain Injury (RSI)/ musarm, Tendinitis eller liknande. Vidare utgör växlingsservot 126 ett viktigt hjälpmedel för personer med nedsatt muskelstyrka, som exempelvis handi-kappade, som därigenom kan framföra fordonet 100 utan nedsatt funktion eller säkerhet. Shift servo 126 also provides ergonomic benefits to the seducer, who can thereby avoid strain injuries of the type Carpal Tunnel Syndrome, Ulnar Tunnel Syndrome, Repetitive Strain Injury (RSI) / mouse arm, Tendinitis or the like. Furthermore, the shift servo 126 is an important aid for persons with reduced muscle strength, such as the disabled, who can thereby drive the vehicle 100 without reduced function or safety.

Fordonet 100 innefattar även drivaxlar116, 117,vilka är förbundna med fordonets drivhjul118,119,och vilka drivs av en från växellådan 113 utgående axel 120 via en axelväxel 121, såsom till exempel en differentialväxel. Det i figur 1B schematiskt visade fordonet 100 innefattar endast två drivhjul 118, 119, men utföringsformer av uppfinningen är tillämplig även för fordon 100 med ett flertal drivaxlar, vilka kan vara försedda med ett eller ett flertal drivhjul. The vehicle 100 also includes drive shafts 116, 117, which are connected to the vehicle's drive wheels 118, 119, and which are driven by a shaft 120 emanating from the gearbox 113 via a shaft gear 121, such as, for example, a differential gear. The vehicle 100 schematically shown in Figure 1B comprises only two drive wheels 118, 119, but embodiments of the invention are also applicable to vehicles 100 with a plurality of drive axles, which may be provided with one or a plurality of drive wheels.

Fordonet 100 innefattar även en förarhytt i vilken på sedvanligt vis är anordnat en förarmiljö med instrument, manöverreglage etc. (se figur 3A-B). Denna förarmiljö kan även innefatta ett informationsgränssnitt130för presentation av information för fordonets förare. Detta informationsgränssnitt 130 kan innefatta exempelvis en bildskärm, en lampa/diod, en högtalare, en vibrationsalstrare för taktil återkoppling eller liknande. Exempelvis kan information relaterad till fordonets växling presenteras där enligt vissa utföringsformer, såsom en text/ bild/ ljud som informerar om ilagd växel och/ eller varnar för att växling inte kan/ bör göras till en viss växel, eller till vissa växlar. The vehicle 100 also comprises a cab in which, in the usual manner, a driver environment with instruments, control knobs, etc. is arranged (see Figure 3A-B). This driver environment may also include an information interface 130 for presenting information to the driver of the vehicle. This information interface 130 may include, for example, a monitor, a lamp / diode, a speaker, a vibration generator for tactile feedback or the like. For example, information related to the vehicle's shift can be presented there according to certain embodiments, such as a text / image / sound that informs about the engaged gear and / or warns that shifting can not / should not be done to a certain gear, or to certain gears.

Styrsystemet i fordonet 100 kan utgöras av ett kommunikationsbussystem bestående av en eller flera kommunikationsbussar för att sammankoppla ett antal elektroniska styrenheter (ECU:er), eller kontrollenheter/ controllers, och olika på fordonet 100 lokaliserade komponenter. Ett sådant styrsystem kan innefatta ett stort antal kontrollenheter, och ansvaret för en specifik funktion kan vara uppdelat på fler än en kontrollenhet. Likaså kan en kontrollenhet vara anordnad att ansvara för flera funktioner. The control system in the vehicle 100 may be a communication bus system consisting of one or more communication buses for interconnecting a number of electronic control units (ECUs), or controllers / controllers, and various components located on the vehicle 100. Such a control system can comprise a large number of control units, and the responsibility for a specific function can be divided into more than one control unit. Likewise, a control unit can be arranged to be responsible for several functions.

Styrenheten 115 är i sin tur anordnad att kommunicera dels med andra enheter, för att ta emot signaler och mätvärden och eventuellt även trigga en mätning, exempelvis vid visst tidsintervall. Vidare är styrenheten 115 anordnad att kommunicera exempelvis via fordonets kommunikationsbuss, vilken kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN-buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Oriented Systems Transport), eller någon annan busskonfiguration. The control unit 115 is in turn arranged to communicate partly with other units, in order to receive signals and measurement values and possibly also trigger a measurement, for example at a certain time interval. Furthermore, the control unit 115 is arranged to communicate, for example, via the communication bus of the vehicle, which may be constituted by one or more of a cable; a data bus, such as a CAN bus (Controller Area Network bus), a MOST bus (Media Oriented Systems Transport), or any other bus configuration.

Styrenheten 115 kan även, eller alternativt, vara anordnad för trådlös kommunikation över ett trådlöst gränssnitt enligt vissa utföringsformer. Det trådlösa gränssnittet kan utgöras av radiosändare baserad på trådlös kommunikationsteknologi såsom 3rd Generation Partners-hip Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE), LTE-Advanced, Evolved Universal Terrest-rial Radio Access Network (E-UTRAN), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), Global System for Mobile Communications/ Enhanced Data rate for GSM Evolution (GSM/EDGE), Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), World-Wide Interopera-bility for Microwave Access (WiMax), Wireless Local Area Network (WLAN) Ultra Mobile Broadband (UMB), Bluetooth (BT), Near Field Communication (NFC) eller infraröd sändare för att nu bara nämna några få tänkbara exempel på trådlös kommunikation. The control unit 115 may also, or alternatively, be arranged for wireless communication over a wireless interface according to certain embodiments. The wireless interface can consist of radio transmitters based on wireless communication technology such as 3rd Generation Partners-hip Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE), LTE-Advanced, Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), Global System for Mobile Communications / Enhanced Data rate for GSM Evolution (GSM / EDGE), Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), World-Wide Interoperability for Microwave Access (WiMax), Wireless Local Area Network (WLAN) ) Ultra Mobile Broadband (UMB), Bluetooth (BT), Near Field Communication (NFC) or infrared transmitter to name just a few possible examples of wireless communication.

För enkelhetens skull visas enligt ovan i figur 1B endast en styrenhet 115, där funktioner för ett flertal olika styrfunktioner blivit samlade, såsom styrning av växelservot 126, men fordonet 100 kan i andra utföringsformer innefatta ett flertal styrenheter, på vilka olika styrfunktioner kan vara fördelade. For the sake of simplicity, as shown in Figure 1B, only one control unit 115 is shown, where functions for a plurality of different control functions have been collected, such as control of gear servo 126, but the vehicle 100 may in other embodiments include a plurality of control units on which different control functions may be distributed.

Figur 2visar schematiskt en växellåda 113 i fordonet 100. Växellådan 113 kan exempelvis innefatta en splitväxel210och en huvudväxellåda220i vissa utföringsformer. Vidare kan växellådan 113 ibland innefatta en rangeväxel (inte visad) som kan utgöras av en planet-växel. I anslutning till splitväxeln 210 sitter en sidoaxel 230. I anslutning till växellådan 113 är växlingsservot 126 anslutet. Då en rörelse i en växelspak detekteras, aktiveras växlingsservot 126 och förstärker denna rörelse i normalfallet. I växellådan 113 finns även synkroniseringsenheter250,en för varje växel, vilka synkroniserar varvtalen mellan växellådans sidoaxel 230 och växellådans huvudaxel240,eller utgående axel, då en växlingsbegäran detekteras. Varvtalet på växellådans sidoaxel 230 kan mätas med en första varvtalsgivare260,eller varvtalsmätare som den även kan benämnas. Figure 2 schematically shows a gearbox 113 in the vehicle 100. The gearbox 113 may, for example, comprise a split gearbox 210 and a main gearbox 220 in certain embodiments. Furthermore, the gearbox 113 may sometimes comprise a range gear (not shown) which may be a planetary gear. Adjacent to the split gear 210 is a side shaft 230. Adjacent to the gearbox 113 is the gear servo 126 connected. When a movement in a gear lever is detected, the shift servo 126 is activated and amplifies this movement in the normal case. The gearbox 113 also has synchronizing units 250, one for each gear, which synchronize the speeds between the side shaft 230 of the gearbox and the main shaft 240 of the gearbox, or output shaft, when a shift request is detected. The speed on the side axle 230 of the gearbox can be measured with a first speed sensor 260, or speedometer as it can also be called.

Varvtalet på sidoaxeln 230 kan fastställas på ett flertal alternativa sätt, exempelvis genom att mäta varvtalet på den ingående axeln 112 med en varvtalsmätare 111. Därefter kan detta varvtal omräknas till sidoaxelvarvtal baserat på kännedom om utväxlingen i växellådan 113. Därefter kan det erhållna sidoaxelvarvtalet omräknas ytterligare en gång till varvtalet på det kugghjul som ska iläggas. Detta kugghjul är förknippat med den växel som det bedöms ska iläggas. The speed of the side axle 230 can be determined in a number of alternative ways, for example by measuring the speed of the input shaft 112 with a speedometer 111. Thereafter, this speed can be converted to side axle speed based on knowledge of the gearbox gear ratio 113. once to the speed of the gear to be loaded. This gear is associated with the gear that is deemed to be engaged.

Varvtalet på huvudaxeln 240 kan man få fram genom att mäta varvtalet på huvudaxeln 240 eller på utgående axeln med en andra varvtalsgivare270.Om växellådan 113 har en rangeväxel så kan man behöva ha kännedom om dess utväxling och position om man mäter på den utgående axeln. The speed on the main shaft 240 can be obtained by measuring the speed on the main shaft 240 or on the output shaft with a second speed sensor 270. If the gearbox 113 has a range gear, you may need to know its gear ratio and position if measuring on the output shaft.

Då en växel ska iläggas kan det visa sig uppstå en varvtalsskillnad An i en synkroniseringsenhet250,dvs. olika varvtal på varsin sida om synkroniseringsenheten 250, då växeln ska iläggas. Synkroniseringsenhetens uppgift är att synkronisera dessa olika varvtal så att dessa överensstämmer, och därefter genomföra växlingen till den begärda växeln. When a gear is to be loaded, it may turn out that a speed difference An arises in a synchronizing unit 250, ie. different speeds on each side of the synchronization unit 250, when the gear is to be loaded. The task of the synchronizing unit is to synchronize these different speeds so that they correspond, and then carry out the shift to the requested gear.

Enligt en utföringsform innefattar uppfinningen en skyddsfunktion för att möjliggöra för styrenheten 115 att stänga av växlingsservot 126 då ett prognostiserat varvtalsfel eller varvtalsskillnad An i synkroniseringsenheten 250 för en växel skulle överskrida ett visst gränsvärde G om denna växel skulle iläggas. Detta då denna varvtalsskillnad An ger upphov till en effektutveckling i synkroniseringsenheten 250 som kan skada denna, då denna effekt är proportionell mot varvtalsskillnaden An. Då det prognostiserade varvtalsfelet An i synkroniseringsenheten 250 har sjunkit och inte längre överskrider nämnda gränsvärde G, kan styrenheten 115 åter aktivera växlingsservot 126. According to one embodiment, the invention includes a protection function to enable the controller 115 to turn off the gear servo 126 when a predicted speed error or speed difference An in the gear synchronizing unit 250 would exceed a certain limit value G if this gear were to be engaged. This is because this speed difference An gives rise to a power development in the synchronizing unit 250 which can damage it, as this power is proportional to the speed difference An. When the predicted speed error An in the synchronizing unit 250 has dropped and no longer exceeds said limit value G, the control unit 115 can reactivate the shift servo 126.

Denna lösning, att stänga av växlingsservot 126 då varvtalsfelet An, eller effektutvecklingen i synkroniseringsenheten 250 blir för stort, är betydligt billigare än befintliga mekaniska system med mekaniska spärrar som ska hindra växelspakens rörelse. Vidare förutsätter vissa utföringsformer att enbart en sensor finns i fordonet 100, anordnad att detektera växelspakens position i fordonet 100, som exempelvis om växelspaken befinner sig i 1 :ans växelgata. Sådan sensor kan ibland även benämnas sidslagsgivare, i vissa utföringsformer. This solution, to turn off the shift servo 126 when the speed error An, or the power development in the synchronizing unit 250 becomes too large, is significantly cheaper than existing mechanical systems with mechanical locks which are to prevent the movement of the shift lever. Furthermore, certain embodiments presuppose that only one sensor is present in the vehicle 100, arranged to detect the position of the gear lever in the vehicle 100, as for example if the gear lever is in the 1st gear street. Such a sensor can sometimes also be called a side impact sensor, in certain embodiments.

Vidare begränsas inte skyddet till enbart synkroniseringsenheten för 1: ans växel, utan även övriga synkroniseringsenheter, förknippade med övriga respektive växel i växellådan 113 kan skyddas enligt vissa utföringsformer. Furthermore, the protection is not limited to only the synchronizing unit for the 1st gear, but also other synchronizing units, associated with the other respective gears in the gearbox 113 can be protected according to certain embodiments.

I vissa utföringsformer kan man ha en sensor, eller sidslagsgivare, som kan detektera vilken växelgata växelspaken befinner sig i. På vissa växellådor 113, kan sensorn detektera att växelspaken befinner sig i till exempel höger gata där växel 2-3 ligger på en Scania (varu-märke) GRS905 -växellåda 113. Man kan då i styrenheten 115 beräkna vilket det högsta varvtalsfelet An skulle kunna bli om den växel iläggs som skulle medföra det största varvtalsfelet An. Skulle det gränsvärde G, som anger det högsta tillåtna varvtalsfelet i den aktu-ella gata som växelspaken befinner sig i överskridas (An > G), kan styrenheten 115 styra växlingsservot 126, exempelvis genom att skicka en styrsignal till en magnetventil som i sin tur påverkar växlingsservot 126. Härigenom kan en skada på en synkroniseringsenhet 250 förknippad med växel 2 och/ eller växel 3 undvikas. Växlingsservot 126 regleras på annat sätt än via nämnda magnetventil, exempelvis elektriskt eller pneumatiskt i olika utföringsformer. In some embodiments you can have a sensor, or side impact sensor, which can detect which gear lever the gear lever is in. On some gearboxes 113, the sensor can detect that the gear lever is in, for example, the right street where gear 2-3 is on a Scania (goods mark) GRS905 gearbox 113. You can then calculate in the control unit 115 which the highest speed error An could be if the gear is loaded which would cause the largest speed error An. Should the limit value G, which indicates the maximum permissible speed error in the current street in which the shift lever is located is exceeded (An> G), the control unit 115 can control the shift servo 126, for example by sending a control signal to a solenoid valve which in turn affects switching servo 126. In this way, damage to a synchronizing unit 250 associated with gear 2 and / or gear 3 can be avoided. The changeover servo 126 is regulated in other ways than via said solenoid valve, for example electrically or pneumatically in various embodiments.

Genom att studera sidoaxelvarvtalsderivatan, det vill säga accelerationen på sidoaxeln 230 samt vilket varvtalsfel An man har kan man återkoppla detta till hur växlingsservot 126 ska styras för att kraften ska minska så att synkroniseringsenheten 250 inte tar skada. By studying the side shaft speed derivative, ie the acceleration on the side shaft 230 and what speed error you have, you can feedback this to how the shift servo 126 should be controlled so that the force is reduced so that the synchronization unit 250 is not damaged.

Ifigur 3A och 3Bvisas ett exempel på en fordonsinteriör enligt en utföringsform. Styrenheten 115 kan vara placerad på en godtycklig position i fordonet 100, och står i förbindelse med växlingsservot 126 och kan reglera detta genom att exempelvis helt eller delvis stänga av det och/ eller aktivera det, under vissa förutsättningar. Figures 3A and 3B show an example of a vehicle interior according to an embodiment. The control unit 115 may be located at any position in the vehicle 100, and is in communication with the shift servo 126 and may control this by, for example, turning it off completely or partially and / or activating it, under certain conditions.

Styrenheten 115 kan i vissa alternativa utföringsformer stå i förbindelse med ett varsebliv-ningsorgan 130, såsom en bildskärm, en högtalare, en taktil vibrationsalstrare eller liknande. Härigenom kan föraren informeras om vilken växel som är ilagd och/ eller varnas om någon växel inte bör iläggas, till följd av en detekterad för stor varvtalsskillnad An eller effektutveckling i i synkroniseringsenheten 250, exempelvis. The control unit 115 may in certain alternative embodiments be connected to a sensing means 130, such as a monitor, a loudspeaker, a tactile vibration generator or the like. In this way, the driver can be informed of which gear is engaged and / or be warned if any gear should not be engaged, as a result of a detected excessive speed difference An or power development in the synchronizing unit 250, for example.

I figur 3B visas hur sensorn310kan detektera positionen på växelspaken320.Figure 3B shows how the sensor 310 can detect the position of the shift lever 320.

Sensorn 310 kan exempelvis, enligt vissa utföringsformer innefatta en induktiv givare vilken beröringsfritt kan detektera växelspakens position. Induktiva givare är okänsliga för vibrat-ioner, smuts och fukt och opererar slitagefritt. I vissa utföringsformer kan sensorn 310 innefatta en magnetgivare, vilken också kan detektera växelspakens position beröringsfritt och slitagefritt. Vidare kan sensorn 310 innefatta en kapacitiv givare vilken också den erbjuder beröringsfri detektering av växelspakens position. I motsats till induktiva givare, som enbart detekterar metalliska objekt, kan kapacitiva givare också detektera icke-metalliska material, varför en växelspak i icke-metalliskt material möjliggörs. En kapacitiv givare innehåller en elektrisk spole och en kapacitanskänslig oscillator. När ett föremål med ett annat dielektrikum än luft passerar förbi så ändras kapacitansen. Spolen och oscillatorn känner kapacitansänd-ringen och oscillatorn ändrar sin svängningsfrekvens. Vidare kan sensorn 310 innefatta en ljussensor, eller fotocell som det ibland benämns. Växelspakens position kan då detekteras då en ljusstråle bryts; eller åtminstone om växelspaken 320 befinner sig till vänster eller höger om ljusstrålens position. Sensorn 310 kan även innefatta en lägessensor, som en resistiv potentiometer. Växelspaken 320 kan härvid röra sig utmed en resistiv släde utmed växelgatan. När släden ändrar läge ändras den totala resistansen och således spänningen över sensorn och då detta samband ofta är linjärt kan växelspakens position och/ eller rörelseriktning fastställas. Sensorn 310 kan även innefatta en kamera som avbildar växelspakens position, där ett bildanalyseringsprogram kan detektera växelspakens position. The sensor 310 may, for example, according to certain embodiments comprise an inductive sensor which can detect the position of the gear lever without contact. Inductive sensors are insensitive to vibrating ions, dirt and moisture and operate without wear. In some embodiments, the sensor 310 may include a magnetic sensor, which may also detect the position of the shift lever non-contact and wear-free. Furthermore, the sensor 310 may comprise a capacitive sensor which also offers non-contact detection of the position of the gear lever. In contrast to inductive sensors, which only detect metallic objects, capacitive sensors can also detect non-metallic materials, thus enabling a gear lever in non-metallic material. A capacitive sensor contains an electrical coil and a capacitance sensitive oscillator. When an object with a dielectric other than air passes by, the capacitance changes. The coil and the oscillator sense the capacitance change and the oscillator changes its oscillation frequency. Furthermore, the sensor 310 may include a light sensor, or photocell as it is sometimes called. The position of the gear lever can then be detected when a light beam is refracted; or at least if the shift lever 320 is to the left or right of the position of the light beam. The sensor 310 may also include a position sensor, such as a resistive potentiometer. The gear lever 320 can in this case move along a resistive slide along the gear path. When the carriage changes position, the total resistance and thus the voltage across the sensor changes and since this connection is often linear, the position and / or direction of movement of the gear lever can be determined. The sensor 310 may also include a camera that images the position of the shift lever, where an image analysis program can detect the position of the shift lever.

Figur 4illustrerar ett exempel på utföringsform för uppfinningen. Flödesschemat i figur 4 åskådliggör ett förfarande400i en styrenhet 115 för styrning av ett växlingsservo 126, anordnad att ilägga en växel i en växellåda 113 i ett fordon 100. Växellådan 113 är en manuell växellåda, innefattande ett flertal växlar. Figure 4 illustrates an example of an embodiment of the invention. The flow chart in Figure 4 illustrates a method 400 in a control unit 115 for controlling a shift servo 126, arranged to load a gear in a gearbox 113 in a vehicle 100. The gearbox 113 is a manual gearbox, comprising a plurality of gears.

Syftet med förfarandet 400 är att undvika att växlingsservot 126 lägger i en växel som skulle medföra att en parameter relaterad till en effektutveckling i synkroniseringsenheten 250, som exempelvis varvtalsfelet An eller den resulterande effekten i synkroniseringsenheten 250, blir så stort att en skada på en synkroniseringsenhet 250, eller annan komponent i växellådan 113 riskeras. Detta görs genom att stänga av växlingsservot 126 då denna beräknade parameter konstateras överskrida ett gränsvärde G. The purpose of the method 400 is to prevent the shift servo 126 from shifting into a gear which would cause a parameter related to a power development in the synchronizing unit 250, such as the speed error An or the resulting power in the synchronizing unit 250, to be so great as to damage a synchronizing unit 250. , or another component of the gearbox 113 is at risk. This is done by turning off the changeover servo 126 when this calculated parameter is found to exceed a limit value G.

Härigenom möjliggörs att man kan behålla de fördelar som servostödd växling medför, som kortare växlingstid och därmed förbättrad växlingsprestanda då fordonet 100 inte tappar så mycket i hastighet under växlingen som enligt tidigare kända förfaranden, samt ergonomiska fördelar för föraren då mindre muskelkraft behöver användas vid växling som medför en måttlig effektutveckling. Samtidigt kan den avgörande nackdelen med växlingsservon 126 undvikas; att föraren kan råka ilägga en växel som medför en så stor effektutveckling i synkroniseringsenheten 250 att skador riskeras. Då växlingsservot 126 avstängs krävs en vä-sentligt ökad muskulär insats av föraren för att ilägga denna växel, vilket ger en direkt taktil/ muskulär återkoppling till föraren som varnar denne för att en mindre lyckad eller farlig växling är på väg att göras. Det kan antas att föraren därför avstår från sådan växling. Vidare kan man genom förfarandet undvika eller minska risken att en ofrivillig växling genomförs då föraren råkar komma åt växelspaken genom en oförsiktig rörelse eller liknande. This makes it possible to retain the advantages that servo-assisted shifting brings, such as shorter shifting time and thus improved shifting performance when the vehicle 100 does not lose as much speed during shifting as according to previously known methods, and ergonomic advantages for the driver when less muscle power needs to be used. entails a moderate power development. At the same time, the crucial disadvantage of shift servo 126 can be avoided; that the driver may accidentally engage a gear that causes such a large power development in the synchronization unit 250 that damage is risked. When the shift servo 126 is switched off, a significantly increased muscular effort is required of the driver to load this gear, which gives a direct tactile / muscular feedback to the driver who warns him that a less successful or dangerous change is about to be made. It can be assumed that the driver therefore refrains from such a change. Furthermore, the procedure can avoid or reduce the risk of an involuntary shift when the driver happens to access the shift lever through a careless movement or the like.

För att kunna styra växellådan 113 i fordonet 100 på ett tillfredsställande sätt kan förfarandet 400 innefatta ett antal steg401-405.Det bör dock observeras att vissa av de här beskrivna stegen 401-405 innefattar ett antal alternativa utföringsformer. Vissa av de beskrivna stegen 401-405 utförs enbart i vissa alternativa utföringsformer, som exempelvis steg 405. Vissa utföringsformer kan innefatta en iterering av åtminstone något förfarandesteg 401-404 i förfarandet 400. Förfarandet 400 innefattar följande steg: Steg 401 En estimering görs av vilken växel fordonets förare avser välja.In order to be able to control the gearbox 113 in the vehicle 100 in a satisfactory manner, the method 400 may comprise a number of steps 401-405. It should be noted, however, that some of the steps 401-405 described here comprise a number of alternative embodiments. Some of the described steps 401-405 are performed only in certain alternative embodiments, such as step 405. Some embodiments may include an iteration of at least one method step 401-404 in method 400. Method 400 includes the following steps: Step 401 An estimation is made of which gear vehicle driver intends to choose.

Denna estimering görs innan växeln iläggs, och kan vara baserad på en sensordetektion av växelspakens position och/ eller rörelseriktning. This estimation is made before the gear is engaged, and can be based on a sensor detection of the gear lever position and / or direction of movement.

Denna estimering kan påbörjas eller triggas av att föraren lägger handen på växelspaken, eller påbörjar en rörelse av växelspaken, baserat på ett mottaget sensorvärde från en sensor 310. This estimation can be initiated or triggered by the driver placing his hand on the shift lever, or initiating a movement of the shift lever, based on a received sensor value from a sensor 310.

Steg 402 Ett första varvtal ni på en första sida av en synkroniseringsenhet 250 och ett huvudaxelvarvtal n2på en andra sida av synkroniseringsenheten 250, som prognostiseras uppstå då den estimerade 401 växeln iläggs, fastställs. Step 402 A first speed n1 on a first side of a synchronizing unit 250 and a major axis speed n2 on a second side of the synchronizing unit 250, which are predicted to occur when the estimated 401 gear is engaged, are determined.

Det första varvtalet ni kan fastställas på ett flertal alternativa sätt, exempelvis genom att mäta eller beräkna varvtalet på sidoaxeln 230 och därefter, med kännedom om växellådans utväxling räkna ut varvtalet på det kugghjul som ska läggas i ingrepp. Detta kugghjul är förknippat med den växel som det bedöms ska iläggas. The first speed you can determine in a number of alternative ways, for example by measuring or calculating the speed on the side axle 230 and then, with knowledge of the gearbox gear ratio, calculate the speed of the gear to be engaged. This gear is associated with the gear that is deemed to be engaged.

Sidoaxelvarvtalet kan uppmätas på sidoaxeln 230 i växellådan 113 med en första varvtalsgivare 260. Alternativt kan sidoaxelvarvtalet beräknas genom att varvtalet på den ingående axeln 112 uppmäts med en varvtalsgivare 111 och sidoaxelvarvtalet fastställs baserat på kännedom om utväxlingen i växellådan 113. The side axle speed can be measured on the side axle 230 in the gearbox 113 with a first speed sensor 260. Alternatively, the side axle speed can be calculated by measuring the speed of the input shaft 112 with a speed sensor 111 and determining the side axle speed based on gear ratio knowledge 113.

Huvudaxel varvtalet n2kan man få fram genom att mäta varvtalet på huvudaxeln 240 eller på utgående axeln med en andra varvtalsgivare 270. Om växellådan 113 har en rangeväxel kan man behöva ha kännedom om dess utväxling och position om man mäter på den utgående axeln. The main shaft speed n2 can be obtained by measuring the speed on the main shaft 240 or on the output shaft with a second speed sensor 270. If the gearbox 113 has a range gear, it may be necessary to know its gear ratio and position if measuring on the output shaft.

Fastställandet av det första varvtalet ni kan innefatta att sidoaxelvarvtalet uppmäts på en sidoaxel 230 i växellådan 113 med den första varvtalsgivaren 260. Alternativt kan sidoaxelvarvtalet beräknas genom att varvtalet på den ingående axeln 112 uppmäts med en varvtalsgivare 111 och sidoaxelvarvtalet fastställas baserat på utväxlingen mellan kuggparet som förbinder den ingående axeln 112 med sidoaxeln 230, enligt vissa utföringsformer. Fastställandet av huvudaxelvarvtalet n2kan innefatta uppmätning av varvtalet på en huvudaxel 240 i växellådan 113 med den andra varvtalsgivaren 270. The determination of the first speed may include measuring the side shaft speed on a side shaft 230 in the gearbox 113 with the first speed sensor 260. Alternatively, the side shaft speed may be calculated by measuring the speed of the input shaft 112 with a speed sensor based on the shaft speed 111 connects the input shaft 112 to the side shaft 230, according to certain embodiments. The determination of the main shaft speed n2 may include measuring the speed of a main shaft 240 in the gearbox 113 with the second speed sensor 270.

Sådan mätning, eller fastställande av det första varvtalet ni respektive det andra varvtalet n2och/ eller varvtalsskillnaden An kan utföras kontinuerligt, eller med ett visst tidsintervall enligt olika utföringsformer. Such measurement, or determination of the first speed n1 and the second speed n2 and / or the speed difference An, respectively, can be performed continuously, or with a certain time interval according to different embodiments.

I vissa utföringsformer kan sensorn 310 enbart avgöra om växelspaken 320 är på väg att föras mot ettans växelgata, respektive den växelgata som är förknippad med växel två och växel tre. Fastställandet av nämnda parameter som exempelvis varvtalsskillnaden An, då det detekteras 401 att växelspaken 320 är på väg mot endera av växel två eller växel tre kan göras baserat på den växel som ger den största varvtalsskillnaden An. In some embodiments, the sensor 310 can only determine if the shift lever 320 is about to be moved toward one gear gate, and the gear gate associated with gear two and gear three, respectively. The determination of said parameter such as the speed difference An, when it is detected 401 that the gear lever 320 is on its way to either of gear two or gear three can be made based on the gear which gives the largest speed difference An.

Steg 403 En parameter relaterad till effektutveckling i synkroniseringsenheten 250, då den estimerade 401 växeln iläggs beräknas, baserat på det fastställda 402 första varvtalet ni och det fastställda 402 huvudaxel varvtalet n2. Step 403 A parameter related to power development in the synchronizing unit 250, when the estimated 401 gear is loaded is calculated, based on the determined 402 first speed n1 and the determined 402 main axis speed n2.

I vissa utföringsformer kan denna parameter innefatta eller utgöras av en varvtalsskillnad An, vilken kan fastställas så att An = ni - n2. Detta då den effektutveckling som kan prognostiseras uppstå i synkroniseringsenheten 250 då den estimerade 401 växeln iläggs kan antas vara proportionell mot denna varvtalsskillnad An mellan det första varvtalet ni och huvudaxelvarvtalet n2. In some embodiments, this parameter may include or be a speed difference An, which may be determined so that An = ni - n2. This is because the power development that can be predicted to occur in the synchronization unit 250 when the estimated 401 gear is engaged can be assumed to be proportional to this speed difference An between the first speed n1 and the main shaft speed n2.

Fastställandet av nämnda parameter, som exempelvis varvtalsskillnaden An, kan göras baserat på den växel som ger den största varvtalsskillnaden An, då estimeringen 401 avföra-rens avsedda växelval innefattar ett flertal växlar i vissa utföringsformer. The determination of said parameter, such as the speed difference An, can be made based on the gear which gives the largest speed difference An, since the estimation 401 of the defender's intended gear selection comprises a plurality of gears in certain embodiments.

I vissa utföringsformer kan denna parameter innefatta eller utgöras av en effektutveckling P som prognostiseras uppstå i synkroniseringsenheten 250 förknippad med den estimerade 401 växeln, baserat på det fastställda 402 första varvtalet ni och huvudaxelvarvtalet n2och/ eller varvtalsskillnaden An mellan dessa. In some embodiments, this parameter may include or be a power development P predicted to occur in the synchronization unit 250 associated with the estimated 401 gear, based on the determined 402 first speed n1 and the main shaft speed n2 and / or the speed difference An between them.

Effektutvecklingen P kan beräknas genom: P = An ? M; där An är varvtalsfelet i synkroniseringsenheten 250, eller skillnaden mellan huvudaxelvarvtalet och sidoaxelvarvtalet omräknat med kunskap om utväxlingen till den växel som avses iläggas; och M är momentet som utvecklas i synkroniseringsenheten 250. Detta moment M kan i vissa utföringsformer antas vara konstant under den tidsperiod det tar för växlingen att utföras. The power development P can be calculated by: P = An? M; where An is the speed error in the synchronizing unit 250, or the difference between the main shaft speed and the side shaft speed recalculated with knowledge of the gear ratio to the gear intended to be loaded; and M is the torque developed in the synchronizing unit 250. This torque M can in some embodiments be assumed to be constant during the time period it takes for the shift to be performed.

Steg 404 Växlingsservot 126 avstängs då den beräknade 403 parametern överskrider ett gränsvärde G. Step 404 Switching servo 126 is turned off when the calculated 403 parameter exceeds a limit value G.

Detta gränsvärde G kan vara förknippat med den estimerade 401 växeln, så att olika estimerade 401 växlar förknippas med olika gränsvärden G, enligt vissa utföringsformer. I andra utföringsformer kan vissa eller alla växlar dela ett gemensamt gränsvärden G. Exempelvis kan en tabell med olika, eller alternativt ett gemensamt, gränsvärde G för olika estimerade 401 växlar vara lagrade i ett minne, förknippat med respektive växel i växellådan 113. This limit value G may be associated with the estimated 401 gear, so that different estimated 401 gears are associated with different limit values G, according to certain embodiments. In other embodiments, some or all of the gears may share a common limit value G. For example, a table with different, or alternatively a common, limit value G for different estimated 401 gears may be stored in a memory associated with the respective gear in the gearbox 113.

I vissa utföringsformer där parametern innefattar varvtalsskillnaden An kan gränsvärdet G innefatta en maximalt tillåten varvtalsskillnad Gn. In certain embodiments where the parameter includes the speed difference An, the limit value G may include a maximum permissible speed difference Gn.

I andra utföringsformer där parametern innefattar effekten P kan gränsvärdet G innefatta en maximalt tillåten utvecklad effekt Gp i synkroniseringsenheten 250. I vissa utföringsformer görs avstängningen av växlingsservot 126 då den beräknade 403 effektutveckling P i synkroniseringsenheten 250 överskrider ett gränsvärde Gp; P > Gp. In other embodiments where the parameter includes the power P, the limit value G may include a maximum allowable developed power Gp in the synchronization unit 250. In some embodiments, the switching servo 126 is turned off when the calculated 403 power development P in the synchronization unit 250 exceeds a limit value Gp; P> Gp.

Gränsvärdet Gn, alternativt Gp, kan på förhand fastställas till ett gränsvärde där skada riskeras på synkroniseringsenheten 250 i växellådan 113, baserat på hållfasthetsberäkning alternativt erfarenhetsbaserad bedömning. Exempelvis kan Gnsättas till 0,5 - ni. I vissa utföringsformer kan Gnsättas till k ? ni, där k väljs ur intervallet 0,3 - 2. I vissa utföringsformer kan gränsvärdet Gn/ Gp sättas till olika gränsvärden, beroende på varvtalet ni eller estimerad 401 växel. The limit value Gn, alternatively Gp, can be determined in advance to a limit value where damage is risked to the synchronization unit 250 in the gearbox 113, based on strength calculation or experience-based assessment. For example, can be set to 0.5 - ni. In some embodiments, G can be set to k? ni, where k is selected from the range 0.3 - 2. In some embodiments, the limit value Gn / Gp can be set to different limit values, depending on the speed ni or estimated 401 gears.

Steg 405 Detta förfarande steg utförs enbart i vissa alternativa utföringsformer där en iterering av åtminstone något förfarandesteg 401-404 i förfarandet 400 har gjorts. Step 405 This method step is performed only in certain alternative embodiments where an iteration of at least some method steps 401-404 in the method 400 has been made.

Växlingsservot 126 aktiveras, eller återaktiveras, då den beräknade 403 parametern inte överskrider nämnda gränsvärde G. Switching servo 126 is activated, or reactivated, when the calculated 403 parameter does not exceed said limit value G.

Därefter kan växlingsprocessen slutföras, genom synkronisering av varvtalen ni och n2med varandra av synkroniseringsenheten 250 och iläggning av den detekterade/ begärda växeln då varvtalen ni och n2synkroniserats. Thereafter, the shifting process can be completed, by synchronizing the speeds n1 and n2 with each other of the synchronizing unit 250 and loading the detected / requested gear when the speeds n1 and n2 have been synchronized.

Figur 5illustrerar en utföringsform av en styrenhet 115 anordnad att styra ett växlingsservo 126 i anslutning till en växellåda 113. Växlingsservot 126 är i sin tur anordnat att ilägga en växel i en växellåda 113 i ett fordon 100, då fordonets förare via växelspaken 320 indikerar att en viss växel ska iläggas. Figure 5 illustrates an embodiment of a control unit 115 arranged to control a shift servo 126 in connection with a gearbox 113. The shift servo 126 is in turn arranged to load a gear in a gearbox 113 in a vehicle 100, when the driver of the vehicle via the shift lever 320 indicates that a certain gear must be engaged.

Denna styrenhet 115 är konfigurerad att genomföra åtminstone vissa av de tidigare beskrivna förfarandestegen 401 -405, innefattade i beskrivningen av förfarandet 400 för att styra växlingsservot 126. This controller 115 is configured to perform at least some of the previously described method steps 401-405, included in the description of the method 400 for controlling the shift servo 126.

Styrenheten 115 innefattar ett antal delkomponenter, vilka i den följande texten beskrivs närmare. Vissa av de beskrivna delkomponenterna förekommer i en del, men inte nödvändigtvis samtliga utföringsformer. Det kan även förekomma ytterligare elektronik i styrenheten 115, vilken inte är helt nödvändig för att förstå funktionen av styrenheten 115 enligt olika utföringsformer av uppfinningen. The control unit 115 comprises a number of sub-components, which are described in more detail in the following text. Some of the described subcomponents occur in some, but not necessarily all, embodiments. There may also be additional electronics in the control unit 115, which is not absolutely necessary to understand the function of the control unit 115 according to various embodiments of the invention.

Styrenheten 115 innefattar en processorkrets520,anordnad att estimera en växel som föraren avser välja. Vidare är processorkretsen 520 dessutom även är anordnad att fastställa ett första varvtal ni på en första sida av en synkroniseringsenhet 250 och även fastställa ett huvudaxelvarvtal n2på en andra sida av synkroniseringsenheten 250, då den estimerade 401 växeln iläggs. Processorkretsen 520 är även anordnad att beräkna en parameter relaterad till effektutveckling i synkroniseringsenheten 250, då den estimerade växeln iläggs, baserat på det fastställda första varvtalet ni och fastställda huvudaxelvarvtalet n2. Vidare är processorkretsen 520 även anordnad att alstra en styrsignal för avstängning av växlingsservot 126, då den beräknade parametern överskrider ett gränsvärde G. The control unit 115 comprises a processor circuit 520, arranged to estimate a gear which the driver intends to select. Furthermore, the processor circuit 520 is furthermore also arranged to determine a first speed n1 on a first side of a synchronizing unit 250 and also to determine a main axis speed n2 on a second side of the synchronizing unit 250, when the estimated 401 gear is engaged. The processor circuit 520 is also arranged to calculate a parameter related to power development in the synchronizing unit 250, when the estimated gear is loaded, based on the determined first speed n1 and the determined main shaft speed n2. Furthermore, the processor circuit 520 is also arranged to generate a control signal for shutting down the changeover servo 126, when the calculated parameter exceeds a limit value G.

I vissa utföringsformer kan parametern innefatta eller utgöras av en varvtalsskillnad An, vilken kan fastställas så att An = ni - n2. Parametern kan även innefatta eller utgöras av en effektutveckling P som prognostiseras uppstå i synkroniseringsenheten 250 förknippad med den estimerade växeln, baserat på det fastställda första varvtalet ni och huvudaxelvarvtalet n2och/ eller varvtalsskillnaden An mellan dessa. In some embodiments, the parameter may comprise or consist of a speed difference An, which may be determined so that An = ni - n2. The parameter can also include or consist of a power development P that is predicted to occur in the synchronization unit 250 associated with the estimated gear, based on the determined first speed n1 and the main shaft speed n2 and / or the speed difference An between them.

För att få fram varvtalsskillnaden An i synkroniseringsenheten 250 kan man mäta eller beräkna ingåendeaxelvarvtalet alternativt sidoaxelvarvtalet i olika utföringsformer. Det som skiljer mellan dessa är utväxlingen mellan kuggparet som förbinder ingående axel 112 med sidoaxeln 230 vilket gör det möjligt att räkna ut sidoaxelvarvtalet. I en utföringsform kan sidoaxelvarvtalet mätas direkt på sidoaxeln 230, exempelvis med den första varvtalsgivaren 260, vilket gör att ingåendeaxelvarvtal inte behöver uppmätas för detta ändamål enligt vissa utföringsformer. Med hjälp av sidoaxelvarvtalet och kunskap om växellådans utväxling till målväxeln för aktuell växel kan det första varvtalet ni beräknas, det vill säga det första varvtalet ni på den första sidan av synkroniseringsenheten 250. För att få fram det andra varvtalet n2eller huvudaxelvarvtalet kan detta mätas direkt, exempelvis med den andra varvtalsgivaren 270. Därefter kan varvtalsskillnaden An i synkroniseringsenheten 250 prognostiseras genom att beräkna skillnaden mellan ni och n2. To obtain the speed difference An in the synchronizing unit 250, one can measure or calculate the input shaft speed or the side shaft speed in different embodiments. What distinguishes them is the gear ratio between the gear pair that connects the input shaft 112 to the side shaft 230, which makes it possible to calculate the side shaft speed. In one embodiment, the side shaft speed can be measured directly on the side shaft 230, for example with the first speed sensor 260, which means that input shaft speeds do not need to be measured for this purpose according to certain embodiments. With the help of the side shaft speed and knowledge of the gearbox gear ratio to the target gear for the current gear, the first speed you can calculate, ie the first speed you on the first side of the synchronization unit 250. To get the second speed n2 or the main shaft speed, this can be measured directly. for example, with the second speed sensor 270. Thereafter, the speed difference An in the synchronizing unit 250 can be predicted by calculating the difference between n1 and n2.

Vidare kan processorkretsen 520 även vara anordnad att fastställa sidoaxelvarvtalet ni genom en varvtalsmätning på en sidoaxel 230 i växellådan 113 med en första varvtalsgivare 260; eller att sidoaxelvarvtalet ni beräknas genom att varvtalet på den ingående axeln 112 uppmäts och sidoaxelvarvtalet ni fastställs baserat på utväxlingen mellan kuggparet som förbinder den ingående axeln 112 med sidoaxeln 230, enligt vissa utföringsformer. Furthermore, the processor circuit 520 may also be arranged to determine the side shaft speed n1 by a speed measurement on a side shaft 230 in the gearbox 113 with a first speed sensor 260; or that the side shaft speed u1 is calculated by measuring the speed of the input shaft 112 and determining the side shaft speed u based on the gear ratio between the pair of teeth connecting the input shaft 112 to the side shaft 230, according to certain embodiments.

Processorkretsen 520 kan även vara anordnad att fastställa huvudaxel varvtalet n2genom en varvtalsmätning på en huvudaxel 240 i växellådan 113 med en andra varvtalsgivare 270. The processor circuit 520 may also be arranged to determine the main shaft speed n2 by a speed measurement on a main shaft 240 in the gearbox 113 with a second speed sensor 270.

Vidare kan processorkretsen 520 även vara anordnad att ta emot en mätning av varvtal på en ingående axel 112 i växellådan 113. Processorkretsen 520 kan också vara anordnad att beräkna resulterande varvtal på en sidoaxel 230 i växellådan 113, då den estimerade växeln iläggs. Furthermore, the processor circuit 520 may also be arranged to receive a measurement of speed on an input shaft 112 in the gearbox 113. The processor circuit 520 may also be arranged to calculate the resulting speed on a side shaft 230 in the gearbox 113 when the estimated gear is engaged.

Vidare kan processorkretsen 520 även vara anordnad att iterera åtminstone något förfarandesteg 401-404 i förfarandet 400. I vissa utföringsformer kan processorkretsen 520 även vara anordnad att alstra en styrsignal för att (åter-) aktivera växlingsservot 126, då den beräknade parametern inte överskrider nämnda gränsvärde G. Furthermore, the processor circuit 520 may also be arranged to iterate at least some method step 401-404 in the method 400. In some embodiments, the processor circuit 520 may also be arranged to generate a control signal for (reactivating) the changeover servo 126, when the calculated parameter does not exceed said limit value. G.

I vissa utföringsformer kan processorkretsen 520 dessutom vara anordnad att estimera förarens avsedda växelval genom att detektera växelspakens position. Sådan detektering av växelspakens position kan innefatta mottagning av ett sensorvärde, avseende växelspakens position, från en sensor 310. In some embodiments, the processor circuit 520 may further be arranged to estimate the intended gear selection of the driver by detecting the position of the gear lever. Such detection of the position of the shift lever may include receiving a sensor value, regarding the position of the shift lever, from a sensor 310.

Vidare kan processorkretsen 520 dessutom vara anordnad att beräkna nämnda parameter baserat på den växel som ger den största varvtalsskillnaden An, då estimeringen 401 av förarens avsedda växelval innefattar ett flertal växlar, enligt vissa utföringsformer. Furthermore, the processor circuit 520 may further be arranged to calculate said parameter based on the gear which gives the largest speed difference An, since the estimation 401 of the driver's intended gear selection comprises a plurality of gears, according to certain embodiments.

Processorkretsen 520 kan utgöras av exempelvis en eller flera Central Processing Unit (CPU), mikroprocessor eller annan logik utformad att tolka och utföra instruktioner och/ eller att som att läsa och skriva data. Processorkretsen 520 kan hantera data för inflöde, utflöde eller databehandling av data innefattande även buffring av data, kontrollfunktioner och liknande. The processor circuit 520 may be, for example, one or more Central Processing Unit (CPU), microprocessor or other logic designed to interpret and execute instructions and / or to read and write data. The processor circuit 520 may handle data for inflow, outflow or data processing of data including including buffering of data, control functions and the like.

Styrenheten 115 kan även innefatta en mottagande krets 510 i vissa utföringsformer, anordnad att inhämta ett parametervärde, såsom ett mätvärde eller en sensordetektion. Exempelvis kan inhämtning av sådant mätvärde innefatta avläsning av en sensor 111, 260, 270, 310 av momentant varvtal, respektive en sensordetektion som indikerar en växel som fordonets förare avser välja. The control unit 115 may also comprise a receiving circuit 510 in certain embodiments, arranged to obtain a parameter value, such as a measured value or a sensor detection. For example, obtaining such a measured value may comprise reading a sensor 111, 260, 270, 310 of instantaneous speed, and a sensor detection indicating a gear which the driver of the vehicle intends to select.

Styrenheten 115 kan även innefatta en sändande krets 530, anordnad att skicka en styrsignal för att avstänga respektive aktivera växlingsservot 126, då den beräknade parametern överskrider ett gränsvärde G. Den sändande kretsen 530 kan även vara anordnad att skicka en styrsignal för att genomföra växling till den begärda växeln. The control unit 115 may also comprise a transmitting circuit 530, arranged to send a control signal for switching off and activating the switching servo 126, respectively, when the calculated parameter exceeds a limit value G. The transmitting circuit 530 may also be arranged to send a control signal for performing switching to the request the switch.

I vissa utföringsformer kan styrenheten 115 även innefatta en minnesenhet 525, som utgör ett lagringsmedium för data. Sådan minnesenhet 525 kan vara anordnad att lagra information avseende växlar, utväxling i växellådan 113, gränsvärde/-n G, varvtalsintervall och/ eller effektutveckling förknippade med visst gränsvärde G, och liknande information som kan underlätta styrningen av växlingsservot 126. In some embodiments, the controller 115 may also include a memory unit 525, which is a data storage medium. Such a memory unit 525 may be arranged to store information regarding gears, gear ratio in the gearbox 113, limit value / -n G, speed range and / or power development associated with a certain limit value G, and similar information which may facilitate the control of the changeover servo 126.

Minnesenheten 525 kan utgöras av exempelvis ett minneskort, flashminne, USB-minne, hårddisk eller annan liknande datalagringsenhet, till exempel någon ur gruppen: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), etc. i olika utföringsformer. The memory unit 525 can be, for example, a memory card, flash memory, USB memory, hard disk or other similar data storage device, for example one of the group: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash memory, EEPROM (Electrically Erasable PROM), etc. in various embodiments.

Vidare innefattar uppfinningen enligt vissa utföringsformer ett datorprogram för styrning av ett växlingsservo 126, anordnad att ilägga en växel i en växellåda 113 i ett fordon 100, innefattande utförande av förfarandet 400 enligt något av förfarandesteg 401-405 då datorprogrammet exekveras i en processorkrets 520 i en styrenhet 115. Furthermore, according to certain embodiments, the invention comprises a computer program for controlling a shift servo 126, arranged to load a gear in a gearbox 113 in a vehicle 100, comprising performing the method 400 according to any of method steps 401-405 when the computer program is executed in a processor circuit 520 in a control unit 115.

Vissa utföringsformer av uppfinningen innefattar även ett system 500 för styrning av ett växlingsservo 126, där växlingsservot 126 är anordnat att ilägga en växel i en växellåda 113 i ett fordon 100. Sådant system 500 innefattar en sensor 310, anordnad att detektera växelspakens position i fordonet 100. Vidare innefattas en första varvtalsgivare 260, anordnad att uppmäta varvtal på sidoaxeln 230 i växellådan 113. Systemet 500 innefattar också en andra varvtalsgivare 270, anordnad att uppmäta varvtal på huvudaxeln 240 i växellådan 113. Dessutom innefattas en styrenhet 115. Somliga utföringsformer av uppfinningen inbegriper även ett fordon 100, vilket innefattar det ovan beskrivna systemet 500 för styrning av ett växlingsservo 126. Certain embodiments of the invention also include a system 500 for controlling a shift servo 126, wherein the shift servo 126 is arranged to load a gear in a gearbox 113 in a vehicle 100. Such a system 500 comprises a sensor 310, arranged to detect the position of the shift lever in the vehicle 100. Furthermore, a first speed sensor 260 is provided, arranged to measure speed on the side shaft 230 in the gearbox 113. The system 500 also comprises a second speed sensor 270, arranged to measure speed on the main shaft 240 in the gearbox 113. In addition, a control unit 115 is included. Some embodiments of the invention are included. also a vehicle 100, which includes the system 500 for controlling a shift servo 126 described above.

Claims

A method (400) in a control unit (115) for controlling a shift servo (126), arranged to load a gear in a gearbox (113) in a vehicle (100), wherein the method (400) is characterized by: estimating (401 ) of a gear which the driver of the vehicle intends to select; determining (402) a first speed on a first side of a synchronizing unit (250) and a main shaft speed on a second side of the synchronizing unit (250), when the estimated (401) gear is engaged; calculating (403) a parameter related to power development in the synchronizing unit (250), when the estimated (401) gear is engaged, based on the determined (402) first speed and determined (402) main shaft speeds; and shutting down (404) the changeover servo (126) when the calculated (403) parameter exceeds a limit value.

The method (400) of claim 1, wherein determining (402) the first speed comprises measuring the side shaft speed on a side shaft (230) of the gearbox (113) with a speed sensor (260); or that the side shaft speed is calculated by measuring the speed of the input shaft (112) and determining the side shaft speed based on the gear ratio between the pair of teeth connecting the input shaft (112) to the side shaft (230).

The method (400) of any of claims 1-2, wherein the determination (402) of the main shaft speed is measured on a main shaft (240) in the gearbox (113) with a speed sensor (270).

The method (400) of any of claims 1-3, wherein said calculated (403) parameter comprises a speed difference between the determined (402) first speed on the first side of the synchronizing unit (250) and the determined (402) major axis speed of the other side of the synchronizing unit (250), when the estimated (401) gear is engaged.

The method (400) of any of claims 1-3, wherein said calculated (403) parameter comprises the power development in the synchronizing unit (250).

The method (400) of any of claims 1-5, further comprising an iteration of at least one method step (401-404) in the method (400); and activating (405) the changeover servo (126), when the calculated (403) parameter does not exceed said limit value.

The method (400) of any of claims 1-6, wherein the estimating (401) of the driver's intended gear selection comprises detecting the position of the gear lever.

The method (400) of any of claims 1-7, wherein the calculation (403) of the parameter is made based on the gear giving the largest speed difference, the estimation (401) of the driver's intended gear selection comprising a plurality of gears.

The method (400) of any of claims 1-8, wherein said limit value is associated with the estimated (401) gear, so that different estimated (401) gears are associated with different limit values.

A control unit (115) for controlling a shift servo (126), arranged to load a gear in a gearbox (113) in a vehicle (100), the control unit (115) being characterized by: a processor circuit (520) arranged to estimate a gear which the driver of the vehicle intends to choose; and is also arranged to determine a first speed on a first side of a synchronizing unit (250) and a main shaft speed on a second side of the synchronizing unit (250), when the estimated gear is engaged; and further arranged to calculate a parameter related to power development in the synchronizing unit (250), when the estimated gear is engaged, based on the determined first speed and determined main shaft speed; and is also arranged to generate a control signal for switching off the changeover servo (126), when the calculated parameter exceeds a limit value.

A computer program for controlling a shift servo (126), arranged to load a gear in a gearbox (113) in a vehicle (100), comprising performing the method (400) according to any one of claims 1-9 when the computer program is executed in a processor circuit (520) in a control unit (115) according to claim 10.

A system (500) for controlling a shift servo (126), arranged to load a gear in a gearbox (113) in a vehicle (100), comprising: a sensor (310), arranged to detect the position of the gear lever in the vehicle (100). ); a first speed sensor (260), arranged to measure speed on the side axle (230) in the gearbox (113); a second speed sensor (270), arranged to measure speed on the main shaft (240) in the gearbox (113); and a control unit (115) according to claim 10.

A vehicle (100) comprising a system (500) for controlling a shift servo (126), according to claim 12.