SE511070C2

SE511070C2 - Methods and apparatus for manual switching

Info

Publication number: SE511070C2
Application number: SE9704510A
Authority: SE
Inventors: Wilgot Aahs
Original assignee: Sem Drive Ab
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 1999-08-02
Also published as: JP2001525521A; KR20010032586A; WO1999028657A1; SE9704510D0; EP1034387A1; SE9704510L; AU1792999A

Abstract

Method of operating a gearbox (6) in a vehicle by means of a gear lever (1) with the help of a computer (4). The computer controls a device that can be a friction device (8), a continuous current motor, a stepping motor or a magnetic device with controlled forces of attraction/repulsion so that the device gives adjustable perceptive indications of the movement of the gear lever. If necessary, the slowing down or blocking of the movement of the gear lever can take place with the controllable device. The invention also refers to an electronically-controlled friction device for performing the method.

Description

15 20 25 30 511 070 2 Detta innebär för föraren att växlingsförfarandet begränsas till enbart en förändring av växelspakens läge. Föraren har ingen ergonomisk känsla för att en växling har skett, förutom medelst läget på växelspaken. Detta är en nackdel eftersom en stor del av "känslan" att köra bilen förloras. Det är således önskvärt att föraren skall ha en liknande körkänsla vid ett fordon med datorstyrd manuell växel som vid ett fordon med traditionell manuell växel. Detta löses enligt uppﬁnningen genom att en elektriskt styrd anordning ger kännbara indikeringar av växelspakens rörelser. 15 20 25 30 511 070 2 This means for the driver that the shifting procedure is limited to only a change in the position of the shift lever. The driver has no ergonomic feeling that a shift has taken place, except by means of the position of the gear lever. This is a disadvantage because a large part of the "feeling" of driving the car is lost. It is thus desirable that the driver should have a similar driving feeling in a vehicle with a computer-controlled manual transmission as in a vehicle with a traditional manual transmission. This is solved according to the invention by an electrically controlled device giving tangible indications of the movements of the gear lever.

En ytterligare nackdel vid manuellt växlade datorstyrda Växelsystem är att en snabb rörelse med växelspaken inte omedelbart kan motsvaras av samma snabba manövrering vid växellådan. En tidsförskjutning mellan valt växelläge och verklig utväxling uppkommer, vilket känns obehagligt för föraren. Dessutom ﬁnns tekniska svårigheter vid ett sådant system. Enligt uppﬁnningen löses detta genom att en datorstyrd friktionsanordning är programmerad att bromsa eller blockera växelspakens rörelse vid behov därav.A further disadvantage of manually shifted computer-controlled gear systems is that a fast movement with the gear lever cannot immediately be matched by the same fast operation at the gearbox. A time shift between the selected gear position and the actual gear ratio occurs, which feels uncomfortable for the driver. In addition, there are technical difficulties with such a system. According to the invention, this is solved by a computer-controlled friction device being programmed to brake or block the movement of the gear lever if necessary.

Ytterligare fördelar och kännetecken hos uppﬁnningen framgår av de åtföljande kraven.Additional advantages and features of the invention are set forth in the appended claims.

BESKRIVNING AV RITNINGARNA Figur 1 visar schematiskt ett principiellt system för manuell växling av ett fordon via en dator.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 schematically shows a basic system for manual shifting of a vehicle via a computer.

Figur 2 visar ett system för manuell växling av ett fordon via en dator enligt uppﬁnningen.Figure 2 shows a system for manual shifting of a vehicle via a computer according to the invention.

Figur 3 visar en friktionsanordning för användning i systemet enligt ﬁgur 2.Figure 3 shows a friction device for use in the system according to Figure 2.

Figur 4 visar en principskiss av en anordning innefattande olika magneter som ger kännbara indikeringar av rörelser hos en Växelspak. 10 15 20 25 30 s 511 070 BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER I ﬁgur 2 visas en växelspak 1 som kan inställas i ett antal lägen a, b, c, som motsvarar de olika växlama, hos en traditionell växelspak. Företrädesvis är lägena a, b, c anordnade i en längsgående rad, men de kan naturligtvis vara anordnade på något annan lämpligt sätt. Växelspaken kan vara anordnad i en golwäxel eller rattväxel eller på annat sätt. Växelspaken 1 är tillordnad en lägessensor 2, omkopplare eller annan givare som ger aktuellt läge på spaken 1. Lägessensom 2 ger en lägessignal 3 till en dator 4 som sänder en utsignal 7 till en datorstyrd friktionsanordning 8, eller annan förnimbar styrbar anordning, som i sin tur påverkar växelspakens 1 rörelse med olika reglerade friktions- krafter, el. motsvarande fömimbara krafter. Datom 4 är programmerad så, att via friktionsanordningen 8, eller annan nämnd anordning, ges olika, för föraren kännbara, indikeringar av växelspakens respektive rörelser. Föraren kan alltså få en ”växlingskänsla” motsvarande den vid konventionell manuell växling.Figure 4 shows a schematic diagram of a device comprising various magnets which give tangible indications of movements of a gear lever. DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS Figure 2 shows a gear lever 1 which can be set in a number of positions a, b, c, which correspond to the different gears, of a traditional gear lever. Preferably, the positions a, b, c are arranged in a longitudinal row, but they can of course be arranged in some other suitable way. The gear lever can be arranged in a floor gear or steering gear or in another way. The gear lever 1 is associated with a position sensor 2, switch or other sensor which gives the current position of the lever 1. The position sensor 2 gives a position signal 3 to a computer 4 which sends an output signal 7 to a computer-controlled friction device 8, or other perceptible controllable device luck affects the movement of the gear lever 1 with different regulated frictional forces, el. corresponding traceable forces. The computer 4 is programmed in such a way that various indications of the respective movements of the gear lever are given via the friction device 8, or another mentioned device. The driver can thus get a "shifting feeling" corresponding to that of conventional manual shifting.

Datorn 4 är även ansluten till en lägesgivare 9 el dyl för växellådan 6. Denna lägesgivare 9 samverkar med växellådan 6 och ger aktuell växlingssignal 10 till datorn 4. Om växelspaken 1 snabbt förs från ett läge till ett annat så ﬁnns risken för att Växelspaken 1 når det andra läget innan motsvarande växlingsändring har åstadkommits hos växellådan 6, som manövreras medelst en servomotor 11. l datorn 4 jämförs därför signalerna 3 från växelspakens lägessensor 2 med signalerna 10 från en lägesgivare 9 el dyl för växellådan 6. Om resultatet ej motsvarar givna värden så ﬁnns, enligt uppﬁnningen, en möjlighet till uppbromsning eller blockering av Växelspaken 1 medelst den datorstyrda friktionsanordningen 8.The computer 4 is also connected to a position sensor 9 or the like for the gearbox 6. This position sensor 9 cooperates with the gearbox 6 and provides the current shift signal 10 to the computer 4. If the gear lever 1 is quickly moved from one position to another, there is a risk that the gear lever 1 reaches the second position before the corresponding gear change has been effected on the gearbox 6, which is operated by means of a servomotor 11. In the computer 4 the signals 3 from the gear lever position sensor 2 are therefore compared with the signals 10 from a position sensor 9 or the like for the gearbox 6. If the result does not correspond to given values According to the invention, there is a possibility of braking or blocking the gear lever 1 by means of the computer-controlled friction device 8.

Figur 3 visar ett exempel på hur ett växeldon enligt uppﬁnningen kan vara uppbyggt. Det innefattande en styrbar friktionsanordning, vilken friktionsanordning även är användbar för andra applikationer där ett elektriskt styrt friktionselement önskas. 10 15 20 25 30 511 070 4 Växelspaken 1 är förbunden med ett antal lameller 12, vilka i sin tur är ledat anslutna till ett antal lameller 13 som är fästa i chassiet el dyl i ett fordon. Kring den led 14 som förbinder Iamellerna 12, 13 ﬁnns en elektromagnetanordning som exempelvis består av en käma 15 i en bobin 16 med en spole 17 och en rörlig plunge 18 med en tryckplatta19. En tryckfjäder 20 är anordnad mellan bobinen 16 och tryckplattan 19 så att plattan trycks mot Iamellerna i leden 14 och en motsvarande friktion mellan Iamellerna hindrar dessa från att röra sig sinsemellan. Växelspaken är därvid låst i sitt läge.Figure 3 shows an example of how an gear unit according to the invention can be constructed. It comprises a controllable friction device, which friction device is also useful for other applications where an electrically controlled friction element is desired. The gear lever 1 is connected to a number of slats 12, which in turn are hingedly connected to a number of slats 13 which are attached to the chassis or the like in a vehicle. Around the joint 14 connecting the slats 12, 13 there is an electromagnetic device which for example consists of a core 15 in a bobbin 16 with a coil 17 and a movable plunger 18 with a pressure plate 19. A compression spring 20 is arranged between the bobbin 16 and the pressure plate 19 so that the plate is pressed against the slats in the joint 14 and a corresponding friction between the slats prevents them from moving among themselves. The gear lever is then locked in position.

Om en ström går genom spolen 17, i föreliggande fall utsignalen 7 från datorn 4, dras plungen 18 mot den magnetiserade kärnan 15 med en viss kraft och när denna kraft är större än tryckﬁäderns 20 motverkande kraft så upphävs tryckkraften mot Iamellerna och friktionen mellan Iamellerna upphör. Genom att styra strömmens styrka och varaktighet kan man således uppnå valfri grad av friktion mellan de till Växelspaken anslutna Iamellerna 12 och Iamellerna 13 som är fästa i chassit.If a current passes through the coil 17, in the present case the output signal 7 from the computer 4, the plunger 18 is pulled towards the magnetized core 15 with a certain force and when this force is greater than the counteracting force of the pressure spring 20 the pressure force against the lamellae is canceled and the friction between the lamellae ceases. . By controlling the strength and duration of the current, it is thus possible to achieve any degree of friction between the slats 12 connected to the gear lever and the slats 13 which are attached to the chassis.

Enligt uppﬁnningen är det möjligt att anordna en elektriskt likströmsmotor eller en stegmotor i stället för en den ovan angivna elektriskt styrda friktions- anordningen. Dessa respektive motorer anordnas så att de, på samma sätt som angivits ovan, kan styras att ge kännbara olika indikeringar av växelspakens rörelser (ej visat på ritningarna).According to the invention, it is possible to arrange an electric direct current motor or a stepper motor instead of an electrically controlled friction device specified above. These respective motors are arranged so that, in the same manner as stated above, they can be controlled to give tangible different indications of the movements of the gear lever (not shown in the drawings).

Figur 4 visar schematiskt ytterligare ett sätt att ge kännbara olika indikeringar av växelspakens rörelser enligt uppﬁnningen. Växelspaken 1 är i sin ände försedd med en lämplig perrnanentmagnet eller elektromagnet, vilken magnet 21 har en viss polaritet. När denna magnet, vid växling, förs över magneter 22 med olika polariteter och storlekar, vilka magneter 22 beﬁnner sig på bestämda platser i växellådan, kan olika lägesfömimmelser åstadkommas med hjälp av en programmerad dator som magnetiserar/avmagnetiserar respektive magneter 22 för att medelst attraktionskraft respektive repulsionskraft kännbart indikera önskade eller inte önskade lägen på växelspaken. Växelspaken kan kombineras med sensorer för att indikera valda lägen (ej visat).Figure 4 schematically shows another way of giving tangible different indications of the movements of the gear lever according to the invention. The gear lever 1 is provided at its end with a suitable permanent magnet or electromagnet, which magnet 21 has a certain polarity. When this magnet, when changing, is transferred over magnets 22 of different polarities and sizes, which magnets 22 are located at specific places in the gearbox, different position sensations can be achieved by means of a programmed computer which magnetizes / demagnetizes the respective magnets 22 by means of attractiveness and repulsive force sensibly indicates desired or unwanted positions on the gear lever. The gear lever can be combined with sensors to indicate selected positions (not shown).

Claims

1. _; 511 070 PATENT CLAIMS

Method of operating a gearbox (6) of a vehicle 10 by means of a gear lever (1) by means of a computer (4), characterized in that the computer (4) is programmed to via an electrically controlled device (8) give tangible different indications of the movements of the gear lever (1), whereby when changing, the mechanical position of the gear lever (1) is detected in the computer (4) and compared with the position of a gear sensor (9) of the gearbox (6), after which , if the result is not within given limits, a braking or blocking of the movement of the gear lever is effected via the computer-controlled device (8). .

A method according to claim 1, characterized in that the tactile indications are provided by means of an electrically controlled friction device (8). .

A method according to claim 1, characterized in that the tactile indications are provided by means of a direct current motor. .

A method according to claim 1, characterized in that the tactile indications are provided by means of a stepper motor. A method according to claim 1, characterized in that different electro- or permanent magnets (22) are arranged corresponding to different positions of the gear lever (1), which magnets (22) cooperate with a magnet (21) which can be actuated on the gear lever, whereby different perceptible attractions or repulsive forces are produced by means of computer-controlled magnetisations / demagnetisations of the magnets during the movements of the gear lever (1).

6. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the device is a friction device (8) comprising two mutually movably connected (14) lamella groups (12, 13) which are connected to the gear lever (1) and the chassis, respectively. etc., wherein a computer-controlled electromagnet device with coil (17), core (15) and current-controlled plunger (18) is connected to the interconnection (14) so that the plunger (18), when power is not supplied to the electromagnet, with by means of a spring (20), presses against and by means of friction the lamella groups (12, 13) lock each other, and then variable current (7) is applied to the electromagnet, the plunger (18) is pulled towards the core (15) and the traction force correspondingly overcomes the kra force and said friction decreases or ceases. . Electrically controlled friction device (8) for carrying out the method according to claim 1, characterized by a lamella group (12) connected to a gear lever (1) of a vehicle and another lamella group (13) connected to the chassis or other suitable part of the vehicle, the lamella groups being interconnected in a joint (14), a computer-controlled electromagnet device, with coil (17), core (15) and current-controlled plunge (18), being mechanically connected to the joint (14) via a compression spring (20). ) so that the plunger (18), when no current flows through the coil, is arranged to press against the joint (14) and by friction lock the lamella groups between them, and when a controllable current flows through the coil, the plunger (18) is correspondingly arranged to be pulled towards the core (15), whereby the friction locking between the slats decreases or ceases.