Способ управления многоступенчатой трансмиссией транспортного средства
Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для управления механическими и гидромеханическими трансмиссиями, в которых переключения передач осуществляются посредством многодисковых фрикционов с нажимными гидроцилиндрами. Цель изобретения - повышение эффективности путем снижения защиты мощности, расходуемой на управление трансмиссии после достижения в гидроцилиндрах фрикционов давления, соответствующего давлению источника жидкости. Устройство для реализации предлагаемого способа управления трансмиссией 1 содержит гидростанцию 5 с регулятором 7 давления, настройка которого изменяется посредством электромагнита, подключенного к вычислительному устройству 24. Последнее управляет также исполнительными электромагнитными клапанами 12-14 блока 11 и нормально закрытым клапаном 15. Выходы клапанов 12-14 подключены к гидроцилиндрам 2-4 и к датчикам 19-21 давления. При включении какой-либо передачи включают клапан 15 и один из клапанов 12-14. После достижения давления в соответствующем ей гидроцилиндре до величины, равной давлению источника, поддерживаемому регулятором 7, отключают клапан 15 и регулятор 7. При этом давление гидростанции уменьшается, гидроцилиндр изолируется от гидросистемы, и давление в нем начинает медленно падать. При его уменьшении, контролируемом периодически посредством датчиков 19,21, до минимально допустимой величины, вновь кратковременно включают клапан 15 и регулятор 7 и повышают давление в гидроцилиндре. Эту операцию периодически повторяют в течение всего времени работы передачи. В результате гидростанция п 5G 05D
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 1544605
А1 (с) (5 В 6! h 4 < (y
L i!> 1,чу
М &»
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21 4,! )1, < (, )1-(! (221 (1, !!1 ъ (4 I 2:! I!2,1! 1)к: !. Л (7 1 1 И Н с т И, т < !><, >, i,i !<,). l< .,, I .<> i II l! г(,L3(ч!3(>с т>1 с1;!13>ин .. i !)(.(.!)
1721, 1 Г. h рНС (>2(! (56 11;! !(н l (1(! (,, э,;v.i ill!>, кл. 1) 6(h 41 Н, 2!! !1(НА! (54! (.((С!(..(3!>,) 1!!)Л!> ((.i!((((> tk (i,l, f;,— (11-:1(с(А!(.1! (Тl А(((. с !(((.(.! (Е(1 < . ((i(1 1 (.3 ) (1 с 1 1 (1 (. 1 I- . ("(!с Л () 7 1 l I !<>(> р с с III ((> I il()< и с >l I . т р,, н i )1> I
l 1 .<1() + (т () hl I I н I < ). 1 h 3 < ) t3; It! >, 1. I I! > l if i h с I i! 5<
»,,×I> lI I И 1Р(;Л:,rilifi С hli .11< тРаНСi:и Гс :, «i! >.)!,I. нс!н h !í>н(-ii iн Il(р(,тtt
i < )I l,, f)(,1("<С!!<> >1 rlii<>! <) 12(Сh()BЫ> (t r> i I, i r I< > I1 с. !r! <1!I < И,1рс>1(lt ° 1 It Н,lj) rt—
II <><>j>< i (t! I! )I ll()I3hl ill(Ill с (Р(3)скi! > > < с i! il + (I< >I ) 3
I1 ""< !i< 1! ». ;. .>с Н .t h !)! Г II. > <. т (т(>!! С т !1(), 1, 1 и р (,3, I II3 !3 !IIII Iif>С . 1, I I I(. <1<>I i> (<1:> « >() ri, I! (> ii <(,I(l! II Н т <> I i(i I < < Ii r i . 1 f>.+ II I i II, 1j>(>(r3 !II!II К >
С f < I, ; Н >j>< > ; I Н,,i Н I ., ) II;! С I f!< >kl 1с rl h () I (>
f>r >i <) i "1(н н (1 <. rl 1(с р с, с I t«> «l ).1с !с (><> с1!! н н1544605
l,l, (1 >,(!..i !0 1» Н Н0! 0 h i>1>
II < i!0, I II >1 I с . (ьl(ы ы I! э 1(. к I 1)<)м d Гtl ktтkl ы м >1 K. 1 Ни(нами 12 14 бц>ка 11 и нормально закрытым кл
12 14 Il().(K.II<)÷ñ Ht>1 к гидроцилиндрам 2 — 4
5 к ди > (икам 19 21 давления. При Вклю(«llilI! ка!.Ой-,ill()0 ti»pñдачи Вклн)чан>т клан(!и 15 ll олин из клапанов 12 14. Пос,I(..10«1 È,+(. НИ Я ДВВЛС НИ Я В СÎOTB(TCT(3>> IOlll(.М
»и, и.(роци.(индр» Величины, равной давле- g0
lilll(> iles !О llillhii, поддерживаемому регулятором 7, ОIK I!OH>í>ò к IBHBH 15 и регулягор 7. lip(i этом давление гидростан!(Ии Л((ill>ill
1.3<н>)>«1«ilk>» 01носи lckl к тр((нс!И)рту и
10 (т быть использо!(ано для управления : ll<)Ii C1 II(li I (TBt×kt М < ((И TPBIIC»l ИССИ Я МИ, В KOTOPk>l \
1«р«(.. K) I(Ill! H п«р»д;1 I с>сл шести»!>(ются по< р<,(«! В >м л(и0! 0 (исh0(khlx фрикционов с на,:. Нмными гkl;(poi(è1tiki;(J>B÷è.
)ь.il> и.<(>()))»т»ния НОВЫН(»ние эф(!)»к I llBtl0cти иу1с л! снижения затрат мощности, P;) с ><<).(л с МОЙ н а > ll));1(3.1(. !1!i(. T PB нсы и сс Hkt lioc, !« .(()c (и жс ни я В гидро(и(,(ин 1рах ()>рикци(>Ill!Of 0 1<1ÂËÑ НklЯ
11;i фиг 1 ир«дст;>Вл kt<3 электрогид))(1(3«(и-! с сh
ll(>< рс,ic I ном на>кимных Гидроцилиндрон 2
I . .I II< . I 0 110«. 1<. .(Ill! х, pH f>HO» - ф pllhll и—
0ll0B, (аниси Г ог числа передач и конструкI(!Ill гр lllcмисии 1. В планетарных трап(—
М I! «(11H х ()0.11>ill 11 II< 1 Во Г И.ip0. ill, I 11 I l,i)> 0В f1»!10;(i3I1+ 110, I Ч l3(< i 11 (1)оilii. l 1(tl цpы. Т)) <3!i(. M Iiс<. (IЯ 1 it ì(с Г . !(!>! ь три 11(. р«(B iil li<>ð»диего хо.ш. Вклк>чает!.,с (и)ср«дс тном Гидl)опилин;(РОВ 2 4, npuii<)< .I((» lilt 11З HIIХ BPBlilBН)И!ИИ< Я. ) J)<1 H«)! Н(с и я I со;iс ржит Г<(кяx<. I è (po(Til l!i(II!0, >, lI 30())>(IЖЕ НИ < К) и 131! Т» kiCTOЧНИк;> (>, i > В. I(k! и и (Ги I P<) насос <> ), )>(. ГУ. (Ято));1 I, ((> i > 3 I i P;I (31(1{ I I H C 11(. РС МСH fIOk((1 а(TPO kl— ! ОИ I 1)(I >, t51 li)p(1 8 д<3(3.!с HH51 (мазкИ. Ha(0< (> li < >,(i< i >h tl,ihi)c I l> ил Г lf;k)>0()<1 К<1 и tl(1! 1< )>!(i!О i И ið<>1ИНИК>!) (,1Èt(È O I Ë;>13!I<)ÃO,(;kB. («tiki>() .. !!)!3,!с lilt(1>„13 ио«1«.(н ii р»! ули)»,(1(H 1)СI >.!ЯТ<)р<) >I 7, KOTOJ>ÛÉ H l идросистемы, и давление в нем начинает медленно падать. При его уменьшении контролируемом периодически посредством датчиков 19, 21, до минимально допустимой величины, вновь кратковременно включают клапан 15 и регулятор 7 и повышают давление в гидроцилиндре. Эту операцию периодически повторяют в течение всс го времени работы передачи. В результате гидростанция практически все время работает ири низком давлении, что повышает ее долговечность и снижает гидравлические поте)аи, т. е. расход топлива. 2 з. п. ф-лы, 5 ил. Р, ограничивается регулятором 8, который сливает избыточную жидкость во всасываюшук> магистраль насоса 6 либо в гидробак (обычно через теплообменники, не показаны). Бл()к 11 исполнительных клапанов содержит чстырехлинейные двухпозиционные элс ктромагнитные клапаны 12 — 14. Гlервые линии их сообщены с гидробаком, Вторая линия клапана 12 — с выходом клапана 15, вторые линии клапанов 13 и 14 - с трстьими линиями клапанов 12 и 13 oOTB(TcT(3(. HHo. TppTb5t .1 иния K.л а пана 14 tl(ltcпользуется. Четвертые линии клапанов 12l4 гидролиниями 16 18 сообщены с гидроцилиндрами 2- -4, Ilapaëëåëüío последним подключены электрические датчики 19 21 .iа 131(. и и я. Входн<3 я л и и и я дB> х.l H и(. ЙнОГО д!Зл х!и)зи пион ного клапана 15 подключена к гл iBilokt гидролинии !3. Пульт 22 ручного управления подклк>чен к ()opTHBHH >ë»hãpîc»òè 23 и к микронр(ицссорному электронно-вычислитсльному стройстну 24 известной конструкции. Последнее имс T I руину 25 входов от датчиков 19 21 давления, а также группу 26 входов от других датчиков, используемых для работы микропроцессорнi>ix устройств. Групl13 27 выходов подключена к электромагнитам клапанов 12 — 14, а Выход 28 — — к эг!»итром ((гниту регул ятора 7. На выходах блока 11 — В гидролиниях 16 18 — может также устанавливаться л!»х((низм 29 плавности (пунктир). В линии 16 к !(рацсаюшел!у гидроцилиндру 4 могут быть повышенные утечки по вращающимся уплотнениям, условно изображенные .(рс Важно!! линией с дросселем 30. Устройство блока I l показано применит».!ьно к упрощенной трансмиссии 1. Для дрлгих трансмиссий он может иметь другое число распределителей линий В них, а такж» другук> их коммутацию. Электромагнитный привод распределителей может быть как с силовыми электромагнитами, r;IK и с пилотными клапанами и так далее. 1544605 Способ управления трансмиссией заключается В следующем. Вручную с помощью пульта 22 либо автоматически с помощью вычислительного устройства 24 выбир ют нужную передачу трансмиссии 1, например, первую передачу, которой соответствует гидроцилиндр 2. Для его включения подак)т напряжение от бортовой сети 23 HB электромагнитные клапаны 14 и 5, а также ня электромагнит регулятора 7. Последний настраивается на номинальное давление Р ., необходимое для замыкания фрикционов. Жидкость под этим давлением поступает в линию 9 и через клапаны 15, !2 и !4 и линию 18 — в гидроцилиндр 2. Давление Р В гидр<щилиндре 2 изменяется следующим Образом, До
Ввиду движ(ния Hopt(IH», Вь>бирающего зазоры в пакете дискон фрикциона. С момента Tl <>H<) повышается с определенным тем).ом по закону, 33(333(M<)xló механизмом 29 I>ë3Bttoñòft, либо устройством 24. В момент T 13BëåíèB уравнивается с давлением Р. питания. В этот момент, фиксируемый по показаниям датчика 21, выключают клапан 15, гидроцилиндр 2 изолируется от линии 9 и источника 6. После этого давление Р, начинает медленно падать. Для количественной оценки длительности этого процесса В качестве примера (фиг. 2) приведены кривая А падения давления в гидроцилиндре +f)!!K!(I lo»3 тяжелой планетарной трансмиссии !!pl! Mr ttoBEHном Выклк>»енин устройства управления и кривая Ь IIHMåí< ния того же давления и ри дрос с(. .I f1po 3 3 HI! tt . и на из идрО НИ.1 и ндря в процессе переключения передач с пер»KpttTft(M. В последнем слу(ае без затруднений получяк>т вре,l» задержки до 05 с. Ч(л1 герметичней перекрыт слив из гидроцилиндра, 1ВМ больше вр< мя сохранения в нем ..(авления, и В идеале оно может быть доведеHo до BEëè÷èttû, соответствующей максимальному времени движения транспортного средства 113 <>,(нои передаче. С мом(HT3 Т„(фи Г. 3 ) ны(<>кое да е) 1ен и(. Р>. Не требуется. и посредством регулятора 7 лстройсте)о 24 мож(T !Н)низить его >(О В(.1 И Ч И I I l>I, М И и 1! Л! 1,1 Ь I I О;(О I Л СТ И M 0 и 1)O >< С. 1 О В И Я М M 3 3 K f t, О Х 1 3 >K i((Н И Я 1 P 3 I I <. Л l И С С И И так далее, например, до В(личины Р Одновременно с мол)(нтя T устройство 24 периодически опрашивает д lTчик 2! Давл(ния в гидроцилиндр«2. Момент Т > соответствует падениK),д явл Ill!ÿ до Величины ><и>Ч Т. Е. Чt. PС 3 IIЕРИО..! ИЗO. Я ЦИ И 1и ОНО ВHО В Ь Вк 1юча(T клапан ) Il Одноврелl(н но НОВЫц)3<. Т Д3В.1(Hlt<. - Р ДО ЕЗелИЧИНЫ Pr» H3 Il(. рио;! позпитки Т ..3ct -т<>т п(риод (3B,I(.»èc B гидроци.)ин,(р(ВНОВ!»!яр;)с гя(T lo P В момент Т> к):>п )н 15 Вн<и>< ныклн>чается, и далее ll f)(>ll(сс Il<>HT()p»(. тся аналогично otlftc3II«OM) н i«1111311 с л)оментя Т . б (Оотве!сгвующие графики изм(H(ни» Р и Р. приведены на фиг. 3 и 4. Величина Р" может выбираться исход» из разных соображений с у»PToM особенн >(тей конкрегной TpattcMftccft». 11!)прил!(р, если в фрикционе применяется и;)ря тренll» с большой разницей л!еждл статическим и динамическим коэффициентами тр(ния, го соотношение Р. ° и P ° л!ожет опредег!ят),сН этой разницей. При стабизьном коэффициенте трения Р. ° может выбираться с Опр(деленным запасом, рассчитанным лишь исх()дя из требу(мого времени I13.((II и» и т.д. Заштрихованные зоны (фиг. 4) соответствуют работе источника 6 с Ек)ниженным давлением в периоды Т><. Период T вкл к>чения гидроцил и ндра Обыч но имеет дл ительность не более 1,5 — 2 с. Г1еpft();L f : м(>жет быть на порядок м(ныне (0,15 0,2 с), так h ih !top!If(III> Гидроцилин.(p<1 2 Б это время Остается в рабочем положении. Eли Время Т„падения 13вления состав.!»ет tta!tp«M(p, 1 мин, го процент работы тр;>н(мисии с повыlllåííым давлением 1» — l 00=0,ÇÇ3, T„+ T„ т. е. При управлении по пре LEtяг3емомл способу трансмиссия на автомоби 1(пр;)ктически постоянно работает при пониженном давлении, что существенно сtlft)h;t(I 30 затраты мои(ности Н3 уира вл Hll(, ряс xoд топлива и резко повышает ресурс работы гидростанции и уплотнений. Требу(м t» степень гермстичн<>(ти !!ри у!1рявлении неподвижными гидроци If!It((!>ял!и 35 мо кет ооеспечиваться соотнетствуKUIILIIM конcTpyKTfIBtIBIM выполнением к 13Н3»оВ 12 15. В E. I i l i(П О Вы(п<> H HI>IX > T(>ÊÎТOРЫX ТИПОВ ВРа и(3K)ПLIIX<:>t уплотнений, может быть умеttbtllE но Время T„, что oF)(Eï(")ивается автол!атически l3 процесс< 4Q опроса датчиков. Г!ри появлении черезмерных утечек, прив<дяп!их к уменьшению Т„.до заранее 33,(3I! ной критической величины T„. возмож(H HВтомятический переход к Обычному спо <)(>N управления. 45 В случае, когда обеспечe)«!е треб) (мой г(рметичности Вращающегося гидроцилиндра технически затруднительно, мож<т заранее пр(дусматриваться обычный сllo«>6 управления на соотвстствуюпцй этол!л роцилиндру ступени. Ллгоритл! работы вычислительного л стройства 24 (фиг. 5), реал и <уK)It(flit пр(длагаемый способ управления, зяклк)чяетс» В C,1(Д > К)111<. М. Определить номер пере.(е(чи, h<>T<>j)K l<) 55 н>жно Включить (например, fx). Из массива исходной информации, хр;1H» ll((I!(» н п<)стОЯ ннои пя мЯти л стро иствя 4, выбрать значения Р ., P, соответстнл K)ll1l1E К-Й п(Ре.(3<1(. 1544605 Вклк>чи Гь v. IcKI рочагнитный кла((ан блока 11, соответствующий К-й передаче, клапан 15 и рс гулятор 7 (иод включением регуляторы 7 здесь и далее понимаем его Il
ll0. l Бы(,.IH)HL»èñч перевод на режим низкого да в.ц ния Р .). (.ривнить дивл HHO Р в гидроцилиндре с ночиныльныч Р. н, т. е. если оно меньше ((Oh! k»k;t..»»(O(<> (и РОЦЕСС ВКЛЮЧЕНИЯ НЕ ЗИКОНчен), I(0B(opHTI данный шаг, если давления ура вня.(ись (перс да id вклк)чена), перейти ди l l>I(i<. . Выклн>чигь клапан 15, регулятор 7 (т, е. lI 3O,! iIP<)E3;1TE, LH.(РОЦИЛ И НДР И HOHII. Ski T(> t.! (3 (3н<к (;1 Б.ц 1(«c), начать отсчет периода T„ (;()иннить Р с Р «. Если первос из ННх ()0. I f) III< I l ll(. P<. К. 1(0<1< Iflikf II !,1PV (ОИ P(iK 11 Xl (f1 if (IPIINI(P, Ei сl II(HÒ P с(, (Ь ), 13XO,(H И(И И Б Il <1 К(. 1 (I PO! P <. 1 p<>(! < I B 1, I<1.fl>ll> !Иl(Х>Л Ekl>if f0 1ÍÅÍÈÞ ПРО(Р,1 Л(ЧЫ. Вкл ><> !11 1 t> 1 >,7 ((pe ptk(ITI> OTCТ 1, OT(Ч и)GATI> (1(pit»,1 Т, сравнить 1 с P Если 1 fh(6 ll!>1 l((., I I0HT0 p kiTt> OT( В зинисимости 0Т конструкции трансмиссии и p;It)0(<)с(к)собности ее систеч онеPчс 1(и Я ГиДРОllи. 1 и н. Ц) и ")(Ож< I1PH М<. i(5(TI>L Я I« f и С(>ВМЕСТНО С О!1(P lI0 tilt iK(. ll H Я (, I И В НОГО Дс(B.l<. Í И Я, TB K И С сl МОстОНГ(.lьн<). В это,(с.(ччис нсскОлг>ко hilp(>(цастся ii.(горитч (фиг. 5) и с о Г xHHческ и Я P (. if r! H d
11ри, ре;1,(и 3;iilktkt алгоритча (фиг. 5) В Ви 3<> схс 1ь(I фиГ. 1 ) Возможно В!>(ИОлнение с ес п<>чощью и некоторых другHx ))нсриции. 1<1K, ны этыпе Т новышенис 1)IB.I< ниЯ BO вклк> tiH.>hloh1 ги LP01(Hлин,(Ре чожеT осущсствлягься устройством 24 по желаемому з;(кону ((утс ч соответсTBvK>lllcl о управления регу, lkITopoxt 7. Е3 этом слу !ii(. OT(l<1дас T неo()x<),lki vlocll В Отде.(ьноч мс. III!It.<8 ме 29 плавности. Течи нарастания давления при этом может задаваться Г(о различным критериям исходя из требуемых Iloказателей плавности включения передачи— величины продольного ускорения и его (tpo5 изводной (джерка) и т. д. В отличие от этого периода тел(И нарастания давления от Р . до Р. ° в начале периода Т. может быть заведомо выше, поскольку фрикцион в этот период замкнут и повышение давления не создает динамических нагрузок в трансмиссии. В алгоритме (фиг. 5) величины Рс.. ° и Р полагаются постоянными для каждой пере (ичи и зависимыми лишь от ее номера. Однако они могут корректироват< ся Б зависимости От нагрузки (io аналогии с известными трансмиссиячи. В этом «(у ((3» алгоритм мож T быть дополн(и Г>,!окал(и (31„ !ItÑ.;((. H II 5l VKИЗ;(111! t>(X B< Л 13 I kl (3 flit ь Т., И И С ПО <(ЬЗОБс3 НИ>1 (KOPP<>KTI!PO(3 it lf i(i., ) 3 Н,; (< ний. Ф<>(>,«или и::няне!< í(ï 1 (.Н<>(00 унри(>ления чн» оступен 1;1 Гoli rpit«< мисс«<й гринс((ортно(о сред.твы, при K<>T0p0vt if0.id(0ò давление В гидроци tkifi. .,p!>t (() pII >all«of(of Грс бчем(> Й пс рсди ч 5! и НО 1)lс рж и Б;1 н ) т B (11(х д а Б. I <. н и е, н е 0 б х Од и л> 0 < (,. I H h;l(Ржа t(H51 h К<1 .3В ННЫХ фРИКЦИОНО(3 Б !
30 том СОСТОЯНИИ, Отяис<и)ОЩий(Я тсм, (ГО, С цельк> иовы(пения эффекти(3нос) и ((угсм снижения затр IT мощности, расходуемой ны управленис трансмиссии после,(остижения Б гидроцилиндрах фрикционов давления, с(.:Отв Tc TB v Io Like ãî давлению и ст о ч и и ка ж ид кос т и, прекри(цdloT подачу дав.(ения и: идрив1и35 чески зипира(от гидроциг(индр((фрикц)Ни(ОБ, I I p kt ЭТОМ 1 ОС. I (Пален И 5(,tit (3.)IE. Hi(5((3 (11;;p 01111.Ikill.lРИh ДО МИHHM(IЛ1>НО 1 )НХ<"ГИМОИ Б(IflЧ И lli>l 1!НОВЬ (10.(ЫЮТ, (d В.l<. IIH(. Б I I<, I PО(1(I, > (: I J— ры до (l(.ðBOíàчыльной величины, нри э ом 40 Б неРио l BP(. л(ени, Kol;IB див,!с ние ll( (!0,(ыстся Б I идроцилиндры, величину нос.(еднеl о понижают до допустимой Величины, с<и>тве Гствук>и(ей давс(с ник), неог>ходим< му для смазки, oxлыждения и питания другHx иотрсбителей. 45 2. (((Особ (lо и. 1, отличанпциися тел(, что ниименьшуlo величину давл<и ия источника периодически замс г>5(к>т (3 нромежу l ка х между ИОВтОЕ) ными подкл юч<)ния ми г и.lpo«H;1 и ндров. 3. (Нособ Но и. 1, отлuсчения <идроцилиндров подаваемое давление новышан)т 0Т минимальной до Hi!"!Híàëüíîé величины с темном, превь(ц(ак)II(èì темп его повышения при включении передd 1544605 щ<гГг иг l (Л Н K (if> f> (h l (if> Т l Ill Ill H f 1 и t Н И (H r >(I« > t H f> и! < и я >l !If> It f K I I T « . .<: Р н(о.. и <о У кгорол. f.t f;II;ifiliit,(. IIII <,()«T;l t3II I (. <и 3 f> i f> l>(<нк«>р <) (i ti)l! I (1 «xf>«. !1 l3(f>< r ;3;i H и !f> 1 ир;! к 4!о f3f f ff f f1 l fl f l>«3.tHf>CTt3r IIII(>I r> hl>M IIT«TH Il(> н(обр«т«нил >(I f3<335..Ч(>скв((, Ж Зо. Рн3 и>«к;>н Прои.>водств< нн(>-и >л<>т«.><,ский ко3«тин >т «f la<«IIT>:, r