Устройство автоматического переключения передач

 

Использование: в системах управления коробками передач транспортных средств. Сущность изобретения: выбирается желаемая передача, а переключение с текущей передачи на выбранную осуществляется при достижении значения скорости автомобиля , соответствующего выбранной передаче . Заявленное устройство может быть использовано для изменения скорости автомобиля , который на большой скорости выходит на крутой подъем. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 60 K 41/00

ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ IlATEHTHOE

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4028199/11 . (22) 05.09.86 (46) 07.06.93. Бюл. В 21 (31) 197224 (32) 06.09 85 (33) JP (71) Кабусики Кайся Комэцу Сейсэкусе (др) (72) Такео Като.:Синго Кобаяси, Казуо Такаги, Масахиро Ватанабе и Киеси Канако(ЗР) (56} Патент США й. 4411174. кл. 8 60 К 41/04; 1983.

Изобретение относится к устройствам для автоматического изменения скорости, содержащим электронное устройство управления и способным осуществлять ступенчатое изменение скорости.

Цель изобретения состоит в создании усовершенствованного. устройства для изменения: скорости с электронным управлением, способного автоматически осуществить переход с текущей передачи на заданную передачу, т.е. на заранев выбранную передачу.

Нэ фиг.1 представлена блок-схема одного из вариантов заявленного автоматического устройства для изменения скорости; на фиг.2- схема, иллюстрирующая рабочий ход педали акселератора; на фиг.3 — график, отражающий c new скорости, соответствующие различным передачам; на фиг,4— схема. характеризующая процедуры оценки, используемой для обычного автоматического переключения передачи; на фиг.б и 6 — блок-схема. иллюстрирующая этапы обра-: ботки, осуществляемые контроллером по

„„5U„„1820881 А3 (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ (57) Использование: в системах управления коробками передач транспортных средств.

Сущность изобретения: выбирается желаемая передача, а переключение с текущей передачи на выбранную осуществляется при достижении значения скорости автомобиля, соответствующего выбранной пе редаче. Заявленное устройство может быть использовано для изменения скорости автомобиля, который на большой скорости выходит на крутой подъем. 3 з.п. ф-лы, 7 ил. фиг.1; на фиг.7 — блок-схема, иллюстрирующая этапы обработки для обнаружения аномального состояния устройства для измерения скорости автомобиля.

На фиг.1 показан один из вариантов изобретения, который может быть использован на думпкарах, грузовых автомобилях и т.п. Коробка передач 1 содержит несколь- О, ко гидравлических, работающих на сжатом масле муфт для переключения передач (не показаны) с целью выбора заданной переда- С чи. Муфты селективно управляются солено- QO идным клапаном 2, с помощью которого Q9 осуществляется выбор передачи коробки. ъ

Входной вал коробки передач 1 связан с выходным валом двигателя 3 внутреннего сгорания через гидротрансформатор 4, а выход коробки передач связан с ведущими колесами 5.

Между входным и выходным валами гидротрансформатора включена запирающая муфта 6, при срабатывании которой входной и выходной валы гидротрансфор1820881 матора оказываются связанными напрямую.

Для обозначения показанных на фиг.3 диапазонов скоростей R, й, 0 4. 3, 2. 1 предусмотрено устройство 7 обозначения диапазонов скоростей, положение рычага которого определяет выбранный диапазон и которое выдает соответствующие сигналы. Датчик оборотов 8 вырабатывает сигнал, соответствующий числу оборотов выходно- 10 го вала гидротрансформатора 3 (число оборотов входного вала коробки передач), а второй датчик оборотов 9 вырабатывает сигнал, отражающий число оборотов выходного вала коробки передач 1. 15

С педалью акселератора связан датчик

10 положения передачи 11, вырабатывающий сигналы S>, Sz и Яз, соответствующие положению педали в диапазонах углов 01, % и Ь соответственно. показанных на 20 фиг.2.

Для подачи сжатого масла для замедления тормоза (не показан) предусмотрен клапан 12 замедлителя. который срабатывает в том случае; если число оборотов выходного 25 вала гидротрансформатора происходит заданное число оборотов, и осуществляет замедление тормоза.

Контроллер 13 выполняет этапы программы, показанной на фиг,5 в соответст- 30 вии с выходными сигналами устройства 7 для обозначения диапазонов скоростей, датчиков оборотов 8 и 9 и датчика 1,0 положения педали акселератора 1. Работа этого варианта воплощения будет описана со 35 ссылкой на блок-схему этапов обработки.

На этапе 100 выполняется обычная,процедура автоматического изменения скорости, На этом этапе принимается решение, следует ли изменять скорость на основе процеду- 40 ры, проиллюстрированной на фиг,4. Говоря более конкретно, если датчик положения педали акселератора выдает сигнал S1, то решение о переключении на низшую передачу принимается в том случае, если число 45 оборотов выходного вала гидротрансформатора 3, измеренное датчиком оборотов 8, падает ниже 1550 об/мин, а решение о переключении на. высшую передачу принимается в том случае, когда число оборотов 50 выходного вала гидротрансформатора превысит 2450 об!мин.

Предположим теперь, что текущей ступенью скорости является Рз и принимается решение о переключении на низшую пере- 55 дачу. Контроллер 13 посылает в соленоидный клапан 2 сигнал выбора ступени скорости Ез; в результате чего срабатывает муфта в коробке передач, обеспечивающая переключение скорости со ступени Ез на ступень F2. Если же принимается решение о переключении на высшую передачу, то срабатывает. муфта, обеспечивающая переключение со ступени Рз на ступень F4.

Если устройство обозначения диапазона скорости 7 установлено на диапазон D. как показано, например. на фиг.3, то в соответствии с описанной выше процедурой изменения скорости выполняется автоматическое переключение (на высшую передачу, на низшую передачу) в диапазонах F2-FT.

Если обозначены диапазоны 4. 3, 2 и 1, то автоматическое переключение осуществляется в диапазонах F)-Fg, F)-F4, F1-Fa и F)-Fz соответственно, В соответствии с изложенным, во время обычного автоматического переключения скорости устройство обозначения установлено на диапазон О, а автомобиль на 7-й передаче достигает крутой подъем, переключение на низшую передачу осуществляется ступенчато Рт-Ре-Рз...

Процесс ступенчатого изменения скорости (скачкообразного изменения скорости) будет описан ниже. Такой процесс ступенчатого изменения скорости выполняется. например, в тех случаях, когда автомобиль выходит на подъем на передаче (диапазоне скоростей, Р7. Если при этом водитель выбирает передачу Fz, как приемлемую для преодоления такого подьема, скорость скачком переключается с передачи

Рт на передачу Fg в тот момент, когда скорость автомобиля достигнет значения. соизмеримого с диапазоном скоростей при передаче Fz.

Этап 101 на блок-схеме по фиг.5 соответствует принятию решения об установке или не установке флажка ожидания скачка, который будет описан ниже. Если флажок не установлен, то на этапе 102 принимается решение, зависящее от того, нажата педаль акселератора или нет, о чем сигнал поступает с конечного выключателя педали (не показан). Поскольку автомобиль выходит на подъем, педаль 10 акселератора будет всегда нажата, вследствие чего на этапе 102 будет принято решение "ДА".

Если результатом решения, принятого на этапе 102 будет "ДА", то решение на этапе 103 будет зависеть от того, выключен или нет замедлитель тормоза (не показан), т,е. от сигнала реле давления (не показано), связанного с замедлителем тормоза. Поскольку хорошо известно, что замедлитель тормоза включается при спуске автомобиля на наклонном участке, результат "ДА" решения на этапе 103 будет означать, что автомобиль не совершает спуска.

1820881

Если результатом решения. принятого на этапе 103, является "ДА", то решение, принимаемое на этапе 104, будет зависеть от того, нормален сигнал датчика скорости автомобиля или нет, В качестве датчика скорости автомобиля на этапе 104 используется датчик оборотов 9, поскольку число оборотов выходного вала коробки передач

1 отражает скорость автомобиля. Как будет описано ниже, хронирование скачкообразного изменения скорости зависит от скорости автомобиля таким образом, чтоесли сигнал датчика оборотов 9 отличается от нормального. провести оптимальное скачкообразное изменение скорости невозможно.

Способ определения аномального показания датчика скорости автомобиля будет описан ниже.

Некоторые аномальные условия датчика скорости автомобиля 9. например условия, при которых выходной сигнал датчика становится равным нулю, например, из-за обрыва проводов, могут быть определены относительно просто. Однако до сих пор не был предложен метод надежного и точного определения таких аномальных условий, как уменьшение выходного сигнала датчика

9 и уменьшение числа выходов.

На фиг.7 представлена блок-схема процедуры, обеспечивающей точное определение аномальных условий, указанных последними. Эта процедура выполняется контроллером 13, описанным выше.

В соответствии с этой процедурой на этапе 200 выполняется запоминание пере- даточного отношения коробки передач в устройство памяти контроллера 13. Затем на этапе 201 по выходному сигналу датчика

9 определяется число оборотов выходного вала коробки передач 1.

Если известны передаточное отношение и число оборотов выходного вала коробки передач. то число оборотов входного вала можно вычислить, используя эти известные значения. Таким образом. на следующем этапе производится вычисление числа оборотов входного вала по следующему уравнению:

Расчетное значение =(передаточное отношение) х (число оборотов выходного вала коробки передач), Затем на этапе 203 на базе выходного сигнала датчика 8 определяется число оборотов выходного вала гидротрансформатора. Затем на этапе 204 принимается решение, которое зависит от того, укладывается ли разность числа оборотов выходного вала гидротрансформатора и расчетного значения (эта разность отражает фактиче5

15

20 вать водителю передачу F2. В этом случае в качестве средства индикации передачи, ко25 торая должна быть выбрана. используется

40

55 ское число оборотов входного вала коробки передач 1) в допустимый диапазон или нет.

Если результатом этого решения является

"НЕТ". то на выходе этапа 205 появляется сигнал, указывающий на аномальные условия датчика 9. При наличии такого сигнала результатом решения на этапе 104 будет

"НЕТ".

В описанной выше процедуре аномальные условия датчика 9 определяются в предположении, что датчик 8 работает нормально. Это предположение вполне допустимо, поскольку на практике одновременное появление неисправностей в датчиках 8 и 9 крайне маловероятно

Согласно описанной выше процедуре аномальные условия коробки передач 1 могут быть определены в предположении, что оба датчика работают нормально.

Если, например, выполняется скачкообразное изменение скорости от передачи Е7 до передачи Fz, то необходимо индициросредство для обозначения передачи 7. В частности, в данном варианте перемещение рычага 7а устройства обозначения 7 с положения 4, 3, 2 и 1 соответствуют тому, что должны быть выбраны передачи Fs, F4, Рз и

Fz соответственно, Во время выполнения скачкообразного изменения скорости рычаг 7а устройства обозначения 7 перемещается из верхнего положения в нижнее следующим образом:

Положение 0 — положение 4, или положение 3, или положение 2, или положение 1.

Положение 4 — положение 3, или положение 2, или положение 1.

Положение 3 — положение 2 или положение 1.

Положение 2 — положение 1.

Таким образом, перемещение рычага 7а из положения 0 в положение, например 4, означает, что должна быть выбрана передача Fg. Выполняемая на этапе 105 операция перемещения рычага соответствует описанной выше. Если решение, принятое на этапе

105, указывает на то, что рычаг 7а перемещен. решение, принимаемое на этапе 106. будет зависеть от того, больше ли сумма выбранной передачи, обозначенной этапом

105, и 1.

Предположим теперь, что текущей передачей является Fy. а на этапе 105 обозначена передача Ре. При этом скачкообразное изменение скорости не происходит. Если же на этапе 105 обозначена передача Fg, то будет выполнено скачкообразное изменение скорости за состояние Рв, В предыду1820881

30 наэтапе112или на этапе 109 является "ДА", 40

50 щем случае результатом решения на этапе

106 будет "НЕТ", а в последнем случае—

-ДА-.

Из приведенного выше описания очевидно, что на этапе 106 принимается решение о соответствии переключения с текущей передачи на передачу, указанную на этапе

105, процедурескачкообразного изменения скорости.

Если на этапе 106 принято решение

"ДА", то на следующем этапе 107 выполняетоя выбор передачи, В результате указанная на этапе 106 передача отмечается контроллером 13 как выбранная.

После этого на этапе 108 принимается решение, аналогичное решению на этапе

104, и если результатом этого решения является "ДА", m решение на этапе 109 будет зависеть от того, установлен ли рычаг 7а средства обозначения 7 на нейтраль или нет. Если результатом этого решения является "НЕТ", то решение на этапе 110 зависит от того, была ли отключена показанная на фиг.1 запирающая муфта 6 в течение интервала времени, превышающего заданный интервал, другими словами, превысило ли рабочее время гидротрансформатора 3 заданный интервал или нет, Если результатом решения на этапе 110 является "ДА", то решение на этапе 112 зависит от того, установлен ли рычаг 7а средства обозначения 7 в положение D или нет. Если результатом решения является

"НЕТ", то.решение на этапе 113 зависит от того, меньше ли текущая скорость автомобиля, отраженная выходным сигналом датчика 9; скорости, соизмеримой с передачей, выбранной на этапе 107, или нет.

В частности, если результатом решения то считается, что водитель не желает выполкения процедуры ступенчатого переключения скорости.

Известно, что каждой передаче коробки передач. 1 соответствует какая-либо скорость или диапазон скоростей. В устройстве памяти контроллера 13 хранятся заранее загруженные оптимальные значения скоростей автомобиля, соответствующие определенным передачам. На этапе 113 производится считывание из памяти оптимальных значений скорости автомобиля для выбранной передачи, и на основе этих данных принимается решение.

Если на этапе 113 принято решение

"НЕТ", то выполнение скачкообразного переключения на заданную передачу нежелательно. В этом случае на этапе 114 сохраняется текущая передача, например, Fv, а на этапе 115 устанавливается флажок

25 ожидания скачка. В результате программа возвращается к этапу 101.

Если на этапе 115 флажок ожидания скачка установлен, то результатом решения на этапе 101 будет "ДА", и программа перейдет к этапу 108. Установленное состояние флажка будет сохранено, если на этапах

108, 109, 110, 111, 112 и 113 будут приняты решения "ДА". "НЕТ", "НЕТ", "ДА", "НЕТ"

"НЕТ" соответственно.

Если скорость автомобиля падает ниже скорости, соответствующей выбранной передаче, а результатом решения на этапе 113 является "ДА", то на этапе 116 вырабатывается командный сигнал переключения на выбранную на этапе 107 передачу, который поступает от контроллера 13 на соленоидный клапан 2 коробки передач 1, который осуществляет переключение. Следовательно, если текущей передачей является Р7, а выбранной, например, Fz, то будет осуществлено переключение с Р7 непосредственно на Ег, После выполнения переключения на выбранную низшую передачу на этапе 117 флажок ожидания скачка снимается, и программа контроллера 13 возвращается к этапу 101, В это время результатом решения на этапе 101 становится "НЕТ", и программа повторяется с этапа 102, Если результатом решения на одном из этапов 102-106 является "НЕТ", то это означает, что условие для выбора передачи не выполнено. В этом случае осуществляется нормальный автоматический процесс изменения скорости, описанный выше. Этот процесс выполняется на этапе 108.

Если на этапе 108 принято решение о неисправности датчика скорости автомобиля. т,е. если неисправность датчика скорости 9 проявляется после выбора передачи на этапе 107 или после установки флажка ожидания скачка на этапе 115, программа контроллера 13 переходит на этап 117.

Кроме того, если на этапе 109 принято решение "ДА", то на этапе 118 коробка передач переключается на нейтраль. и программа переходит на этап 117.

Если на этапах 110, 111 и 112 принято решение "ДА", "HCT" и "ДА", соответственно, то на этапе 119 после того, как оптимальная передача становится соответствующей текущей выбранной передаче, программа переходит на этап 117..

Содержимым. этапов 107-112 являются условия сброса выбора передачи.

Как было описано выше, в данном варианте оптимальная передача выбирается непосредственно перед или после выхода автомобиля на подьем, и скорость автомо1820881

10 биля достигает значения, соответствующего выбранной передаче. Следовательно. выбор передачи может быть осуществлен автоматически. Таким образом. если автомобиль движущийся на передаче Рт выходит на подъем, а обозначена выбранная передача ниже Р, произойдет непосредственное переключение на выбранную передачу с передачи Ру, как только скорость автомобиля достигнет значения, соизмеримого скорости, соответствующей выбранной передаче.

Хотя в данном варианте устройство переключения 7 используется также и для выбора передачи, может быть использовано независимое устройство для выбора, например поворотный или рычажный переключатель.

Формула изобретения

1. Устройство автоматического переключения передач. включающее в себя автоматическое средство переключения передач, имеющее средство согласования по времени. соединенное с датчиком скорости вращения двигателя. датчик степени открытия дроссельной заслонки и датчик включенной передачи для определения времени переключения передачи трансмиссии, и переключающее средство. соединенное со средством согласования по времени для последовательного переключения передач трансмиссии на одну ступень, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью выполнения скачка переключения передач для переключения данной передачи непосредственно на

5 обозначенную передачу, проскакивая промежуточную передачу для улучшения эффективности передач, оно содержит средство обозначения передачи для обозначения выбранной передачи и средство опре10 деления скорости автомобиля для определения скорости автомобиля.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство обозначения передачи включает в себя рычаг с возможностью пе15 ремещения для обозначения выбранной передачи.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство определения скорости автомобиля включает в себя датчик для де20 тектирования числа оборотов выходного вала коробки передач.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч à ю щ е ес я тем. что средство для принятия решения включает в себя средство для определения

25 аномалии средства определения скорости автомобиля, причем средство управления выполнено с возможностью управления процессом автоматического переключения передач при выполнении нормального авто30 матического переключения передач.

3820881

1ЯЮ МЮ 2200 ЫИ

ФЬг.4

1820883

START о

YES зкп ня т ма

FLAG IS $ЕТ

YES

I03

RETARDER

BRAKE

OFF?

YES

104

CAR SPEED

SENSOR

NORMAL ?

YES

I0S

LEVER

OPERATED

YES!

I02 ю THROTTLE

PEDAL OPERATED

? щ ове4

1820881

START

STORE GEAR

RATIO

20i

DETECT NUMBER OF

REVOLUTIONS OF

TRANSMISSION

OUTPUT SHAFT

202

CALCULATE МОЛ! 8: Я

OF REVOLUTIONS OF

TORQUE сомчеятея

OUTPUT SHAFT

203

DETECT NULIBER DF

REVOLUTIONS OF

TORQUE CONVERTER

OUTPUT SHAFT

204

DIFFERENCE

ВЕТФЕЕЙ NUIViBER OF

R E VOL UT IONS OF TO ROUE

CONVERTER ОJTPUT SHAFT

AND CALCULATED VALUE

IS РЕ

Составитель А,Баранов

Редактор Л.Волкова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Козориэ

Заказ 2039 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101