УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЕМ Российский патент 2006 года по МПК B60W10/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу автоматизированного воздействия на сцепление в линии привода автомобиля с двигателем и коробкой передач и к устройству для его реализации.

Уровень техники

Такие способы и устройства для автоматизированного воздействия на сцепления известны, например, из DE 4426260 и DE 19507847. В таких автоматизированных системах сцепления управление сцеплением выполняется автоматизированно с помощью исполнительного устройства, и можно отказаться от педали сцепления. Водитель автомобиля с таким автоматизированным сцеплением автоматизировано управляет сцеплением, например, посредством воздействия на педаль управления подачей топлива, такую как педаль акселератора.

На участке дороги с подъемом предусмотрена возможность удерживать автомобиль стоящим или, по меньшей мере, по существу стоящим при незначительном воздействии со стороны водителя на педаль акселератора за счет соответствующего включения сцепления, поскольку передаваемый сцеплением крутящий момент за счет управления воздействием на педаль акселератора является достаточным, для того чтобы удерживать автомобиль на склоне, противодействуя силе, действующей вниз по склону. Возможно также движение с очень небольшим воздействием на педаль акселератора, при этом сцепление при небольшой скорости движения в течение длительного времени постоянно пробуксовывает.

При длительных или повторяющихся состояниях пробуксовывания при небольшой скорости движения или в состоянии удерживания автомобиля на горе или же при повторных, даже коротких состояниях остановки, это приводит к тому, что сцепление преждевременно изнашивается. При этом проблематичным является также то, что водитель автомобиля, как правило, не получает сведений о повышенном износе сцепления.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является обеспечение распознавания критических состояний остановки автомобиля с частично включенным сцеплением, например, на склоне или длительных состояний пробуксовывания и подача, по меньшей мере, информации водителю о критическом для срока службы сцепления состоянии и/или инициирование мер по устранению этого состояния.

Это обеспечивается, согласно изобретению, с помощью способа автоматизированного управления сцепления в линии привода автомобиля с двигателем и коробкой передач, с устройством для автоматизированного управления сцеплением с электронным блоком управления и исполнительным устройством для воздействия на сцепление, с педалью акселератора для управления двигателем за счет того, что выполняются следующие стадии:

- распознавание частоты n вращения вала коробки передач, равной по существу нулю или меньшей предельного значения,

- распознавание меры х воздействия на педаль акселератора, не равной нулю и меньше задаваемого предельного значения,

- при наличии этих условий инициирование мер предупреждения для информирования водителя о неправильном состоянии и/или мер по устранению этого состояния.

За счет совместного комбинирования частоты вращения вала коробки передач, равной по существу нулю или меньшей задаваемого предельного значения, и воздействия со стороны водителя на педаль акселератора внутри задаваемого диапазона воздействия, не равного нулю и меньшего задаваемого предельного значения, распознается состояние остановки на горе или очень небольшая скорость движения автомобиля при пробуксовывании сцепления. Затем можно инициировать меры предупреждения и устранения этого состояния.

Задача изобретения решается, согласно изобретению, также тем, что выполняются следующие стадии:

- распознавание пробуксовывания больше предельного значения,

- распознавание меры х воздействия на педаль акселератора, не равной нулю и меньше задаваемого предельного значения,

- при наличии этих условий инициирование мер предупреждения для информирования водителя о неправильном состоянии.

Под указанным выше пробуксовыванием следует понимать разность между частотой вращения вала двигателя и частотой вращения вала коробки передач, при этом частоту вращения вала двигателя определяют с помощью датчика частоты вращения вала двигателя, а частоту вращения вала коробки передач определяют с помощью датчика частоты вращения вала коробки передач или рассчитывают на основе частоты вращения колеса. Условие превышения пробуксовывания предельного значения означает, что при заданной частоте вращения вала двигателя скорость движения при пробуксовывающем сцеплении является очень небольшой, что приводит к повышенному износу сцепления. Предельное значение пробуксовывания составляет, например, от около 300 об/мин до около 700 об/мин, предпочтительно 500 об/мин, так что выполняют управление мерами предупреждения и/или мерами устранения состояния, когда разница частоты вращения вала двигателя и частоты вращения вала коробки передач превосходит это значение, при условии наличия других условий. Предпочтительно, если предельное значение для пробуксовывания ниже значения частоты вращения вала двигателя на холостом ходу.

Согласно другой идее изобретения, задача изобретения решается за счет выполнения следующих стадий:

- распознавание частоты n вращения вала коробки передач больше предельного значения,

- распознавание меры х воздействия на педаль акселератора, не равной нулю и меньше задаваемого предельного значения,

- при наличии этих условий инициирование мер предупреждения для информирования водителя о неправильном состоянии.

Согласно изобретению, целесообразно, если для воздействия на педаль акселератора предусмотрен диапазон от нуля до задаваемого предельного значения. Это является целесообразным потому, что нет смысла инициировать меры предупреждения при ненажатой педали акселератора или даже выключать сцепление при ненажатой педали акселератора. Целесообразно также исключить диапазон, в котором реализовано полное открытие дроссельной заслонки, поскольку при полном открытии дроссельной заслонки предупреждение имеет мало смысла, поскольку водитель выполняет это максимальное воздействие на педаль акселератора целенаправленно. Соответственно, является целесообразным, если воздействие на педаль акселератора находится, согласно изобретению, в диапазоне 3%<х<75%.

При этом предпочтительно, если частота n вращения вала коробки передач больше задаваемого предельного значения, например 500 об/мин. В частности, предпочтительно, если предельное значение частоты вращения вала коробки передач находится ниже частоты вращения вала двигателя на холостом ходу.

При этом целесообразно, если меру х воздействия на педаль акселератора определяют с помощью датчика педали акселератора.

Также является целесообразным, если отличающуюся от нуля меру х воздействия на педаль акселератора определяют с помощью переключателя холостого хода.

Согласно изобретению, целесообразно, если частота вращения определяется с помощью датчика частоты вращения вала коробки передач. Также целесообразно, если частоту вращения определяют с помощью датчика частоты вращения колеса с учетом передаточного числа коробки передач и, при необходимости, передаточного числа линии привода.

Согласно изобретению, целесообразно, если пробуксовывание определяют как разницу между частотой вращения вала двигателя и частотой вращения вала коробки передач на основе значений частоты вращения вала двигателя и частоты вращения вала коробки передач. При этом, например, определяют частоту вращения вала двигателя с помощью датчика частоты вращения вала двигателя и частоту вращения вала коробки передач с помощью датчика частоты вращения коробки передач или же - исходя из частоты вращения колеса с помощью передаточного числа коробки передач и передаточного числа линии привода.

Согласно идее изобретения, целесообразно инициировать меры предупреждения непосредственно при наличии необходимых для этого условий. Также целесообразно инициировать меры предупреждения по истечении времени выжидания после возникновения необходимых для этого условий. Также целесообразно инициировать меры предупреждения при наличии необходимых для этого условий и при превышении предельного значения температуры сцепления. В этом отношении делается ссылка на DE 19602006, полное содержание которого включается в содержание раскрытия данного описания.

Предпочтительная мера предупреждения, согласно изобретению, состоит в управлении оптическим указателем, таким как загорание предупредительной лампочки или мигание ее или указателя передач.

Инициирование меры предупреждения предпочтительно реализуют также за счет управления созданием акустического сигнала, такого как предупредительный звуковой сигнал.

Кроме того, целесообразно реализовать за счет включения сцепления инициирование меры предупреждения или меры устранения состояния.

Также целесообразно, если инициирование меры предупреждения реализуют за счет управляемого, по меньшей мере, частичного включения и выключения сцепления, что приводит к пульсированию линии привода.

Кроме того, изобретение относится к устройству автоматизированного управления сцеплением для выполнения описанного выше способа.

Перечень фигур чертежей

Ниже приводится подробное описание примера выполнения изобретения со ссылками на чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - автомобиль с ветвью привода, устройством воздействия на сцепление,

фиг.2 - блок-схема для иллюстрации примера выполнения способа, согласно изобретению.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг.1 показан автомобиль 1 с линией привода, которая содержит двигатель 2, сцепление 4 и коробку 6 передач. Через карданный вал 8 и дифференциал 10 приводятся в движение колеса 12 автомобиля 1. Устройство 60 выбора передачи выполнено в виде например, рычага управления автоматической коробкой передач с датчиком 61 и устройства 18, 44 управления, показанного в виде блок-схемы. Сцеплением 4 управляют с помощью устройства 100 для автоматизированного управления во включенном положении, которое содержит по меньшей мере одно исполнительное устройство 46 для воздействия на сцепление и электронный блок 44 управления для управления исполнительным устройством. Коробка 6 передач управляется с помощью устройства 101 для автоматизированного управления, такого как выбор передач. Указанное устройство содержит, по меньшей мере, одно исполнительное устройство 48, 50 для воздействия на коробку передач и электронный блок 44 управления для управления, по меньшей мере, одним исполнительным устройством.

Устройство 18, 44 управления может быть выполнено как единый блок или в виде конструктивно и/или функционально раздельных частей. При этом блок 18 управления управляет двигателем 2 в результате воздействия на педаль акселератора.

В случае, если устройство 18, 44 управления выполнено в виде двух конструктивно или функционально разделенных частей, то предусмотрена возможность их соединения друг с другом, например, через сеть доступа - сервер сообщений 54 (CAN-Bus) или другое электрическое соединение для обмена данными.

Устройство для изменения передаточного числа коробки передач содержит, по меньшей мере, одно исполнительное устройство 48, 50 и блок управления, при этом предусмотрена возможность изменения передаточного числа за счет управления исполнительным устройством.

Участок устройства 44 управления принимает сигналы, которые, по меньшей мере, представляют передаточное состояние сцепления 2 и установленное в коробке 6 передач передаточное число, а также сигналы от датчика 52 частоты вращения ведомого вала мощности и датчика 61 на устройстве 60 выбора передаточного числа.

Участок устройства 18 управления управляет двигателем 2 внутреннего сгорания за счет регулирования, например, дроссельной заслонки 30. Принимаются сигналы от датчика 26 давления во впускном газопроводе, датчика 24 температуры охлаждающей жидкости, датчика 28 частоты вращения вала двигателя, датчика 20 положения дроссельной заслонки 22 и датчика 16 воздействия на педаль 14 акселератора. Кроме того, предусмотрен переключатель 102 холостого хода, который распознает, что на педаль акселератора нет воздействия.

Для определения скорости автомобиля или соответствующей частоты вращения вала коробки передач используют датчик 103 частоты вращения вала коробки передач или датчик 104 частоты вращения колеса.

Для предупреждения водителя предусмотрена возможность создавания акустического сигнала с помощью громкоговорителя 105. Предусмотрена возможность инициирования также оптического сигнала с помощью предупредительной лампочки 106 или другого указателя, такого как мигающий указатель передач.

Для предупреждения водителя предусмотрена возможность работы сцепления в пульсирующем режиме, который водитель воспринимает как некомфортный.

В качестве меры устранения неисправности предусмотрена возможность целенаправленного включения сцепления, так что водитель должен изменить воздействие на педаль акселератора и воздействовать на тормоз, для того чтобы не нагружать больше сцепление.

Согласно другому примеру выполнения, целесообразно, если при распознавании остановки на горе с помощью частично включенного сцепления предупреждение не выполняется до достижения температуры сцепления, равной, например, 180°С-220°С. Если температура сцепления продолжает повышаться, то после заданного времени выжидания около 3-5 секунд происходит мигание указателя 106 передач. После достижения предельной температуры около 300°С включается сцепление. Это может происходить сначала медленно после времени выжидания около 3-5 секунд и при превышении более высокой предельной температуры около 350°С - непосредственно без времени выжидания. При превышении дальнейшей предельной температуры осуществляется информирование акустическим предупредительным сигналом.

На фиг.2 показана блок-схема 200 для иллюстрации примера выполнения способа, согласно изобретению. В блоке 201 начинают или инициируют способ, согласно изобретению. В блоке 202 запрашивают, находится ли переключать холостого хода в положении 0, т.е. имеется ли, по меньшей мере, небольшое воздействие на педаль акселератора и является ли значение воздействия на педаль акселератора меньше заданного предельного значения и соблюдается ли условие частоты вращения вала коробки передач. Условие частоты вращения вала коробки передач может, как указывалось выше, означать, что частота вращения вала коробки передач по существу равна нулю, или частота вращения вала коробки передач больше предельного значения, например, 500 об/мин, или же пробуксовывание больше предельного значения, например 500 об/мин. Вместо запрашивания переключателя холостого хода предусмотрена возможность также запрашивать, является ли значение воздействия на педаль акселератора больше значения, равного по существу 0.

Если выполняются запрашиваемые в блоке 202 условия, то в блоке 203 выполняется управление предупреждением или мерами по защите сцепления, как например:

- включение сцепления и/или

- управление для создания толчков за счет пульсирующего воздействия на сцепление и/или

- акустическое предупреждение за счет выдачи акустического сигнала, такого как зуммер и/или

- оптическое предупреждение, например, за счет выдачи оптического сигнала, такого как мигание указателя передач или загорание предупредительной лампочки или т.п.

Согласно вышеизложенному, предусмотрена возможность выполнения защитных или предупредительных мер, соединенных с дополнительным условием истечения времени выжидания и/или превышения заданной температуры сцепления. Относительно определения температуры сцепления делается ссылка на DE 19602006.

Затем в блоке 204 способ заканчивается и в новом цикле управления снова начинается в блоке 201.

Предпочтительно, если в качестве меры по защите сцепления от слишком высокой нагрузки сцепление при наличии соответствующих условий, по меньшей мере, процесс включения идет плавно. При этом скорость включения сцепления предпочтительно зависит от передачи, включенной в коробке передач. При этом предпочтительно, если при более высоких передачах скорость включения выбирается меньшей. Также предпочтительно, если скорость включения зависит от скорости автомобиля и/или температуры сцепления. Например, при более высокой температуре сцепления скорость включения более высокая, чем при более низкой температуре сцепления. Например, при более высокой скорости автомобиля скорость включения больше, чем при более низкой скорости автомобиля. Скорость включения зависит от параметров автомобиля.

Также целесообразно, если время выжидания перед инициированием предупредительных или защитных мер зависит от параметров автомобиля. Например, время выжидания при более высокой температуре сцепления короче, чем при более низкой температуре сцепления. Время выжидания также короче при высшей передаче, чем при низшей передаче.

Зависимость времени выжидания или скорости включения сцепления от параметров автомобиля реализуется с помощью математических функций или характеристик. Например, время выжидания при температуре сцепления 200°С может составлять 8 секунд, а при температуре сцепления 300°С - 4 секунды, при этом между этими значением возможна линейная зависимость времени выжидания от температуры.

Подаваемая с заявкой формула изобретения является предложением по формулированию без преюдиции для обеспечения далеко идущей защиты патента. Заявитель оставляет за собой право заявлять претензии на другие, до этого раскрытые лишь в описании и/или на чертежах комбинации признаков.

Используемые в зависимых пунктах формулы изобретения ссылки указывают на дальнейшее развитие предмета главного пункта формулы изобретения за счет признаков соответствующего зависимого пункта; их не следует понимать как отказ от получения самостоятельной предметной защиты для комбинации признаков зависимых пунктов формулы изобретения.

Поскольку предметы зависимых пунктов относительно уровня техники на дату приоритета могут образовывать собственные и независимые изобретения, то заявитель оставляет за собой право делать их предметом независимых пунктов или заявлений о разделении. Кроме того, они могут содержать также самостоятельные изобретения, которые имеют выполнение, независимое от предметов предшествующих зависимых пунктов формулы изобретения.

Примеры выполнения не следует понимать как ограничивающие изобретение. Наоборот, в рамках данного раскрытия возможны многочисленные изменения и модификации, в частности такие варианты, элементы и комбинации и/или материалы, которые, например, за счет комбинирования или изменения в соединении с описанными в общей части описания и в вариантах выполнения, а также в пунктах формулы изобретения и содержащихся в чертежах признаков, соответственно, элементов или стадий способа могут быть очевидными для специалиста в данной области техники и которые за счет комбинируемых признаков приводят к новому предмету или к новым стадиям способа, соответственно, к новым последовательностям стадий способа, также если они относятся к способам изготовления, испытания или работы.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для автоматизированного воздействия на сцепление в линии привода автомобиля. Устройство и способ для автоматизированного управления сцеплением позволяют при частоте вращения вала коробки передач, меньшей предельного значения, и при воздействии на педаль акселератора, не равном нулю и меньшем предельного значения, инициировать меры предупреждения водителя о неправильном состоянии. Техническим результатом является обеспечение возможности распознавания критических состояний остановки автомобиля с частично включенным сцеплением на склоне или длительных состояний пробуксовывания сцепления, возможность информирования водителя о критической ситуации и инициирование мер по ее устранению. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ автоматизированного управления сцеплением в линии привода автомобиля с двигателем и коробкой передач, с устройством для автоматизированного управления сцеплением с электронным блоком управления и исполнительным устройством для воздействия на сцепление, с педалью акселератора для управления двигателем, отличающийся тем, что содержит следующие стадии:

распознавание частоты n вращения вала коробки передач, равной, по существу, нулю или меньшей предельного значения,

распознавание меры х воздействия на педаль акселератора, не равной нулю и меньше задаваемого предельного значения,

при наличии этих условий инициирование мер предупреждения для информирования водителя о неправильном состоянии.

распознавание пробуксовывания больше предельного значения,

распознавание меры х воздействия на педаль акселератора, не равной нулю и меньше задаваемого предельного значения,

при наличии этих условий инициирование мер предупреждения для информирования водителя о неправильном состоянии.

распознавание частоты n вращения вала коробки передач больше предельного значения,

распознавание меры х воздействия на педаль акселератора, не равной нулю и меньше задаваемого предельного значения,

при наличии этих условий инициирование мер предупреждения для информирования водителя о неправильном состоянии.