СПОСОБ ОПТИМИЗИРОВАННОГО ТРОГАНИЯ С МЕСТА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2016 года по МПК F16H61/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к силовым передачам транспортных средств (далее - автомобили), более точно к способу регулирования и усовершенствования трогания с места автомобиля, в особенности фургона, оснащенного системой рециркуляции выхлопных газов (РВГ или EGR - от англ. exhaust gas recirculation).

Уровень техники

В наше время в оснащенных РВГ автомобилях выбирается более низкая передача для трогания с места при активированной РВГ, чем когда РВГ не активирована. Более низкая передача для трогания с места выбирается из-за потерь мощности, вызываемых РВГ. Соответственно, для трогания с места автомобиля и достижения ходовой скорости требуется дополнительное переключение передач. Это дополнительное переключение передач вызывает дискомфорт и увеличивает нагрузку на элементы силовой передачи и их износ, а также нежелательно с точки зрения воздействия на окружающую среду.

Кроме того, известно, что вызываемые РВГ потери мощности являются индивидуальными для каждой системы РВГ, при этом в случаях, когда была бы возможна стандартная передача для трогания с места, выбирается более низкая передача для трогания с места.

Таким образом, существует потребность в усовершенствовании с целью сохранения выгод РВГ для окружающей среды, но без недостатков, связанных с использованием более низкой передачи для трогания с места.

Краткое изложение сущности изобретения

В основу настоящего изобретения положена задача создания способа трогания с места автомобиля с рециркуляцией выхлопных газов (РВГ), в котором частично преодолены упомянутые недостатки. Решение этой задачи обеспечивается за счет способа оптимизированного трогания с места автомобиля по п. 1.

Способ применим в автомобиле, оснащенном силовой передачей (приводом), которая содержит по меньшей мере двигатель, автоматическую трансмиссию и систему рециркуляции выхлопных газов (РВГ). Цепью привода управляет система управления (СУ). В СУ может входить несколько различных систем управления, таких как система управления двигателем и система управления трансмиссией. СУ управляет основными функциями автомобиля, при этом в целях настоящего изобретения СУ имеет доступ к определению массы или способна определять массу автомобиля. СУ использует информацию о массе автомобиля для расчета передачи трансмиссии для трогания с места. Системы определения массы автомобиля хорошо известны и способны определять массу автомобиля при его трогании с места или могут представлять собой системы на основе датчиков массы или любую другую систему определения массы автомобиля и на основании этой информации рассчитывать передачу для трогания с места по меньшей мере в зависимости от определенной массы.

Способ согласно изобретению отличается тем, что выбор передачи для трогания с места осуществляется в зависимости от потерь мощности, вызываемых РВГ. Способ включает:

определение потерь мощности, вызываемых РВГ,

определение мощности, доступной для трогания автомобиля с места,

повторный расчет первой передачи в зависимости от доступной мощности,

выбор повторно рассчитанной передачи для трогания с места до трогания автомобиля с места и

трогание автомобиля с места при включенной повторно рассчитанной передаче для трогания с места.

Система РВГ передает сигнал, содержащий информацию о том, сколько мощности теряется при трогании автомобиля с места при действующей РВГ. Тем не менее, поскольку потери мощности зависят от передачи для трогания с места, используемой при трогании с места, т.е. от частоты вращения двигателя и мощности двигателя, СУ сначала определяет мощность двигателя, доступную для каждой возможной передачи для трогания с места. Затем СУ выполняет такие же расчеты доступной мощности для отдельных передач за вычетом потерь мощности в связи с РВГ, при этом выбирается высшая возможная передача с учетом вычета потерь мощности в связи с РВГ. В результате выбирается и включается повторно рассчитанная передача для трогания с места, на которой автомобиль может трогаться с места.

В способе согласно изобретению правильная передача для трогания с места может выбираться еще до первого трогания с места. Кроме того, вместо выбора более низкой передачи, чем передача, которая была рассчитана, всегда может выбираться правильная передача. За счет предложенного способа согласно изобретению повышается ездовой комфорт, и режим езды становится более благоприятным для окружающей среды, поскольку для достижения желаемой ходовой скорости требуется меньшее число переключений передач. Одним из дополнительных преимуществ использования высокой передачи для трогания с места является снижение износа силовой передачи, поскольку ходовая скорость может достигаться при меньшем числе переключений передач. Дополнительное преимущество способа состоит в том, что автомобиль может трогаться с места в условиях, в которых обычно недостаточно мощности, доступной для его трогания с места, таких как при трогании с места полностью нагруженного автомобиля на подъеме в гору.

Дополнительные преимущества достигаются за счет реализации одного или нескольких из признаков зависимых пунктов. В первом предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению регулируется включение пусковой муфты сцепления в зависимости от потерь мощности, вызываемых РВГ, и выбранной передачи для трогания с места. За счет более длительного времени включения муфты сцепления в качестве передачи для трогания с места может выбираться более высокая передача, чем в ином случае.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения способ дополнительно включает: уменьшение РВГ во время пробуксовки пусковой муфты сцепления, при этом рециркуляция уменьшается лишь настолько, чтобы позволить автомобилю тронуться с места на более высокой первой передаче, чем в ином случае. Предполагается, что эта мера является дополнительной, если рассчитанная доступная мощность является несколько меньшей, чем предельная мощность для использования конкретной передачи для трогания с места, в результате чего за счет уменьшения рециркуляции и тем самым также вызываемых ей потерь увеличивается мощность, доступная для трогания с места автомобиля. При уменьшении РВГ увеличивается доступная мощность, и автомобиль может трогаться с места на более высокой передаче. Выгоды использования более высокой передачи компенсируют уменьшение РВГ, при этом в любом случае соблюдаются нормативы на выбросы выхлопных газов. Кроме того, уменьшение РВГ происходит в течение такого короткого времени, что его влияние с точки зрения выбросов является пренебрежимо малым, в особенности, поскольку использование более высокой передачи для трогания с места способно компенсировать увеличение выбросов, в результате чего уменьшаются выбросы во время всей процедуры трогания с места.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения способ дополнительно включает шаг уменьшения РВГ во время всей процедуры трогания с места автомобиля. Трогание с места автомобиля определяется как временной интервал от момента включения пусковой муфты сцепления до первого переключения передачи после инициированного трогания с места. За счет уменьшения РВГ увеличивается доступная мощность, и автомобиль может трогаться с места на более высокой передаче. Выгоды использования более высокой передачи компенсируют уменьшение РВГ, при этом в любом случае соблюдаются нормативы на выбросы выхлопных газов. При этом уменьшение РВГ происходит в течение такого короткого времени, что его влияние с точки зрения выбросов является пренебрежимо малым.

Способ дополнительно включает шаг оценки трогания с места автомобиля, при этом оценивается, насколько предполагаемая частота вращения, ускорение, включение пусковой муфты сцепления и переключения передач соответствуют реальной процедуре трогания с места. После каждого трогания с места автомобиля оценивается процесс трогания с места и сравнивается с ожидаемым процессом трогания с места, при этом любые отклонения от ожидаемого процесса трогания с места используются для оптимизации следующего трогания с места автомобиля.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления способ дополнительно включает первую и вторую экстренные меры трогания с места, при этом первой экстренной мерой является увеличение предельного значения крутящего момента двигателя, установленного ограничителем дымности. Ограничитель дымности служит для сведения к минимуму дымности выхлопа автомобиля. За счет увеличения этого предельного значения крутящего момента во время трогания с места или части трогания с места увеличивается доступная мощность двигателя автомобиля и становится возможным трогание с места автомобиля. После процедуры трогания с места предельное значение крутящего момента, установленное ограничителем дымности, устанавливается на нормальном уровне.

Второй экстренной мерой является увеличение предельного значения крутящего момента двигателя, установленного защитным ограничителем нагрузки на ось. Предельное значение крутящего момента устанавливается таким образом, чтоб не перегружать ось автомобиля. Ось автомобиля рассчитана на определенную нагрузку и срок службы с учетом запаса прочности. Тем не менее, это предельное значение крутящего момента устанавливается с запасом с тем, чтобы к оси могла прилагаться более высокая нагрузка без вреда для нее. Тем не менее, это может делаться лишь ограниченное число раз и в течение ограниченного периода времени.

Шаги способа с целью увеличения предельного значения крутящего момента двигателя, установленного защитным ограничителем нагрузки на ось и/или ограничителем дымности, являются экстренной мерой, которая должна применяться при невозможности трогания с места на самой низкой передаче. Такая экстренная ситуация может возникать, например, если автомобиль тяжело нагружен и должен трогаться с места на подъеме в гору.

Для защиты оси автомобиля способ может дополнительно включать шаг, на котором подсчитывается, сколько раз при трогании с места увеличивалось, а затем превышалось предельное значение крутящего момента оси. При этом шаг увеличения предельного значение крутящего момента оси постоянно исключается после того, как предельное значение крутящего момента увеличено и превышено заданное число раз. За счет введения этого подсчета и максимального числа раз допустимого временного увеличения и превышения предельного значения крутящего момента оси может обеспечиваться длительный срок службы оси и сохраняться безопасность автомобиля.

Описание чертежей

Настоящее изобретение будет подробно описано далее со ссылкой на единственный чертеж, на котором проиллюстрирована блок-схема реализации способа согласно изобретению. Далее просто в качестве иллюстрации одного из способов осуществления изобретения представлен и рассмотрен лишь один вариант осуществления изобретения.

Изобретение не ограничено конкретной представленной блок-схемой и включает все разновидности, входящие в объем заявленной формулы изобретения. Разумеется, что внутренняя последовательность шагов достижения передачи для трогания с места может изменяться в пределах объема изобретения и в соответствии с потребностями автомобиля и правилами.

Способ применим при трогании с места автомобиля, имеющего силовую передачу, которая содержит по меньшей мере двигатель, автоматическую трансмиссию и систему рециркуляции выхлопных газов (РВГ). Цепью привода управляет система управления (СУ). В СУ может входить несколько различных систем управления, таких как система управления двигателем и система управления трансмиссией, которые поддерживают связь и взаимодействуют друг с другом. СУ управляет основными функциями автомобиля, при этом в целях настоящего изобретения СУ имеет доступ к определению массы или способна определять массу автомобиля. Именно СУ выполняет способ согласно изобретению.

СУ использует информацию о массе автомобиля для расчета передачи трансмиссии для трогания с места. Системы определения массы автомобиля хорошо известны и способны определять массу автомобиля при его трогании с места или могут представлять собой системы на основе датчиков массы или любую другую систему определения массы автомобиля и на основании этой информации рассчитывать передачу для трогания с места по меньшей мере в зависимости от определенной массы.

Выполнение способа начинается с определения передачи для трогания с места LG=n в зависимости от массы m автомобиля и мощности Р, доступной для трогания автомобиля с места. Мощностью Р является мощность, доступная для трогания автомобиля с места, в особенности за вычетом вызываемых РВГ потерей мощности PL из доступной мощности Е двигателя. Тем самым выбирается наивысшая возможная передача для трогания автомобиля с места по сравнению с тем случаем, когда передача для трогания с места определяется на основании доступной мощности E двигателя и затем используется более низкая передача, чтобы компенсировать потери мощности PL, вызываемые РВГ. Тем самым всегда обеспечивается более эффективное трогание автомобиля с места.

Тем не менее, существуют возможности, позволяющие увеличивать доступную мощность P или использовать более высокую передачу для трогания с места при такой же доступной мощности Р. Они пошагово осуществляются, если доступна более высокая передача для трогания с места LG=n+1. Представленная на блок-схеме последовательность реализации шагов является одним из предпочтительных вариантов осуществления, при этом возможны альтернативные последовательности реализации в зависимости от приоритета различных функций СУ.

Тем не менее, в этом рассматриваемом варианте осуществления сначала регулируется пробуксовка s муфты сцепления, чтобы автомобиль мог трогаться с места на более высокой передаче, чем та, которая была определена. За счет регулирования пробуксовки s муфты сцепления таким образом, чтобы она длилась дольше, автомобиль может трогаться с места при меньшей доступной мощности. Очевидно, что пробуксовка s муфты сцепления регулируется в разумных пределах, при этом различие в пробуксовке s муфты сцепления, по существу, незаметно для водителя. Если регулирование пробуксовки s муфты сцепления позволяет автомобилю трогаться с места на более высокой передаче для трогания с места LG=n+1, автомобиль может трогаться с места без дополнительного регулирования, в противном случае осуществляется другое регулирование.

В качестве второй возможности регулирования rE может быть уменьшена РВГ, при этом снижаются вызываемые ей потери мощности PL и тем самым становится доступно больше мощности Р. Если регулирование rE позволяет автомобилю трогаться с места на более высокой передаче LG=n+1, автомобиль может трогаться с места на передаче для трогания с места LG=n+1.

Если передачей для трогания с места является 0, т.е. автомобиль не способен трогаться с места, должно осуществляться дополнительное экстренное регулирование, чтобы позволить автомобилю вообще тронуться с места. В качестве экстренного регулирования tIS, tIA на протяжении части или всего трогания автомобиля с места может временно увеличиваться предельное значение крутящего момента двигателя, установленное ограничителем дымности (tIS), и/или предельное значение крутящего момента двигателя, установленное защитным ограничителем нагрузки на ось (tIA). За счет увеличения одного или обоих из упомянутых предельных значений крутящего момента может увеличиваться доступная мощность E двигателя и за счет увеличившейся в результате доступной мощности P может обеспечиваться более высокая передача для трогания с места LG=n+1, т.е. автомобиль может трогаться с места на первой передаче.

Тем не менее, с целью обеспечения безопасности и сохранения срока службы оси предельное значение крутящего момента оси tIA не должно увеличиваться и превышаться более чем заданное число раз. Следовательно, каждый раз при увеличении и тем самым превышении предельного значения крутящего момента оси tIA во время трогания автомобиля с места показание счетчика увеличивается на c+1, а по достижении заданного максимального показания c+1=MAX из способа на шаге e.tIA исключается возможность увеличения предельного значения крутящего момента tIA.

Если все упомянутые шаги регулирование все же недостаточны для того, чтобы автомобиль могут тронуться с места на передаче LG=n+1, СУ выбирает и включает передачу LG=n для трогания с места.

Если определено, что найдена и выбрана оптимальная, т.е. самая высокая доступная, передача для трогания с места, происходит трогание L автомобиля с места. Во время трогания с места осуществляется мониторинг автомобиля, регистрируемые при этом параметры трогания с места сравниваются с ожидаемыми параметрами трогания с места, и отклонения от ожидаемых параметров трогания с места используются в качестве информации обратной связи FB при следующем трогании автомобиля с места. В частности, отслеживается длительность трогания автомобиля с места, чтобы, если длительность трогания автомобиля с места превышает ожидаемую длительность, СУ использовала информацию обратной связи FB для повышения точности способа при следующем трогании с места.

Ссылочные обозначения в формуле изобретения не следует считать ограничивающими объем объекта, охраняемого формулой изобретения, и их единственным назначением является облегчение понимания формулы изобретения.

Очевидно, что в изобретение могут быть внесены различные очевидные модификации, во всех случаях в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Соответственно, чертежи и их описание следует считать иллюстративными по природе, а не ограничивающими изобретение.

Для трогания автомобиля с места рассчитывают для автоматической трансмиссии передачу автомобиля в зависимости от определенной массы (m) автомобиля. Определяют потери мощности (PL), приходящиеся на систему рециркуляции выхлопных газов. Определяют доступную мощность (P) для трогания автомобиля с места. Повторно рассчитывают передачу для трогания с места (LG) в зависимости от доступной мощности (P). Выбирают повторно рассчитанную передачу для трогания с места (LG) до трогания (L) автомобиля с места. Осуществляют трогание (L) автомобиля с места на включенной повторно рассчитанной передаче. Достигается выбор передачи для трогания автомобиля с места в зависимости от потерь мощности, вызываемых системой рециркуляции выхлопных газов. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ оптимизированного трогания с места транспортного средства, имеющего силовую передачу, которая включает по меньшей мере двигатель, автоматическую трансмиссию и систему рециркуляции выхлопных газов (РВГ), которыми управляет система управления, способная определять массу (m) автомобиля, по меньшей мере в зависимости от которой рассчитывается передача трансмиссии для трогания с места, отличающийся тем, что выбор передачи для трогания с места осуществляется в зависимости от потерь мощности (PL), вызываемых РВГ, и способ включает:
определение потерь мощности (PL), вызываемых РВГ,
определение доступной мощности (Р) для трогания автомобиля с места,
повторный расчет передачи для трогания с места (LG) в зависимости от доступной мощности (Р),
выбор повторно рассчитанной передачи для трогания с места (LG) до трогания (L) автомобиля с места и
трогание (L) автомобиля с места на включенной повторно рассчитанной передаче для трогания с места (L).

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий регулирование (s) включения пусковой муфты сцепления в зависимости от потерь мощности, вызываемых РВГ, и выбранной передачи для трогания с места.

3. Способ по п. 1 или 2, дополнительно включающий уменьшение (rE) РВГ во время пробуксовки пусковой муфты сцепления.

4. Способ по п. 1, дополнительно включающий уменьшение (rE) РВГ во время всей процедуры трогания с места автомобиля.

5. Способ по п. 1, дополнительно включающий оценку (FB) трогания автомобиля с места.

6. Способ по п. 1, дополнительно включающий увеличение (tIS) предельного значения крутящего момента двигателя, установленного ограничителем дымности.

7. Способ по п. 1, дополнительно включающий увеличение (tIA) предельного значения крутящего момента двигателя, установленного защитным ограничителем нагрузки на ось.

8. Способ по п. 7, дополнительно включающий:
подсчет (c+1) числа случаев увеличения и превышения предельного значения крутящего момента оси,
исключение (e.tIA) возможности увеличения предельного значения крутящего момента оси, если предельное значение крутящего момента увеличено и превышено (c+1=MAX) заданное число раз.