Изобретение относится к области автотранспортных средств с четырьмя ведущими колесами на смешанной механической и гидравлической тяге и, в частности, к управлению гидростатической трансмиссией объемного типа, работающей в замкнутом контуре.
В автотранспортном средстве типа 4х4 на смешанной механической и гидравлической тяге колесная ось приводится во вращение гидравлической машиной при помощи гидравлической энергии, отбираемой другой гидравлической машиной на дифференциале другой оси, которая приводится во вращение механически от вращающегося источника энергии, например, от теплового или электрического двигателя. Установленные на осях гидравлические машины могут работать в режиме насоса, чтобы подзаряжать аккумуляторы гидравлического давления, обеспечивающие накопление гидравлической энергии за счет преобразования механической энергии в гидравлическую энергию, или в режиме двигателя, чтобы передавать накопленную гидравлическую энергию и, следовательно, тяговую мощность на колеса транспортного средства. Таким образом, гидравлические двигатели преобразуют гидравлическую энергию в механическую энергию.
Таким образом, система гидравлических машин транспортного средства содержит гидравлический насос, связанный с силовой установкой, и гидравлический двигатель, связанный со свободной осью. Систему можно соединять с механическими частями и отсоединять от них при помощи сцеплений, например, при помощи сцепления на насосе и сцепления на гидравлическом двигателе или при помощи других устройств.
Это использование накопленной гидравлической энергии позволяет оптимизировать работу теплового двигателя и уменьшить расход топлива, а также выбросы загрязняющих газов. Действительно, накопление гидравлической энергии позволяет автотранспортному средству использовать в качестве тягового средства только источник гидравлической энергии.
Характеристики гидравлического контура определяют эффективность на грунте со слабым сцеплением и совместимость с маневрами на грунте с сильным сцеплением. Характеристики гидравлического контура включают в себя, например, рабочий объем гидравлического насоса, рабочий объем гидравлического двигателя, регулировку внутренней утечки, регулировку регулируемой утечки и/или потерю напора.
Известно несколько типов архитектуры гибридных гидравлических трансмиссий, таких как «параллельные» трансмиссии, в которых гидравлическая система совмещена с классической трансмиссией транспортного средства, чтобы оптимизировать первоначальную систему, «последовательные» трансмиссии, в которых тепловой двигатель вращает гидравлический насос, и «деривационные» трансмиссии, которые представляют собой смешанную архитектуру.
Изобретение относится к трансмиссиям «последовательного» типа.
Известны разные типы гидравлических насосов или двигателей, связанные с этими различными архитектурами гидравлической трансмиссии. В объемной трансмиссии используют объемный поршневой насос, например, насосы с осевыми поршнями, совмещенными с вращающимся барабаном.
В объемном насосе текучая среда изолирована в камере переменного объема и перемещается из зоны всасывания (низкого давления) в зону нагнетания (высокого давления). Насос этого типа называют «объемным», так как он перемещает объем текучей среды при каждом рабочем обороте; этот объем за рабочий оборот называют «рабочим объемом».
Изобретение относится к объемным насосам.
Как правило, при высоких значениях гидравлического давления, например, превышающих 300 бар, используют насосы с осевыми поршнями с колодками или шаровыми опорами для разрезных осей или насосы с радиальными поршнями на ролике.
Обычно гидростатическую трансмиссию параметрируют таким образом, чтобы обеспечивать максимальную эффективность на грунте со слабым сцеплением. Гидростатическая трансмиссия обладает свойством систематического соединения второй оси, связанной с гидравлическим двигателем, с первой осью, связанной с тепловой или электрической силовой установкой. Средняя скорость второй оси кинематически равна средней скорости первой оси.
При движении по прямой задние колеса вращаются с такой же скоростью, что и передние колеса, и следуют по той же прямолинейной траектории. На вираже задние колеса проходят меньший путь, чем передние колеса.
Если считать, что первая ось является передней осью и что вторая ось является задней осью, в частном случае использования на грунте со слабым сцеплением условие виража приводит к появлению особого эффекта, который вытекает из связи между скоростями обеих осей по причине свойства гидростатической трансмиссии.
Особый эффект на вираже, особенно на крутом вираже, состоит в том, что гидравлическая трансмиссия повышает свое давление, чтобы заставить ось с меньшим сцеплением адаптироваться к скорости другой оси за счет проскальзывания колес оси с меньшим сцеплением.
При таком вираже повышение давления гидравлической трансмиссии является бесполезным и создает шум и трение шин и вращающихся механических элементов.
Кроме того, при вираже на дороге со слабым сцеплением возникает также проблема потери бокового направления оси со слабым сцеплением по причине проскальзывания ее колес.
Для решения этой проблемы существуют системы гидростатической трансмиссии, которые создают внутреннюю утечку трансмиссионной текучей среды, чтобы обеспечить разность скорости между двумя осями. Внутреннюю утечку получают при помощи ответвленного контура, снабженного вентилем, позволяющим соединять два гидравлических канала, проходящих между гидравлическим насосом и гидравлическим двигателем. Регулируя внутреннюю утечку, то есть открывание вентиля, для обеспечения работы без проскальзывания на крутом вираже на грунте с сильным сцеплением и, следовательно, для предупреждения любого повышения давления и буксования колес, улучшают также поведение автотранспортного средства на вираже на грунте со слабым сцеплением по сравнению с гидростатической трансмиссией без внутренней утечки, тоже избегая повышения давления.
Однако если утечка отрегулирована для обеспечения работы без проскальзывания на крутом вираже на грунте с сильным сцеплением, происходит снижение эффективности гидростатической трансмиссии этого типа при движении по прямой на грунте со слабым сцеплением, в частности, на песке, по сравнению с классической трансмиссией без вышеупомянутой внутренней утечки.
Для решения этой проблемы в чисто механической трансмиссии типа 4х4 в документе WO 2010/112684 предложена стратегия управления компьютерной программой, чтобы разграничить случаи использования на шоссе и на грунте со слабым сцеплением с управлением этими случаями использования в автоматическом режиме или в принудительном режиме.
Недостатком этого способа является то, что он связан с механической трансмиссией, которая заставляет предусматривать выполнение туннеля для прохождения продольной трансмиссии. Кроме того, такой способ требует двух отдельных правил управления, соответствующих управлению сцеплением.
Настоящее изобретение призвано предложить простое управление гидростатической трансмиссией, обеспечивающее два режима функционирования с четырьмя ведущими колесами с внутренней утечкой и без нее дополнительно к нормальному режиму с двумя ведущими колесами.
В связи с этим изобретением предложен способ управления гидростатической трансмиссией автотранспортного средства, при этом гидростатическая трансмиссия содержит гидравлический насос, связанный с первой осью транспортного средства, соединенной с тепловой или электрической силовой установкой, гидравлический двигатель, связанный со второй осью транспортного средства, при этом два взаимодополняющих гидравлических контура соединяют, каждый, гидравлический насос и гидравлический двигатель, и ответвленный контур, снабженный вентилем, подсоединенным между двумя гидравлическими контурами, при этом способ содержит первый режим, в котором трансмиссия активирована, и второй режим, в котором гидростатическая трансмиссия деактивирована, чтобы не передавать крутящий момент на вторую ось.
Первый режим соответствует режиму, в котором вентиль ответвленного контура гидростатической трансмиссии можно сохранять закрытым при данном функционировании, чтобы весь крутящий момент на первой оси транспортного средства передавался на вторую ось транспортного средства.
Согласно общему отличительному признаку изобретения, способ содержит третий режим, в котором гидростатическая трансмиссия активирована, и открыванием вентиля ответвленного контура управляют таким образом, чтобы передавать на вторую ось транспортного средства часть крутящего момента, изменяющуюся в зависимости от рабочего параметра транспортного средства, при этом вентиль является управляемым вентилем.
Третий режим представляет собой режим, в котором функционирование с четырьмя ведущими колесами можно поддерживать в заданном диапазоне рабочих параметров транспортного средства, от которых зависит управление, одновременно регулируя передаваемый крутящий момент таким образом, чтобы избегать повышения давления гидростатической трансмиссии.
Предпочтительно, режим, применяемый к гидростатической трансмиссии, определяют в зависимости от режима, выбранного пользователем, и от значения рабочего параметра автотранспортного средства.
Рабочие параметры могут включать в себя скорость автотранспортного средства и/или температуру гидростатической трансмиссии.
Учет, по меньшей мере одного рабочего параметра транспортного средства для обеспечения работы гидростатической трансмиссии в режиме, выбранном водителем, или для отказа от нее и выбора другого типа функционирования, всегда обеспечивает работу гидростатической трансмиссии в условиях, позволяющих избегать любого риска повреждения трансмиссии.
Предпочтительно переходят автоматически от первого режима к третьему режиму, когда указанный рабочий параметр транспортного средства превышает первый порог.
Автоматический переход от первого режима к третьему режиму, начиная от порога параметра, например, сверх порога скорости, позволяет включить защиту в случае, если пользователь автотранспортного средства забыл режим, в котором он находится, так как работа в первом режиме, в частности, при работе в режиме 4х4 напрямую, то есть с четырьмя ведущими колесами, может привести к неустойчивости транспортного средства.
Предпочтительно переходят автоматически от третьего режима ко второму режиму, когда указанный рабочий параметр транспортного средства превышает второй порог.
Так же, как и в случае включения защиты при автоматическом переходе от первого режима к третьему режиму, автоматический переход от третьего режима ко второму, начиная от порога параметра, например, сверх порога скорости, позволяет добавить защиту в случае, если пользователь автотранспортного средства забыл, в каком режиме он находится, в данном случае в режиме с четырьмя ведущими колесами, тогда как, например, скорость является высокой. На этот раз защита включается не в связи с потенциальной неустойчивостью, а чтобы улучшить расход топлива, поскольку второй режим работы с двумя ведущими колесами является более экономичным на высокой скорости, чем второй режим с четырьмя ведущими колесами, и чтобы избегать ненужного нагрева гидравлической системы.
Предпочтительно первый режим может включать в себя первое функционирование, при котором вентиль полностью закрыт, и второе функционирование, при котором открыванием вентиля управляют таким образом, чтобы передавать на вторую ось часть крутящего момента, изменяющуюся в зависимости от рабочего параметра транспортного средства, при этом управление переходом от одного к другому из двух функционирований осуществляют в зависимости от указанного рабочего параметра автотранспортного средства.
Возможность менять тип работы с четырьмя ведущими колесами в первом режиме позволяет оставаться в первом режиме дольше, то есть при более широком диапазоне рабочего параметра, и сохранять работу транспортного средства с четырьмя ведущими колесами за пределами условий, первоначально разрешенных для работы с четырьмя ведущими колесами при полностью закрытом вентиле ответвленного контура гидростатической трансмиссии.
В данном случае, когда рабочий параметр соответствует скорости автотранспортного средства, транспортное средство может работать с четырьмя ведущими колесами в более широком диапазоне скорости, чем если бы в первом режиме была разрешена только работа с заблокированным закрытым вентилем.
Кроме того, первый режим может включать в себя также третье функционирование, при котором вентиль полностью открыт, чтобы не передавать никакого крутящего момента на вторую ось транспортного средства.
Это третье функционирование в рамках первого режима позволяет оставаться в первом режиме еще дольше, чем при двух типах функционирования с четырьмя ведущими колесами, то есть в условиях, в который не может сохраняться работа с четырьмя ведущими колесами. Поддержание гидростатической трансмиссии в первом режиме за пределами диапазона указанного параметра, в котором работа с четырьмя ведущими колесами разрешена, позволяет сохранять возможность возвращения к работе с четырьмя ведущими колесами, пока рабочий параметр транспортного средства не переходит порог, за пределами которого гидростатическая трансмиссия переключается в третий режим.
Предпочтительно третий режим может включать в себя первое функционирование, при котором открыванием вентиля управляют для передачи на вторую ось части крутящего момента, изменяющейся в зависимости от рабочего параметра транспортного средства, и второе функционирование, при котором вентиль полностью открыт, чтобы на вторую ось не передавался никакой крутящий момент, при этом управление переходом от одного к другому из двух функционирований осуществляют в зависимости от указанного рабочего параметра автотранспортного средства.
Таким образом, третий режим обеспечивает первое функционирование транспортного средства с четырьмя ведущими колесами, при которой трансмиссия может работать в более широком диапазоне рабочего параметра, чем при первом функционировании в первом режиме. Второе функционирование в третьем режиме позволяет оставаться в третьем режиме за пределами порога рабочего параметра, запрещающего работу гидростатической трансмиссии с четырьмя ведущими колесами, и позволяет таким образом возвращаться к работе с четырьмя ведущими колесами, если значение параметра опять опускается ниже рассматриваемого порога, при условии что рабочий параметр не перешел порог, сверх которого гидростатическая трансмиссия переключается из третьего режима во второй режим.
Предпочтительно рабочий параметр соответствует скорости автотранспортного средства.
В этом варианте выполнения рабочий параметр транспортного средства может соответствовать режиму силовой установки или передаче, включенной в коробке передач.
Предпочтительно переходят автоматически из первого или второго режима к третьему режиму, когда температура превышает порог температуры перегрева, или в случае отсутствия информации, касающейся по меньшей мере одного из рабочих параметров автотранспортного средства.
Когда температура трансмиссии становится высокой, переход от одного из режимов с четырьмя ведущими колесами к режиму с двумя ведущими колесами, в котором гидростатическая трансмиссия деактивирована, позволяет предупредить любое повреждение деталей гидростатической трансмиссии.
Предпочтительно переходят автоматически от третьего режима к первому режиму, когда градиент температуры гидростатической трансмиссии превышает порог градиента и когда температура гидростатической трансмиссии превышает первый порог температуры.
Порог градиента соответствует среднему градиенту температуры, наблюдаемому при повышении температуры гидростатической трансмиссии, когда она находится в первом режиме. Это изменение режима позволяет замедлить повышение температуры и одновременно сохранять режим с четырьмя ведущими колесами.
Предпочтительно, чтобы управлять гидростатической трансмиссией, в которой рабочий объем гидравлического двигателя меньше рабочего объема гидравлического насоса, переходят автоматически от первого режима к третьему режиму, когда угол поворота рулевого колеса превышает порог угла поворота.
Это переключение режима позволяет предупредить возможное повреждение трансмиссии или ее деталей, когда трансмиссия рискует подвергнуться действию слишком большой нагрузки, учитывая большую разность скорости между двумя осями по причине большого угла поворота.
Другим объектом изобретения является устройство управления гидростатической трансмиссией автотранспортного средства, при этом гидростатическая трансмиссия содержит гидравлический насос, приводимый во вращение тепловой или электрической силовой установкой и связанный с первой осью транспортного средства, гидравлический двигатель, связанный со второй осью транспортного средства, при этом два взаимодополняющих гидравлических контура соединяют, каждый, гидравлический насос и гидравлический двигатель, и ответвленный контур, снабженный вентилем, подсоединенным между двумя гидравлическими контурами, при этом устройство содержит селектор режима, позволяющий пользователю выбирать первый режим, в котором гидростатическая трансмиссия активирована, или второй режим, в котором гидростатическая трансмиссия деактивирована, чтобы не передавать крутящий момент на вторую ось и чтобы транспортное средство работало с двумя ведущими колесами.
Согласно общему отличительному признаку этого объекта изобретения, селектор дополнительно имеет третий режим, в котором открыванием вентиля ответвленного контура управляют таким образом, чтобы передавать на вторую ось транспортного средства часть крутящего момента, изменяющуюся в зависимости от рабочего параметра транспортного средства.
Предпочтительно устройство управления содержит блок управления, выполненный с возможностью определения режима гидростатической трансмиссии в зависимости от режима, выбранного пользователем, и от значения рабочего параметра автотранспортного средства.
Предпочтительно, чтобы управлять гидростатической трансмиссией, в которой рабочий объем гидравлического двигателя меньше рабочего объема гидравлического насоса, блок управления связан по меньшей мере опосредованно с датчиком рулевого колеса, выполненным с возможностью измерения угла поворота рулевого колеса.
Гидростатическая трансмиссия, управляемая устройством управления, может содержать гидравлический двигатель и гидравлический насос с одинаковым рабочим объемом.
Другие преимущества и отличительные признаки изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания варианта выполнения и варианта осуществления, представленных в качестве не ограничительных примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 - схема гидравлической трансмиссии транспортного средства с четырьмя ведущими колесами согласно варианту выполнения изобретения;
фиг. 2 - блок-схема способа управления устройства управления гидравлической трансмиссией, показанной на фиг. 1, согласно варианту выполнения изобретения;
фиг. 3 - график, на котором схематично показаны типы работы гидростатической трансмиссии для каждого из ее режимов в зависимости от скорости транспортного средства.
На фиг. 1 схематично показана гидравлическая тяговая система 1 транспортного средства с четырьмя ведущими колесами согласно варианту выполнения изобретения.
Гидравлическая тяговая система 1 содержит тепловую или электрическую силовую установку 2, первую гидравлическую машину 3, работающую в режиме гидравлического насоса, и вторую гидравлическую машину 4, работающую в режиме гидравлического двигателя.
Силовая установка 2 механически связана с гидравлическим насосом 3 через первый вращающийся вал 5. Таким образом, силовая установка 2 выдает механическую энергию в гидравлический насос 3 через первый вращающийся вал 5.
Гидравлический насос 3 механически связан с не показанной первой осью транспортного средства через второй вращающийся вал 6. Кроме того, гидравлический насос 3 гидравлически связан с гидравлическим двигателем 4 через гидравлический обменный аппарат 7. Гидравлический двигатель 4 механически связан с не показанной второй осью автотранспортного средства через третий вращающийся вал 8.
Гидравлический обменный аппарат 7 содержит первый гидравлический трубопровод 9 и второй гидравлический трубопровод 10, каждый из которых гидравлически соединяет гидравлический насос 3 и гидравлический двигатель 4. Гидравлические соединения между гидравлическим насосом 3 и гидравлическим двигателем 4 выполнены таким образом, чтобы, с одной стороны, гидравлический поток в первом гидравлическом трубопроводе 9 проходил от гидравлического насоса 3 к гидравлическому двигателю 4 и, с другой стороны, чтобы гидравлический поток во втором гидравлическом трубопроводе 10 проходил от гидравлического двигателя 4 к гидравлическому насосу 3, как показано стрелками в первом и втором трубопроводах 9 и 10.
Гидравлический обменный аппарат 7 дополнительно содержит ответвленный трубопровод 11, снабженный управляемым вентилем 12. Ответвленный трубопровод 11 подсоединен между первым трубопроводом 9 и вторым трубопроводом 10 таким образом, чтобы текучая среда, проходящая в первом трубопроводе 9, могла попасть во второй трубопровод 10, как показано стрелками на фиг. 1, не проходя через двигатель 4. Количество текучей среды, проходящей через ответвленный трубопровод, зависит от степени открывания управляемого вентиля 12. Таким образом, ответвленный трубопровод 11 позволяет при помощи управляемого вентиля 12 параметрировать утечку гидравлического потока таким образом, чтобы уменьшать крутящий момент, передаваемый между гидравлическим насосом 3 и гидравлическим двигателем 4, и уменьшать таким образом крутящий момент, передаваемый на вторую ось через вал 8.
Гидравлический насос 3, гидравлический двигатель 4 и гидравлический обменный аппарат 7 образуют в совокупности гидравлическую трансмиссию 13 гидравлической тяговой системы автотранспортного средства.
Согласно принятой первоначальной конфигурации, гидравлический двигатель 4 и гидравлический насос 3 могут иметь одинаковый рабочий объем или разный рабочий объем.
В варианте выполнения, показанном на фиг. 1, рабочий объем гидравлического двигателя 4 меньше рабочего объема гидравлического насоса 3. Разность рабочего объема позволяет приводить скорость второй оси, вращаемой гидравлическим двигателем 4, к значению, идентичному или незначительно превышающему скорость первой оси. Это позволяет не создавать внутренний поток утечки между гидравлическими трубопроводами 9 и 10 путем открывания вентиля 12 ответвленного трубопровода 11.
Действительно, при работе, когда вентиль 12 трансмиссии 13 полностью закрыт, гидростатическая трансмиссия, содержащая гидравлический двигатель с рабочим объемом, меньшим рабочего объема гидравлического насоса, позволяет улучшить характеристики поведения транспортного средства на прямой линии на грунте со слабым сцеплением по сравнению с трансмиссией, в которой гидравлический насос и гидравлический двигатель имеют одинаковый рабочий объем.
Действительно, в конфигурации, в которой рабочий объем гидравлического насоса 3 больше рабочего объема гидравлического двигателя 4, когда вентиль 12 полностью закрыт, чтобы передавать весь крутящий момент на первой оси транспортного средства на вторую ось транспортного средства, и когда транспортное средство находится на прямой линии на грунте со слабым сцеплением, скорость задних колес превышает скорость передних колес, в отличие от начала утечки. С другой стороны, в конфигурации с одинаковыми рабочими объемами, когда вентиль 12 полностью закрыт и когда транспортное средство находится на прямой линии на грунте со слабым сцеплением, скорость задних колес только эквивалентна скорости передних колес.
Управляемым вентилем 12 управляет устройство 14 управления, содержащее ручной селектор 15 режима, позволяющий пользователю выбирать и задавать режим гидростатической трансмиссии 13, и блок 16 управления, выполненный с возможностью определять режим для применения к гидростатической трансмиссии 13 в зависимости от режима, заданного пользователем, и от значения по меньшей мере одного рабочего параметра автотранспортного средства.
В варианте осуществления, представленном на фиг. 1, блок 16 управления связан с датчиком 17 скорости автотранспортного средства, с датчиком 18 температуры гидростатической трансмиссии 13 и с датчиком угла поворота колес 19, в дальнейшем называемым также датчиком рулевого колеса. Блок управления учитывает данные, выдаваемые этими различными датчиками, для определения режима, применяемого к гидростатической трансмиссии 13.
Далее со ссылками на фиг. 2 следует описание способа управления при помощи устройства 14 управления.
На фиг. 2 представлена блок-схема способа управления гидростатической трансмиссией 13, показанной на фиг. 1, согласно варианту осуществления изобретения.
Гидростатическая трансмиссия 13 выполнена с возможностью работы в трех режимах. В первом режиме MODE 4x4LOCK гидростатическая трансмиссия 13 активирована, и управляемый вентиль 12 ответвленного трубопровода 11 можно заблокировать в закрытом положении, чтобы весь крутящий момент на первой оси передавался на вторую ось через вал 8 и чтобы транспортное средство приводилось в движение своими четырьмя колесами. Во втором режиме MODE 4x2 гидростатическая трансмиссия 13 деактивирована, чтобы через вал 8 на вторую ось не передавался никакой крутящий момент. В третьем режиме MODE 4x4AUTO подают команду на открывание управляемого вентиля 12 ответвленного трубопровода 11, чтобы передавать на вторую ось через вал 8 изменяющуюся часть крутящего момента, развиваемую на первой оси транспортного средства.
Для управления гидростатической трансмиссией 13 устройство 14 управления в факультативном варианте может начать со сравнения на этапе 200 температуры гидростатической трансмиссии 13, измеряемой температурным датчиком 18, с порогом температуры Tseuil. Если гидростатическая трансмиссия 13 перегрелась, то есть если измеренная температура превышает порог температуры Tseuil, на этапе 201 гидростатическую трансмиссию 13 отключают.
Отключение гидростатической трансмиссии 13 заставляет транспортное средство работать во втором режиме MODE 4x2, то есть с двумя ведущими колесами, с полным отсоединением второй оси от первой оси. Эта защита позволяет предохранить гидравлическую трансмиссию 13 от перегрева сверх температуры, при которой компоненты, такие как масло или детали, могут быть повреждены.
Если температура имеет значение ниже порога температуры перегрева, блок 16 управления получает на этапе 202 режим, задаваемый водителем при помощи селектора 15.
Если водитель выбрал первый режим MODE 4x4LOCK, на этапе 204 сравнивают скорость V транспортного средства, измеренную датчиком 17, с первым порогом скорости V1. Если скорость V меньше первого порога скорости V1, гидростатическая трансмиссия 13 находится на этапе 206 в первом режиме MODE 4x4LOCK и работает согласно первому функционированию 4х4 напрямую, при котором управляемый вентиль 12 заблокирован в закрытом положении, чтобы весь крутящий момент на первой оси передавался на вторую ось транспортного средства.
Если же скорость V превышает первый порог скорости V1, на этапе 208 сравнивают скорость V транспортного средства с вторым порогом скорости V2. Если скорость V меньше второго порога скорости V2, гидростатическая трансмиссия 13 устанавливается или удерживается на этапе 210 в первом режиме MODE 4x4LOCK и работает в соответствии со вторым функционированием 4х4 байпас, при которой открыванием управляемого вентиля 12 управляют в зависимости от скорости автотранспортного средства и, возможно, от сцепления с грунтом, по которому движется транспортное средство, и от угла поворота, при этом сцепление с грунтом можно определить в зависимости от пробуксовки или от проскальзывания колес транспортного средства на грунте.
Если же скорость V превышает второй порог скорости V2, на этапе 212 сравнивают скорость V транспортного средства с третьим порогом скорости V3. Если скорость V меньше третьего порога скорости V3, на этапе 214 гидростатическая трансмиссия 13 сохраняется в первом режиме MODE 4x4LOCK, но работает согласно третьему функционированию, называемому 4х2, при котором управляемый вентиль 12 полностью открыт таким образом, чтобы гидростатическая трансмиссия 13 больше не передавала крутящий момент между первой и второй осями и чтобы транспортное средство работало только с двумя ведущими колесами.
В принципе в этом примере второй порог скорости V2 соответствует максимальной скорости, с которой транспортное средство может двигаться при функционировании 4х4 байпас, пока гидростатическая трансмиссия не рискует подвергнуться повреждениям, первый порог скорости V1 соответствует максимальной скорости, с которой транспортное средство может двигаться при функционировании 4х4 напрямую, пока не появляются потенциальные проблемы, не допустимые для пользователя, третий порог скорости V3 соответствует максимальной скорости использования первого режима MODE 4x4LOCK, и четвертый порог скорости V4 соответствует высокой скорости, достигаемой только на шоссе и предполагает, что транспортное средство покинуло окружающую среду, в которой необходим режим с четырьмя ведущими колесами.
Если скорость V превышает третий порог скорости V3, на этапе 216 гидростатическую трансмиссию 13 переводят из первого режима MODE 4x4LOCK в третий режим MODE 4x4AUTO и на этапе 218 сравнивают скорость V транспортного средства с четвертым порогом скорости V4.
Если скорость V ниже четвертого порога скорости V4, гидростатическая трансмиссия 13 находится на этапе 220 в третьем режиме MODE 4x4AUTO, но работает в этом режиме согласно так называемому функционированию 4х2, при котором управляемый вентиль 12 полностью открыт, чтобы гидростатическая трансмиссия 13 больше не передавала крутящий момент между первой осью и второй осью и чтобы транспортное средство работало только с двумя ведущими колесами.
Если же скорость V превышает четвертый порог скорости V4, на этапе 222 гидростатическую трансмиссию 13 переключает из третьего режима MODE 4x4AUTO во второй режим MODE 4x2, что приводит к деактивации гидростатической трансмиссии, и на этапе 224 транспортное средство работает только с двумя ведущими колесами.
В случае, если водитель выбрал на этапе 202 третий режим MODE 4x4AUTO, на этапе 226 сравнивают скорость V транспортного средства, измеренную датчиком 17, со вторым порогом скорости V2. Если скорость V меньше второго порога скорости V2, гидростатическая трансмиссия 13 находится на этапе 228 в третьем режиме MODE 4x4AUTO и работает согласно функционированию 4х4 байпас, при которой открыванием управляемого вентиля 12 управляют в зависимости от скорости автотранспортного средства и, возможно, от сцепления с грунтом, по которому движется транспортное средство, и от угла поворота.
Если же скорость V превышает второй порог скорости V2, переходят на уже описанный выше этап 218.
В случае, если водитель выбрал на этапе 202 режим MODE 4x2, задается работа транспортного средства, при которой гидростатическая трансмиссия деактивирована, чтобы ведущими были только два колеса. В этом случае на этапе 224 трансмиссию 13 деактивируют, и транспортное средство работает только с двумя ведущими колесами.
Способ включает в себя также обеспечение другой защиты по температуре. Когда третий режим MODE 4x4AUTO приводит к более быстрому повышению температуры гидростатической трансмиссии 13, чем если бы трансмиссия работала в первом режиме MODE 4x4LOCK, трансмиссию переключают из третьего режима MODE 4x4AUTO в первый режим MODE 4x4LOCK, как только температура превышает второй порог температуры.
Блок 16 управления устройства 14 управления выполнен с возможностью вычисления градиента температуры на основании измерений температуры, которые выдает температурный датчик 18. Градиент температуры сравнивают с картографией, полученной на испытательном стенде для градиента температуры в первом режиме MODE 4x4LOCK.
Это переключение режима позволяет замедлить повышение температуры и одновременно сохранить работу с четырьмя ведущими колесами для водителя.
Устройство 14 управления выполнено также с возможностью заранее предупреждать водителя о том, что повышение температуры гидростатической трансмиссии 13 может привести к отключению гидростатической трансмиссии 13, чтобы он не попал в ситуации, не совместимые с режимом работы только с двумя ведущими колесами.
На фиг. 3 представлен график, обобщающий типы работы гидростатической трансмиссии 13 в зависимости от режима, выбранного водителем, и от скорости транспортного средства. Этот график позволяет лучше понять работу заявленного способа управления. Вместо скорости можно использовать другие рабочие параметры транспортного средства, например, такие как проскальзывание или разность проскальзывания между осями.
В конфигурации, когда рабочий объем насоса 3 больше рабочего объема двигателя 4, гидростатическая трансмиссия 13 быстро оказывается в критических условиях работы, когда транспортное средство входит в вираж. Действительно, на вираже траектория передней оси является более длинной, чем траектория задней оси. Поэтому в такой конфигурации блок 16 управления устройства 14 управления может автоматически осуществить переключение из первого режима MODE 4x4LOCK в третий режим MODE 4x4AUTO, в частности, если транспортное средство движется по грунту с сильным сцеплением, как только угол поворота, измеряемый датчиком 19 рулевого колеса, превышает порог угла поворота.
В варианте выполнения, когда гидравлический двигатель 4 и гидравлический насос 3 имеют одинаковые рабочие объемы, нет необходимости предусматривать изменение режима в зависимости от угла поворота. В остальном способ может работать идентично. Необходимо только переустановить необходимую степень открывания, то есть расход утечки, чтобы скорость задних колес была ниже скорости передних колес во всех условиях поворота автотранспортного средства.
Таким образом, настоящее изобретение позволяет просто управлять гидростатической трансмиссией, применяя два режима гидравлической работы для тяги с четырьмя ведущими колесами в дополнение к нормальному режиму с двумя ведущими колесами.
Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств. В способе управления гидростатической трансмиссией автотранспортного средства, содержащей гидравлический насос, связанный с первой осью транспортного средства; гидравлический двигатель, связанный со второй осью транспортного средства, два взаимодополняющих гидравлических контура соединяют гидронасос и гидродвигатель. Гидравлический насос, гидравлический двигатель и ответвленный контур снабжены вентилем, подсоединенным между двумя гидравлическими контурами. Имеется первый режим, в котором трансмиссия активирована, и второй режим, в котором трансмиссия деактивирована для предотвращения передачи крутящего момента на вторую ось и для работы транспортного средства с двумя ведущими колесами. Также имеется третий режим, в котором трансмиссия активирована, и открыванием вентиля ответвленного контура управляют так, что на вторую ось транспортного средства передается часть крутящего момента, изменяющаяся в зависимости от рабочего параметра транспортного средства. Упрощается управление трансмиссией. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.
1. Способ управления гидростатической трансмиссией (13) автотранспортного средства, при этом гидростатическая трансмиссия (13) содержит гидравлический насос (3), приводимый во вращение тепловой или электрической силовой установкой (2) и связанный с первой осью транспортного средства, гидравлический двигатель (4), связанный со второй осью транспортного средства, при этом два взаимодополняющих гидравлических контура (9, 10), каждый из которых гидравлически соединяет гидравлический насос (3) и гидравлический двигатель (4), и ответвленный контур (11), снабженный вентилем (12), подсоединенным между двумя гидравлическими контурами (9,10), при этом способ содержит первый режим (MODE 4x4LOCK), в котором гидростатическая трансмиссия (13) активирована, и второй режим (MODE 4x2), в котором гидростатическая трансмиссия (13) деактивирована для предотвращения передачи крутящего момента на вторую ось и для функционирования транспортного средства с двумя ведущими колесами, отличающийся тем, что содержит третий режим (MODE 4x4AUTO), в котором гидростатическая трансмиссия (13) активирована, и открыванием вентиля (12) ответвленного контура (11) управляют так, что на вторую ось транспортного средства передается часть крутящего момента, изменяющаяся в зависимости от рабочего параметра (V) транспортного средства.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что режим, применяемый к трансмиссии, определяют в зависимости от режима, выбранного пользователем, и от значения рабочего параметра (V) автотранспортного средства.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что переходят автоматически от первого режима (MODE 4x4LOCK) к третьему режиму (MODE 4x4AUTO), когда указанный рабочий параметр (V) транспортного средства превышает первый порог (V3).
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что переходят автоматически от третьего режима (MODE 4x4AUTO) ко второму режиму (MODE 4x2), когда указанный рабочий параметр (V) транспортного средства превышает второй порог (V4).
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что первый режим (MODE 4x4LOCK) включает в себя первое функционирование, при котором вентиль полностью закрыт, и второе функционирование, при котором открыванием вентиля управляют таким образом, чтобы передавать на вторую ось часть крутящего момента, изменяющуюся в зависимости от рабочего параметра транспортного средства, при этом управление переходом от одного к другому из двух функционирований осуществляют в зависимости от рабочего параметра (V) автотранспортного средства.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что первый режим включает в себя также третье функционирование, при котором вентиль полностью открыт для предотвращения передачи крутящего момента на вторую ось транспортного средства.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что третий режим (MODE 4x4AUTO) включает в себя первое функционирование, при котором открыванием вентиля управляют для передачи на вторую ось части крутящего момента, изменяющейся в зависимости от рабочего параметра транспортного средства, и второе функционирование, при котором вентиль (12) полностью открыт для предотвращения передачи крутящего момента, при этом управление переходом от одного к другому из двух функционирований осуществляют в зависимости от рабочего параметра (V) автотранспортного средства.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что рабочий параметр соответствует скорости автотранспортного средства.
9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что переходят автоматически от первого режима (MODE 4x4LOCK) или третьего режима (MODE 4x4AUTO) ко второму режиму (MODE 4x2), когда температура гидростатической трансмиссии (13) превышает порог температуры перегрева (Tseuil), или в случае отсутствия информации, касающейся по меньшей мере одного из рабочих параметров автотранспортного средства.
10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что переходят автоматически от третьего режима (MODE 4x4AUTO) к первому режиму (MODE 4x4LOCK), когда градиент температуры гидростатической трансмиссии (13) превышает порог градиента и когда температура гидростатической трансмиссии (13) превышает первый порог температуры (Tseuil).
11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что при управлении гидростатической трансмиссией (13), в которой рабочий объем гидравлического двигателя (4) меньше рабочего объема гидравлического насоса (4), переходят автоматически от первого режима (MODE 4x4LOCK) к третьему режиму (MODE 4x4AUTO), когда угол поворота рулевого колеса транспортного средства превышает порог угла поворота.
12. Устройство (14) управления гидростатической трансмиссией (13) автотранспортного средства, при этом гидростатическая трансмиссия (13) содержит гидравлический насос (3), выполненный с возможностью приведения во вращение тепловой или электрической силовой установкой (2) и связанный с первой осью транспортного средства, гидравлический двигатель (4), связанный со второй осью транспортного средства, при этом два взаимодополняющих гидравлических контура (9,10), каждый из которых гидравлически соединяет гидравлический насос (3) и гидравлический двигатель (4), и ответвленный контур (11), снабженный вентилем (12), подсоединенным между двумя гидравлическими контурами (9, 10), при этом устройство содержит селектор (15) режима, предназначенный для выбора пользователем первого режима (MODE 4x4LOCK), в котором гидростатическая трансмиссия (13) активирована, или второго режима (MODE 4x2), в котором гидростатическая трансмиссия (13) деактивирована для предотвращения передачи крутящего момента на вторую ось и для функционирования транспортного средства с двумя ведущими колесами, отличающееся тем, что селектор (15) дополнительно имеет третий режим (MODE 4x4AUTO), в котором посредством открывания вентиля (12) ответвленного контура (11) на вторую ось транспортного средства передается часть крутящего момента, изменяющаяся в зависимости от рабочего параметра (V) транспортного средства.
13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что оно содержит блок (16) управления, выполненный с возможностью определения режима гидростатической трансмиссии (13) в зависимости от режима, выбранного пользователем, и от значения рабочего параметра (V) автотранспортного средства.
14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что предназначено для управления гидростатической трансмиссией (13), в которой рабочий объем гидравлического двигателя (4) меньше рабочего объема гидравлического насоса (3), при этом блок (16) управления связан по меньшей мере опосредованно с датчиком (19) рулевого колеса, выполненным с возможностью измерения угла поворота рулевого колеса.
15. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что рабочий объем гидравлического двигателя (4) равен рабочему объему гидравлического насоса (3).
| JP S60139533 A, 24.07.1985 | |||
| WO 2010112684 A1, 07.10.2010 | |||
| US 5540299 A, 30.07.1996 | |||
| US 2013305702 A1, 21.11.2013 | |||
| FR 2996176 A1, 04.04.2014. |
