Роботизированный комплекс управления коробкой переключения передач транспортного средства с механической трансмиссией Российский патент 2024 года по МПК F16H59/40 B60W10/02 B60W10/11 B60W10/18 

Настоящий комплекс относится к модулям автоматизации транспортных средств, в частности к системе автоматизации переключения передач коробки переключения передач (КПП).

Известна система автоматизации автомобиля компании Starline (https://smartcar.starline.ru/ricar/). Система способна переключать передачи и воздействовать на педали автомобиля при помощи штатных узлов и агрегатов автомобиля. Отличительной особенностью системы компании Starline является использование транспортных средств с автоматической либо роботизированной КПП. Данная особенность упрощает конструкцию, но повышает стоимость итогового транспортного средства.

Недостатком системы является невозможность осуществления ручного управления транспортом в момент установки системы на транспортное средство.

Задачей изобретения является автоматизация выбора и включения передачи грузового автомобиля с механической трансмиссией, а также создание испытательного стенда для разработки и испытания алгоритмов управления беспилотными транспортными средствами.

Техническим результатом является повышение долговечности узлов автомобиля за счет автоматического выбора передачи, обеспечивающей оптимальный скоростной режим и нагрузку на трансмиссию, приближенную к расчетным параметрам автомобиля.

Автоматический выбор передачи и момент переключения передачи КПП происходит в оптимальный момент времени, наиболее приближенный к расчетным режимам работы трансмиссии транспортного средства.

Роботизированный комплекс управления КПП, может применятся и как средство управления транспортным средство, и как стенд для испытания блоков управления и алгоритмов передвижения беспилотным транспортом без необходимости создания с нуля узлов управления транспортным средством (сокращение трудоемкости исследований).

Технический результат достигается за счет того, что роботизированный комплекс управления коробкой переключения передач транспортного средства с механической трансмиссией и нажимными педалями включает электромеханическое устройство управления нажимными педалями, электромеханическое устройство управления механической коробкой переключения передачи и соединенный с их исполнительными органами, вычислительным блоком. Электромеханический узел управления нажимными педалями состоит из рамы, шарнирных соединений рабочих органов поступательного движения с ней, крепления к педалям, присоединенных к штокам рабочих органов шарнирными соединениями, и пневмосистемы, питаемой от бортовой пневмосети. Электромеханический узел управления механической коробкой переключения передачи состоит из рамы, шарнирных соединений крепления электрических линейных приводов, кронштейнов, закрепленных на исполнительных органах управления механической коробкой переключения передачи и присоединенных к штокам электрических линейных приводов шарнирными соединениями, а также датчиков, определяющих передачу, электрического блока электромеханического узла управления, питаемого от бортовой электросети и подключенного к электрическим линейным приводам и датчикам.

Причем пневмосистема включает в себя пневматические трубки, фитинги, дроссели, электропневматические клапаны управления пневматическими линейными приводами, электропневматический клапан переключения ряда передач и электропневматический клапан переключения между электрическим и ручным способом переключения ряда передач, электрический блок электромеханического узла управления нажимными педалями, подключенного к электрическому линейному приводу, датчикам, закрепленным на электрическом линейном приводе, и электропневматическим клапанам.

На Фиг. 1 представлено электромеханический узел управления нажимными педалями.

На Фиг. 2 представлено электромеханический узел управления механической коробкой переключения передачи (МКПП).

Роботизированный комплекс управления коробкой переключения передач транспортного средства с механической трансмиссией и нажимными педалями включает в себя электромеханический узел управления нажимными педалями (на Фиг. не обозначено), электромеханический узел (на Фиг. не обозначено) управления МКПП и соединенный с их исполнительными органами, вычислительным блоком (на Фиг. не показан).

Электромеханический узел управления нажимными педалями состоит из рамы (1), шарнирных соединений (2) исполнительных органов поступательного движения; крепления к педалям (7), присоединенным к штокам рабочих органов шарнирными соединениями (8); пневмосистемы (на Фиг. не обозначена или не показана?), питаемой от бортовой пневмосети.

Пневмосистема включает в себя пневматические трубки (9), фитинги (10), дроссели (11), электропневматические клапаны управления пневматическими линейными приводами (12), электропневматический клапан переключения ряда передач и электропневматический клапан переключения между электрическим и ручным способом переключения ряда передач, обеспечивающей плавное отпускание и быстрое нажатие педали сцепления, а также быстрое отпускание и плавное нажатие педали тормоза, электрического блока электромеханического узла управления нажимными педалями, питаемого от бортовой электросети и подключенного к электрическому линейному приводу, датчикам, закрепленным на электрическом линейном приводе, и электропневматическим клапанам.

Электромеханический узел управления МКПП состоит из рамы (13), шарнирных соединений (14) закрепления электрических линейных приводов (15), кронштейнов (16), закрепленных на исполнительных органах управления МКПП и присоединенных к штокам электрических линейных приводов шарнирными соединениями (17), датчиков (18) положения, определяющих передачу МКПП, электрического блока электромеханического узла управления МКПП, питаемого от бортовой электросети и подключенного к электрическим линейным приводам и датчикам.

Вычислительный блок комплекса питается от бортовой электросети, подключен к электрическим блокам комплекса, датчику давления пневмосети и внешнему устройству управления, посылающему сигналы управления на вычислительный блок комплекса.

Исполнительными органами электромеханического узла управления нажимными педалями являются пневматические линейные приводы (3) для педалей сцепления и тормоза и электрический линейный привод (4), на котором закреплен датчик крайнего положения (5) при отпущенной педали и датчик перемещения (6), для педали газа.

Исполнительными органами электромеханического узла управления МКПП являются электрические линейные приводы (15), положение которых отслеживают датчики положения (18).

Комплекс работает следующим образом.

При подаче питания от бортовой сети к электрическому блоку электромеханического узла управления МКПП питание подается на вычислительный блок. Вычислительный блок проводит основную инициализацию системы, проводится опрос датчиков положения о текущем положении исполнительных органов, а именно электрический линейный привод (4), на котором закреплен датчик крайнего положения (5) при отпущенной педали и датчик перемещения (6), для педали газа и электрические линейные приводы (15) положение которых отслеживают датчики положения (18). Если исполнительные органы (пневматические линейные приводы (3), электрические линейные приводы (4) и (15)) не в начальном положении (нейтраль на КПП для электромеханического устройства управления МКПП; педаль газа и сцепления не нажаты, тормоз выжат для электромеханического узла управления нажимными педалями), то вычислительный блок посылает команды на установку начального положения исполнительных органов пневматических линейных приводов (3), электрического линейного привода (4) и электрических линейных приводов (15). После выхода в начальное положение, устройство переходит в режим ожидания. Переключение передачи из нейтральной в первую передачу происходит следующим образом:

1) пневматический линейный привод (3) электромеханического узла управления нажимными педалями, питающийся от бортовой пневматической сети (включающей в себя пневматические трубки (9), фитинги (10), дроссели (11), электропневматические клапаны управления пневматическими линейными приводами (12)), закрепленный на раме (1) при помощи шарниров (2), совершает поступательное движение и через шарнирное соединение (8) крепления к педали (7) совершает выжим сцепления;

2) электрические линейные приводы (15) электромеханического устройства управления МКПП, закрепленные на раме (13) при помощи шарниров (14), совершают поступательное движение и через шарнирное соединение (17) кронштейнов (16), поочередно включаясь, осуществляют выбор передачи;

3) пневматический линейный привод (3) электромеханического узла управления нажимными педалями, питающийся от бортовой пневматической сети совершает поступательное движение и через шарнирное соединение (8) крепления к педали (7) отпускает педаль тормоза;

4) пневматический линейный привод (3) электромеханического узла управления нажимными педалями, совершает поступательное движение и через шарнирное соединение (8) крепления к педали (7) отпускает педаль сцепления.

За счет того, что вычислительный блок проводит основную инициализацию системы, проводится опрос датчиков положения (5, 18) о текущем положении исполнительных органов, а именно электрического линейного привода (4) и электрических линейных приводов (15). Затем осуществляется автоматизированная работа электромеханического узла управления МКПП и электромеханического узла управления нажимными педалями обеспечивается повышение долговечности узлов автомобиля за счет выбранного вычислительным блоком оптимального скоростного режима и нагрузки на трансмиссию, приближенную к расчетным параметрам автомобиля.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Роботизированный комплекс управления коробкой переключения передач транспортного средства с механической трансмиссией и нажимными педалями включает электромеханическое устройство управления нажимными педалями, электромеханическое устройство управления механической коробкой переключения передачи и соединенный с их исполнительными органами, вычислительным блоком. Электромеханический узел управления нажимными педалями состоит из рамы, шарнирных соединений рабочих органов поступательного движения с ней, крепления к педалям, присоединенных к штокам рабочих органов шарнирными соединениями, и пневмосистемы, питаемой от бортовой пневмосети. Электромеханический узел управления механической коробкой переключения передачи состоит из рамы, шарнирных соединений крепления электрических линейных приводов, кронштейнов, закрепленных на исполнительных органах управления механической коробкой переключения передачи и присоединенных к штокам электрических линейных приводов шарнирными соединениями, а также датчиков, определяющих передачу, электрического блока электромеханического узла управления, питаемого от бортовой электросети и подключенного к электрическим линейным приводам и датчикам. Технический результат заключается в повышении долговечности узлов автомобиля. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Роботизированный комплекс управления коробкой переключения передач транспортного средства с механической трансмиссией и нажимными педалями, включающий электромеханическое устройство управления нажимными педалями, электромеханическое устройство управления механической коробкой переключения передачи и соединенный с их исполнительными органами, вычислительным блоком; причем электромеханический узел управления нажимными педалями состоит из рамы, шарнирных соединений рабочих органов поступательного движения с ней, крепления к педалям, присоединенным к штокам рабочих органов шарнирными соединениями, и пневмосистемы, питаемой от бортовой пневмосети, а электромеханический узел управления механической коробкой переключения передачи состоит из рамы, шарнирных соединений крепления электрических линейных приводов, кронштейнов, закрепленных на исполнительных органах управления механической коробкой переключения передачи и присоединенных к штокам электрических линейных приводов шарнирными соединениями, а также датчиков, определяющих передачу, электрического блока электромеханического узла управления, питаемого от бортовой электросети и подключенного к электрическим линейным приводам и датчикам.

2. Роботизированный комплекс управления коробкой переключения передач транспортного средства с механической трансмиссией и нажимными педалями по п.1, характеризующийся тем, что пневмосистема включает в себя пневматические трубки, фитинги, дроссели, электропневматические клапаны управления пневматическими линейными приводами, электропневматический клапан переключения ряда передач и электропневматический клапан переключения между электрическим и ручным способом переключения ряда передач, электрический блок электромеханического узла управления нажимными педалями, подключенного к электрическому линейному приводу, датчикам, закрепленным на электрическом линейном приводе, и электропневматическим клапанам.