Система управления сцеплением трансмиссии автомобиля Советский патент 1988 года по МПК B60K41/00 

Изобретение относится к системе управления автоматической коробки предач дЛя автомобиля, имеющего бесступенчатую коробку передач с ременным приводом, связанную с электромагнитным сцеплением, содержащим магнитный порошок.

Цель изобретения - повышение надежности работы системы.

На фиг.1 показана кинематическая схема бесступенчатой коробки передач с ременным приводом и сцепления; на фиг.2 - блок-схема системы управления.сцеплением; на фиг.З - график, иллюЬтрирующий соотношение между скоростью двигателя и скоростью автомобиля, имеющего обычную коробку передач, и автомобиля в соответствии с данным изобретением.

Ступенчатая автоматическая коробка передач с ременным приводом вклюг чает в себя (фиг.1) бесступенчатую коробку 1 передач с ременным приводом, связанную с устройством 2 для изменения поворота, шкивное устройство 3, дифференциал 4 и систему 5 управления, работающую под масляным давлением. Коленчатый вал 6 двигателя (не показан) связан с приводным элементом 7 электромагнитной муфты

8с магнитным порошком. Электромагнитная муфта сцепления содержит катушку 9, размещенную в кольцевом ведущем элементе 10, ведомый элемент

11 с зазором между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью ведущего элемента 10 и камеру 12с магнитным порошком, между ведущим элементом 10 и ведомьм элементом 11 Камера 12 заполняется порошком из магнитного материала. Ведомьй элемент 1 1 скреплен с входным валом 13 передачи с ременным приводом.

К ведущему элементу 10 прикреплен держатель 14, на котором установлены выжимные кольца, электрически связанные с катушкой 9. Катушка

9питается током управления от цейи управления, проходящая через щетки 15 и вьщимныс кольца 16.

Таким образом, при возбуждении намаг1П1чивающей катушки 9 током ведущий элемент Ю намагничивается с обеспечением магнитного потока, прот ходящего через ведомьп элемент 11. При этом магнитиьш порошок скапливается в зазоре магнитным потоком и ведомьп элемент 11 зацепляется с

10

15

20

5

0

5

1о

5

0

5

ведущим элементом 10 посредством порошка с другой стороны, при отсечке тока муфты сцепления ведущий и ведомый элементы 10 и 11 выводятся из зацепления друг с другом.

В бесступенчатой коробке 1 передач предусматривается устройство 2 для изменения поворота мехщу ведущим валом 13 и вторич 1ым валом 17 коробки 1 передач.-Вторпчнш вал

17имеет щтипдрическую форму и расположен соосно с ведущим валом

.-13. Устройство для изменения поворота 2 Ьодержит ведущую шестерню 18, связанную с ведущим валом 13 и надо-, мой шестерней 19, зацепляющейся при вращении с вторичны. валом 17 для хода в заднем направлении. Шестерня

18зацепляется с шестерней 19 через шестерню 20 контрпривода и промежуточную шестерню 21. Кулачковая муфта 22 установлена со скольжением в осевом направлении на вторичном валу 17 посредством шпоночного соединения . Посредством сдвига кулачковой муфты 22 из нейтрального положения и зацепления с шестерней i8 вторичный вал 17 соединяется с ведущим валом 13 с установлением состояния двиксения вперед, а при сдвиге -1уфты 22 в противоположном направлении и зацеплении с шестерней 19 поворот ведущего вала 13 изменяется на обратныр посредством шестерен 18-21 для установления движения в направлении назад.

Вторичньш вал 17 имеет осевое отверстие, D котором установлен ведущий вал 23 масляного насоса. Ведущий вал 23 масляного насоса связан с коленчатым валом 6.На вторичном валу 17 установлен неподвижно конический : диск 24 и подвижньй конический диск 25, скользящий в осевом направлении на ятом валу с образованием ведущего шкива 26. Подвижньп конический диск 25 установлен также со скольжением в цилиндре 27, прикрепленном к вторичному валу 17 с образованием цилиндрической камеры 28 в качестве серво- устройства, работающего под давлением масла, так что подвижный конический диск 24 действует как поршень в цилиндрической камере 28.Камера 8 сообщается с шестеренчатым насосом 29 через канал 30 и систему 5 управления, работающую под масляным давлением. Il ecTepe i-4atbiu насос 29 при- водитдя от вала 23.

Выходной вал 31 располохсеп парал- лельно1вторичному валу 17. Неподвижный конический диск 32 выполнен на выходном валу 31 соосно с подвижным коническим диском 25, а нодвихсный коническщ 1 диск 33 установлен с возможностью скольжения на валу 31. По- дпихашй конический диск 33 имеет цилиндрическую часть 34, в которой ди- линдр 35, прикрепленный к выходному валу 31, входит в скользящее зацепление. Камера 36, ограниченная по- сдвижным коническим диском 33 и цилиндром 36, сообщается с шестеренчатым насосом 29 через канал 37 и цепь управления 5, работающую под масляным давлением. Приводной ремень 38 входит в зацепление с ведущим шкивом 26 и ведомым шкивом 39„

К вьссодно валу 31 прикреплена ведущая шестерня 40, входящая в зацепление с шестерней 41 на промежуточном валу 42. Выходная шестерня 43, прикрепленная к.валу 42, входит в зацепление с бортовой по 1ижающей передачей 44. Вращение бортовой понижающей передачи 44 передается на оси 45 и 46 ведущих колес через дифференциальное устройство 47.

В электрическую цепь 48 управления подаются различные вводные сигналы, т.е. сигнал с рычага избирателя, указывающий положение рычага избирателя (не показан), от переключателя 49 в положение хода и заднего Хода и переключателя 50 в положение на стоянке и в нейтральное положение, сигнал импульса зажигания от катушки 51 зажигания, сигнал ско- :рости автомобиля от датчика 52 скорости, сигнал о положении педали акселератора, указывающий на степень нажатия педали акселератора от переключателя 53 ускорения, и дроссельный сигнал, указывающий на работу дрос- сеяя от дроссельного переключателя 54. Переключатель в положении хода II заднего ход а включается, когда ры- .чаг избирателя сдвигается в положени хода или положение заднего хода, а переключатель 50 в положение на стоянке или в нейтральное положение включается, когда рычаг избирателя сдвигается в положение на стояние или в нейтральное положение. Сигнал и шyльca зажигания от катушки 51 за0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

жигания получает форму волны и подается на цепь 55 импульсного генератора, которая выдает импульсы пропорционально скорости двигателя. Выходные импульсы от цепи 55 импульсного генератора и сигнал от переключателя 53 ускорения подаются на цепь 56 сигнализации о запуске, которая сиг- нализирует о ттачале работы автомобиля. Вычислительная схема 57 вьщает выходной сигнал, имеющий заданную характеристику по запуску в зависи- мостц, от сигналов от цепи 56 и переключателя 49 в положении хода и зад- , него хода. Этот выходной сигнал подается в цепь 58 управления обмоткой муфты, которая подает ток сцепления на катушку 9. Таким образом, муфта вводится в зацепление для запуска автомоб1шя. Далее сигнал о скорости от датчика скорости 52 автомобиля подается в вычислительную схему 57 через цепь 59 оценки скорости автомобиля и цепь 60 ввода и зацепления муфты сцепления так, что вычислительная схема 57 выдает сигнал для поддержания тока сцепления в стабильном состоянии. Таким образом муфта удерживается в состоянии зацепления, когда скорость автомобиля достигает заданной величины после запуска автомобиля. Это состояние поддерживается также при НИЗ- КОРТ скорости двигателя до тех пор, пока двигатель не заглох. Сигнал от дроссельного переключателя 54 подается В цепь 55 импульсного генератора через схему 61 выравнивания характеристик, которая выдает сигнал для постепенного повышения тока сцепления при высоком числе оборотов холостого хода двигателя. Сигнал от переключателя 50 в положение на стоянке или нейтральное положение подается в цепь 58 управления обмот- : кой муфты сцепления для отсечки тока сцепления в пределах положения на стоянке или нейтрального положения. Система работает следующим Обра- зом.

Когда рычаг избирателя переводится в положение хода или обратного хода при запуске автомобиля для переключения сцепления бесступенчатой коробки передач скорость двигателя увеличивается нажатием педали акселератора, ток сцепления проходит в зависимости от выходного сигнала выислительной схемы 57 так, что элекромагнитное сцепление 8 с магнитым порошком плавно вводится в зацепление в соответствии с з{арактери- стикой, показа1П1Ьй линией Л на фиг.З. В процессе управления по линии а, н камеру 36 ведомого шкива 39 вводится масло под давлением так, что пеедаточное число коробки передач меет максимальное значение. Когда условия управления автомобштем достигают заданного значения, масло под двлением подается в камеру 28 ведущего шкива 26. Участок ввода масла в камере 28 больше участка камеры 36. Таким образом, передаточное число постепенно уменьшается, соответственно, с повышением скорости ав- : томобиля (линия В на фиг.З). Когда передаточное число достигает максимального значения, как это показано линией Ь на фиг.З, оно больше не снижается. При замедленении автомобиля при минимальном передаточном числе скорость двигателя снижается также как и скорость автомобиля при сохранении того же передаточного числа.

В отличие от центробежного сцепления, электромагнитное сцепление с магнитным порошком можно регулировать, независимо от скорости двигателя. Поэтому электромагнитное сцепление удерживается в зацеплении до тех пор, пока скорость двигателя не снизится до очень низкой скорости Vj, несколько превышающей скорость двигателя, при которой двигатель глохнет. Это регулирование осуществляется схемой 57 в зависимости от сигналов от катушки 51 зажигания и датчика 52 скорости автомобиля. При снижении скорости двигателя до величины Vj (точка Р|), как это показано пунктирной линией, передаточное число постепенно увеличивается и муфта сцепления выходит кз зацепления в точке Pj, в которой скорость двигателя снижается при максимальном передаточном числе.

При переключении рычага избирателя в положение на стоянке или в нейтральное положение, сигнал от переключателя 55 в положение на стоянке или нейтральное положение приводит в действие цепь 58 управления обмоткой муфты сцепления для отсечки тока сцепления и вывода из зацепления

5

0

5

электромагнитного сцепления с магнитным порошком. Соответственно сцеп- ление 7 удерживается в расцепленном положении даже в условиях высокого числа оборотов, HafipHMep при работе дросселя. При переключении рычага избирателя в положение управления схемы 61 выравнивания характеристик срабатывает в зависимости от сигнала от дроссельного переключателя 54 с плавным вводом сцепления в зацепление при запуске автомобиля.

Электромагнитная муфта с магнитным порошком в комбинации с бесступенчатой коробкой передач с ременным приводом полностью выводится из зацепления в пределах положения на стоянке или нейтрального положения регулированием тока сцепления, чем избегаются различные неудобства при работе двигателя с большим числом холостого хода в случае использования центробежного сцепления. Кроме того, поскольку вывод из зацепления Электромагнитной муфты зависит не Только от скорости двигателя и может регулироваться током сцепления, точ-i

Ка Р

запуска со сдвигом вниз может

0

5

0

5

0

5

быть снижена до минимально возможного уровня. Хотя точка Р показана на фиг.З, ра.сположенной рядом с линией а,, удар, вызванньш резким замедлением, можно избежать расположением точки P j вблизи линии Ь.

Исходя из этого, в предлагаемой конструкции имеется много преимуществ, например большой диапазон управления при низком передаточном числе, пониженный расход горючего и снижение шума.

Формула изобре те н и я

1. Система управления сцеплением трансмиссии автомобиля, включающей в себя ведущий шкив, ведомьш шкив, ремень, находящийся в зацеплении с обоими шкивами, и устройство автоматического изменения рабочих диаметров обоих шкивов, содержащая привод сцепления, размещенный между колен- ;чатым валом двигателя и входньм валом .трансмиссии, от личающаяся тем, что, с целью повьш1ений надежности рабс)ты сцепления, сцепление выполнено электромагнитным с катушкой .управления, при этом система управления снабжена схемой генерирования сигнала частоты вращения коленчатого

вала двигателя, схемой генерирования сигнала скорости автомобиля, включающей в себя датчик скорости автомобиля, переключателем ускорения, связанный с педалью акселератора переключателем положения переднего и заднего хода, переключателем положения на стоянке и нейтрального положения и вычислительной схемой, выполненной с возможностью регулирования тока,проходящего через катушку управления сцеплением в зависимости от сигнала скорости автомобиля, сигнала частоты вращения коленчатого вала двигателя и положений переключателей переднего и заднего хода, на стоянке и нейтрального положения, а также с возможностью отключения тока при изменении частотой вращения двигателя величины, превышающей величину частоты вращения двигателя, при которой он глохнет при переключении передачи с высшей на нижнюю, при этом вычислительная схема включает в себя блок импульсного генератора, блок сигнализации о запуске, блок оЦенки скорости двигателя, блок ввода в зацепление, арифметический блок, блок выравнивания характеристик, блок привода катушки управления сцеплением, датчик сигнала импульса зажигания катушки зажигания, датчик положения педали акселератора, датчик частоты врап1ения двигателя, переключатель положения переднего и заднего хода, переключатель положения на стоянке и нейтрального положения,датчик сигнала дросселя, который связан через блок выравнивания характеристик с первым входом блока импульсного генератора, второй вход которого соединен с датчиком сигнала импульса зажигания к атушки зажигания, выход блока генератора импульсов подсоединен к первому входу блока сиг- нализации о запуске, второй вход которой подключен к датчику положения педали акселератора, а выход подключен к первому входу арифметического блока, второй вход которой подключен через последовательно соединенные блок ввода в зацепление и блок оценки скорости автомобиля к датчику частоты вращения двигателя, а третий вход арифметического блока подключен к переключателю положений

переднего и заднего хода, выход арифметического блока подключен к первому входу блока привода катушки управления сцеплением, второй вход которого подключен к переключателю положения на стоянке и нейтрального по - ложения, а выход блока привода катушки управления сцепления подключен к катушке сцепления.

2. Cиcтe a.пo п.1, отличающаяся тем, что электромагнитное сцепление включает в себя ведущий кольцевой элемекг, связанный с коленчатым валом двигателя, катушку управления, расположенную в ведущем кольцевом элементе, ведомый элемент,

.связанный с входным валом трансмис- :сйи, и камеру, содержащую порошок магнитного материала, размещенную между ведупшм и ведомым элементами.

29

Ьг

Изобретение относится к системе управления сцеплением трансмиссии автомобиля. Цель изобретения - повышение надежности работы системы. Система управления сцеплением содержит схему генерирования сигналов о скорости двигателя, схему генерирования сигналов о скорости автомобиля и вычислительную схему 57 для регулирования тока сцепления, проходящего через катушку 9 муфты сцепления в зависимости от сигнала о скорости двигателя и сигнала о скорости автомобиля. Вычислительная схема 57 предназначена для отсечки тока сцепления, когда скорость двигателя снижается до заданной величины, несколько превышающей скорость двигателя, при которой двигатель глохнет при срабатывании коробки передач со сдвигом вниз. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 5 i О) 57 со 00 4 СО со см Фкг.

Фл/г.3

Составитель A.Барыков Редактор Л.Зайцева Техред М.Двдык Корректор D. Кундрик

Заказ 1354/57 Тираж 558Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

irtp. cp-8a