Устройство для управления ступенчатой коробкой передач транспортного средства Советский патент 1992 года по МПК B60K41/22 

Изобретение относится к транспортной технике, а именно к устройствам автоматического управления коробкой передач транспортного средства.

Известно устройство для автоматического переключения многоступенчатой зубчатой передачи транспортного средства, содержащее датчики числа оборотов входного и выходного валов коробки передач, подключение к блоку давления, определяющего синхронность вращения, выход которого соединен с исполнительными элементами.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность, так как в процессе его работы учитывается лишь один сигнал синхронизации.

Известно так же устройство для автоматического переключения многоступенчатого переключения многоступенчатой зубной передачи транспортного средства, содержащее датчик оборотов двигателя, датчик скорости, датчик положения дроссельной заслонки, блок управления сцеплением и

подачей топлива, блок выбора передаточного отношения и исЛолнательные элемен .ы.

Одним из недостатков этого устройства является большая инерционность.

Наиболее близким по своей технической сути к заявляемому устройству является устройство автоматического управления ступенчатой коробкой передач с демуль ги- плексором, представляющее собой управляющее устройство автоматического управления изменение скорости автомобиля, в трансмиссии которого установлена синхронизированная коробка передач и сцепления.

Управляющее электронное устройство используется при Наличии ступенчатой коробки передач с элементами переключения и блока управления коробкой передач, который кинематически соединен с муфтами переключения коробки переда1 и осуществляет переключение передач этими муфтами.

Управляющее устройство электрон юе содержит блок выбора передач и блок огресл

с

о

N5

оэ

деления состояния КП, блок переключения передач.

Блок выбора передачи вырабатывает код передачи, которую необходимо включить в коробке передач, автоматически путем анализа скорости движения автомобиля и положения педали акселератора. Выбранный код передачи поступает в блок переключения передач, где сравнивается с кодом включенной передачи, поступающим из блока состояния коробки передач, и определяется направление переключения Вверх и Вниз. После выполнения этих операций с выхода данного блока в блок управления коробкой передач подается сигнал на постановку коробки передач в нейтраль, при достижении с которой с блока переключения передач в блок управления коробкой передач поступает код номера новой включаемой передачи Блок управления коробкой передач осуществляет дешифрацию поступающего в него кодового сигнала, его усилие и передачу непосредственно на электромагниты исполнительных механизмов.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из дискретного анализатора ускорения 1, в котором блок состояния коробки передач 2 соединения своим выходом со входом блока сравнения 3, второй вход которого соединен с выходом анализатора скорости 4, на вход которого подключен датчик скорости 5. Первый формирователь команд 6 входом соединен с выходом блока 2, а выход его как и выход блока сравнения 3 подключен к электронному коммутатору 7, на один из входов которого подключен также выход второго формирователя команд 8, вход которого соединен с анализатором скорости 4. Третий формирователь команд 10 своим выходом подключен к селектору направления движения 11, который двумя выходами подсоединен как и выход датчика органа управления тормозом 12 на входы исполнительного механизма, на другой вход которого подключен также датчик- органа управления сцеплением 14. Коробка передач 15 кинематически и электрически шиной связана с исполнительным механизмом 15. Блок управления 16 сигнализатором 9 своими входами соединен с выходом блока сравнения 3 и датчика скорости 5. Второй вход сигнализатора 9 подключен-к выходу блока 2.

Принципиальная схема разработана на дискретных элементах и не содержит аналоговых.

Работает устройство следующим образом.

В режиме ускорения селектор направления движения 11 находится в положении Вперед, при котором

(1)

где С - шина передачи пакета команд для исполнительного механизма 13 от формирователей команд б, 8 и 10;

Р - шина передачи пакета команд от формирователей 6 или 8.

При соблюдении условия

М К(2)

где М - номер диапазона скорости для данной передачи, принимает значения - 0,1,2, 3,4,5;

К- номер включенной в данный момент передачи, принимает значения - 0, 1, 2, 3, 4,5

блок сравнения на шине Р имеет значение О, при котором к исполнительному механизму 13 электронный коммутатор 7 через селектор 11 подключит формирователь 6, на выходе которого формируется команда С Р К К+1;(3)

где К - пакет команд на исполнительный

механизм 13 от формирователя 6 по алгоритму К + 1.

В начале движения транспортное срэд- ство в покое К О, М 0, следовательно выполняется условие (2) и формирователь 6

формирует пакет команд соответствующих 1-ой передаче:

К - К + 1 0 + 1 Ki(4)

который по шинам С и Р поступает к исполнительному механизму 13, или

Pi(5)

Для перевода коробк-и передач 15 в положении соответствующее 1-ой передаче необходимо нажать педаль сцепления 14, тем самым подать разрешающую команду

С на исполнительный механизм 13, при получении которой исполнительный механизм 13 выполняет команды по переводу коробки передач 15 в положении 1 1 ой передачи при наличии подтверждающей оманды.

Информация об исполнении этих команд, т. е. о завершении перевода коробки передач 15 в положение 1-ой передачи с

исполнительного механизма 13 по шине Ш поступает на вход формирователя 10 и блока 2, а через него - на сигнализатор 9, который звуковым и световым сигналом сообщает водителю о завершении переключений в коробке передач. Водитель, отпуская педаль 14, начинает движение. Информация об изменении скорости транспортного средства от датчика скорости 5 поступает на вход анализатора 4 и на блок 16, который выключит сигнализатор 9.

Изменения состояний коробки передач 15 (1-ая передача) и транспортного средства (М 0) приводит к тому, что формирователь б подготовит новый пакет команд соответствующий П передачи

К К + 1 1 + 1 П(6),

который и поступит на исполнительный ме- ханизм 13.

Следующее переключение коробки передач произойдет лишь после нажатия на педаль сцепления 14, которое производит водитель учитывая сложившуюся реальную обстановку.

Нажав на педаль 14 водитель отключит трансмиссию и подаст команду С на ис- полнительный механизм 13, который переведет коробку передач 15 в нейтраль после чего на исполнительный механизм 13 поступает подтверждающая команда Г. При наличии команд С и Тс исполнительный механизм выполнит подготовительный пакет команд (6), тем самым переведет коробку передач 15 в состояние соответствующее П передачи, при этом сигнализатор 9 сообщит водителю о завершении переключения и водитель отпускает педаль 14. После чего блок 16 выключит сигнализатор 9,

Таким образом в режиме разгона каждое нажатие и отпускание педали сцепления 14 при сохранении условия 2 (М К) приводит к включению передачи на одну ступень выше той, которая была включена на момент нажатия педали сцепления 14.

При несоблюдении условия (2), т. е. при наличии условия М К блок сравнения 3 имеет на выходе Р 1, по которому электронный коммутатор 7 подключит через селектор 11 к исполнительному механизму 13 формирователь 8 или

С Р - М(7),

где М - пакет команд, по которым включается передача, соответствующая данному диапазону скорости, т. е. не соответствующая условию (2).

При резком торможении водитель на- жимает педаль тормоза 12 и педаль сцепления. В случае отпускания педали сцепления 14 первой исполнительный механизм командой т от педали 12 заблокирован, коробка 15 остается в нейтральном положении, что позволит водителю произвести полную остановку транспортного средства,

Если же отпускается первой педаль тормоза 12, т, е. необходимо продолжить дви- жение, водитель отпускает и нажимает педаль 14 команда С при наличии подтверждающей команды Г запустит пакет подкоманд по условию (7) и включит соответствующую передачу.

Для обеспечения движения с выключенной трансмиссией селектор 11 ставят в положение Нейтраль, при этом на исполнительный механизм поступает блокирующая команда т, и нажимают и отпускают педаль 14, по команде С от которой коробка передач переводится в нейтраль. Для включения передачи соответствующей режиму движения необходимо снять блокирующую команду т переводом селектора 11 из положения Нейтраль в положение Вперед или Задний ход. В зависимости оттого какое условие (2) или (7) выполняется в момент перевода селектора 11 из положения Нейтраль исполнительный механизм выполнит команду соответственно К или М.

В режиме заднего хода транспортное .средство в начале находится в покое, т. е. М 0, селектор 11 переводят в положение 11, тем самым подключают к исполнительному механизму 13 формирователь команд 10, или

С Т(8)

где Т - пакет команд необходимый для включения коробки 15 в положение, соответствующее заднему ходу.

Таким образом задний ход можно включить только тогда, когда транспортное средство находится в покое, После выполнения маневра задним ходом селектор 11 переводят в положение Вперед исполнительный механизм 13 готов после нажатия педали 14 приступить к включению соответствующих передач.

Если селектор 11 перевести в положение Задний ход (когда М & 0), транспортное средство перейдет в режим торможения двигателем. При этом через селектор 11 к исполнительному механизму 13 подключается формирователь 10, который будет формировать пакет команд Т или

С Т ... К - 1(9)

где К - 1 - алгоритм, по которому формируется пакет команд Т...

В этих условиях при каждом нажатии и отпускании на педаль сцепления 14 исполнительный механизм 13 будет включать передачу на ступень меньше той, которая была включена на момент нажатия.

Режим торможения двигателем может осуществляться без перевода селектора 11 в положение Задний ход, если параллельно установить датчик горизонтального положения с чувствительностью только на подъем. При наличии команды от этого датчика дублирующей команду селектора 11 при движении на подъем каждое нажатие педали 14 будет переводить коробку перо- дач 15 на пониженную передачу Сигнализлтор 9 в первом приближении представляет собой лампочку и звонок, которые срабатывают по окончании процесса включе- ния передач, тем самым разрешая водителю включить сцепление (отпустить педаль сцепления). В том случае, если предлагаемую систему управления дополнить процессором 16, который с учетом многочисленных объективных факторов будет через сигнализатор 9 рекомендовать водителю изменить режим движения (нажать педаль сцепления), то применение данной системы на транспортном средстве помимо уже перечисленных достоинств позволит улучшить топливно-экономические показатели.

Для исключения возможности включения сцепления до-завершения включения передачи система управления может быть снабжена механическим блокиратором педали сцепления 17, который может служить рецепторным сигнализатором включения передачи. Однако, т, к. время которое необходимо системе управления на изменение режима движения (читай переключение передач) не превышает 1,5 секунды, то блокиратор 17 целесообразно использовать на транспортном средстве, которым управляет начинающий или неопытный водитель,

Таким образом, предлагаемое устройство формирует команды на переключение передач, информирует водителя о необходимости переключения и по управляющему воздействию водителя переключает передачу. Использование предложенного устройства, по сравнению с известным, повышает эффективность использования характеристик транспортного средства, простое в реализации, не требует сложных устройств, не требует от водителя приобретения новых навыков в вождении, улучшает условия работы коробки передач, так как исключается возможность включения передачи на соответствующей скорости движения, потребляет меньше электроэнергии (на 2/3), так как потребляет ее практически при срабатывании исполнительных механизмов.

Использование предложенного устройства на транспортных средствах даст значительный экономический эффект за счет экономии топлива за счет более оптимального использования характеристик двигателя, увеличения межремонтных сроков и улучшения условий работы двигателя.

Формула изобретения

1. Устройство для управления ступенчатой коробкой передач транспортного средства, содержащее исполнительный механизм, выходом связанный с коробкой передач,- датчик скорости, датчики органов управления, селектор направления движения, блок состояния коробки передач, подключенный первым выходом к сигнализатору, блок формирователей команд, электронное устройство, датчик положения органа управления сцеплением, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения динамических характеристик транспортного средства и улучшения условий эксплуатации, оно снабжено датчиком положения органом управления тормозом, анализатором ускорения, выполненным дискретным и включающим в себя блок состояния коробки передач, подключенный вторым входом к первому входу блока сравнения, датчик скорости, подключенный выходом к

анализатору скорости, выходом подключенному к второму входу-блока сравнения, причем электронное устройство включает электронный коммутатор, блок формирователей команд включает три формирователя

команд, при этом второй выход блока состояния коробки передач подключен через первый формирователь команд к первому входу электронного коммутатора, второй вход которого подключен к выходу блока

сравнения, а третий вход через второй формирователь команд - к выходу анализатора скорости, выход электронного коммутатора подключен к первому еходу селектора направления движения, второй вход которого

подключен к выходу третьего формирователя команд, входом подключенного к исполнительному механизму, к которому также подключен вход блока состояния коробки передач, третий вход селектора направления движения подключен к датчику органа управления тормозом, который так же, как и датчик органа управления сцеплением, связан с исполнительным механизмом.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено блоком управления сигнализатором, выходом связанным с последним, а выходами - с датчиком скорости и блоком сравнения.

3.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что оно дополнительно снабжено блокиратором органа управления сцеплением, подключенным входом к коробке передач, а выходом - к датчику органа управления сцеплением.

Изобретение относится к транспортной технике и направлено на замену ручного управления ступенчатой коробкой передач на автоматическое от педали сцепление. По положению последней на основе анализа скорости и ускорения электронный блок производит выбор передачи, соответствующей данному р&жиму движения. При выбор передачи производится электронным блоком в режиме самостоятельного поиска. А переключение передачи осуществляется по положению педали сцепления в момент нажатия на нее водителем. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.