Изобретение; относится к устройствам для автоматического изменения скорости, содержащим электронное устройство управления и способным осуществлять ступенчатое изменение скорости:
Цель изобретения состоит в создании усовершенствованного устройства для изменения скорости с электронным управлением, способного автоматически осуществить переход с текущей передачи на заданную передачу, т.е. на заранее выбранную передачу.
На фиг. 1 представлена блок-схема одного из вариантов заявленного автоматического устройства для изменения скорости; на фиг.2 - схема, иллюстрирующая рабочий ход л едали акселератора; на фиг.З - график, отражающий ступени скорости, соответствующие различным передачам; на фиг.4 - схема, характеризующая процедуры оценки, используемой для обычного автоматического переключения передачи; на фиг.5 и 6 - блок-схема, иллюстрирующая этапы обработки, осуществляемые контроллером по
фиг.1; на фиг.7 - блок-схема, иллюстрирующая этапы обработки для обнаружения аномального состояния устройства для измерения скорости автомобиля.
На фиг.1 показан один из вариантов изобретения, который может быть использован на думпкарах, грузовых автомобилях и т.п. Коробка передач 1 содержит несколько гидравлических, работающих на сжатом масле муфт для переключения передач (не показаны)с целью выбора заданной передачи. Муфты Селективно управляются соленоидным клапаном 2, с помощью которого осуществляется выбор передачи коробки.
Входной вал коробки передач 1 связан с выходным валом двигателя 3 внутреннего сгорания через гидротрансформатор 4, а выход коробки передач связан с ведущими колесами 5.
Между входным и выходным валами гидротрансформатора включена запирающая муфта 6, при срабатывании которой входной и выходной валы гидротрансфор00
8
00
00
00
матора оказываются связанными напрямую.
Для обозначения показанных на фиг.З диапазонов скоростей R, N, D 4. 3. 2. 1 предусмотрено устройство 7 обозначения диапазонов скоростей, положение рычага которого определяет выбранный диапазон и которое выдает соответствующие сигналы. Датчик оборотов 8 вырабатывает сигнал, соответствующий числу оборотов выходного вала гидротрансформатора 3 (число оборотов входного вала коробки передач), а второй датчик оборотов 9 вырабатывает сигнал, отражающий число оборотов выходного вала коробки передач 1.
С педалью акселератора связан датчик 10 положения передачи 11, вырабатывающий сигналы Si. 82 и 5з, соответствующие положению педали в диапазонах углов в, &ибЬ соответственно, показанных на фиг.2.
Для подачи сжатого масла для замедления тормоза (не показан) предусмотрен клапан 12 замедлителя, который срабатывает в том случае; если число оборотов выходного вала гидротрансформатора происходит заданное число оборотов, и осуществляет замедление тормоза.
Контроллер 13 выполняет этапы программы, показанной на фиг.5 в соответствии с выходными сигналами устройства 7 для обозначения диапазонов скоростей, датчиков оборотов 8 и 9 и датчика 1.0 положения педали акселератора 1. Работа этого варианта воплощения будет описана со ссылкой на блок-схему этапов обработки. На этапе 100 выполняется обычная.процедура автоматического изменения скорости. На этом этапе принимается решение, следует ли изменять скорость на основе процедуры, проиллюстрированной на фиг,4. Говоря более конкретно, если датчик положения педали акселератора выдает сигнал Si. то решение о переключении на низшую передачу принимается в том случае, если число оборотов выходного вала гидротрансформатора 3, измеренное датчиком оборотов 8, падает ниже 1550 об/мин, а решение о переключении на. высшую передачу принимается в том случае, когда число оборотов выходного вала гидротрансформатора превысит 2450 об /мин.
Предположим теперь, что текущей ступенью скорости является Рз и принимается решение о переключении на низшую передачу. Контроллер 13 посылает в соленоидный клапан 2 сигнал выбора ступени скорости РЗ в результате чего срабатывает муфта в коробке передач, обеспечивающая
переключение скорости со ступени РЗ на ступень F2. Если же принимается решение о переключении на высшую передачу, то срабатывает, муфта, обеспечивающая переключение со ступени РЗ на ступень Р4.
Если устройство обозначения диапазона скорости 7 установлено на диапазон D, как показано, например, на фиг.З, то в соответствии с описанной выше процедурой
изменения скорости выполняется автоматическое переключение (на высшую передачу, на низшую передачу) в диапазонах р2-Р. Если обозначены диапазоны 4. 3, 2 и 1, то автоматическое переключение осуществляется в диапазонах Fi-Fs, Fi-F4, Fi-Рз и Fi-F2 соответственно. В соответствии с изложенным, во время обычного автоматического переключения скорости устройство обозначения установлено на диапазон D, а автомобиль на 7-й передаче достигает крутой подъем, переключение на низшую передачу осуществляется ступенчато F -Fe-F5...
Процесс ступенчатого изменения скорости (скачкообразного изменения скорости) будет описан ниже. Такой процесс ступенчатого изменения скорости выполняется, например, в тех случаях, когда автомобиль выходит на подъем на передаче (диапазоне скоростей. Если при этом водитель выбирает передачу F2, как приемлемую для преодоления такого подъема, скорость скачком переключается с передачи Р на передачу Fa в тот момент, когда скорость автомобиля достигнет значения, соизмеримого с диапазоном скоростей при передаче F2.
Этап 101 на блок-схеме по фиг.5 соответствует принятию решения об установке или не установке флажка ожидания скачка,
который будет описан ниже. Если флажок не установлен, то на этапе 102 принимается решение, зависящее от того, нажата педаль акселератора или нет, о чем сигнал поступает с конечного выключателя педали (не показан). Поскольку автомобиль выходит на подъем, педаль 10 акселератора будет всегда нажата, вследствие чего на этапе 102 будет принято решение ДА.
Если результатом решения, принятого на этапе 102 будет ДА, то решение на этапе 103 будет зависеть от того, выключен или нет замедлитель тормоза (не показан), т.е. от сигнала реле давления (не показано),
связанного с замедлителем тормоза. Поскольку хорошо известно, что замедлитель тормоза включается при спуске автомобиля на наклонном участке, результат ДА решения на этапе 103 будет означать, что автомобиль не совершает спуска.
Если результатом решения, принятого на этапе 103, является ДА, то решение, принимаемое на этапе 104, будет зависеть от того, нормален сигнал датчика скорости автомобиля или нет, В качестве датчика ско- рости автомобиля на этапе 104 используется датчик оборотов 9, поскольку число оборотов выходного вала коробки передач 1 отражает скорость автомобиля. Как будет i описано ниже, хронирование скачкооб- разного изменения скорости зависит от скорости автомобиля таким образом, что если сигнал датчика оборотов 9 отличается от нормального, провести оптимальное скачкообразное изменение скорости невозмож- но.
Способ определения аномального показания датчика скорости автомобиля будет описан ниже.
Некоторые аномальные условия датчи- ка скорости автомобиля 9. например условия, при которых выходной сигнал датчика становится равным нулю, например, из-за обрыва проводов, могут быть определены относительно просто. Однако до сих пор не был предложен метод надежного и точного определения таких аномальных условий, как уменьшение выходного сигнала датчика 9 и уменьшение числа выходов.
На фиг.7 представлена блок-схема про- цедуры, обеспечивающей точное определение аномальных условий, указанных последними. Эта процедура выполняется контроллером 13, описанным выше.
В соответствии с этой процедурой на этапе 200 выполняется запоминание передаточного отношения коробки передач в устройство памяти контроллера 13. Затем на этапе 201 по выходному сигналу датчика 9 определяется число оборотов выходного вала коробки передач 1.
Если известны передаточное отношение и число оборотов выходного вала коробки передач, то число оборотов входного вала можно вычислить, используя эти изве- стные значения. Таким образом, на следующем этапе производится вычисление числа оборотов входного вала по следующему уравнению:
Расчетное значение ; (передаточное от- ношение) х (число оборотов выходного вала коробки передач).
Затем на этапе 203 на базе выходного сигнала датчика 8 определяется число оборотов выходного вала гидротрансформато- ра. Затем на этапе 204 принимается решение, которое зависит от того, укладывается ли разность числа оборотов выходного вале гидротрансформатора и расчетного значения (эта разность отражает фактическое число оборотов входного вала коробки передач 1) в допустимый диапазон или нет. Если результатом этого решения является НЕТ, то на выходе этапа 205 появляется сигнал, указывающий на аномальные условия датчика 9. При наличии такого сигнала результатом решения на этапе 104 будет НЕТ.
В описанной выше процедуре аномальные условия датчика 9 определяются в пред- положении, что датчик 8 работает нормально. Это предположение вполне допустимо, поскольку на практике одновременное появление неисправностей в датчиках 8 и 9 крайне маловероятно.
Согласно описанной выше процедуре аномальные условия коробки передач 1 могут быть определены в предположении, что оба датчика работают нормально.
Если, например, выполняется скачкообразное изменение скорости от передачи F до передачи F2, то необходимо индицировать водителю передачу F2. В этом случае в качестве средства индикации передачи, которая должна быть выбрана, используется средство для обозначения передачи 7. В частности, в данном варианте перемещение рычага 7а устройства обозначения 7 с положения 4, 3, 2 и 1 соответствуют тому, что должны быть выбраны передачи Fs, F4, Рз и F2 соответственно.
Во время выполнения скачкообразного изменения скорости рычаг 7а устройства обозначения 7 перемещается из верхнего положения в нижнее следующим образом:
Положение D - положение 4, или положение 3, или положение 2, или положение 1.
Положение 4 - положение 3, или положение 2, или положение 1.
Положение 3 - положение 2 или положение 1.
Положение 2- положение 1.
Таким образом, перемещение рычага 7а из положения D в положение, например 4, означает, что должна быть выбрана передача Fs. Выполняемая на этапе 105 операция перемещения рычага соответствует описанной выше. Если решение, принятое на этапе 105, указывает на то, что рычаг 7а перемещен, решение, принимаемое на этапе 106, будет зависеть от того, больше ли сумма выбранной передачи, обозначенной этапом 105, и 1.
Предположим теперь, что текущей передачей является FT, а на этапе 105 обозначена передача Fe. При этом скачкообразное изменение скорости не происходит. Если же на этапе 105 обозначена передача FS, то будет выполнено скачкообразное изменение скорости за состояние Fe. В предыдущем случае результатом решения на этапе 106 будет НЕТ, а в последнем случае - ДА..
Из приведенного выше описания очевидно, что на этапе 106 принимается решение о соответствии переключения с текущей передачи на передачу, указанную на этапе 105, процедуре скачкообразного изменения скорости.
Если на этапе 106 принято решение ДА, то на следующем этапе 107 выполняется выбор передачи. В результате указанная на этапе 106 передача отмечается контроллером 13 как выбранная.
После этого на этапе 108 принимается решение, аналогичное решению на этапе 104, и если результатом этого решения является ДА, то решение на этапе 109 будет зависеть от того, установлен ли рычаг 7а средства обозначения 7 на нейтраль или нет. Если результатом этого решения является НЕТ, то решение на этапе 110 зависит от того, была ли отключена показанная на фиг.1 запирающая муфта 6 в течение интервала времени, превышающего заданный интервал, другими словами, превысило ли рабочее время гидротрансформатора 3 заданный интервал или нет.
Если результатом решения на этапе 110 является ДА, то решение на этапе 112 зависит от того, установлен ли рычаг 7а средства обозначения 7 в положение D или нет. Если результатом решения является НЕТ, то решение на этапе 113 зависит от того, меньше ли текущая скорость автомобиля, отраженная выходным сигналом датчика 9, скорости, соизмеримой с передачей, выбранной на этапе 107, или нет.
В частности, если результатом решения на этапе 112 или на этапе 109 является ДА, то считается, что водитель не желает выполнения процедуры ступенчатого переключения скорости.
Известно, что каждой передаче коробки передач. 1 соответствует какая-либо скорость или диапазон скоростей. В устройстве памяти контроллера 13 хранятся заранее загруженные оптимальные значения скоростей автомобиля соответствующие определенным передачам. На этапе 113 производится считывание из памяти оптимальных значений скорости автомобиля для выбранной передачи, и на основе этих данных принимается решение.
Если на этапе 113 принято решение НЕТ, то выполнение скачкообразного переключения на заданную передачу нежелательно. В этом случае на этапе 114 сохраняется текущая передача, например, FV. а на этапе 115 устанавливается флажок
ожидания скачка. В результате программа возвращается к этапу 101.
Если на этапе 115 флажок ожидания скачка установлен, то результатом решения
на этапе 101 будет ДА, и программа перейдет к этапу 108. Установленное состояние флажка будет сохранено, если на этапах 108,109, 110, 111, 112 и 113 будут приняты решения ДА, НЕТ, НЕТ, ДА, НЕТ и
0 НЕТ соответственно.
Если скорость автомобиля падает ниже скорости, соответствующей выбранной передаче, а результатом решения на этапе 113 является ДА, то на этапе 116 вырабатыва5 ется командный сигнал переключения на выбранную на этапе 107 передачу, который поступает от контроллера 13 на соленоидный клапан 2 коробки передач 1, который осуществляет переключение. Следователь- 0 но, если текущей передачей является F, а выбранной, например, F2, то будет осуществлено переключение с Fy непосредственно на Fa.
После выполнения переключения на вы5 бранную низшую передачу на этапе 117 флажок ожидания скачка снимается, и программа контроллера 13 возвращается к этапу 101. В это время результатом решения на этапе 101 становится НЕТ, и программа
0 повторяется с этапа 102.
Если результатом решения на одном из этапов 102-106 является НЕТ, то это означает, что условие для выбора передачи не выполнено. В этом случае осуществляется
5 нормальный автоматический процесс изменения скорости, описанный выше. Этот процесс выполняется на этапе 108.
Если на этапе 108 принято решение о неисправности датчика скорости автомоби0 ля. т.е. если неисправность датчика скорости 9 проявляется после выбора передачи на этапе 107 или после установки флажка ожидания скачка на этапе 115. программа контроллера 13 переходит на этап 117.
5 Кроме того, если на этапе 109 принято решение ДА, то на этапе 118 коробка передач переключается на нейтраль, и программа переходит на этап 117.
Если на этапах 110, 111 и 112 принято
0 решение ДА, НЕТ и ДА, соответственно, то на этапе 119 после того, как оптимальная передача становится соответствующей текущей выбранной передаче, программа переходит на этап 117.
5 Содержимым этапов 107-112 являются условия сброса выбора передачи.
Как было описано выше, в данном варианте оптимальная передача выбирается непосредственно перед или после выхода автомобиля на подъем, и скорость автомобиля достигает значения, соответствующего выбранной передаче. Следовательно, выбор передачи может быть осуществлен автоматически. Таким образом, если автомобиль движущийся на передаче Fy выходит на подъем, а обозначена выбранная передача ниже FS, произойдет непосредственное переключение на выбранную передачу с передачи F, как только скорость автомобиля достигнет значения, соизмеримого скоро- сти, соответствующей выбранной передаче. Хотя в данном варианте устройство переключения 7 используется также и для выбора передачи, может быть использовано независимое устройство для выбора, напри- мер поворотный или рычажный переключатель.
Формула изобретения 1. Устройство автоматического переключения передач, включающее в себя авто- матическое средство переключения передач, имеющее средство согласования по времени, соединенное с датчиком скорости вращения двигателя, датчик степени открытия дроссельной заслонки и датчик включенной передачи для определения времени переключения передачи трансмиссии, и переключающее средство, соединенное со средством согласования по времени для последовательного переключения передач
трансмиссии на одну ступень, отличающееся тем, что, с целью выполнения скачка переключения передач для переключения данной передачи непосредственно на обозначенную передачу, проскакивая промежуточную передачу для улучшения эффективности передач, оно содержит средство обозначения передачи для обозначения выбранной передачи и средство определения скорости автомобиля для определения скорости автомобиля.
2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что средство обозначения передачи включает в себя рычаг с возможностью перемещения для обозначения выбранной передачи.
3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что средство определения скорости автомобиля включает в себя датчик для детектирования числа оборотов выходного вала коробки передач.
4. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что средство для принятия решения включает в себя средство для определения аномалии средства определения скорости автомобиля, причем средство управления выполнено с возможностью управления процессом автоматического переключения передач при выполнении нормального автоматического переключения передач.
Использование: в системах управления коробками передач транспортных средств. Сущность изобретения: выбирается желаемая передача, а переключение с текущей передачи на выбранную осуществляется при достижении значения скорости автомобиля, соответствующего выбранной передаче. Заявленное устройство может быть использовано для изменения скорости автомобиля, который на большой скорости выходит на крутой подъем. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
(й/г/
Фиг1
SPEED
Фиг.З
ям tuff ггмто ФигЛ
0
Фиг.5
Фи г. б
ПО
START
STORE GEAR RATIO
DETECT NUMBER OF
REVOLUTIONS OF
TRANSMISSION
OUTPUT SHAFT
CALCULATE NUMBER
OF REVOLUTIONS OF
TORQUE CONVERTER
OUTPUT SHAFT
DETECT NUMBER OF
REVOLUTIONS OF
TORQUE CONVERTER
OUTPUT SHAFT
Фиг.7
201
-202
-203
205
