Устройство для управления ступенчатой коробкой передач транспортного средства Советский патент 1980 года по МПК B60K41/00 

Изобретение относится к транспортной технике и, в частности к системам автоматического управления коробкой передач транспортных средств. 5

Известно устройство автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортного средства, содержащее блоки управления включением высшей и низшей передач, выходы 10 которых соединены с исполнительными электромагнитами, а входы - с датчиком скорости l3. В устройстве имеется блок защиты от неправильного включения низших передач на высоких око- J5 ростях движения транспортного средства.

Это устройство не предусчматривает возможности принудительного переключения передач, так что в случае вы- 20 хода из строя автоматической системы управления транспортное средство становится неуправляемым.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 25 результату является устройство для . .управления ступенчатой коробкой пере- . дач транспортного средства, содержащее датчик скорости транспортного средства, блоки управления включениемзо

высшей и низшей передачи, последний из которых соединен входом с датчиком скорости, соединенные выходами с исполнительными электромагнитами, блок защиты с управляющим элементом на выходе, соединенный входом с датчиком скорости, а выходом - со входом блока управления включением низшей передачи, соединенным дополнительно входом с выходом блока управления включением высшей передачи, и переключатель . режимов работы с контактами неавтоматического и автоматического управления 2 .

Недостатком известного устройства является возможность принудительного включения низшей передачи на высоких скоростях движения, близких к предель(НО допустимым для данной передачи, что приводит к толчкам в трансмиссии и отрицательно сказывается на плавности движения транспортного средства. По этой причине известное устройство не предотвращает аварийного режима коробки передач при ошибочном включении передачи заднего хода во время движения транспортного средства вперед со значительной скоростью, что снижает его надежность. Цель изобратения. - повышение Hciдежности работы устройства. Эта цель достигается тем, что бло 5ащиты снабжен элементом И-НЕ, один и другой входы которого соединены со ответственно с выходом блока управления включением низшей передачи и Контактом неавтоматического управления переключателя режимов работы, а выход - со входом управляющего элемен |Та, соединенного дополнительно с дат чиком скорости транспортного средства. Сущность изобретения поясняется чертежом. Устройство для управления ступенчатой коробкой передач транспортного С|5едства содержит исполнительный элек рёмагнит 1 включения нижней переддачи и исполнительный электромагнит 2 вклю чения высшей передачи. Одним своим концом электромагниты 1 и 2 подключены к отрицательному полюсу 3 источника питания. Вторые концы электромагнитов 1 и 2 соединены с положитель ным полюсом 4 источника питания соответственно через блоки 5 и 6 управления включением низшей и высшей пере дач, а также через переключатель 7 ре жиИов работы. Переключатель 7 имеет контакты 8 автоматического упразлении и контакты 9 неавтоматического управления включением передач. С контактами 8 и 9 соединены аноды диодов 10: и 11 соответственно. : Блок б управления включением высшей передачи содержит триггер 12 с эмиттерной связью, состоящий из тран зисторов 13 и 14 и резисторов 15-17. Baisa входного транзистора 13 триггера; 12 через резистор 18 соединена с отрицательным полюсом источника питания, а через резистор 19 - с датчиком скорости 20 транспортного сред ства. Коллектор транзистора 14, являющийся выходом триггера 12, через стабилитрон 21 соединен с базой тран зистора 2Р. База транзистора 22 че-pei3 резистор 23 подключена к отри- цательному полюсу 3 источника питания, а его коллектор через резистор 24соединен с базой выходного транзистора 25 блока 6. Эмиттер транзистора 25 подключен к шине 26 питания. База транзистора 25 через резистор 2 также подключена к шине 26 питания. Коллектор транзистора 25, являкядийся выходом блока б управления включение высшей пе|редачи, соединен с исполнительным электромагнитом 2 и через ди од 28 защиты от перенапряжений соеди нен с отрицательным полюсом источника питания. Блок 5 управления вклю чением низшей передачи так же, как и блок 6, содержат триггер 29 с эмиттерной связью, выполненный на транзи тораие 30 и 31 и резисторах 32-34. В блоке 5 соединение стабилитрона 35, транзисторов 36 и 37, резисторов 3841 и диода 42 выполнено аналогично соответствующим элементам блока 6. В отличие от блока 6 управления включением высшей передачи в блоке 5 управления включением низшей передачи Ваза входного транзистора 30 триггер 29 подключена через резистор 43 к шине 44 питания, а также к коллектору транзистора 45. База транзистора 45 через резистор 46 подключена к отрицательному полюсу 3 источника питания, а через резистор 47 - коллектору транзистора 25 блока 6. Устройство для управления ступенчатой коробкой передач содержит блок 48. защиты с управляющим элементом на выходе, выполненным на транзисторе 49. Коллектор траЕ13истора 49 соединен с базой выходного транзистора 30 триггера 29. База транзистора 49, являющаяся входом управляющего элемента, через резистор 50 подключена к отрицательному полюсу 3 источника питания, а также через резистор 51 и стабилитрон 52 дополнительно соединена с датчиком скорости 20. Общая точка резистора 51 и стабилитрона 52 через резистор 53 соединена с отрицательным полюсом 3 источника питания. Блок 48 защиты снабжен элементом 54 И-НЕ, Этот элемент содержит двухэмиттерный транзистор 55, база которого через резистор 56 соединена с шиной 44 питания блока 5 управления. Эмиттер 57 транзистора 55, являющийся одним из входов элемента 54, соединен через резистор 58 с отрицательным полюсом 3, а также с контактом 9 неавтоматического управления переключателя 7 режимов работы. С этим же контактом через резистор 59 и стабилитрор- 52 соединена база транзистора 49. Эмиттер 60 транзистора 55, являющийся вторым входом элемента 54, соединен с коллектором транзистора 37, являющегося выходом блока 5 управления включение низшей передачи. Коллектор транзистора 55 соединен с базой транзистора 61, коллектор которого через резистор 62 соединен с шиной 44. Эмиттер транзистора 61 соединен с базой транзистора 63, а через резистор 64 - с отрицательным полюсом 3 источника питания. К этому же полюсу подключен эмиттер транзистора 63, а его коллектор, являющийся выходом элемента 54, через резистор 65 соединен с входом управляющего элемента - базой транзистора 49. Устройство работает следующим образом. Врассматриваемом, примере выполнения устройства для включения низшей передачи должен сработать только электромагнит 1, а для включения высшей передачи одновременно со срабатыванием электромагнита 2 должно произойти отключение электромагнита 1.

При замыкании контакта 8 автоматического управления включением передач напряжение от положительного полюса 4 источника питания подводится Ч шине питания 26 блока б управления) и через диод 10 - к шине питания 44 блока 5 управления.

Если в это время транспортное средство было неподвижно или двигалось с небольшой скоростью, при которой датчик скорости 20 дает напряжение, недостаточное для переключения триггера 12 блока управления, то электромагнит 2 не включается.

Иное положение имеет место для электромагнита 1, поскольку сразу же после перевода переключателя 2 в положение автоматического управления за счет появления напряжения на шине питания 44 к базе транзистора 30 блока 5 управления через резистор 43 подводится напряжение. Это обеспечивает открытие транзистора 30 и закрытие транзистора 31. Закрытие транзистора 31 обеспечивает подключение базы транзистора 35 через резистор 33 и стабилитрон 35 к шине питания 44 в результате чего транзистор 36 открывается. Следствием этого является открытие выходного транзистора 37 в подключение электромагнита 1 к шине питания 44. Таким образом происходит включение низшей передачи.

По мере разгона транспортного средства увеличивается напряжение, подводимое от датчика скорости 20 через резистор 19 к базе транзистора 13 блока 6 управления. Когда это напряжение возрастает до определенной величины, открывается транзистор 13 и закрывается транзистор 14, благодаря чему открываются транзисторы 22 и 25 блока 6 управления, и электромагнит 2 подключается к шине питания 26. Одновременно с этим из коллектора транзистора 25 блока 6 управления через резистор 47 подводится напряжение к базе транзистора 45 блока 5 управления. Это обеспечивает открытие транзистора 45 и подключение через его открытый переход колЛектор-эмиттер базы транзистора 30 триггера 29 блока 5 управления к отрицательному полюсу 3 источника питания. В результате чего транзистор 31 закрывается и, как следствие, электромагнит 1 отключается от источника питания.

Таким образом, при нормальной рабо те устройства включение электромагнита 2 обеспечивает выключение электромагнита 2, что необходимо для включения высшей передачи.

В блоке 48 защиты параметры стабилитрона 52 и резисторов 50, 51 и 53 выбраны таким образом, что транзистор 49 открывается при более высоком напряжении датчика 20 скорости, чем транзистор 13 блока управления. Поэто

му при нормальном функционировании схемы открытие транзистора 49 никак не сказывается на работе устройства, так как еще до того, как это произойдет, транзистор 30 закроется, вследствие открытия транзистора 45 в результате подачи на его базу напрях ения от коллектора выходного транзистора 25 блока 6.

Однако, если при высокой скорости движения транспортного средства по причине какой-либо неисправности в блоке управления электромагнит 2 отключается от источника питания, то в этом случае открытие транзистора 49 обеспечивает закрытие транзистора 30, что предотвращает включение электромагнита 1. Тем самым исключаетсянеправильное включение низшей передачи при высокой скорости движения.

При переводе переключателя 7 управления режимом работы в положение неавтоматического управлентя замыкается контакт 9, и напряжение от положительного полюса 4 источника питания через диод 11 подводится к шине 44 питания блока 5 управления, что создает возможность включения низшей передачи. Такая возможность реализуется, если при переводе переключателя в указанное положение не произойдет открытия транзистора 49, переход эмиттер-коллектор которого шунтирует входную цепь транзистора 30.

В положении автоматического управления переключателя 7 к базе транзистора 49 подводится напряжение только от датчика 20 скорости (через стабилитрон 52 и резистор 51). Когда же переключатель 7 находится в положении неавтоматического управления, то к базе транзистора 49 через резистор 59 дополнительно подводится напряжение еще и через контакт 9, в результате чего уровень напряжения на базе транзистора 49 возрастает. Вследствие это го в положении неавтоматического управления переключателя 7 транзистор 49 открывается при меньшей величине напряжения датчика 20 скорости, чем это имеет место при установке переключателя 7 в положение автоматического управления. Это означает, что принудительное включение низшей передачи сможет произойти только при сравнительно небольшой скорости движения транспортного средства. Таким образом трансмиссия предохраняется от ударных нагрузок, которые могли бы возникнуть при отсутствии описанного блока защиты в случае ошибочных действий водителя, пох елающего включить низшую, передачу во время движения транспортного средства с высокой скоростью.

Если низшая передача была ранее включена (например, при неподвижном транспортном средстве или во время.

его движения с небольшой скоростью), то необходимо, чтобы она могла оставаться включенной во всем рабочем диапазоне частот вращения вала ЛЕ;И-гателя для данной переда ги.

В этом случае скорость движения транспортного средства может быть гораздо большей, чем та, выше которой защита не допускает включения низ.шей передачи.

Для того чтобы реализовывались оба эти требования, система управления снабжена логическим элементом 54 иИЕ . До тех пор пока низшая передача не включена, на коллекторе транзистора 37 отсутствует напряжение.

. .

В связи с этим к эмиттеру 60 транзистора 55 также не подводится напряжение, и эмиттер 60 через электроMatHHT 1 соединен с отрицательным полюсом 3 источника питания. При этом транзисторы 63 и 61 остаются закрытыми: и не влияют на работу транзистора 49i после включения низшей передачи к эмиттеру 60 транзистора 55 подводится напряжение от коллектора транзистора. 37. Ко второму эмиттеру 57 при переводе переключателя 7 в положение неавтоматического управления-также подводится напряжение. В результате откры вафтся транзисторы .63 и 61, что приводит к подлюченшо резистора 65 параллельно резистору 53.

Следствием этого являются уменьшение напряжения на. базе транзистора 49, благодаря чему открытие этого транзисTOEja, вызывающее выключение низшей передачи, .произойдет лишь в том случае, когда скорость движения транспортного средства существенно возрастает и превысит допустимую величину.

На режиме автоматического переключения передач элемент И-НЕ не влияет на работу системы управления, поскольку при установке переключателя 7 в положение автоматического управления к эмиттеру 57 транзистора 55 напряж1 ние не подводится, и этот эмиттер через резистор 58 оказывается подключенным к отрицательному полюсу 3. Если описанным устройством защиты снабдить блок управления передачей заднего хода транспортного средства, то все рассмотренные особенности работы системы защиты будут распространяться и на эту передачу.

Таким Образом, описанное устройство для управления ступенчатой коробкой передач транспортного средства обеспечивает надежную защиту коробки передач от аварийных режимов, которые могли бы возникнуть в случае подачи ошибочной команды на включение низших передач (или передачи заднего хода) . при скоростях движения выше допустимых. Одновременно с этим сохраняется возможность движения транспортного средства на этих передачах после их включения во всем рабочем диапазоне частот вращения вала двигателя. Тем самым повышается безопасность эксплуйтации транспортного средства и обес|печивается необходимая плавность его движения.

Формула изобретения

Устройство для управления ступенчатой коробкой передач транспортного средства, содержащее датчик скорости транспортного средства, блоки управления включением высшей и низшей передачи, последний из которых соединен входом с датчиком скорости, соединенные выходами с исполнительлыми электромагнитами, блок защиты с управляющим элементом на выходе, соединенный входом с датчиком скорости, а выходом - со входом блока управления включением низшей передачи, соединенным дополнительно входом с выходом блока управления включением высшей передачи, и переключатель режимов работы с контактами неавтоматического и автоматического управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, блок защиты снабжен элементом

И-ПЕ , один и другой входы которого соединены соответственно с выходом блока управления включением низшей передачи и контактом неавтоматического управления переключателя режимов работы, а выход - со входом управляющего элемента, соединенного дополнительно с,датчиком скорости транспортного средства.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3665779, кл. 74-866, 1972.

2.Патент Великобритании № 127440 кл. F 2 D 1970 (прототип).

8

//$

lllL.