Устройство автоматического переключения передач — SU 1820881 (original) (raw)
(54) У ПЕРЕКЛ (57) Ис коробк Сущно мая пе переда при дос биля, с че. За исполь мобил дит на 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 Б 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 переда- С чи. Муфты селективно управляются солено- СО идным клапаном 2, с помощью которого Со осуществляется выбор передачи коробки. аВходной 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 гидротрвнсформатора включена запирающая муфта 6, при срабатывании которой входной и выходной валы гидротрансфорГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Кабусики Кайся Комэцу Сейсэкусе (др)(56) Патент США й. 4411174.кл. 8 60 К 41/04; 1983,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 заранеэ выбранную передачу.Нэ фиг.1 предстэвленэ блок-схема одного из вариантов заявленного автоматического устройства для изменения скорости; на Фиг.2- схема, иллюстрирующая рабочий ход педали акселератора; на Фиг.3 - график, отражающий ступени скорости, соответствующие различным передачам; на фиг,4 - схема. характеризующая процедуры оценки, используемой для обычно 1 о автоматического переключения передачи; на Фиг.б и 6 - блок-схема. иллюстрирующая этапы обработки, осуществляемые контроллером по СТРОЙСТВО АВТОМАТИЧ Е СКОГОЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧпользование: в системах управления ами передач транспортных средств, сть изобретения: выбирается желаередача, а переключение с текущей чи на выбранную осуществляется тижении значения скорости автомооответствующего выбранной пе реда- явленное устройство может быть зовано для изменения скорости автоя, который нэ большой скорости выхокрутой подьем. 3 з,п. Ф-лы, 7 ил.матора оказываются связанными напрямую.Для обозначения показанных на фиг,Здиапазонов скоростей Я, И, 0 4. 3, 2. 1 предусмотрено устройство 7 обозначения диапазонов скоростей, положение рычагакоторого определяет выбранный диапазони которое выдает соответствующие сигналы. Датчик оборотов 8 вырабатывает сигнал,соответствующий числу оборотов выходного вала гидротрансформатора 3 (число оборотов входного вала коробки передач), авторой датчик оборотов 9 вырабатывает сигнал, отражающий число оборотов выходного вала коробки передач 1. 15С педалью акселератора связан датчик10 положения передачи 11, вырабатывающий сигналы 81, Яг и Яз, соответствующиеположению педали в диапазонах углов 01,% и Ь соответственно. показанных на 20фиг.2.Для подачи сжатого масла для замедления тормоза (не показан) предусмотрен клапан 12 замедлителя, который срабатывает втом случае; если число оборотов выходного 25вала гидротрансформатора происходит заданное число оборотов, и осуществляет замедление тормоза,Контроллер 13 выполняет этапы программы, показанной на фиг,5 в соответствии с выходными сигналами устройства 7для обозначения диапазонов скоростей,датчиков оборотов 8 и 9 и датчика 1,0 положения педали акселератора 1. Работа этоговарианта воплощения будет описана со 35ссылкой 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. Говоряболее конкретно, если датчик положенияпедали акселератора выдает сигнал Ь, торешение о переключении на низшую передачу принимается в том случае, если число 45оборотов 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 50выходного вала гидротрансформатора превысит 2450 обмин,Предположим теперь, что текущей ступенью скорости является Рз и принимаетсярешение о переключении на низшую передачу. Контроллер 13 посылает в соленоидный клапан 2 сигнал выбора ступенискорости Рз; в результате чего срабатываетмуфта в коробке передач, обеспечивающая переключение скорости со ступени Ез на ступень Р 2, Если же принимается решение о переключении на высшую передачу, то срабатывает. муфта, обеспечивающая переключение со ступени Рз на ступень Р 4,Если устройство обозначения диапазона скорости 7 установлено на диапазон О.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 Е 2-Рт.Если обозначены диапазоны 4. 3, 2 и 1, то автоматическое переключение осуществляется в диапазонах Р 1-Р 5, Г 1-Р 4, Р 1-Гз и Р 1-Р 2 соответственно, В соответствии с изложенным, во время обычного автоматического переключения скорости устройство обозначения установлено на диапазон О, а автомобиль на 7-й передаче достигает крутой подъем, переключение на низшую передачу осуществляется ступенчато Р 7-Р 6-Р 5",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,Р 7. Если при этом водитель выбирает передачу Ег, как приемлемую для преодоления такого подьема, скорость скачком переключается с передачи Р 7 на передачу Г 2 в тот момент, когда скорость автомобиля достигнет значения, соизмеримого с диапазоном скоростей при передаче Г 2,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, 18208815 10 15 20 30 35 40 45 50 55 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 скорости автомобиля на этапе 104 используется датчик оборотов 9, поскольку число оборотов выходного вала коробки передач 1 отражает скорость автомобиля. Как будет , описано ниже, хронирование скачкообразного изменения скорости зависит от скорости автомобиля таким образом, чтоесли сигнал датчика оборотов 9 отличается от нормального. провести оптимальное скачкообразное изменение скорости невозможно,Способ определения аномального показания датчика скорости автомобиля будет описан ниже.Некоторые аномальные условия датчика скорости автомобиля 9, например условия, при которых выходной сигнал датчика становится равным нулю, например, из-за обрыва проводов, могут быть определены относительно просто. Однао 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 процедуры, 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 известные значения, Таким образом. на следующем этапе производится вычисление числа оборотов входного вала по следующему уравнению:Расчетное значение =(передаточное отношение) х (число оборотов выходного вала коробки передач),Затем на этапе 203 на базе выходного сигнала датчика 8 определяется число оборотов выходного вала гидротрансформатора. Затем на этапе 204 принимается решение, которое зависит от того, укладывается ли разность числа оборотов выходного вала 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 предположении, 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 Р 7 до передачи Р 2, то необходимо индицировать водителю передачу Р 2. В этом случае в качестве средства индикации передачи, ко торая должна быть выбрана, используется средство для обозначения передачи 7, В частности, в данном варианте перемещение рычага 7 а устройства обозначения 7 с положения 4, 3, 2 и 1 соответствуют тому, что должны быть выбраны передачи Р 5, Р 4, Рз и Г 2 соответственно,Во время выполнения скачкообразного изменения скорости рычаг 7 а устройства обозначения 7 перемещается из верхнего положения в нижнее следующим образом:Положение О - 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 7 а из положения О в положение, например 4,означает, что должна быть выбрана передача Р 5. Выполняемая на этапе 105 операция перемещения рычага соответствует описанной выше, Если решение, принятое на этапе 105, указывает на то, что рычаг 7 а 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 Гт, а на этапе 105 обозначена передача Рб. При этом скачкообразное изменение скорости не происходит, Если же на этапе 105 обозначена передача Р 5, то будет выполнено скачкообразное изменение скорости за состояние Рв, В предыду 182088130 на этапе 112 или на этапе 109 является "ДА", 40 50 щем случае результатом решения на этапе 106 будет "НЕТ", а в последнем случае - -ад-.Из приведенного выше описания очевидно, что на этапе 106 принимается решение о соответствии переключения с текущей передачи на передачу, указанную на этапе 105, процедурескачкообразного изменения скорости,Если на этапе 106 принято решение "ДА", то на следующем этапе 107 выполняетоя 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 7 а 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 7 а средства обозначения 7 в положение О 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 то считается, что водитель не желает выполкения 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, Г 7, а на этапе 115 устанавливается флажок 5 10 15 20 25 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" "НЕТ" соответственно.Если скорость автомобиля падает ниже скорости, соответствующей выбранной передаче, а результатом решения на этапе 113 является "ДА", то на этапе 116 вырабатывается командный сигнал переключения на выбранную на этапе 107 передачу, который поступает от контроллера 13 на соленоидный клапан 2 коробки передач 1, который осуществляет переключение. Следовательно, если текущей передачей является Р 7, а выбранной, например, Е 2, то будет осуществлено переключение с Р 7 непосредственно на Е 2,После выполнения переключения на выбранную 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 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 нормальный автоматический процесс изменения скорости, описанный выше. Этот процесс выполняется на этапе 108.Если на этапе 108 принято решение о неисправности датчика скорости автомобиля, 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.Кроме того, если на этапе 109 принято рещение "ДА", то на этапе 118 коробка передач переключается на нейтраль. и программа переходит на этап 117.Если на этапах 110, 111 и 112 принято решение "ДА", "НЕТ" и "ДА", соответственно, то на этапе 119 после того, как оптимальная передача становится соответствующей текущей выбранной передаче, программа переходит на этап 117Содержимым. 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 подьем, и скорость автомо 1820881 10биля достигает значения, соответствующего выбранной передаче. Следовательно. выбор передачи может быть осуществлен автоматически. Таким образом. если автомобиль движущийся на передаче Рт выходит на подьем, а обозначена выбранная передача ниже Рб, произойдет непосредственное переключение на выбранную передачу с передачи Ру, как только скорость автомобиля достигнет значения, соизмеримого скорости, соответствующей выбранной передаче.Хотя в данном варианте устройство переключения 7 используется также и для выбора передачи, может быть использовано независимое устройство для выбора, например поворотный или рычажный переключатель.Формула изобретения 1. Устройство автоматического переключения передач. включающее в себя автоматическое 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, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью выполнения скачка переключения передач для переключения данной передачи непосредственно на 5 обозначенную передачу, проскакивая промежуточную передачу для улучшения эффективности передач, оно содержит средство обозначения передачи для обозначения выбранной передачи и средство опре деления скорости автомобиля дляопределения скорости автомобиля.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство обозначения передачи включает в себя рычаг с возможностью пе ремещения для обозначения выбранной передачи.3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство определения скорости автомобиля включает в себя датчик для де тектирования числа оборотов выходного вала коробки передач.4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство для принятия решения включает в себя средство для определения 25 аномалии средства определения скоростиавтомобиля, причем средство управления выполнено с возможностью управления процессом автоматического переключения передач при выполнении нормального авто матического переключения передач.1820881 ЗТДВТ ЯКП ВД 1 таа РАО 3 ЗЕТ 71820881 зтАЙТ 200 ЗТОЯЕ СЕАН ЯАТ 1 О20 ОЕТЕСТ МОЛ 1 ВЕЯ ОГ ЙЕЧООТЮЙЗ ОГ ТЙАМЗМЗЗЮЮ ООтРОт знАГТ202 САЗ.СО.АТЕ МОЛВ:Й ОГ ВЕЧОР.ОТЮЛЗ ОГ ТОЯООЕ СОМЧЕЯТЕНООТРОТ ЗНАГТ 203 ОЕТЕСТ КОМВЕВ ОГ ВЕЧОСОТОНЗ ОГ ТОЙООЕ СОКЧЕЯТЕН ООТРОТ ЗНАГТ204 01 ГГЕЯЕНСЕ ВЕТВЕЕЙ ЬОЛ 1 БЕВ ОГ ЯЕЧООТОМЗ ОГ ТОНООЕ СОМЧЕЯТЕЙ ОСТРОТ ЗНАГТ АЯО САСО.АТЕО ЧА 1.0 Е 3 РЕСоставитель А,БарановТехред М.Моргентал ректор А.Козориэ едактор Л.Волкова агарина 10 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго аказ 2039 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5