СПОСОБ И СИСТЕМА ПРИВЕДЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА В ДВИЖЕНИЕ
METHOD AND SYSTEM FOR DRIVING VEHICLE

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу приведения транспортного средства в движение при неполадке в его силовой передаче. В частности, изобретение относится к способу согласно ограниченной части п.1 формулы изобретения. Изобретение относится также к системе по п.14 и транспортному средству по п.15 формулы изобретения.
Уровень техники
Обычным случаем является постоянное увеличение количества функций, которыми оснащены транспортные средства, в общем, и тяжелые транспортные средства, в частности. Эти функции часто управляются одним или более управляющими блоками, или регуляторами, и часто направлены на улучшение пассивной и активной безопасности транспортного средства и на то, чтобы сделать езду в нем для водителя и пассажиров настолько комфортной, насколько это возможно.
Увеличение количества функций сопровождается увеличением риска неисправности одной или более функций. Любой происходящий отказ может быть доведен до внимания водителя, например, посредством загорающейся сигнальной лампы, после чего при необходимости могут быть приняты желаемые меры. Неисправность может быть более или менее серьезной в зависимости от природы рассматриваемой функции. Например, отказ в функции, которая влияет только на комфорт водителя и/или пассажиров, необязательно осложнит вождение транспортного средства. Наоборот, отказ более серьезного типа, который каким-либо образом приводит к риску безопасности водителя/пассажиров и/или возможности безопасного вождения транспортного средства, требует немедленных ответных действий. Тем не менее, часто спасение тяжелого транспортного средства является длительным и дорогим, что делает желательным то, чтобы настолько, насколько это возможно, транспортное средство могло независимо достичь мастерской или какого-то другого подходящего места, даже если произошел отказ.
Следовательно, тяжелые транспортные средства часто могут быть приведены в так называемое «аварийное» состояние, посредством чего некоторые функции могут быть выключены, тогда как наиболее важные сохраняются, по меньшей мере, частично работоспособными, чтобы транспортное средство могло доехать до подходящего места самостоятельно, даже если его максимальная скорость в таком аварийном состоянии может быть ограничена существенно меньшей скоростью, чем скорость, с которой он может ехать нормально.
Несмотря на то, что во многих случаях аварийное состояние позволяет транспортному средству безопасно ехать до желаемого места без аварийной помощи, существуют также ситуации, в которых это невозможно. Следовательно, существует потребность в улучшенном средстве для исключения, например, какой-либо необходимости в спасении в некоторых ситуациях.
Краткое описание изобретения
Задачей настоящего изобретения является предложение для управления транспортным средством, когда оно приводится в движение, способа, который решает упомянутую выше проблему. Эта задача решается способом по п.1 формулы изобретения.
Настоящее изобретение относится к способу приведения транспортного средства в движение, причем упомянутое транспортное средство содержит двигатель внутреннего сгорания для генерировния движущей силы для передачи к, по меньшей мере, одному ведущему колесу через сцепление и коробку передач, причем движущая сила может быть выборочно передана от двигателя к ведущим колесам посредством замыкания упомянутого сцепления, и переключения передач посредством коробки передач, по меньшей мере, частично управляются управляющей системой, предусмотренной в упомянутом транспортном средстве. Способ характеризуется тем, что управляющая система при замкнутом сцеплении отвечает на требование приведения транспортного средства в движение посредством приведения в действие его стартерного двигателя с включенной передачей, и посредством использования стартерного двигателя для ускорения двигателя внутреннего сгорания до исходной частоты вращения, которая представляет собой частоту вращения, при которой двигатель внутреннего сгорания заведется.
Ускорение двигателя до частоты вращения, при которой он заведется, таким образом, позволяет двигателю завестись, несмотря на то, что силовая передача замкнута, то есть из-за отказа, который предотвращает размыкание упомянутого сцепления. Частота вращения, при которой двигатель заводится, может зависеть от нагрузки, прилагаемой к двигателю замкнутой силовой передачей. Тем не менее, в частности, дизельные двигатели имеют высокий доступный вращающий момент даже при низких частотах вращения двигателя, так что даже при замкнутой силовой передаче двигатель часто заведется при относительно низкой частоте вращения двигателя. Таким образом, изобретение позволяет транспортному средству продолжать его движение, несмотря на неисправность сцепления.
Также транспортное средство может быть управляемо приведено в движение, не показывая поведения, неожиданного для водителя, поскольку упомянутое требование приведения в движение с замкнутым сцеплением будет показывать, что водитель активно осведомлен о поведении транспортного средства с замкнутой силовой передачей.
Дополнительные особенности настоящего изобретения и его преимущества обозначены в подробном описании примеров варианта осуществления, приведенном ниже, и на прилагаемых чертежах.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - силовая передача транспортного средства, с которым настоящее изобретение может быть преимущественно использовано; и
фиг.2 - пример способа согласно настоящему изобретению.
Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения
Как упомянуто выше, эвакуация тяжелого транспортного средства может быть как затратным по времени, так и дорогим, так что часто является предпочтительным то, чтобы транспортное средство могло независимо достичь мастерской или какого-то другого подходящего места, даже если произошла серьезная неисправность.
Тяжелые транспортные средства часто предусмотрены с коробками передач, которые переключают передачи автоматически. Тем не менее, эти коробки передач обычно не принимают форму автоматических коробок передач в традиционном смысле, но являются «ручными» коробками передач с автоматическим управлением переключением передач. Причиной этого частично является тот факт, что ручные коробки передач, по существу, менее дороги в изготовлении, но также причиной является их более высокая эффективность.
Тот факт, что коробка передач относится к ручному типу, означает, что, в отличие от обычных автоматических коробок передач, ей нужно сцепление, чтобы обладать возможностью включать передачу, когда транспортное средство неподвижно, без риска повреждения силовой передачи.
Это сцепление может быть использовано различными способами в различных типах силовых передач. В одном типе функция сцепления может управляться водителем транспортного средства посредством использования педали сцепления, причем в этом случае сцепление используется при приведении транспортного средства в движение из неподвижного состояния, но все остальные переключения передач могут быть осуществлены управляющей системой транспортного средства с замкнутым сцеплением.
Силовые передачи другого типа, но также с коробками передач упомянутого выше типа используют сцепление, которое управляется полностью автоматически посредством управляющей системы транспортного средства, и водитель имеет доступ только к педали акселератора и тормозной педали. Обычно, когда транспортное средство, оснащенное автоматически управляемым сцеплением, приводится в движение, его управляющая система замкнет сцепление и посредством этого соединит двигатель с остальной силовой передачей, когда водитель нажимает на педаль акселератора.
Независимо от того, управляется ли сцепление вручную или посредством управляющей системы транспортного средства, функционирующее сцепление, таким образом, является необходимым для того, чтобы транспортное средство могло быть приведено в движение обычным образом.
Примером возможной ситуации, в которой обычно требуется аварийная помощь, является неполадка самого сцепления или средства управления сцеплением, такого как привод сцепления. Сцепление обычно подпружинено, так что, когда давление на привод сцепления/педаль сцепления отсутствует, сцепление будет находиться в замкнутом положении, в котором двигатель присоединен к коробке передач.
Транспортное средство не может быть приведено в движение, если его сцепление не может быть разомкнуто. Поэтому, по причинам безопасности, тяжелые транспортные средства устроены так, что стартерный двигатель не может быть приведен в действие без разрыва силовой передачи, то есть сцепление должно быть разомкнуто, или должна быть включена нейтральная передача.
В других ситуациях, когда сцепление замкнуто и передача включена, и в это же время стартерный двигатель приводится в действие, транспортное средство может неуправляемо качнуться вперед и рискует столкнуться с каким-либо объектом, расположенным перед ним. Наоборот, если двигатель запускается при включенной нейтральной передаче, или если двигатель уже работает при включенной нейтральной передаче, невозможно включить передачу с замкнутым сцеплением без риска серьезного повреждения силовой передачи.
Тем не менее, желательно, чтобы транспортное средство, несмотря на неисправное сцепление, все еще может быть приведено в движение и добраться, например, до мастерской без необходимости аварийной помощи. Настоящее изобретение решает это посредством способа, приведенного ниже, который позволяет управляемо приводить транспортное средство в движение с включенной передачей.
На фиг.1 изображен пример силовой передачи в транспортном средстве 100 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Транспортное средство 100, схематично изображенное на фиг.1, содержит только одну ось с ведущими колесами 113, 114, но изобретение также применимо к транспортным средствам, которые имеют более одной оси, предусмотренной с ведущими колесами. Силовая передача содержит двигатель 101 внутреннего сгорания, присоединенный обычным образом к коробке 103 передач через сцепление 106.
Транспортное средство дополнительно содержит ведущие валы 104, 105, присоединенные к ведущим колесам 113, 114 транспортного средства и приводимые выходным валом 107 от коробки 103 передач через вал-шестерню 108, например, обычный дифференциал.
Сцепление 106 относится к дисковому типу, в котором фрикционный элемент (диск) 110, присоединенный к входному валу 109 коробки 103 передач, выборочно зацепляется с маховиком 102 двигателя, чтобы передавать ведущую силу от двигателя 101 внутреннего сгорания к ведущим колесам 113, 114 через коробку 103 передач. Зацепление диска 110 сцепления с выходным валом двигателя управляется посредством нажимной пластины 111, которая выполнена с возможностью перемещения боком посредством, например, плеча 112 рычага, функция которого управляется приводом 115 сцепления или обычной педалью сцепления (не изображена). Влияние привода 115 сцепления на плечо 112 рычага управляется управляющей системой транспортного средства. Настоящее изобретение применимо как к транспортным средствам со сцеплениями, управляемыми вручную, так и к транспортным средствам с автоматически управляемыми сцеплениями, но, возможно, является наиболее преимущественным для использования в транспортных средствах с автоматически управляемым сцеплением.
Управляющие системы транспортного средства в современных транспортных средствах обычно содержат систему коммуникационной шины, содержащую одну или более коммуникационных шин для соединения вместе некоторого количества электронных управляющих блоков («ЭУБ»), или регуляторов, и различных компонентов, расположенных на транспортном средстве. Такая управляющая система может содержать большое количество управляющих блоков, и ответственность за конкретную функцию может быть разделена двумя или более управляющими блоками. Для простоты, на фиг.1 изображен только один такой управляющий блок 116, который управляет сцеплением (приводом 115 сцепления). На практике управление приводом 115 сцепления посредством управляющего блока 116, возможно, будет зависеть, например, от информации, получаемой от, например, управляющего блока, который ответственен за функцию коробки 103 передач, и от управляющего блока или блоков, которые управляют функциями двигателя.
Способ согласно настоящему изобретению может быть преимущественно осуществлен как компьютерная программа, содержащая код программы, который при выполнении на компьютере заставляет компьютер осуществлять способ. Компьютерная программа содержится в считываемом компьютером носителе компьютерного программного продукта, который принимает форму подходящей памяти, например, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), программируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ), стираемого ППЗУ (СППЗУ), флэш-памяти, электрически программируемого ПЗУ (ЭППЗУ), жесткого диска и так далее.
На фиг.2 изображен пример 200 способа согласно настоящему изобретению для транспортного средства с автоматически управляемым сцеплением. Способ начинается с этапа 201, который выбирает, неисправно/неисправны ли сцепление и/или привод сцепления, в случае чего он/они будут замкнуты. Обычно сцепление (нажимная пластина 111) будет подпружинено, так что, если привод сцепления или педаль сцепления не работает, сцепление будет замкнуто и не сможет быть разомкнуто. Если этап 201 обнаруживает, что сцепление неисправно и находится в замкнутом состоянии, способ переходит на этап 202, который оповещает водителя о проблеме. Это может быть, например, сообщением, появляющимся на дисплее. Таким образом, водитель незамедлительно узнает об отказе и может действовать соответственно.
Если транспортное средство все еще находится в движении, водитель может спланировать его/ее вождение так, чтобы избежать ненужных остановок и, если это возможно, доехать до подходящей точки распределения, например, мастерской.
Если транспортное средство находится в движении, когда определена неисправность, способ переходит на этап 205, на котором управляющая система приводит в действие управляющий способ для коробки передач, посредством чего осуществляется переключение передач без сцепления. Как упомянуто выше, этот тип переключения передач в настоящее время является обычной практикой, позволяющей, в принципе, транспортному средству продолжать его движения обычным образом.
Таким образом, приведение в действие переключения передач без сцепления, в принципе, позволяет транспортному средству ехать нормально, пока не нужно осуществлять его торможение до полной остановки или до скорости ниже, чем скорость, при которой двигатель работает на холостых оборотах при включенной самой низкой передаче (при приведении в действие переключения передач без сцепления может быть также преимущественным изменение способа, которым обычно используются передачи коробки передач, например, возможно обеспечить то, что переключение вниз на абсолютно самую низкую передачу, на самом деле, будет происходить при необходимости, чтобы настолько долго, насколько это возможно, избегать ситуаций, которые требуют размыкания сцепления).
Наоборот, если транспортное средство уже неподвижно, когда случается поломка, или если водитель вынужден остановить транспортное средство на этапе 206, например, из-за светофора или какого-то другого препятствия, применяется принцип согласно настоящему изобретению.
Если транспортное средство неподвижно (или по любой причине было вынуждено остановиться), когда определена упомянутая выше неполадка, водитель может, согласно настоящему изобретению, активно принять аварийное состояние или «режим без сцепления» на этапе 204. Он может привести в действие упомянутый режим без сцепления, например, посредством использования управляющего средства для сигнализации управляющей системе, что упомянутый режим без сцепления должен быть приведен в действие. Приведение в действие упомянутого режима без сцепления также может быть осуществлено, например, через MMI (человеко-машинного интерфейса), такого как сенсорный дисплей.
Защитная блокировка обычно приводится в действие в управляющей системе транспортного средства при обнаружении неполадки, так как она обеспечивает гарантию того, что стартерный двигатель не сможет вращаться с включенной передачей с целью предотвращения какого-либо перемещения транспортного средства, которое является нежелательным или неожиданным для водителя. Тем не менее, эта защитная блокировка отменяется водителем, активно сигнализирующем о приведении в действие упомянутого режима без сцепления, как упомянуто выше.
После этого водитель, или предпочтительно управляющая система, включает подходящую передачу в коробке передач перед попыткой завести двигатель на этапе 207. Управляющая система предпочтительно устроена так, что она всегда, независимо от выбора водителя, задает в коробке передач передачу, которая не вызовет серьезного повреждения силовой передачи, если транспортное средство приводится в движение с замкнутой силовой передачей, и не потребует от стартерного двигателя больше, чем ускорить двигатель до частоты вращения, при которой двигатель может завестись несмотря на то, что силовая передача замкнута, и, таким образом, вес всего транспортного средства нагружает стартерный двигатель так, что двигатель внутреннего сгорания фактически тоже заводится. Поскольку транспортное средство также должно иметь настолько малую скорость, насколько это возможно, после приведения в движение, это обычно означает самую нижнюю передачу.
Согласно настоящему изобретению, водитель, таким образом, должен активно отменить блокировку, которая обычно предотвращает приведение в действие стартерного двигателя, когда силовая передача замкнута. Это значит, что водитель будет полностью осведомлен о поведении транспортного средства, когда оно приводится в движение, и, следовательно, конечно же не будет пытаться привести его в движение, если на его пути есть препятствия. Когда водитель пытается привести транспортное средство в движение в режиме без сцепления, например, посредством действия пусковым ключом или нажатия пусковой кнопки, стартерный двигатель начнет вращать двигатель, в результате чего, благодаря замкнутой силовой передаче, транспортное средство начнет перемещаться в направлении движения. После этого стартерный двигатель ускорит двигатель до частоты вращения, при которой двигатель может завестись.
Когда двигатель завелся, транспортное средство, таким образом, достигнет скорости, при которой оно обычно движется на выбранной передаче, когда двигатель работает на холостых оборотах. После этого водитель может, в принципе, вести транспортное средство, как обычно, за исключением того, что управляющая система будет осуществлять переключения передач, как упомянуто выше, без использования сцепления, и он может, таким образом, вести транспортное средство к подходящей мастерской или точке распределения для ремонта. Если водитель вынужден тормозить до скорости транспортного средства ниже, чем скорость, соответствующая холостой частоте вращения двигателя на самой нижней передаче, будет включена нейтральная передача, когда частота вращения двигателя упадет до холостой на самой нижней передаче, чтобы предотвратить глушение двигателя. Когда это происходит, транспортное средство должно быть остановлено, и упомянутая выше процедура должна быть повторена, чтобы сделать возможным непрерывный процесс без риска повреждения силовой передачи. Водитель предпочтительно должен повторить приведение в действие режима без сцепления каждый раз, как транспортное средство приводится в движение из неподвижного состояния. Система управления транспортного средства также предпочтительно устроена так, что результатом торможения в упомянутом режиме без сцепления является переключение передач, как это необходимо, прямо до самой нижней передачи, чтобы, посредством этого, обладать возможностью вести транспортное средство с включенной передачей так долго, как это возможно, и, следовательно, также избежать крайней необходимости переключения передач в нейтральное положение, и, следовательно, дополнительно приводить транспортное средство в движение с замкнутым сцеплением.
Результатом описанного выше является решение, посредством которого водитель активно обозначает, что приведение в движение должно происходить с включенной передачей, и, следовательно, будет осведомлен о том, как будет себя вести транспортное средство, когда оно действительно начнет двигаться.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, дополнительно уменьшается риск того, что транспортное средство будет вести себя неожиданно для водителя, когда оно приводится в движение. В этом примере варианта осуществления водитель приводит в действие режим без сцепления точно так же, как ранее. В этом варианте осуществления всего лишь приведения в действие режима без сцепления недостаточно, чтобы позволить двигателю завестись с замкнутой силовой передачей, поскольку, чтобы стартерный двигатель был приведен в действие управляющей системой, когда водитель поворачивает ключ/нажимает на пусковую кнопку, он должен активно продемонстрировать осведомленность о поведении транспортного средства при начале движения с замкнутой силовой передачей посредством активной сигнализации о такой осведомленности управляющей системе во время приведения в действие стартерного двигателя. Например, это может быть сделано посредством перемещения управляющего средства из первого положения во второе положение, например, посредством нажатия водителем кнопки, педали, или тому подобного при использовании в это же время пускового ключа/пусковой кнопки для приведения в действие стартерного двигателя. Управляющее средство предпочтительно устроено так, что подпружинивающее средство заставит его вернуться в упомянутое первое положение, когда давление удалено, после чего стартерный двигатель будет немедленно остановлен управляющей системой, если водитель отпускает кнопку/педаль/рычаг.
В упомянутых выше примерах транспортное средство начинает двигаться с включенной самой низкой передачей, но оно может делать это на любой желаемой передаче, которая не нагружает двигатель/стартерный двигатель настолько, что оно не может завестись. Тем не менее, как описано выше, может быть предпочтительно начинать движение на настолько низкой передаче, насколько это возможно, поскольку результатом этого является настолько низкая скорость транспортного средства, насколько это возможно, после начала движения.
Изобретение описано выше для ситуации, в которой сцепление полностью замкнуто, когда транспортное средство приводится в движение, но возможно, что, когда происходит отказ, сцепление может быть не полностью замкнуто и может быть все еще в таком положении, что через него может быть передана движущая сила. Как правило, это случай, в котором, когда диск сцепления приходит в соприкосновение с маховиком, может происходить передача вращающего момента между двигателем и остальной силовой передачей. Чем больше после этого замыкается сцепление (то есть, чем сильнее диск сцепления зацепляется трением с маховиком), тем больший вращающий момент может быть передан между двигателем и остальной силовой передачей. То, насколько точно большой вращающий момент может быть передан в каждой точке, зависит от характеристик сцепления, которые могут отличаться для разных сцеплений.
Настоящее изобретение также применимо в ситуациях, когда сцепление по какой-либо причине замкнуто не полностью, но достаточно, чтобы обеспечить передачу достаточной движущей силы, чтобы позволить транспортному средству ехать обычным образом, относительно передачи движущей силы от двигателя к коробке передач, так что такие положения сцепления также охватываются выражением «сцепление замкнуто» в прилагаемой формуле изобретения.