СИСТЕМА СИЛОВОЙ ЦЕПИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области автомобилестроения, а именно к конструкции силовой цепи транспортного средства.
Уровень техники
Нагревание двигателя и компонентов транспортного средства повышает производительность двигателя за счет снижения вязкости различных смазочных жидкостей, что приводит к снижению расхода энергии на нагнетание жидкости к компонентам транспортного средства. Кроме того, в нагретом двигателе преобразование энергии сгорания топлива в движение вала происходит эффективнее, чем в двигателе с более низкой температурой, из-за меньших тепловых потерь в камере сгорания.
Известна система для нагревания трансмиссионного масла с помощью встроенного теплообменника, получающего тепло от выхлопных газов транспортного средства (см. патент США №7077776, опубл. 18.07.2006, который может быть выбран в качестве ближайшего аналога). Недостатком данной системы является достаточно длительное время, требующееся для передачи тепла расположенным ниже по потоку компонентам трансмиссии, что задерживает достижение компонентами трансмиссии рабочих температур и увеличивает период работы транспортного средства с меньшей производительностью. Кроме того, нагрев компонентов трансмиссии за счет использования энергии, выделяемой при сгорании топлива, или другой накопленной потенциальной энергии, снижает топливную эффективность.
Раскрытие полезной модели
Для преодоления вышеуказанных недостатков предлагается конструкция, которая обеспечивает нагревание смазочной жидкости за счет кинетической энергии транспортного средства при поступлении запроса на торможение, а также обеспечивает подачу жидкости к компонентам трансмиссии.
Предложенная система силовой передачи для транспортного средства содержит вязкостный тормоз, расположенный вдоль силовой передачи между двигателем и колесом ниже по потоку от коробки передач, и теплообменник, гидравлически соединенный с вязкостным тормозом и подвижной частью трансмиссии. Вязкостный тормоз может быть расположен на оси транспортного средства.
Система может включать в себя трубопровод, соединяющий вязкостный тормоз и теплообменник, а также контроллер с записанными на нем долговременными инструкциями по избирательному включению вязкостного тормоза при поступлении запроса на торможение транспортного средства.
Вязкостный тормоз может быть включен, когда запрос на торможение транспортного средства ниже первого порогового значения, а температура трансмиссии ниже второго порогового значения. Фрикционные тормоза транспортного средства могут быть включены при поступлении запроса на торможение транспортного средства, превышающего первое пороговое значение, или при поступлении запроса на торможение, когда температура трансмиссии превышает второе пороговое значение.
За счет использования устройства можно использовать кинетическую энергию транспортного средства, производимую при поступлении запроса на торможение, для нагревания жидкости, которая, в свою очередь, будет нагревать компоненты трансмиссии. При поступлении запроса на торможение вязкостный тормоз замедляет транспортное средство, одновременно обеспечивая нагревание жидкости, используемой для его смазки. Нагретая жидкость затем используется для нагрева компонентов трансмиссии, например, с помощью теплообменника. Таким образом, компоненты трансмиссии могут быть нагреты с использованием не только теплоты сгорания, что повышает производительность двигателя и снижает расход топлива, что является техническим результатом полезной модели.
Вышеописанные преимущества, а также прочие преимущества и характеристики данного изобретения будут очевидны при ознакомлении с приведенным ниже подробным описанием, отдельно или со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлено схематическое изображение силовой передачи транспортного средства, включающей в себя двигатель.
На Фиг.2 представлено схематическое изображение одного цилиндра двигателя с Фиг.1.
На Фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая пример способа включения вязкостного тормоза.
На Фиг.4 представлены графики, иллюстрирующие примеры рабочих параметров транспортного средства во время включения вязкостного тормоза.
Осуществление полезной модели
Вязкостный тормоз может быть включен для замедления транспортного средства при поступлении запроса на торможение. Вязкостный тормоз может быть погружен в смазочную жидкость, и его включение вызывает нагревание этой жидкости за счет напряжения сдвига. Нагретая жидкость может быть использована для нагрева различных компонентов трансмиссии, не достигших рабочих значений температуры. На Фиг.1 представлен пример силовой передачи транспортного средства, включающей в себя вязкостный тормоз и двигатель. На Фиг.2 представлен один цилиндр двигателя, изображенного на Фиг.1. На Фиг.1 и Фиг.2 изображен контроллер, который может обеспечивать выполнение способа, представленного на Фиг.3, результатом чего является достижение рабочих параметров, примеры которых представлены на Фиг.4.
На Фиг.1 изображена силовая передача 140 транспортного средства 100. Силовая передача 140 включает в себя двигатель 10, преобразователь 142 крутящего момента, трансмиссию 144, задний дифференциал 146 и колеса 148. Хотя на чертеже не показано, но преобразователь крутящего момента может включать в себя регулируемую блокировочную муфту. В данном варианте реализации трансмиссия оснащена задним дифференциалом 146, следовательно, на чертеже представлен вариант конфигурации с приводом на задние колеса; однако, также может быть использована и конфигурация с приводом на передние колеса. Трансмиссия соединена с ведущими колесами 148 посредством заднего дифференциала 146 с помощью карданного вала 145 и оси 147. Колеса 148 также соединены с колесными тормозами 150.
Система нагревания смазочной жидкости также включает в себя вязкостный тормоз, который обеспечивает замедление транспортного средства и нагревание смазочной жидкости. Вязкостный тормоз может создавать тормозной момент на карданном валу силовой передачи, используемый для замедления транспортного средства, а также для нагревания жидкости, смазывающей вязкостный тормоз. Как показано на Фиг.1, в качестве вязкостного тормоза используется «мокрая» муфта 152. С помощью «мокрой» муфты 152 осуществляется нагревание трансмиссии, двигателя и/или смазочного масла трансмиссии, благодаря чему снижается трение и повышается производительность двигателя. В примере, представленном на Фиг.1, «мокрая» муфта 152 может быть расположена внутри корпуса заднего дифференциала 146 ниже по потоку от трансмиссии 144 и воздействует непосредственно на заднюю ось трансмиссии. Нагрев смазки заднего дифференциала может быть эффективен при расположении заднего дифференциала на расстоянии от двигателя и/или трансмиссии. Кроме того, расположение «мокрой» муфты внутри корпуса заднего дифференциала позволяет уменьшить зазор в силовой передаче. Однако на переднюю ось может также действовать дополнительная «мокрая» муфта (на Фиг.1 не показана), которая обеспечивает равномерное сцепление/торможение для всех колес. Передняя «мокрая» муфта может быть расположена внутри корпуса переднего дифференциала (не показан). Следует понимать, что «мокрые» муфты могут располагаться на одной или обеих осях транспортного средства вне дифференциала.
«Мокрая» муфта обеспечивает замедление транспортного средства 100 за счет замедления или прекращения вращения оси, с которой она соединена. «Мокрая» муфта может быть смазана жидкостью, при ее включении для замедления вращения оси может произойти сдвиг и нагрев жидкости. Таким образом, «мокрая» муфта может выполнять функции вязкостного тормоза и производить нагрев смазочной жидкости. Смазочная жидкость, нагретая «мокрой» муфтой 152, может быть направлена в теплообменник 154. В теплообменнике 154 происходит передача тепла от нагретой жидкости к другим компонентам силовой передачи. Например, в теплообменнике 154 может происходить нагрев трансмиссионной жидкости, применяемой для смазки трансмиссии 144, жидкости дифференциала 146 и/или смазочного масла, поступающего к другим компонентам трансмиссии. Хотя на Фиг.1 не показано, но теплообменник может включать в себя обводную линию, позволяющую жидкостям, нагреваемым с помощью теплообменника 154, обходить этот теплообменник. Например, теплообменник может быть обойден при достижении трансмиссионными жидкостями и компонентами рабочих температур. Также в некоторых вариантах реализации жидкость, поступающая от «мокрой» муфты, может непосредственно нагревать расположенные ниже по потоку компоненты трансмиссии без прохождения через теплообменник.
«Мокрая» муфта может быть активирована с помощью тормозной системы транспортного средства. Тормозная система транспортного средства может включать в себя усилитель 166 тормозов, включающий в себя камеру усилителя тормозов, который может быть соединен с впускным коллектором двигателя 10 через контрольный клапан 73. Таким образом, усилитель 166 тормозов пневматически соединен с впускным коллектором исключительно через единственный контрольный клапан. Контрольный клапан 73 пропускает воздух от усилителя 166 тормозов во впускной коллектор и не выпускает воздух из впускного коллектора в усилитель 166 тормозов. Контрольный клапан 73 обеспечивает быстрый сброс давления в камере, если оно является относительно высоким, а давление во впускном коллекторе - низким. В качестве дополнения или альтернативы для создания вакуума в усилителе 166 тормозов может быть использован вакуумный насос (не показан), который селективно управляется с помощью контроллера 12 путем подачи управляющего сигнала.
Усилитель 166 тормозов может включать в себя внутренний вакуумный бачок; он увеличивает усилие, создаваемое ногой 162 водителя через педаль 160 тормоза на главный тормозной цилиндр 170 для включения тормоза транспортного средства. В частности, главный цилиндр 170 соединен с вязкостной тормозной системой 172, включающей в себя датчик 176 гидравлического трубопровода тормозной системы, который в качестве альтернативы может располагаться внутри главного тормозного цилиндра для определения давления в главном тормозном цилиндре. Гидравлический трубопровод 174 тормозной системы передает усилие для включения тормозов 150 при нажатии водителем педали 160 тормоза, что приводит к торможению транспортного средства. Тормоза 150 могут представлять собой стандартные фрикционные тормоза, замедляющие или останавливающие вращение колес 148.
Гидравлический трубопровод 174 тормозной системы также соединен с «мокрой» муфтой 152. При этом «мокрая» муфта 152 включается путем нажатия на педаль 160 тормоза. С помощью клапана 178 тормозная жидкость подается через гидравлический трубопровод 174 к «мокрой» муфте 152 и/или тормозам 150. Например, положение клапана 178 можно изменять с помощью контроллера 12 при изменении температуры трансмиссии и/или при поступлении запроса на торможение. Как будет далее показано более подробно, клапан 178 можно отрегулировать для подачи тормозной жидкости в «мокрую» муфту 152 для ее включения при охлаждении трансмиссии ниже порогового значения. Также, когда температура трансмиссии превышает пороговое значение, и/или запрос на торможение превышает пороговое значение (т.е. гидравлическое давление тормозной жидкости выше порогового значения), то клапан 178 может быть отрегулирован так, чтобы направлять тормозную жидкость к фрикционным тормозам. Таким образом, «мокрая» муфта может быть включена для торможения транспортного средства и передачи тепла, выделяемого при торможении, к компонентам силовой передачи или жидкостям (например, трансмиссионным смазочным маслам и смазочным маслам двигателя).
Конфигурации «мокрой» муфты и гидравлической тормозной системы, описанные выше, не являются единственно возможными вариантами; могут быть реализованы и иные варианты. Например, трансмиссия 144, дифференциал 146 и ось 147 могут быть объединены в систему моста с коробкой передач. При такой конфигурации «мокрая» муфта 152 расположена внутри такого моста. В другом примере клапан 178 представляет собой управляемый давлением клапан, подающий тормозную жидкость к «мокрой» муфте при низком давлении тормозной жидкости, а к тормозам - при высоком давлении тормозной жидкости. Для избирательной подачи тормозной жидкости к «мокрой» муфте 152 при температуре трансмиссии ниже порогового значения может быть использован термостат или другой чувствительный к изменениям температуры клапан. В другом примере (не показан) управление «мокрой» муфтой может осуществляться с использованием электрической энергии от аккумулятора или генератора переменного тока. Например, «мокрая» муфта может включать в себя электрический мотор, использующий энергию, производимую генератором переменного тока от двигателя, при этом «мокрая» муфта механически нагревает масло/смазочную жидкость с помощью ее сдвига, как говорилось выше (в отличие от электрического нагрева).
В данном примере элемент, обеспечивающий сдвиг жидкости, может быть соединен с вращающимся элементом трансмиссии (например, колесами или карданным валом). Включением элемента, обеспечивающего сдвиг жидкости, можно управлять для обеспечения нагрева жидкости, при этом жидкость может быть направлена для нагрева компонентов силовой передачи. Элемент, обеспечивающий сдвиг жидкости, также может выполнять роль насоса для подачи нагретой жидкости к определенным компонентам передачи. Кроме того, несмотря на то, что на Фиг.1 показан теплообменник, который подает нагретую жидкость к компонентам трансмиссии, в некоторых вариантах реализации тепло от «мокрой» муфты или элемента, обеспечивающего сдвиг, может применяться для нагрева кабины транспортного средства или иных компонентов транспортного средства.
На контроллер 12, подробно рассмотренный со ссылкой на Фиг.2, поступает различная информация, включая данные о температуре смазочных жидкостей, запросах на торможение, частоте вращения двигателя и т.д. Например, на контроллер может поступать информация от позиционного датчика 164, соединенного с педалью 160 тормоза для определения положения педали тормоза, от датчика 125 давления для определения значения вакуума в усилителе тормозов, и от датчика 176 давления для определения давления в главном тормозном цилиндре (т.е. гидравлического давления в тормозной системе). Контроллер может быть выполнен с возможностью активировать (т.е. приводить в действие, отключать и т.д.) «мокрую» муфту и другие исполнительные механизмы, например, клапан 178. Также, несмотря на то, что в данном примере система управления включает в себя один контроллер 12, следует понимать, что в рамках сущности предложенного решения, в систему управления может входить несколько блоков группового управления и контроллеров.
На Фиг.2 представлена схема, показывающая один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10 внутреннего сгорания с Фиг.1. Управление двигателем 10 осуществляется, по крайней мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, а также путем подачи входного сигнала водителем 132 транспортного средства с помощью устройства 130 ввода данных. В данном примере устройство 130 ввода данных состоит из педали газа и датчика 134 положения педали для подачи пропорционального сигнала PP положения педали.
Цилиндр 30 двигателя 10 могут иметь стенки 32 камеры сгорания с расположенным в них поршнем 36. Поршень 36 может быть соединен с коленчатым валом 40 таким образом, чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Кроме того, коленчатый вал 40 может быть соединен с по крайней мере одним ведущим колесом транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, с коленчатым валом 40 может быть соединен стартерный двигатель через маховик, который позволяет выполнить запуск двигателя 10.
В цилиндр 30 воздух поступает из впускного коллектора 44 через впускной канал 42, а газообразные продукты сгорания выводятся через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 выборочно сообщаются с цилиндром 30 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах цилиндр 30 может иметь по два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.
В данном примере впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 могут приводиться в действие системами 51 и 53 кулачкового привода. Системы 51 и 53 кулачкового привода могут включать в себя один или несколько кулачков и использовать одну или несколько систем переключения профилей кулачков (CPS), систем изменяемой синхронизации кулачка (VCT), систем синхронизации клапана (VVT) и/или систем синхронизации подъема клапана (VVL), которыми управляет контроллер 12, регулируя работу клапана. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может быть определено с помощью позиционных датчиков 55 и 57 соответственно. В других вариантах реализации впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут иметь электрический привод. Например, цилиндр 30 в качестве альтернативы может иметь впускной клапан с электрическим приводом и выпускной клапан с кулачковым приводом, т.е. с использованием систем CPS и/или VCT.
Топливная форсунка 66 показана соединенной непосредственно с цилиндром 30 для прямого впрыска топлива, количество которого пропорционально длительности импульса сигнала FPW, подаваемого на контроллер 12 электронным приводом 68. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает так называемый прямой впрыск топлива в цилиндр 30. Топливная форсунка может быть установлена на боковой стенке камеры сгорания или, например, на ее верхней части. Топливо подается к топливной форсунке 66 через систему подачи топлива (не показана), включающую в себя топливный бак, топливный насос и топливную рампу. В некоторых вариантах реализации цилиндр 30 может дополнительно или в качестве альтернативы включать в себя топливную форсунку, соединенную с впускным каналом 42 таким образом, чтобы получившаяся конфигурация обеспечивала так называемый впрыск топлива во впускные каналы выше по потоку от цилиндра 30.
Впускной канал 42 может содержать клапан управления движением заряда (CMCV) 74 и заслонку 72 CMCV и может также содержать дроссель 62, имеющий дроссельную заслонку 64. В этом конкретном примере положение дроссельной заслонки 64 может меняться контроллером 12 посредством сигнала, направленного электрическому двигателю или исполнительному механизму, предусмотренному с дросселем 62 - конструктивное исполнение, которое может называться электронным управлением дросселем (ETC). Таким образом, дроссель 62 может быть использован для изменения количества всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндр сгорания 30 среди других цилиндров сгорания двигателя. Впускной канал 42 может содержать датчик массового расхода воздуха 120 и датчик давления воздуха 122 во впускном коллекторе, предназначенный для подачи соответствующих сигналов MAF и MAP в контроллер 12.
Система 88 зажигания может подавать искру зажигания в цилиндр 30 с помощью свечи 92 зажигания в соответствии с сигналом опережения зажигания SA от контроллера 12 в выбранных рабочих режимах. Несмотря на то, что показаны компоненты искрового зажигания, в некоторых вариантах выполнения цилиндр 30 или один или более цилиндров двигателя 10 могут работать в режиме воспламенения от сжатия с искрой зажигания или без искры.
Датчик 126 выхлопных газов показан подключенным к выпускному каналу 48 выхлопной системы 50 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 (для простоты называемый катализатором 70). Датчиком 126 может быть любой подходящий датчик, пригодный для получения информации о топливно-воздушном коэффициенте выхлопных газов, например, линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода выхлопных газов), бистабильный датчик кислорода или EGO, датчик HEGO (подогреваемый EGO), датчик NOx, датчик углеводородов или датчик CO. Датчик 126 выхлопных газов может включать в себя нагреватель, который может включаться при низкой температуре выхлопных газов для того чтобы нагреть датчик 126 выхлопных газов до рабочей температуры. Выхлопная система может включать в себя нагреваемые катализаторы и катализаторы, расположенные под днищем кузова, а также выхлопной коллектор и расположенные выше и/или ниже по потоку датчики воздушно-топливного отношения в выхлопных газах. В одном примере каталитический нейтрализатор 70 может содержать несколько катализаторных блоков. В другом примере может быть предусмотрено несколько устройств для снижения токсичности выхлопа, каждое из которых имеет несколько блоков. Также каталитический нейтрализатор 70 может представлять собой тройной катализатор.
Контроллер 12 показан на Фиг.1 как микрокомпьютер, содержащий микропроцессорный блок 102 (CPU), порты ввода/вывода 104 (I/O), электронный носитель данных для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный как постоянное запоминающее устройство 106 (ROM), оперативное запоминающее устройство 108 (RAM), энергонезависимое запоминающее устройство 110 (KAM) и шину данных. В дополнение к сигналам, рассмотренным ранее, контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков, подключенных к двигателю 10, включая: измерение массового расхода воздуха, поступающего в двигатель (MAF) от датчика 120, температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) от датчика температуры 112, подключенного к рукаву охлаждения 114; профильный выходной сигнал зажигания (PIP) от датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), подключенного к коленчатому валу 40; положение дроссельной заслонки (TP) от датчика положения дросселя; и сигнал об абсолютном давлении во впускном коллекторе двигателя (MAP) от датчика давления 122. Запоминающее устройство 106 может содержать машиночитаемые данные, представляющие собой исполняемые команды для микропроцессора 102, предназначенные для реализации приведенных ниже способов, а также их вариантов.
Как говорилось выше, на Фиг.2 представлен только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, но каждый цилиндр также имеет собственный набор элементов: впускной/выпускной клапаны, топливная форсунка, свеча зажигания и т.д.
Таким образом, описанные выше системы предусматривают конфигурацию транспортного средства, включающую в себя вязкостный тормоз, расположенный вдоль силовой передачи между двигателем и автомобильным колесом ниже по потоку от трансмиссии, и теплообменник, соединенный по текучей среде с вязкостным тормозом и подвижными деталями передачи. Вязкостный тормоз может быть расположен на оси транспортного средства, трубопровод может располагаться между вязкостным тормозом и теплообменником.
Система также включает в себя контроллер с записанными на нем долговременными инструкциями по избирательному включению вязкостного тормоза при нажатии на педаль тормоза. Также в соответствии с инструкциями вязкостный тормоз может активироваться, когда запрос на торможение ниже первого порогового значения, но температура трансмиссии ниже второго порогового значения. Система включает в себя фрикционные тормоза, которые могут быть активированы с помощью данных инструкций, когда запрос на торможение превышает первое пороговое значение. Также данные инструкции применяются для активирования фрикционных тормозов, когда температура трансмиссии превышает второе пороговое значение.
На Фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ 300 нагревания жидкости с помощью кинетической энергии транспортного средства. Способ 300 осуществляется контроллером, например, контроллером 12, согласно записанным в нем инструкциям. Посредством способа 300 включается вязкостный тормоз, например, «мокрая» муфта 152, изображенная на Фиг.1, при нажатии на педаль тормоза, когда температура трансмиссии ниже порогового значения. При этом тепло от вязкостного тормоза передается к компонентам трансмиссии.
На этапе 302 способ 300 предусматривает определение рабочих параметров двигателя. К рабочим параметрам двигателя можно отнести температуру двигателя, температуру трансмиссионной жидкости, температуру трансмиссии (например, температуру жидкости для дифференциала, температуру тормозной жидкости и т.д.), положение педали тормоза, гидравлическое давление в тормозной системе и прочие параметры. На этапе 304 определяют, получен ли запрос на торможение. Запрос на торможение может быть обнаружен, если педаль тормоза нажата до порогового положения и/или гидравлическое давление в тормозной системе превышает пороговое значение. Если запрос на торможение не получен, способ 300 завершается.
Если запрос на торможение получен, способ переходит к этапу 306, на котором определяют, превышает ли запрос на торможение пороговое значение. Как было объяснено выше, запрос на торможение может быть обнаружен при изменении положения педали тормоза или при изменении гидравлического давления в тормозной системе. Если изменение положения педали тормоза превысило пороговое значение (например, педаль полностью нажата), или если гидравлическое давление в тормозной системе возросло на величину, превышающую пороговое значение, это означает, что запрос на торможение может быть выше порогового значения. Пороговое значение запроса на торможение представляет собой значение, выше которого для обеспечения необходимого торможения недостаточно только вязкостного тормоза. Например, вязкостный тормоз может остановить автомобиль, движущийся с малой скоростью, или замедлить автомобиль, движущийся с большой скоростью, но не в состоянии обеспечить тормозящее усилие, необходимое для резкого торможения транспортного средства, движущегося с большой скоростью. В данном примере пороговое значение запроса на торможение составляет 50% от тормозной способности транспортного средства (например, педаль тормоза должна быть нажата наполовину).
Если запрос на торможение превышает пороговое значение, вязкостный тормоз не в состоянии обеспечить необходимое торможение, поэтому способ 300 переходит к этапу 308 для включения фрикционных тормозов, после чего способ 300 возвращается в начало. В данном примере фрикционные тормоза могут быть активированы путем изменения положения клапана, расположенного на гидравлическом трубопроводе тормозной системы (например, клапана 178), чтобы обеспечить подачу некоторого количества или всего объема тормозной жидкости во фрикционные тормоза. Если запрос на торможение не превышает порогового значения, способ 300 переходит к этапу 310 для определения того, превышает ли температура трансмиссии пороговое значение. Под температурой трансмиссии понимают температуру одного или более компонентов трансмиссии. Например, под температурой трансмиссии может пониматься температура подвижной части трансмиссии, например, дифференциала, или температура жидкости, используемой для смазки подвижной части трансмиссии. Температуру трансмиссии можно измерить напрямую с помощью датчика температуры или вычислить, основываясь на данных о температуре двигателя. В некоторых вариантах реализации компоненты трансмиссии включают в себя автомобильную коробку передач. Пороговая температура может представлять собой стандартную рабочую температуру компонентов трансмиссии или температуру смазочной жидкости, при которой вязкость жидкости имеет достаточно низкие значения.
Если температура трансмиссии превышает пороговое значение температуры, способ 300 возвращается к этапу 308 для включения фрикционных тормозов. Если же температура трансмиссии ниже порогового значения, способ 300 переходит к этапу 312 для включения вязкостного тормоза. Вязкостный тормоз может быть включен путем подачи тормозной жидкости в вязкостный тормоз, например, с помощью регулирования положения клапана 178. После включения вязкостного тормоза температура тормозной жидкости повышается. На этапе 314 способа 300 тепло от нее передается компонентам трансмиссии, В данном примере жидкость из вязкостного тормоза поступает в теплообменник, где тепло от нее передается смазочной жидкости трансмиссии, например, трансмиссионной жидкости, жидкости дифференциала или другой жидкости. В другом примере вязкостный тормоз, как и любой другой компонент трансмиссии, может быть частью контура циркуляции смазочной жидкости и напрямую нагревать смазочную трансмиссионную жидкость.
Таким образом, когда температура трансмиссии ниже порогового значения, и получен запрос на торможение транспортного средства для выполнения торможения и выделения тепловой энергии, включается вязкостный тормоз. Выделяемое тепло затем передается другим компонентам трансмиссии. Поскольку тормозная способность вязкостного тормоза может быть ограничена, при определенных условиях могут быть включены стандартные фрикционные тормоза. Например, если запрос на торможение превышает пороговое значение, для торможения транспортного средства используются фрикционные тормоза. Также, если температура трансмиссии превышает пороговое значение, во избежание чрезмерного выделения тепла в трансмиссии, торможение транспортного средства производится с помощью фрикционных тормозов, а не вязкостного тормоза.
В других примерах вязкостный тормоз может быть использован при условиях, отличных от холодного старта двигателя. Например, вязкостный тормоз может включаться при длительном торможении с целью предотвращения перегрева фрикционных тормозов. Например, при длительном движении под уклон фрикционные тормоза могут перегреваться, что ведет к ухудшению торможения. Во избежание этого при достижении порогового значения температуры фрикционных тормозов включается вязкостный тормоз. Несмотря на то, что на Фиг.3 представлен вариант, при котором фрикционные тормоза и вязкостный тормоз включаются независимо друг от друга, в других вариантах реализации фрикционные тормоза и вязкостный тормоз могут включаться одновременно. Например, когда температура трансмиссии ниже порогового значения, фрикционные тормоза и вязкостный тормоз включаются, когда значение запроса на торможение превышает пороговое значение. В этом случае необходимое торможение может быть обеспечено вместе с нагревом компонентов трансмиссии. Также, несмотря на то, что в способе 300 описана передача тепла от вязкостного тормоза к компонентам трансмиссии, в других вариантах реализации может осуществляться передача тепла от компонентов трансмиссии к вязкостному тормозу.
На Фиг.4 представлены графики, иллюстрирующие примеры рабочих параметров, когда температура трансмиссии ниже порогового значения. Температура трансмиссии может быть ниже порогового значения, например, во время холодного запуска двигателя (когда происходит запуск двигателя при температуре окружающей среды). Несмотря на то, что во время холодного запуска двигатель быстро достигает рабочей температуры, компоненты трансмиссии нагреваются до рабочей температуры дольше. Из-за этого транспортное средство может работать (например, двигаться) даже при достаточно низкой температуре компонентов трансмиссии. Повышенная вязкость трансмиссионных жидкостей снижает производительность двигателя, поэтому начинается осуществление способа 300 для нагрева компонентов трансмиссии. Во время реализации способа 300 при получении запроса на торможение, и когда температура трансмиссии ниже порогового значения, включается вязкостный тормоз. На графике 400 представлены примеры значений температуры трансмиссии, запроса на торможение, работы вязкостного тормоза, а также работы автомобильного тормоза при низкой температуре трансмиссии.
Кривая 402 отражает изменение температуры трансмиссии. Под температурой трансмиссии понимают температуру смазочной жидкости трансмиссии, например, температуру трансмиссионной жидкости или температуру жидкости для дифференциала. Пороговое значение температуры трансмиссии представляет собой температуру, выше которой вязкость трансмиссионной жидкости имеет такие низкие значения, что снижается производительность двигателя. На графике 403 показано, что при температуре ниже порогового значения, при получении запроса на торможение для нагрева компонентов трансмиссии включается вязкостный тормоз.
1
2
2
Кривая 404 отражает величину входящего сигнала о подаче запроса на торможение водителем транспортного средства путем нажатия на педаль тормоза. Запрос на торможение обнаруживают по изменению положения педали тормоза или изменении гидравлического давления в тормозной системе. В момент времени T получен запрос на торможение. Поскольку температура трансмиссии ниже порогового значения, включается вязкостный тормоз, как показывает кривая 406. Изначально запрос на торможение относительно низкий, поэтому для обеспечения торможения включается только вязкостный тормоз. Однако в момент времени T интенсивность запроса на торможение превышает пороговое значение, а для обеспечения торможения также включаются фрикционные тормоза, как показывает кривая 408. Во время торможения после момента времени T одновременно работают и вязкостный тормоз и фрикционные тормоза. Однако в некоторых вариантах реализации при включении фрикционных тормозов вязкостный тормоз выключается.
3
При включении вязкостного тормоза температура трансмиссии повышается. Как говорилось выше, при включении вязкостного тормоза происходит сдвиг жидкости вязкостного тормоза и ее нагрев. Тепло затем передается одному или нескольким компонентам трансмиссии для ее нагревания. При прекращении подачи запроса на торможение фрикционные тормоза и вязкостный тормоз отключаются. Таким образом, температура трансмиссии становится выше порогового значения. По этой причине при подаче второго запроса на торможение в момент времени T включаются только фрикционные тормоза, а вязкостный тормоз остается выключенным.
Таким образом, в данном примере представлен способ работы системы силовой передачи транспортного средства, который включает в себя нагревание жидкости с помощью кинетической энергии транспортного средства при поступлении запроса на торможение, и подачу этой нагретой жидкости к компонентам трансмиссии. Нагрев жидкости с помощью кинетической энергии транспортного средства выполняется за счет включения вязкостного тормоза, расположенного вдоль трансмиссии между двигателем и автомобильным колесом. Вязкостный тормоз может создавать тормозной момент на карданный вал трансмиссии, который замедляет движение транспортного средства, а также расходуется на нагревание жидкости. Предложенный способ также предполагает включение вязкостного тормоза в случае, если температура трансмиссии становится ниже порогового значения.
Предложенный способ также предполагает включение только вязкостного тормоза (без использования фрикционных тормозов), если запрос на торможение ниже порогового значения, и включение фрикционных тормозов, если запрос на торможение выше порогового значения. Способ предусматривает включение фрикционных тормозов при поступлении запроса на торможение. Вязкостный тормоз может представлять собой «мокрую» муфту и может быть расположен на оси транспортного средства внутри корпуса дифференциала. Нагретая жидкость может быть подана к компонентам трансмиссии, температура которых ниже порогового значения.
В другом примере способ предусматривает при выполнении первого условия торможение транспортного средства вместе с нагревом жидкости с помощью «мокрой» муфты, расположенной на оси транспортного средства внутри корпуса дифференциала, а при выполнении второго условия только торможение транспортного средства с помощью фрикционных тормозов. К первому условию можно отнести запрос на торможение транспортного средства ниже порогового значения, а ко второму - запрос на торможение транспортного средства выше порогового значения. При первом условии температура трансмиссии может быть также ниже порогового значения. При первом условии способ предусматривает торможение транспортного средства с помощью фрикционных тормозов. «Мокрая» муфта может создавать тормозной момент на карданном валу силовой передачи, который обеспечивает замедление движения транспортного средства, а также нагревание жидкости.
Несмотря на то, что в описанных выше примерах «мокрая» муфта устанавливается на каждую ось транспортного средства для торможения обоих колес, в другом варианте может применяться одна «мокрая» муфта для торможения обеих осей. Например, может применяться «мокрая» муфта, расположенная в корпусе межосевого дифференциала. В других примерах могут применяться двойные «мокрые» муфты, каждая из которых управляет одним колесом (или одной осью, если используется межосевой дифференциал).
Вышеизложенная конструкция и технология могут быть использованы в транспортных средствах, имеющих двигатели V-6, I-4, I-6, V-12, оппозитные 4-цилиндровые двигатели и двигателям других типов.