СПОСОБ ВЫКЛЮЧЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЯ
METHOD OF CLUTCH THROWING OUT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу управления выключением сцепления транспортного средства с автоматической механической трансмиссией, имеющей электронно-управляемое сцепление.
Уровень техники
Специалистам в области управления сцеплениями и коробками передач транспортных средств с автоматической механической трансмиссией хорошо известно о существовании сложности, связанной с выключением сцепления в ситуациях экстренного торможения, т.е. когда водитель транспортного средства манипулирует педалью тормоза, чтобы как можно быстрее остановить транспортное средство.
Водитель транспортного средства с ручной механической трансмиссией сам управляет выключением сцепления в зависимости от текущих обстоятельств. Например, довольно невыгодно выключать сцепления для легкого торможения; напротив, при включенном сцеплении и коробке передач двигатель может поглотить часть энергии торможения; если дать двигателю поглощать энергию, можно уменьшить износ тормоза и риск перегрева тормозов. Вместе с тем, в некоторых ситуациях торможения желательно, чтобы выключение сцепления произошло как можно быстрее; это желательно, например, когда необходимо быстрое снижение скорости транспортного средства; при быстром торможении транспортного средства вращение двигателя происходит с достаточной инерцией для потребления усилия торможения, развиваемого тормозами транспортного средства, что является ситуацией, противоположной ситуации, упомянутой выше в связи с торможением двигателем.
Разумеется, для транспортных средств с автоматической механической трансмиссией, т.е. сцеплением и коробкой передач с электронным управлением, было бы выгодно обладать упомянутыми выше свойствами, но, поскольку такие транспортные средства не имеют педали сцепления, информация, используемая для управления сцеплением, должна поступать из других источников. В настоящее время эта информация, в основном, поступает от колесных датчиков, определяющих частоту вращения колес. Сигнал от колесных датчиков используют для принятия решения о том, следует ли включить/выключить сцепление. Тем не менее, существует по меньшей мере одна сложность, связанная с использованием сигналов колесных датчиков для управления выключением сцепления, а именно отставание по времени фактического манипулирования педалью тормоза от поступления сигналов. На скользком покрытии двигатель может заглохнуть, если торможение является настолько интенсивным, что ведомые колеса блокируются, и сцепление не выключается достаточно быстро. Это отставание может задерживать достижение оптимальной тормозной характеристики транспортного средства.
Краткое изложение сущности изобретения
Упомянутые недостатки преодолены с помощью предлагаемого способа управления трансмиссией, включающего шаги, на которых:
i) обнаруживаются (определяются) по меньшей мере два разнесенных во времени положения педали тормоза,
ii) осуществляется дифференциация обнаруженных положений педали тормоза,
iii) осуществляется сравнение результатов дифференциации с первым заданным пороговым значением и
iv) дается команда на выключение сцепления, если результат дифференциации отображает более быстрое нажатие педали тормоза, чем заданное пороговое значение.
В одном из дополнительных вариантов изобретения дополнительно осуществляют стадии, на которых осуществляют:
v) непрерывный контроль (определение) положения педали тормоза,
vi) непрерывное сравнение обнаруженного положения педали тормоза со вторым заданным пороговым значением и
vii) выключение сцепления, если непрерывно обнаруживаемое положение педали тормоза в любое время превысит второе заданное значение.
За счет дополнительных стадий v-vii сцепление выключается в результате интенсивного торможения даже при медленном фактическом нажатии педали тормоза.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения первое заданное пороговое значение соответствует тормозному нажатию с усилием 15% от максимально применимого усилия торможения менее чем за 0,1 секунды.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения второе заданное пороговое значение соответствует 30% от максимально применимого усилия торможения.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение описано на примерах и со ссылкой на приложенный чертеж, схематически иллюстрирующий узел сцепления, в котором может применяться предложенный в изобретении способ управления выключением узла сцепления.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
Специалистам в данной области техники хорошо известно, что цепь привода транспортного средства с автоматической механической трансмиссией включает двигатель, коробку передач и по меньшей мере один карданный вал для приведения в движение транспортного средства. Коробка передач включает несколько зубчатых колес, обеспечивающих различные передаточные отношения; между двигателем и коробкой передач расположено сцепление, позволяющее включать и выключать связь между коробкой передач и двигателем.
Как показано на фиг.1, сцеплением 130 автомобиля большой грузоподъемности, предпочтительно грузового автомобиля или автобуса, управляют путем манипулирования поршнем 115, который соединен с ним и с возможностью возвратно-поступательного движения установлен в цилиндре 100 сцепления, для чего открывают или закрывают клапаны V1 и V2 подачи воздуха, при этом клапан V1 подачи воздуха имеет меньший диаметр, чем клапан V2 подачи воздуха. Клапаны V1 и V2 подачи воздуха способны открывать и перерывать подвод R воздуха к цилиндру 100 сцепления.
После создания давления на поршень 115, он принудительно перемещается вправо, как показано на фиг.1, под давлением воздуха, действующего на левую сторону поршня 115. При движении поршня вправо происходит выключение сцепления 130, т.е. выключение связи между двигателем (не показан) и коробкой передач (не показана), которая в свою очередь связана с ведущими колесами (не показаны), служащими для приведения в движение транспортного средства.
Включенное сцепление 130 находится в подпружиненном исходном положении, т.е. сцепление 130 смещает поршень 110 влево, как это показано на фиг.1. Следовательно, сцепление 130 включается после сброса давления в пространстве цилиндра слева от поршня 115. Для сброса давления в этом пространстве предусмотрены два выпускных клапана V3 и V4, из которых клапан V3 имеет меньший диаметр, чем клапан V4, и которые стравливают давление в цилиндре 100 в атмосферу. Клапанами V1-V4 управляет электронный регулятор С. Регулятор может потребовать быстро выключить сцепление путем передачи команды одновременно открыть оба клапана V1 и V2 подачи воздуха, выключить сцепление немного медленнее путем передачи команды открыть только клапан V2 большего диаметра и выключить сцепление еще медленнее путем передачи команды открыть только клапан V1 меньшего диаметра. Еще более медленное выключение сцепления может быть осуществлено путем широтно-импульсной модуляции или частотной модуляции открытия клапана V1 или V2. Аналогичным образом, путем избирательного открытия клапанов V3 и V4 можно управлять включением сцепления.
Выключением сцепления согласно изобретению можно управлять в ответ на сигнал датчика 150, который служит для обнаружения положения педали тормоза. Сигнал может быть предпочтительно передан регулятору или любому другому средству обработки сигналов (не показано).
Если сигнал передают регулятору С, регулятор С предпочтительно содержит аппаратное или программное обеспечение для осуществления обработки сигнала, поступающего от датчика 150 педали тормоза, например, следующим образом.
Сначала регулятор осуществляет дифференциацию сигнала датчика педали тормоза как функцию времени (т.е. его различия во времени). Дифференциация может быть осуществлена несколькими способами; в простейшем варианте регулятор использует в качестве значения дифференциации сигнал датчика педали тормоза через определенное время (например, 0,1 с) после первоначального манипулирования педалью тормоза. Если значение дифференциации превышает, например, 10% от максимального применимого усилия торможения, регулятор открывает клапаны V1 и V2, за счет чего обеспечивается быстрое выключение сцепления. Это выключение сцепления объясняется тем, что регулятор расценивает включение быстрого торможения, т.е. высокое значение дифференциации, как первый шаг в направлении быстрого торможения, которому способствует быстрое или раннее выключение сцепления.
Если значение дифференциации меньше, например, 15% максимального усилия торможения, у регулятора имеется (по меньшей мере) три различных варианта управления сцеплением.
В первом случае, в котором сигнал датчика педали тормоза соответствует легкому торможению, например, менее 5% от максимального применимого усилия торможения, регулятор управляет сцеплением и коробкой передач почти таким же образом, как и в случае, когда сигнал датчика педали тормоза соответствует отсутствию торможения, т.е. выключает сцепление, когда частота вращения двигателя достигает частоты вращения на холостом ходу, переключает коробку передач на более низкую передачу, повторно включает сцепление и оставляет его включенным, пока частота вращения двигателя не достигнет частоты вращения на холостом ходу, после чего он снова выключает сцепление, чтобы снова переключить коробку передач на более низкую передачу, и так далее, пока не будет включена передача, которая на две передачи превышает исходную передачу, т.е. передачу, на которой транспортное средство трогалось с места (которая меняется в зависимости от загрузки транспортного средства). При включении передачи, которая на две передачи превышает передачу при трогании с места, регулятор выключает сцепление при любом усилии торможения. При отсутствии торможения регулятор дает возможность транспортному средству продолжать двигаться при частоте вращения двигателя на холостых оборотах и на передаче на две передачи выше передачи при трогании. Как упоминалось ранее, для включения сцепления с различными скоростями используют открывание клапанов V3 и V4.
Во втором случае, сигнал датчика 150 педали тормоза соответствует "среднему" усилию торможения, например, 5-30% от максимальной тормозной нагрузки. При этом регулятор управляет сцеплением таким образом, чтобы оно оставалось включенным, пока частота вращения двигателя не достигнет частоты вращения на холостом ходу. После этого регулятор выключает сцепление, которое остается выключенным, пока не будет получен сигнал датчика 150 педали тормоза о том, что педаль тормоза по меньшей мере частично отпущена, например, до значения усилия, соответствующего первому случаю, или пока транспортное средство не остановится, и коробка передач не будет переключена в нейтральное положение.
В третьем случае положение педали тормоза соответствует необходимости интенсивного торможения, например, с усилием более 30% от максимального усилия торможения. В этом случае регулятор выключает сцепление, например, путем открытия обоих или одного из двух клапанов V1 и(или) V2.
В первом и втором случаях, т.е. случаях, соответствующих торможению с усилием 0-30% от максимально применимого усилия торможения, скорость выключения сцепления может быть адаптирована для обеспечения максимально плавного выключения, например, путем управления открытием только одного из клапанов V1 или V2, что, как было упомянуто, обеспечивает более медленное выключение сцепления, чем при одновременном открытии обоих клапанов V1 и V2.
Подразумевается, что описанные выше варианты осуществления являются лишь примерами; в описанные варианты осуществления могут быть внесены многочисленные изменения, не выходящие за пределы объема изобретения. Например, значение дифференциации положения педали тормоза может вычисляться непрерывно, например, путем передачи регулятору С потока сигналов положений педали тормоза, в котором каждый сигнал положения педали тормоза сопровождается указанием момента времени, в который было осуществлено фактическое измерение. Путем сравнения двух соседних положений педали тормоза и деления разности между положениями педали тормоз на время между измерениями может быть получено значение, касающееся скорости торможения.