ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ДВОЙНОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ
AVERTING DUAL GEAR SHIFTING

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу предотвращения нежелательных двойных переключений передач согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. Настоящее изобретение относится также к системе предотвращения нежелательных двойных переключений передач согласно ограничительной части п.10 формулы изобретения. Настоящее изобретение относится также к транспортному средству, содержащему систему согласно изобретению, и к компьютерной программе и компьютерному программному продукту, которые осуществляют способ согласно изобретению.
Уровень техники
На фиг.1 схематично изображены части силовой передачи транспортного средства 1, такого как пассажирский автомобиль или тяжелое транспортное средство, например грузовик или автобус. Силовая передача содержит двигатель 10, механически присоединенный посредством вала к первому концу коробки 20 передач через сцепление 40. Коробка 20 передач также механически присоединена у ее другого конца посредством карданного вала 50 к дифференциалу 30, связанному с задним мостом. Задний мост содержит соответствующие левый и правый ведущие валы 60, которые приводят ведущие колеса транспортного средства (не изображенные на диаграмме).
В этом хорошо известном устройстве механическая работа двигателя 10 передается через различные устройства трансмиссии, например сцепление 40, коробку 20 передач, карданный вал 50, дифференциал 30 и ведущий вал 60, на ведущие колеса для перемещения транспортного средства 1. Важным устройством в силовой передаче является коробка 20 передач, которая имеет некоторое количество передач переднего хода для перемещения транспортного средства 1 вперед и обычно также одну или более передач заднего хода. Количество передач переднего хода изменяется, но современные типы грузовиков обычно предусмотрены с двенадцатью передачами переднего хода.
Коробка 20 передач может быть ручного или автоматического типа (автоматическая коробка передач), но также типа автоматической ручной коробки передач (автоматизированная механическая трансмиссия (АМТ)). Автоматические коробки передач и автоматические ручные коробки передач являются системами автоматизированных коробок передач, обычно управляемыми посредством управляющего блока 10 (электронный управляющий блок (ЭУБ)), который выполнен с возможностью управления коробкой 20 передач, например, во время переключения передач, выбирая передачи на определенной скорости транспортного средства с определенным сопротивлением движению. ЭУБ может измерять частоту вращения двигателя и состояние коробки 20 передач и управлять коробкой передач посредством электромагнитных клапанов, присоединенных к пневматическим устройствам. Информация о двигателе 10, например о его частоте вращения и вращающем моменте, также посылается от двигателя 10 к ЭУБ, например, через шину CAN (локальной сети контроллеров).
Управляющий блок 110 дополнительно содержит устройства для получения информации, например, в форме входных сигналов от коробки 20 передач через соединение 80 и/или, например, от одного или более входных узлов 120 через соединение 90. Управляющий блок дополнительно содержит устройства для доставки информации, например, в форме управляющих сигналов к коробке 20 передач через соединение 70 и/или к одному или более выходным узлам 130 через соединение 100. Управляющий блок может быть расположен вблизи от кабины водителя или вблизи от коробки передач или, по существу, где угодно в транспортном средстве. Входные узлы 120 и/или выходные узлы преимущественно расположены так, чтобы они были досягаемыми и/или видимыми водителю транспортного средства.
В обычных системах переключения передач управляющий блок 110 использует табулированные ограничения частоты вращения двигателя, также называемые точками переключения, которые представляют частоту вращения двигателя, на которой в коробке 20 передач должно быть осуществлено включение пониженной или повышенной передачи, то есть транспортное средство 1 переключает передачи, когда частота вращения его двигателя 10 проходит частоту вращения, представленную точкой переключения. Следовательно, точки переключения могут быть объяснены как предоставляющие информацию не только о том, когда должно происходить включение пониженной или повышенной передачи, но и о количестве шагов переключения передач, осуществляемых при каждом включении пониженной или повышенной передачи. Каждая точка переключения обычно содержит от одного до трех шагов переключения передач, но возможно больше шагов, например от одного до шести.
В некоторых системах для автоматизированных коробок передач, например в такой системе, как описанная в патенте США № 5908369, водитель может вручную выбрать соответствующие передачи после переключения автоматизированной коробки передач в ручной режим. В этой системе рычаг переключения передач и система выполнены так, что водитель должен переключиться на ручной режим, чтобы обладать возможностью переключать передачи вручную, что он/она может найти обременительным. В ручном режиме система использует некоторое количество датчиков времени для отслеживания того, может ли быть осуществлено ручное переключение передач или нет.
Также существуют некоторые системы для автоматизированных коробок передач, в которых водитель в автоматическом режиме может обладать возможностью переключения передач вверх или вниз вручную, если он/она не удовлетворен выбором передачи, сделанным в автоматическом режиме. Тогда такое ручное переключение передач осуществляется, если входной блок 120, в данном случае в форме избирателя режима, например пульта, приводится в действие водителем транспортного средства, после чего задается ручное переключение передач.
Такое заданное ручное переключение передач может вызвать проблемы в некоторых ситуациях. Если, например, водитель задает ручное переключение передач примерно во время автоматического переключения передач, осуществляемого автоматизированной коробкой передач, существует риск того, что ручное переключение передач, начатое и заданное им, добавится к автоматическому переключению передач. Если это случается, транспортное средство переключит вверх или вниз больше передач, чем желал водитель, а также больше, чем должно было сделать автоматическое переключение. Иначе говоря, результатом является нежелательное двойное переключение передач, которое окажет сильное влияние на частоту вращения двигателя и может привести к глушению двигателя.
Краткое описание изобретения
Задачей настоящего изобретения является предложение способа и системы предотвращения нежелательных переключений передач, которые полностью или частично решают упомянутую выше проблему.
Эта задача решается посредством создания способа предотвращения нежелательных двойных переключений передач согласно отличительной части п.1 формулы изобретения.
Цель достигается также системой предотвращения нежелательных двойных переключений передач согласно отличительной части п.1 формулы изобретения.
Задача также решается посредством создания транспортного средства, содержащего систему согласно изобретению, и компьютерной программы и компьютерного программного продукта, которые осуществляют способ согласно изобретению.
Способ и система предотвращения нежелательных двойных переключений передач согласно настоящему изобретению обеспечивают эффективную защиту от нежелательных двойных переключений передач и, следовательно, от нежелательного глушения двигателя из-за неправильного переключения передач. Водитель транспортного средства будет ощущать, что система очень проста в использовании и дает ощущение, что водитель сам управляет переключением передач.
Настоящее изобретение также может быть осуществлено с очень малой добавочной сложностью в транспортном средстве, поскольку способ может использовать схемы и кабели, уже установленные в современных транспортных средствах, и требует очень ограниченного количества вычислительной мощности управляющего блока.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения водитель может осуществлять желаемое ручное переключение передач посредством повторного приведения в действие избирателя режима в течение периода переключения передач. Преимуществом этого варианта осуществления является то, что опытный водитель, в частности, может уменьшить потребление топлива и износ транспортного средства, в это же время имея ощущение обладания управлением переключением передач.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения выбранные передачи показываются посредством указателя передачи, если избиратель режима приведен в действие, по меньшей мере, один раз в течение периода переключения передач. Преимуществом этого варианта осуществления является то, что водитель верит в то, что именно его приведение в действие избирателя режима приводит к переключению передач, даже если на самом деле происходит автоматическое переключение передач. Этот вариант осуществления также дает водителю улучшенное ощущение вождения.
Краткое описание чертежей
В подробном описании настоящего изобретения, приведенном ниже, варианты осуществления изобретения описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - схематичный вид части силовой передачи для транспортного средства;
фиг.2 - блок-схема способа согласно изобретению;
фиг.3 - схематичный вид управляющего блока.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Настоящее изобретение относится к способу и системе предотвращения нежелательных двойных переключений передач в транспортном средстве, посредством чего коробка передач транспортного средства выполнена с возможностью осуществления ручного переключения передач, то есть заданного ручного переключения передач, в автоматическом режиме. Обычно в автоматическом режиме происходят автоматические переключения передач, но в данном случае водитель может даже в автоматическом режиме заставлять систему осуществлять ручные переключения передач.
То, что водитель может задавать ручные переключения передач, когда система находится в автоматическом режиме, обеспечивает преимущества, заключающиеся в том, что опытный водитель, знакомый с поведением своего транспортного средства в разных ситуациях, может посредством этого не только достигнуть большего комфорта, но и уменьшить потребление топлива, выхлопы, вредные для окружающей среды и износ транспортного средства.
Тем не менее, способность задавать системе ручные переключения передач также в некоторых ситуациях может вызывать проблемы. Примером ситуации, в которой заданное ручное переключение передач может быть проблематичным, является ситуация, когда транспортное средство 1 движется в гору и если он должен слегка повысить частоту вращения двигателя, особенно если транспортное средство тяжелое. В автоматическом режиме автоматические коробки передач часто имеют некоторые границы безопасности перед включением повышенных передач, чтобы избежать неправильной процедуры сначала включения повышенной передачи и затем снова вынужденного включения обратно пониженной передачи, чтобы справиться с подъемом. Иначе говоря, в автоматическом режиме эти встроенные границы безопасности могут привести к росту частоты вращения двигателя до относительно высокого уровня перед осуществлением автоматического переключения передач. Опытный водитель, желающий попытаться уменьшить потребление топлива, а также достичь большего комфорта, может тогда хотеть помочь системе посредством задавания включения повышенной передачи несколько раньше, чем границы безопасности позволили бы автоматизированной коробке передач сделать это.
Такое заданное переключение передач, если оно начато в нежелательной точке во времени, может привести к риску того, что двигатель заглохнет. Например, приведение в действие водителем избирателя режима в то время, когда автоматизированная коробка передач только что осуществила выбор передачи в автоматическом режиме, может привести к добавлению заданного ручного переключения передач к выбору передачи, уже сделанному автоматической коробкой передач. Тогда результатом объединения автоматизированного выбора передачи и заданного ручного переключения передач может быть двойное переключение передач с последующим риском того, что частота вращения двигателя станет настолько низкой, что он может заглохнуть.
Согласно настоящему изобретению ручные переключения передач в автоматическом режиме запрещены, то есть предотвращены, если избиратель 120 режима приведен в действие только первый раз в периоде времени, в течение которого осуществляется автоматическое переключение передач, то есть во время периода переключения передач, который содержит время осуществления автоматического выбора передачи и время, в которое физически осуществляется автоматическое переключение передач. Таким образом, период переключения передач содержит время от начала переключения передач до его окончания. Таким образом, если избиратель 120 режима приведен в действие только один раз во время этого периода, к автоматическому переключению передач не будет добавлено никакого ручного переключения передач, так как автоматическое переключение передач запрещено системой. Таким образом, также предотвращены нежелательные двойные переключения передач.
Настоящее изобретение предлагает ряд преимуществ, относящихся к осуществлению изобретения. Сложность его осуществления может быть низкой, так как необходимо только отслеживать количество приведений в действие избирателя режима во время периода переключения передач. В предшествующем уровне техники используется некоторое количество датчиков времени для отслеживания того, когда различные меры могут быть приняты или нет. Каждый из этих датчиков времени нужно приводить в действие, запускать и отслеживать, чтобы работали ранее известные способы. Согласно настоящему изобретению запрещение и разрешение ручных переключений передач осуществляется таким образом, чтобы значительно уменьшить сложность системы. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения запрещение ручного переключения передач аннулируется, если избиратель режима приводится в действие по меньшей мере один второй раз в течение периода переключения передач, то есть если избиратель режима приводится в действие первый раз и после этого по меньшей мере один второй раз в течение периода переключения передач. Таким образом, ручное переключение передач разрешается, если избиратель режима приводится в действие по меньшей мере дважды в течение периода переключения передач.
Этот вариант осуществления изобретения обеспечивает ряд преимуществ. Он позволяет посредством повторных приведений в действие избирателя режима вызывать осуществление ручного переключения передач, когда оно действительно является преднамеренным и не осуществляется по ошибке. Эта процедура позволяет водителю задавать двойное переключение передач, если он/она действительно этого хочет. Таким образом, он/она будет иметь ощущение наличия полного контроля переключения передач, а также сможет оценить возможность положительно влиять на потребление топлива и комфорт вождения. Двойное переключение передач, предотвращенное при первом приведении в действие избирателя режима, но разрешенное при повторном приведении в действие, является очень простым для запоминания водителем и также обеспечивает ощущение незамедлительного действия в отличие от, например, датчиков времени, использовавшихся в предшествующем уровне техники для предотвращения ручного переключения передач.
На фиг.2 схематично изображено предотвращение (запрещение) ручного переключения передач согласно варианту осуществления способа для настоящего изобретения. Способ начинается с этапа 201, на котором система находится в автоматическом режиме в состоянии ожидания, в котором никакого автоматического переключения передач не осуществляется, и ручное переключение передач предотвращено. Способ переходит на этап 202, когда начинается автоматическое переключение передач, после чего система переключается в состояние запрещения, в котором любая попытка ручного переключения передач будет предотвращена.
В этом состоянии управляющий блок 110 подготовлен к получению входных сигналов от входного блока, например от избирателя 120 режима. Если избиратель 120 режима приводится в действие, сигнал посылается управляющему блоку 110, который решает, представляет ли полученный сигнал приведение в действие избирателя 120 режима. Таким образом, в этом состоянии избиратель 120 режима, если он приведен в действие, образует сигнал, импульс или какое-либо другое указание, которое управляющий блок 110 принимает за обозначение того, что избиратель режима был приведен в действие.
Если управляющий блок получает сигнал, который представляет первое приведение в действие избирателя режима, способ переходит на этап 203, на котором система будет находиться в состоянии переключения передач, в котором ручное переключение передач разрешено. Управляющий блок продолжает быть готовым к получению сигналов от избирателя режима. Если в этом состоянии получены один или более сигналов, представляющих по меньшей мере одно второе приведение в действие избирателя режима, способ переходит на этап 204. Управляющий блок 110 также проверит, происходит ли в это время автоматическое переключение передач. Если автоматическое переключение передач больше не происходит, то есть оно было завершено, способ переходит обратно на этап 201.
На этапе 204 осуществляется ручное переключение передач. Когда это выполнено или автоматическое переключение передач закончилось, способ переходит обратно на этап 201.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, следовательно, ручное переключение передач осуществляет шаг передачи, если избиратель 120 режима приведен в действие первый раз, и после этого второй раз в течение периода переключения передач, результатом чего являются всего два шага передачи, содержащие автоматическое переключение передач и ручное переключение передач, если автоматическое переключение передач принимает форму одного шага передачи. Этот результат известен как двойное переключение передач.
N
N
Согласно варианту осуществления изобретения ручное переключение передач осуществляет  шагов передачи, если избиратель 120 режима приведен в действие первый раз, и после этого еще  вторых раз в течение периода переключения передач. Иначе говоря, каждый раз, когда избиратель 120 режима приводится в действие после первого раза в течение периода переключения передач, будет осуществлен дополнительный шаг передачи вдобавок к шагу или шагам, осуществленным во время автоматического переключения передач.
Некоторые транспортные средства оснащены, по меньшей мере, одним выходным блоком 130 в форме, например, указателя передачи в кабине водителя. Обычно он не будет показывать передачи, выбранные во время автоматического переключения передач в автоматическом режиме, то есть передачи, выбранные выходным блоком 130 во время автоматических переключений передач, не будут показаны. Тем не менее, согласно варианту осуществления настоящего изобретения система содержит выходной блок 130 в форме указателя передачи в кабине водителя, причем этот указатель присоединен к управляющему блоку 110 и выполнен с возможностью использования информации, предоставляемой управляющим блоком, в качестве основания для показывания выбранной передачи, если избиратель режима был приведен в действие по меньшей мере первый раз в течение периода переключения передач.
Результатом является то, что выбранные передачи всегда будут показаны, если избиратель режима приведен в действие только первый раз, так и если он приведен в действие первый раз и после этого по меньшей мере еще один раз. Следовательно, выбранные передачи будут показаны водителю независимо от того, запрещено ли его переключение передач или осуществляется в данный момент. Присутствует ли показание или нет, решает происходящее в данный момент приведение в действие избирателя режима, а не то, приводит или нет приведение в действие к ручному переключению передач.
Преимуществом этого варианта осуществления изобретения является то, что он обеспечивает водителю ощущение того, что переключение передач было осуществлено им и, следовательно, что он действительно управляет и обладает контролем над переключением передач транспортного средства.
Специалистам в данной области техники также будет понятно, что способ предотвращения двойных переключений передач согласно настоящему изобретению также может быть осуществлен в компьютерной программе, которая при выполнении в 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.
Настоящее изобретение также относится к системе предотвращения нежелательных двойных переключений передач, которая содержит по меньшей мере один управляющий блок, предназначенный для управления коробкой передач и выполненный с возможностью осуществления ручного переключения передач во время автоматического режима, если избиратель режима приводится в действие. Управляющий блок выполнен с возможностью запрещения ручного переключения передач, если избиратель режима приведен в действие только первый раз в течение периода переключения передач, означающего период времени, в течение которого автоматическое переключение передач происходит в автоматическом режиме.
Согласно варианту осуществления управляющий блок выполнен с возможностью таким же образом, как описано для способа выше, осуществления ручного переключения передач, если избиратель режима приводится в действие по меньшей мере один второй раз в течение периода переключения передач, так что, например, двойное переключение передач происходит, если избиратель режима приводится в действие первый раз и после этого второй раз в течение периода переключения передач.
Согласно варианту осуществления система содержит указатель передачи в кабине водителя, причем этот указатель передачи присоединен к управляющему блоку и показывает выбранную передачу, если избиратель режима приведен в действие по меньшей мере первый раз в течение периода переключения передач. Указатель передачи принимает форму дисплея, который показывает графически, например, номер, представляющий выбранную передачу, или дисплея, показывающего выбранную передачу на семисегментном индикаторе. Указатель передачи предпочтительно выполнен так, что выбранная передача появляется около передачи, используемой во время движения транспортного средства вперед.
На фиг.3 схематично изображен управляющий блок 110. Управляющий блок 110 содержит рассчитывающий блок 111, который может принимать форму, по существу, любого типа процессора или микропроцессора, например микросхемы для обработки цифрового сигнала (цифровой сигнальный процессор (DSP)) или микросхемы с заданной конкретной функцией (специализированная интегральная микросхема (ASIC)). Рассчитывающий блок 111 присоединен к блоку 112 памяти, который встроен в управляющий блок 110 и который предоставляет рассчитывающему блоку 111, например, хранимый код программы и/или хранимую информацию, которая требуется рассчитывающему блоку 111 для возможности осуществления расчетов. Рассчитывающий блок 111 также выполнен с возможностью хранения частичных или полных результатов расчетов в блоке 112 памяти.
Управляющий блок 110 дополнительно предусмотрен с устройствами 113, 114, 115, 116 для соответственного получения входных сигналов и посылания выходных сигналов. Эти входные и выходные сигналы могут содержать формы волны, импульсы и другие свойства, которые устройства 113, 116, получающие сигналы, могут определять как информацию и которые могут быть преобразованы в сигналы, обрабатываемые рассчитывающим блоком 111. Затем эти сигналы передаются в рассчитывающий блок 111. Устройства 114, 115, посылающие сигналы, выполнены с возможностью преобразования сигналов, полученных от рассчитывающего блока 111, для того чтобы создавать, например, посредством модуляции сигналов выходные сигналы, которые могут быть переданы к другим частям системы предотвращения двойных переключений передач.
Каждое из соединений для соответствующих устройств для соответствующего получения входных сигналов и посылания выходных сигналов может принимать форму одного или более из следующих: кабель, шина данных, например шина CAN (локальной сети контроллеров), шина передачи данных мультимедийных систем (MOST), или некоторые другие конфигурации шины, или беспроводное соединение. Соединения 70, 80, 90, 100 на фиг.1 также могут принимать форму одного или более из этих кабелей, шин или беспроводных соединений.
Специалисту в данной области техники будет понятно, что упомянутый выше компьютер может принимать форму рассчитывающего блока 111 и что упомянутая выше память может принимать форму блока 112 памяти.
Специалистам в данной области техники также будет понятно, что описанная выше система может быть изменена согласно различным вариантам осуществления способа согласно изобретению. Изобретение также относится к транспортному средству 1, например грузовику или автобусу, содержащему по меньшей мере одну систему определения одной или более точек переключения согласно изобретению.
Настоящее изобретение не ограничено его вариантами осуществления, описанными выше, и относится к объему защиты независимого пункта прилагаемой формулы изобретения и содержит в нем все варианты осуществления.