СПОСОБ ПРИВЕДЕНИЯ В ДЕЙСТВИЕ ФУНКЦИИ СВОБОДНОГО ХОДА АВТОМОБИЛЯ
METHOD FOR BRINGING FREE TRAVEL FUNCTION OF AUTOMOBILE INTO ACTION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу автоматического приведения в действие режима свободного хода транспортного средства (автомобиля).
Предпосылки создания изобретения
В автомобилях большой грузоподъемности все чаще используют автоматические трансмиссии типа автоматических механических трансмиссий (АМТ), что стало возможным с развитием микропроцессорной технологии, позволяющей с помощью управляющего компьютера и нескольких элементов управления, например сервоприводов, с высокой точностью регулировать число оборотов двигателя, взаимное соединение и разъединение автоматического сцепления между двигателем и коробкой передач и соединительными элементами коробки передач, за счет чего всегда обеспечивается плавное переключение передачи на правильную частоту вращения. Преимуществом автоматической коробки передач данного типа над традиционной автоматической коробкой передач на основе набора планетарных зубчатых колес и с гидродинамическим трансформатором на первичной стороне является, во-первых, ее простота и более высокая надежность и возможность изготовления со значительно меньшими затратами, в особенности, что касается применения в автомобилях большой грузоподъемности, и, во-вторых, более высокий кпд, что означает меньший расход топлива.
Традиционная автоматическая коробка передач на основе набора планетарных зубчатых колес может иметь расположенные между наборами планетарных зубчатых колес односторонние муфты, которые передают крутящий момент от двигателя колесам, когда на них поступает привод от двигателя, но если крутящий момент передается в противоположном направлении (т.е. при нулевом газе и движущемся автомобиле), они выключаются и позволяют автомобилю двигаться свободным ходом без торможения двигателем, что обеспечивает меньший расхода топлива за счет использования кинетической энергии автомобиля, чем при торможении двигателем.
Соответствующая функция свободного хода автоматических механических коробок передач описана в заявке W002/092378. Функцию свободного хода в ней обеспечивают путем установки разъемного зубчатого колеса коробки передач в нейтральное положение, когда педаль акселератора (педаль газа) автомобиля находится в заданном диапазоне углов поворота, который начинается на определенном расстоянии от исходного положения педали и проходит на протяжении небольшого угла в пределах общего угла поворота педали. Когда водитель желает изменить режим движения автомобиля и перейти на свободный ход без торможения двигателем, он ослабляет давление на педаль акселератора, чтобы она достигла заданного диапазона, в котором выключается привод от двигателя. Если необходимо торможение двигателем, он еще больше ослабляет давление на педаль газа до конца или в любом случае до тех пор, пока она не войдет в заданный диапазон, в котором происходит выключение.
Если автомобиль оснащен вспомогательным тормозом, таким как тормозной двигатель, например регулятором давления выходящих газов или компрессионным тормозом, или гидравлическим или электрическим замедлителем, тормоз данного типа часто используют, когда автомобиль движется накатом. Крутизна спуска при движении под уклон может иногда меняться и если водитель желает поддерживать определенную скорость движения автомобиля на протяжении всего спуска с меняющейся крутизной, он часто использует вспомогательный тормоз, чтобы поддерживать скорость движения автомобиля и сберечь рабочий тормоз. Это означает, что при изменении крутизны спуска водителю может потребоваться многократно включать и выключать вспомогательный тормоз или регулировать его тормозное усилие и даже иногда переводить вспомогательный тормоз в нерабочее положение, например, если крутизна спуска становится относительно небольшой.
Часто непосредственно после выключения вспомогательного тормоза возникает ситуация, в которой было бы предпочтительно движение свободным ходом, поскольку при этом по меньшей мере экономится топливо. Для приведения в действие функции свободного хода непосредственно после выключения вспомогательного тормоза согласно известным методам водитель должен слегка нажать на педаль акселератора (т.е. в пределах упомянутого заданного диапазона углов поворота, смотри W002/092378) и затем как можно быстрее отпустить педаль акселератора. Необходимость нажимать на педаль акселератора, чтобы привести в действие свободный ход при движении под уклон, лишена логики и противоестественна для водителя, который желает поддерживать определенную скорость движения автомобиля.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является усовершенствование способа и устранение противоестественного ощущения необходимости нажимать на педаль акселератора для приведения в действие функции свободного хода непосредственно после выключения вспомогательного тормоза. Другой задачей изобретения является достижение большей экономии топлива.
Краткое изложение сущности изобретения
В настоящем изобретении предложен способ приведения в действие функции свободного хода транспортного средства (автомобиля), оснащенного вспомогательным тормозом. Для регулирования тормозного усилия вспомогательного тормоза предусмотрено средство управления вспомогательным тормозом, с помощью которого его устанавливают в одном из диапазона положений, включающего "нерабочее" (выключенное) положение вспомогательного тормоза и по меньшей мере одно "рабочее" (включенное) положение вспомогательного тормоза. Предлагаемый способ отличается тем, что при выключении вспомогательного тормоза в результате ручной установки средства управления вспомогательным тормозом в нерабочее положение вспомогательного тормоза, автоматически приводится в действие функция свободного хода, если обнаружено условие свободного хода.
Преимуществом предложенного в изобретении способа является то, что водителю не приходится слегка нажимать на педаль акселератора, а затем как можно быстрее отпускать педаль акселератора, чтобы привести в действие свободный ход. За счет предложенного в изобретении автоматического приведения в действие свободного хода упрощается управление автомобилем и снижается расход топлива.
В одном из вариантов осуществления предложенного в изобретении способа для обнаружения условия свободного хода по меньшей мере определяют, что педаль акселератора для управления крутящим моментом на ведущем валу двигателя автомобиля отпущена и что педаль тормоза для управления рабочими тормозами автомобиля также отпущена. За счет этого водитель может естественным способом привести в действие функцию свободного хода путем лишь установки средства управления вспомогательным тормозом в нерабочее положение вспомогательного тормоза, не касаясь педали акселератора и педали тормоза.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение более подробно описано со ссылкой на приложенный чертеж, на котором в качестве примера показан предпочтительный вариант осуществления изобретения.
Подробное описание изобретения
На чертеже показан один из вариантов осуществления изобретения для автомобиля, оснащенного двигателем внутреннего сгорания 1, например дизельным двигателем с коленчатым валом 2, который связан с сухим однодисковым сцеплением 3, помещающимся в картере 4 сцепления. Коленчатый вал 2 неповоротно соединен со свободно вращающимся входным валом 7, который установлен в картере 8 коробки 9 передач. В картере 8 коробки передач также установлены свободно вращающиеся вторичный вал 10 и промежуточный контрвал 11. На входном валу установлено свободно вращающееся зубчатое колесо, которое может быть зафиксировано на валу с помощью синхронизирующего устройства с соединительной муфтой, неповоротно, но с возможностью осевого перемещения установленного на ступице, неповоротно соединенной с входным валом. С помощью соединительной муфты свободно вращающееся зубчатое колесо, установленное на вторичном валу, может быть зафиксировано относительно входного вала. Когда соединительная муфта находится в среднем положении, оба зубчатых колеса выведены из зацепления с соответствующими валами. Упомянутые зубчатые колеса вместе с синхронизирующим устройством и соединительной муфтой образуют разъемное зубчатое колесо.
На контрвалу 11 надежно закреплены свободно вращающиеся дополнительные зубчатые колеса, каждое из которых входит в зацепление с соответствующим свободно вращающимся зубчатым колесом, установленным на вторичном валу 10, при этом упомянутые зубчатые колеса могут быть зафиксированы на вторичном валу с помощью дополнительных соединительных муфт. Вторичная сторона вторичного вала 10 посредством карданного вала передает привод на колесную пару.
Все соединительные муфты способны перемещаться с помощью сервоэлементов, которыми могут являться устройства типа поршневых цилиндров с пневмоприводом, используемых в коробке передач описанного выше типа, предлагаемой на рынке под торговым наименованием I-SHIFT. Сервоэлементами известным способом управляет блок 45 управления.
Крутящим моментом, передаваемым от двигателя 1, известным способом управляют с помощью педали 48 акселератора. Автомобиль имеет рабочую тормозную систему 55, которой известным способом управляют с помощью педали 56 тормоза.
Вспомогательным тормозом 57, который имеет автомобиль, может являться тормоз-замедлитель в выпускной системе двигателя (устройство торможения дросселированием выхлопа), компрессионный тормоз двигателя (смотри, например, патент US 5146890), гидравлический замедлитель или электрический замедлитель. В предложенном в изобретении автомобиле также может использоваться сочетание вспомогательных тормозов упомянутого типа. Вспомогательным тормозом 57 управляют посредством средства 47 управления, которым может являться рычаг или переключатель, имеющий положения, соответствующие "нерабочему положению" вспомогательного тормоза и "рабочему положению" вспомогательного тормоза. Рабочее положение может включать несколько положений, соответствующих различным вспомогательным тормозным усилиям.
В одном из вариантов осуществления блок 45 управления запрограммирован приводить в действие функцию свободного хода, если обнаружено, что (i) средство 47 управления вспомогательным тормозом переведено из рабочего положения вспомогательного тормоза в нерабочее положение вспомогательного тормоза, (ii) отпущена педаль 48 акселератора для регулирования крутящего момента на ведущем валу двигателя и (iii) отпущена педаль тормоза 56 для управления рабочими тормозами автомобиля.
Когда функция свободного хода приведена в действие, синхронизированное разъемное зубчатое колесо коробки 8 передач выходит из зацепления, чтобы обеспечить функцию свободного хода. Для выключения привода от двигателя на ведущие колеса автомобиля с целью обеспечения функции свободного хода в альтернативных вариантах осуществления также могут применяться другие средства, такие как сцепление 3.
Положение педали акселератора определяют с помощью углового датчика 49. Блок 45 управления также регулирует впрыск топлива (т.е. число оборотов двигателя и крутящий момент) в зависимости от положения педали акселератора и подачу воздуха в пневматические поршневые цилиндры, с помощью которых управляют такими системами, как сцепление 3 и синхронизированное разъемное зубчатое колесо.
Блок управления запрограммирован выключать функцию свободного хода, когда водитель запросит дополнительное тормозное усилие путем перемещения средства 47 управления вспомогательным тормозом в рабочее положение вспомогательного тормоза или нажмет на педаль акселератора 48, в результате чего она выйдет из диапазона свободного хода, или если он нажмет на педаль 56 рабочего тормоза. Сначала блок 45 управления доводит число оборотов двигателя до уровня, при котором становится возможна синхронизация, после зубчатая муфта перемещается в прежнее положение зацепления. В результате, включается привод на ведущие колеса и снова возможно управление или торможение двигателем.
В блоке 45 управления также запрограммирована функция безопасности: если двигатель 1 должен быть остановлен, когда приведена в действие функция свободного хода, блок 45 управления передает сигнал выключения сцепления 3 между двигателем и коробкой передач, после чего перемещает зубчатую муфту из нейтрального положения в предыдущее положение зацепления.
После зацепления синхронизированного зубчатого колеса блок 45 управления передает сигнал повторного включения сцепления 3. После включения сцепления водитель автомобиля управляет двигателем, и любые вспомогательные устройства, такие как насос усилителя и тормоза двигателя, на которые обычно поступает привод от двигателя, теперь приводятся в действие водителем автомобиля посредством двигателя.
Изобретение не следует считать ограниченным описанными выше вариантами осуществления, и в него может быть внесен ряд дополнительных вариантов и усовершенствований, входящих в объем следующих патентных притязаний формулы изобретения.