СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ СЖАТОГО ВОЗДУХА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ В ПРОЦЕССЕ ТРОГАНИЯ С МЕСТА
METHOD OF CONTROL OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE COMPRESSED AIR SUPPLY DURING BREAKAWAY

Изобретение относится к способу эксплуатации трансмиссии транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, с соотнесенным с этим двигателем внутреннего сгорания турбонагнетателем, с устройством для наддува дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания, с включаемым при трогании с места и разделительным сцеплением, а также коробкой переключения передач, прежде всего для подготовки и проведения процесса трогания с места.
Например, из патентных заявок WO 2006/037564 A1, WO 2006/089779 A1 и WO 2006/089780 A1 известно, что оснащенный турбонагнетателем поршневой двигатель внутреннего сгорания в нижнем диапазоне частоты вращения имеет сравнительно низкий крутящий момент, так как подаваемый для повышения частоты вращения от стандартного турбонагнетателя во всасывающий воздушный тракт двигателя объем воздуха системно-обусловлено зависит от того потока отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, который приводит в движение турбину турбонагнетателя. Выраженность этого известного как задержка разгона («турбояма») феномена может быть смягчена турбонагнетателями изменяемой геометрии, у которых турбинные лопатки выполнены с возможностью регулировки в зависимости от имеющегося в наличии, приводящего в движение потока отработавших газов. Поскольку турбонагнетатель с изменяемой геометрией является относительно дорогостоящим в производстве, а также является регулируемым только посредством сложных способов распределения и регулировки, то в автомобильной промышленности существует необходимость достижения относительно высокого крутящего момента привода двигателя внутреннего сгорания, в том числе при низком числе оборотов двигателя, при помощи более простых устройств и/или способов.
Поэтому из DE 3906312 C1, а также из DE 19944946 A1 соответственно известны способ и устройство для сокращения вышеуказанной задержки разгона, в которых во время ускорения оснащенного турбонагнетателем дизельного двигателя из пневмоаккумулятора во всасывающий трубопровод двигателя впускается определенное количество воздуха, а количество впрыскиваемого топлива соответствующим образом регулируется. При этом требуемый для двигателя сжатый воздух может поступать из пневмоаккумулятора пневматической системы торможения.
Из вышеуказанных документов WO 2006/089779 A1 и WO 2006/089780 A1 также известно, что для уменьшения упомянутой задержки разгона в двигателе внутреннего сгорании с турбонаддувом используют особое устройство для подачи свежей горючей смеси или же сжатого воздуха. Это расположенное в области всасывания двигателя внутреннего сгорания устройство имеет всасывающий воздушный тракт в виде всасывающего трубопровода, который имеет регулируемый дроссельный клапан и первое концевое подключение к впуску всасываемого воздуха, а также второе концевое подключение к выпуску в направлении цилиндров двигателя. Дроссельный клапан для регулировки присоединен к приводимому блоком управления регулирующему приспособлению. Между дроссельным клапаном и вторым концевым подключением выполнен патрубок для подвода сжатого воздуха с отверстием, которое входит во внутреннее пространство приспособления. Кроме того, предусмотрено, что патрубок для подвода сжатого воздуха взаимодействует с имеющим клапан с одним закрытым и произвольным количеством открытых положений приспособлением для регулирования объема сжатого воздуха, которым управляет электрическое блок управления через электрический вход. Регулирующее приспособление дроссельного клапана принудительно приводится в действие приспособлением для регулирования объема сжатого воздуха и/или блоком управления таким образом, что полностью открытому положению дроссельного клапана соответствует полностью закрытое положение приспособления для регулирования объема сжатого воздуха.
Для управления этими известными из WO 2006/089779 A1 и WO 2006/089780 A1 устройствами для впрыскивания сжатого воздуха во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания блок управления использует сигналы запроса крутящего момента, которые исходят от педали акселератора, противобуксовочной системы, устройства контроля скорости и/или электронной программы стабилизации, или от средств, которые передают в систему управления двигателем полученный извне запрос крутящего момента.
Кроме того, из WO 2006/089779 A1 известно, что при оптимальном управлении устройством для подачи в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом сжатого воздуха (или, как там сформулировано, горючей смесью) программа управления блока управления этим устройством имеет предварительно определенные данные об условиях, при наступлении которых наддув воздуха должен осуществляться или прекращаться. Так, например, может быть учтено, что профессиональные водители дальних рейсов или водители автобусов имеют соответственно индивидуальные стили вождения, которые требуют средних параметров ускорения. Так, такой водитель может отдавать предпочтение определенным точкам переключения коробки переключения передач. Они могут быть определены, сохранены и обработаны блоком управления. Эти данные блок управления использует, например, для определения длительности наддува воздуха и применяет для приведения в действие дроссельного клапана. За счет такого подхода предотвращается неоправданное, а также не дающее преимуществ использование большого объема сжатого воздуха. Прежде всего, при этом предусмотрено, что длительность наддува воздуха и приведение в действие дроссельного клапана адаптивно регулируется управляющим программным обеспечением в зависимости от частоты желания водителя придать ускорение.
Кроме того, из WO 2006/037564 A1 известно соответствующее данному типу устройство, в котором забранный из пневмоаккумулятора сжатый воздух также может быть подан непосредственно перед впускным клапаном цилиндра двигателя внутреннего сгорания.
Так как взаимодействие соответствующего данному типу устройства для подачи в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом дополнительного сжатого воздуха согласно WO 2006/089779 A1 и WO 2006/089780 A1 с другими приспособлениями в трансмиссии транспортного средства действительно является сложным, для оптимального применения оно требует на транспортном средстве, будь то грузовой или легковой автомобиль, устройства таких специальных способов управления, которые учитывают соответствующие особенности, а также требования также и этих компонентов трансмиссии. Процессу трогания с места оборудованного подобным образом транспортного средства с включаемым при трогании с места и разделительным сцеплением при этом придается особое значение.
Следовательно, в основу изобретения положена задача разработки способа для согласованного управления устройством для наддува дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания, а также включаемого при трогании автомобиля с места сцепления и сцепления для включения передач.
Решение этой задачи следует из признаков независимого пункта формулы изобретения, в то время как преимущественные усовершенствования и варианты осуществления способов приведены в  зависимых пунктах формулы изобретения.
В основе изобретения лежат научные выводы, что для оптимального управления самим по себе известного устройства для подачи в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом дополнительного сжатого воздуха необходимо также учитывать технологические особенности других имеющихся в трансмиссии транспортного средства приспособлений и/или агрегатов. Следовательно, данное изобретение связано с оптимальным с технологической точки зрения взаимодействием включаемого при трогании с места и разделительного сцепления с устройством для подачи в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом дополнительного сжатого воздуха.
Под понятием «коробка переключения передач» понимаются все типы коробок передач, то есть, например, механические коробки переключения передач, автоматические коробки переключения передач, переключаемые под нагрузкой коробки переключения передач, коробки переключения передач с двухдисковым сцеплением, ступенчатые автоматические коробки переключения передач, а также бесступенчатые коробки переключения передач.
Под понятием «устройство для подачи в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом дополнительного сжатого воздуха» понимаются описанные в начале устройства, независимо от того, берется ли сжатый воздух или же горючая смесь из резервуара сжатого воздуха пневматической тормозной системы или из другого устройства транспортного средства, или же сжатый воздух вырабатывается, в зависимости от потребности, непосредственно воздушным насосом с приводом от электродвигателя. Названное устройство включает в себя все необходимые для его эксплуатации детали и агрегаты. Кроме того, изобретение подходит для всех устройств для подачи в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом дополнительного сжатого воздуха, независимо оттого, подается ли сжатый воздух далеко перед цилиндрами двигателя внутреннего сгорания в его всасывающий тракт или же вдувается непосредственно перед впускным клапаном такого цилиндра в его входную область.
Следовательно, изобретение исходит из способа эксплуатации трансмиссии с двигателем внутреннего сгорания, с турбонагнетателем, которым оснащен данный двигатель внутреннего сгорания, с устройством для наддува дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания, с включаемым при трогании с места и разделительным сцеплением, а также коробкой передач. Для подготовки и проведения процесса трогания с места предусмотрено, что дополнительный сжатый воздух вдувается во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания только тогда, когда в зависимости от актуального состояния транспортного средства это приводит к выгодному режиму эксплуатации транспортного средства для безопасности водителя, расхода топлива и/или удобства езды и износа сцепления.
За счет такого способа эксплуатации устройства для подачи дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания обеспечивается, что его неоспоримые преимущества во взаимодействии с другими компонентами транспортного средства не воздействуют контрпродуктивно.
Таким образом, усовершенствованный вариант изобретения предусматривает, что в процессе трогания с места координированное приведение в действие включаемого при трогании с места и разделительного сцепления и устройства для наддува дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания происходит таким образом, что скорость перестановки или динамические характеристики исполнительного органа сцепления, а также момент времени, давление и длительность подачи дополнительного сжатого воздуха происходит согласованно друг с другом. Этот способ также обеспечивает, что инициируемое за счет направления нагнетания воздуха увеличение крутящего момента двигателя осуществлялось по времени точно тогда, когда это желательно также и для процесса трогания с места. При этом следует помнить о том, что включаемое при трогании с места и разделительное сцепление также взаимодействует с коробкой передач транспортного средства и взаимодействует ее требованиями в процессе трогания с места.
В еще одном варианте выполнении изобретения может быть предусмотрено, что координированное приведение в действие включаемого при трогании с места и разделительного сцепления и устройства для наддува дополнительного воздуха регулируют в зависимости от массы транспортного средства, сопротивления движению, уклона α проезжей части, предстоящего GPS маршрута следования, температуры Т окружающей среды, ожидаемого водителем или предварительно определенного и сохраненного в блоке управления или рассчитанного промежутка времени трогания с места, желаемой с точки зрения водителя мощности L и/или динамических параметров устройства для наддува дополнительного сжатого воздуха и исполнительного органа 74 сцепления. Указанные величины измеряются при осуществлении способа известным самим по себе образом с помощью подходящих датчиков и передаются в соответствующий блок управления, или рассчитываются в том или ином блоке управления транспортного средства.
Оценка названных величин может приводить к автоматизированному принятию решения, что устройство для подачи дополнительного сжатого воздуха в процессе трогания с места целенаправленно не активируется, и процесс трогания с места с замыканием включаемого при трогании с места и разделительного сцепления осуществляется лишь в исключительно безнаддувном режиме двигателя внутреннего сгорания или же с поддержкой работающего на отработавших газах турбонагнетателя при более высоком числе оборотов двигателя. Подобный случай эксплуатации может быть представлен, например, в том случае, когда требуемый с точки зрения водителя крутящий момент двигателя меньше или равен крутящему моменту в изначально, исключительно безнаддувном режиме работы двигателя внутреннего сгорания. Понятие «изначально исключительно безнаддувный режим работы» должно наглядно представлять, что, разумеется, также и в процессе трогания с места воздействие работающего на отработавших газах турбонагнетателя начинается при более позднем увеличении числа оборотов двигателя внутреннего сгорания.
Кроме того, может быть предусмотрено, что в процессе трогания с места наддув дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания происходит незамедлительно, если на основании данных о маршруте ясно, что транспортное средство должно трогаться с места на подъеме, или такой подъем непосредственно предстоит на маршруте следования. Таким образом, оказывается противостояние повысившемуся трогаться с места на подъеме сопротивлению движению за счет непосредственного увеличения крутящего момента двигателя в результате подачи дополнительного сжатого воздуха, а также естественным образом соотнесенного с этим объемом топлива.
Согласно еще одному варианту предусмотрено, что до процесса трогания с места компрессор сжатого воздуха для обеспечения необходимого объема сжатого воздуха включают сразу, если на основании данных о маршруте следования известно, что транспортное средство должно трогаться с места на подъеме или такой подъем непосредственно предстоит на маршруте следования, а также уровень в резервуаре сжатого воздуха опустился ниже предварительно определенного объема заполнения. За счет такого предусмотрительного подхода достигается, что перед подъемами резервуар сжатого воздуха всегда достаточно заполнен, чтобы обеспечить наддув сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания на момент увеличения его крутящего момента.
Кроме того, преимуществом считается, если предусмотрено, что наддув дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания в процессе трогания с места происходит таким образом, что за счет повышенного крутящего момента двигателя время буксования включаемого при трогании с места и разделительного сцепления, а также частота вращения двигателя внутреннего сгорания при трогании с места уменьшается. За счет такого режима эксплуатации срок службы фрикционных дисков включаемого при трогании с места и разделительного сцепления повышается преимущественным образом, а также, при определенных условиях, экономится топливо или же достигаются лучшие параметры отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.
Кроме того, согласно изобретению может быть предусмотрено, что подача дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания происходит таким образом, что при запуске двигателя внутреннего сгорания при помощи стартера нагрузка с последнего снимается за счет изначально высоких значений давления газов в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания. При этом эти большие на начальной фазе значения давления газов в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания образуются за счет того сжатого воздуха, который в этом случае подается, предпочтительно, непосредственно на входные клапаны двигателя внутреннего сгорания.
Кроме того, предлагаемое оборудованное подобным образом транспортное средство может эксплуатироваться таким образом, что наддув дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания активируют или деактивируют антиблокировочной системой, системой регулировки проскальзывания ведущих колес, программой стабилизации боковой раскачки, программой для езды по бездорожью и/или программой регулировки дистанции в зависимости от релевантных в отношении безопасности критериев принятия решений. Для этого относящиеся к отдельным функциям безопасности блока управления и блок управления для регулирования сцепления, а также устройства для наддува воздуха при помощи оборудования для обработки и передачи информации соединены в единую сеть, так что предусмотренный другими функциями управления сам по себе наддув дополнительного сжатого воздуха во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания уменьшается или даже совсем прекращается, если на это оказывают воздействие в отношении безопасности критерии принятия решений.
В заключение, в еще одной форме осуществления изобретения может быть предусмотрено, что наддув дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания может быть активирован или деактивирован водителем вручную. За счет этого он с соблюдением всех мер предосторожности имеет возможность перерегулировать предусмотренный названными блоками управления или перекрытый наддув дополнительного сжатого воздуха во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания, то есть начать иной в этом отношении процесс управления. Чтобы обеспечить такую возможность, в распоряжении у водителя в его водительской кабине имеются соответствующие средства индикации и приведения в действие, которые соединены по меньшей мере с одним из названных релевантных блоков управления. За счет этого водитель при выходе из строя датчиков или блоков управления может, тем не менее, управлять целесообразным с транспортно-механической точки зрения и с точки зрения безопасности протеканием, при необходимости, поддерживаемого подачей сжатого воздуха процесса трогания с места.
Далее изобретение будет объяснено на основании примеров осуществления. Для этого к описанию прилагаются чертежи. На них показаны:
фиг.1 - схематическое изображение трансмиссии транспортного средства с устройством для наддува сжатого воздуха во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания, и
фиг.2 - блок-схема, относящаяся к схеме соединений датчиков, блоков управления, а также устройств индикации и ввода данных согласно фиг.1 при помощи оборудования для обработки и передачи информации.
К показанной на фиг.1 трансмиссии 1 транспортного средства относится оснащенный турбокомпрессором 17 дизельный двигатель 2 с шестью расположенными в одном ряду внутри блока 6 цилиндров цилиндрами 3. Всасывающие трубопроводы 4 цилиндров 3 присоединены к коллектору 5, который имеет присоединительный фланец 7, к которому присоединен всасывающий воздушный тракт 8 со своим вторым концевым подключением 9 для вытекания воздуха. Первое концевое подключение 10 для втекания воздуха соединено трубопроводом 11 с выпускным отверстием 12 охладителя 13 наддувочного воздуха, впускное отверстие 14 которого соединено через трубопровод 15 с выпускным отверстием 16 турбокомпрессора 17. К впускному отверстию 18 турбокомпрессора 17 подключен воздушный фильтр 19 с трубопроводом 20. Турбокомпрессор 17 представляет собой часть турбонагнетателя 22, работающая на отработавших газах турбина 23 которого присоединена его впускным отверстием 24 к выпускному отверстию 25 выпускного коллектора 26. Турбокомпрессор 17 и работающая на отработавших газах турбина 23 закреплены на установленном с возможностью вращения валу 21. Цилиндры 3 подсоединены выпускными трубопроводами 27 к выпускному коллектору 26, а выпускное отверстие 28 работающей на отработавших газах турбины 23 гидродинамически соединено с выпускным газопроводом 29.
Снабжение топливом цилиндров 3 происходит через впрыскивающие форсунки 30, регулирование которых происходит через провод 31 от первого выхода 32 электронного блока 38 управления (EDC - системы регулирования подачи топлива дизельного двигателя с электронным управлением). К входу 37 электронного блока 38 управления через провод 36 подсоединен выход 34 электронного блока 33 управления. Этот названный последним блок управления 33 оснащен исполнительным органом, который в данном примере осуществления выполнен в виде педали 35 акселератора. Электрическое подключение 39 электронного блока 38 управления происходит через магистральный провод 40 с электрическим подключением 41 всасывающего воздушного тракта 8. Пунктирная линия управления всасывающего воздушного трубопровода 8 показывает, что электронный блок 38 управления осуществляет управление непоказанным вспомогательным двигателем для приведения в действие дроссельного клапана 63. При помощи этого дроссельного клапана 63 может регулироваться объем всасываемого дизельным двигателем 2 объема воздуха.
Всасывающий воздушный тракт 8 имеет подсоединение 42 сжатого воздуха, которое через трубопровод 43 подсоединено к выходному подсоединению 44 резервуара 45 сжатого воздуха. Подключение питания 46 резервуара 45 сжатого воздуха подсоединено через трубопровод 47 к подсоединению 48 сжатого воздуха компрессора 49 сжатого воздуха. В трубопровод 47 также встроены датчик 50 давления и влагоотделитель 51. Компрессор 49 сжатого воздуха имеет всасывающий патрубок 52, который оснащен воздушным фильтром 53. Вал 54 компрессора 49 сжатого воздуха соединен ременным приводом 55 с главным валом 56 дизельного двигателя 2 с турбонаддувом. Однако изобретение также включает в себя такие компрессоры сжатого воздуха, которые приводятся в действие, например, от электронного блока 38 управления (не показан).
Кроме того на фиг.1 показано, что компрессор 49 сжатого воздуха подсоединен к двигателю внутреннего сгорания 2 через приводимую в движение вышеназванным электронным блоком 38 управления муфту 71 с ременным приводом 55, так что этот компрессор 49 сжатого воздуха активируется блоком 38 управления только тогда, когда давление в резервуаре 45 сжатого воздуха должно быть повышено. Для определения текущего давления в резервуаре 45 сжатого воздуха там расположен датчик 79 давления, измерительный сигнал которого может быть передан по проводу 80 датчика в блок 38 управления и/или в блок 66 управления коробкой передач.
Активирование компрессора сжатого воздуха 49 происходит согласно изобретению особо преимущественно, например, тогда, когда транспортное средство в режиме принудительного холостого хода находится на склоне, чтобы за счет потребления мощности компрессора 49 сжатого воздуха использовать тормозящее воздействие трансмиссии 1.
Кроме этого на фиг.1 показано, что двигатель 2 внутреннего сгорания может приводиться в движение и, тем самым, запускаться электродвигательным стартером 59, который своей шестерней может входить в зацепление в зубчатый обод махового диска двигателя 2 внутреннего сгорания. Маховой диск известным способом закреплен с зубчатым ободом 57 на главном валу 56 двигателя 2 внутреннего сгорания. Стартер 59 соединен с электронным блоком 38 управления устройства для наддува дополнительного сжатого воздуха через линию 72 управления и, следовательно, может включаться и выключаться при помощи этого блока 38 управления.
Кроме того, в трубопроводе 43 расположен приводимый в движение электронным блоком 38 управления электромагнитный распределительный и регулирующий клапан 65, при помощи которого возможно впрыскивание через форсунки или вдувание дополнительного сжатого воздуха из резервуара 45 сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт 8, если это кажется целесообразным для оказания влияния на крутящий момент дизельного двигателя 2, прежде всего для его увеличения. Регулирующий клапан 65 приводится в действие электронным блоком 38 управления через магистральный провод 40, который разветвляется в области всасывающего воздушного тракта 8 на линию управления (показана короткими штрихами) для настройки вспомогательного двигателя дроссельного клапана 63 и линию управления (показана длинными штрихами) для настройки регулирующего клапана 63.
Кроме того, на фиг.1 схематически показано, что двигатель 2 внутреннего сгорания со стороны отбора мощности соединен без возможности поворота через главный вал 56 с входной стороной включаемого при трогании с места и разделительного сцепления 60, в то время как выходная сторона муфты 60 сцепления соединена входным валом 61 автоматической коробки 62 переключения передач. Муфта 60 сцепления выполнена в виде автоматически приводимого в действие сцепления и, следовательно, оснащена исполнительным органом 74 сцепления, соединенным через магистраль 75 управления с блоком 66 управления коробкой передач, который выдает для него команды управления.
Если режим эксплуатации дизельного двигателя 2 внутреннего сгорания требует этого, то с входной стороны перед муфтой 60 сцепления может быть расположен также еще не показанный здесь амортизатор крутящих колебаний, который, однако, сам по себе известен. Автоматическая коробка 62 переключения передач имеет выходной вал, который посредством непоказанных приводных валов и дифференциальной коробки переключения передач соединен с колесами 78 транспортного средства.
Автоматическая 62 коробка переключения передач в данном примере осуществления выполнена в виде автоматизированной коробки переключения передач, известные исполнительные органы 70 которой соединены посредством управляющей линии 69 с блоком 66 управления коробкой переключения передач.
При помощи исполнительных органов 70 передачи коробки переключения передач известным образом могут включаться или выключаться передачи коробки передач или же в общем и целом может осуществляться изменение передачи коробки переключения передач. Для этого блок 66 управления коробкой переключения передач через управляющие линии 68 соединен с датчиками на коробке 62 переключения передач, посредством которых блок 66 управления коробкой переключения передач получает данные относительно переключения. Такие данные являются, прежде всего, числом оборотов входного вала 61 коробки переключения передач и выходного вала 64 коробки переключения передач, а также сигналами перемещения и/или позиционными сигналами исполнительных органов 70 коробки переключения передач. Кроме того, блоком 66 управления коробкой переключения передач и/или блоком 38 управления при помощи датчика 77 числа оборотов на приводном валу 64 коробки переключения передач или на колесе 78 транспортного средства определяется скорость транспортного средства, а также при помощи непоказанного датчика числа оборотов на главном валу 56 двигателя 2 внутреннего сгорания - число оборотов двигателя. На основании этих, а также других данных подготавливаются и осуществляются процессы смены передачи коробки переключения передач в автоматической коробке 62 переключения передач.
Трансмиссия 1 в отношении основных функций устройства 8 для снабжения горючей смесью дизельного двигателя 2 функционирует, в первую очередь, следующим образом.
Если число оборотов двигателя постоянно, цилиндры 3 дизельного двигателя 2 с турбонаддувом питаются горючей смесью через всасывающие трубопроводы 4, коллектор 5, всасывающий воздушный тракт 8, трубопровод 11, охладитель 13 наддувочного воздуха, трубопровод 15, турбокомпрессор 17 и воздушный фильтр 19. Отработавшие газы покидают цилиндры 3 через выпускные трубопроводы 2, выпускной коллектор 26, работающую на отработавших газах турбину 23 и выпускной газопровод 29.
Когда водитель быстро нажимает на педаль 35 акселератора, вместе с чем крутящий момент двигателя или же число оборотов двигателя должно быстро возрасти, дизельный двигатель 2 нуждается в большем количестве топлива и большем количестве горючей смеси или же воздуха, чем незадолго до этого. Дополнительное топливо подводится в цилиндры 3, однако увеличение количества горючей смеси, которая поступает от турбонагнетателя 22, остается недостаточным. Кроме того, при небольших числах оборотов двигателя давление горючей смеси во всасывающем тракте 8, которое во внутреннем пространстве постоянно определяется датчиком давления и передается на электронный блок 38 управления, остается низким. В этом режиме эксплуатации дроссельный клапан 63 полностью открыт. Тогда электронный блок 38 управления при помощи программы управления определяет, что давление во внутреннем пространстве всасывающего воздушного тракта 8 растет недостаточно быстро, и должен быть осуществлен дополнительный наддув воздуха.
Программа управления имеет предварительно заданные данные об условиях, при которых следует начать дополнительный наддув воздуха. Сначала дроссельный клапан 63 переставляется в направлении закрытия, и наддув сжатого воздуха открывается за счет открытия клапана 65 из резервуара 45 сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт 8. Продолжительность наддува воздуха также задается программой управления, которая учитывает перепад давлений и абсолютное давление во всасывающем воздушном тракте 8.
Прежде всего, при помощи программы управления должно быть предотвращено, что расход сжатого воздуха из резервуара 45 сжатого воздуха настолько высок, что на безопасность торможения подсоединенной к резервуару 45 сжатого воздуха пневматической системы торможения оказывается негативное влияние.
Кроме того, на фиг.1 и 2 видно, что блок 66 управления коробкой передач соединен через линию 76 передачи данных системной шины CAN с блоком 38 управления устройства для наддува дополнительного сжатого воздуха, при этом последний также может быть обозначен как блок управления двигателем. Согласно изобретению между этими обоими блоками 38, 66 управления постоянно происходит обмен данными о том, может и/или должен ли и если да, то когда, а также в каком объеме, осуществляться наддув дополнительного сжатого воздуха во всасывающий тракт 8 двигателя 2 внутреннего сгорания для повышения крутящего момента двигателя и для обеспечения переключения коробки переключения передач.
Только за счет обмена этими данными процессы трогания с места с включаемым при трогании с места и разделительным сцеплением 60 в автоматической 62 коробке переключения передач являются целесообразно осуществляемыми в транспортном средстве, в котором применено такое устройство для наддува дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт 8 двигателя 2 внутреннего сгорания. Кроме того, точная координация управления наддувом дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт 8 двигателя 2 внутреннего сгорания для подготовки и осуществления процессов переключения передачи коробки переключения передач в автоматической коробке 2 переключения передач делает возможным преимущественный режим эксплуатации трансмиссии 1 транспортного средства, который до сих пор в таком виде не был возможен, и на что уже указывали подробнее выше.
Поэтому процессу трогания с места подобным образом оборудованного транспортного средства придается особое значение, так как он, как правило, начинается с настолько малого числа оборотов двигателя, что повышение крутящего момента двигателя за счет воздействия работающего на отработавших газах турбонагнетателя 22 еще не наступает. Это, прежде всего, невыгодно в том случае, когда, например, слабо моторизированное легковое транспортное средство или тяжело нагруженное грузовое транспортное средство должно тронуться с места на склоне. Кроме того, имеются еще другие, также релевантные в отношении безопасности краевые условия, которые требуют координированного взаимодействия включаемого при трогании с места и разделительного сцепления 60 с блоком 38 управления для регулировки наддува сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт 8 двигателя 2 внутреннего сгорания.
Для этого изобретение предусматривает, что дополнительный сжатый воздух подается во всасывающий воздушный тракт 8 двигателя 2 внутреннего сгорания только тогда, когда в зависимости от актуального состояния транспортного средства это ведет к выгодному режиму эксплуатации транспортного средства в отношении безопасности водителя, расхода топлива и/или удобства езды и износа сцепления.
Таким образом, усовершенствованный вариант изобретения предусматривает, что в процессе трогания с места координированное приведение в действие включаемого при трогании с места и разделительного сцепления, а также устройства для подачи дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания происходит таким образом, что скорость перестановки или динамические характеристики исполнительного органа 74 сцепления, а также момент времени, давление и длительность подачи дополнительного сжатого воздуха происходит согласованно друг с другом.
Как показано на фиг.2, преимущественно, если координированное приведение в действие включаемого при трогании с места и разделительного сцепления 60, а также устройства для наддува дополнительного воздуха регулируюет за счет перестановки регулирующего клапана 65 в зависимости от массы М транспортного средства, сопротивления Fw движению, уклона α проезжей части, GPS маршрута предстоящего следования, температуры Т окружающей среды, ожидаемого водителем или предварительно определенного и сохраненного в блоке 38, 66 управления или рассчитанного промежутка времени трогания с места, желаемой с точки зрения водителя мощности L и/или динамических параметров устройства для наддува дополнительного сжатого воздуха и исполнительного органа 74 сцепления.
При этом указанная информация о пролегании GPS маршрута поступает от спутниковой навигационной системы 87, в то время как значения массы М транспортного средства - от датчика массы 89 транспортного средства, температура Т окружающей среды - от датчика 90 температуры, уклон α проезжей части - от датчика 86 уклона или от навигационной системы 87, желаемая с точки зрения водителя мощность L - от датчика установочного угла на педали 35 акселератора и актуальное сопротивление Fw движению - от программы 88, определяющей сопротивление движению.
Указанные эксплуатационные условия передаются в системную шину CAN (провод 76) обоих блоков 38 управления для наддува сжатого воздуха и 66 для управления коробкой переключения передач и муфтой сцепления, которые могут регулировать управляющий клапан 65 наддувочного устройства для приведения его в действие. Как показано на фиг.2, другие блоки 81-85 управления точно также находятся в соединении друг с другом через системную шину CAN, как и исполнительный орган 74 включаемого при трогании с места и разделительного сцепления 60, компрессор 49 сжатого воздуха и устройство 91 индикации и ввода данных для водителя, о чем еще будет сказано ниже.
Кроме того, для оптимальной эксплуатации трансмиссии 1 согласно изобретению предусмотрено, что устройство для наддува дополнительного сжатого воздуха в процессе трогания с места намеренно не активируется, если требуемый со стороны водителя крутящий момент двигателя меньше или равен крутящему моменту при изначально исключительно безнаддувном режиме работы двигателя 2 внутреннего сгорания.
Кроме того, преимуществом считается, если предусмотрено, что в процессе трогания с места наддув дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт 8 двигателя 2 внутреннего сгорания происходит незамедлительно в том случае, когда на основании (GPS) данных о пролегании маршрута ясно, что транспортное средство должно трогаться с места на подъеме, или такой подъем непосредственно предстоит на маршруте следования.
Кроме того, режим эксплуатации может быть предусмотрен таким образом, что до процесса трогания с места сразу включался компрессор 49 сжатого воздуха для обеспечения необходимого объема сжатого воздуха, если на основе (GPS) данных о маршруте известно, что транспортное средство должно трогаться с места на подъеме или такой подъем непосредственно предстоит на маршруте следования, а также уровень в резервуаре 45 сжатого воздуха опустился ниже предварительно определенного объема заполнения.
Кроме того, наддув дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт 8 двигателя 2 внутреннего сгорания в процессе трогания с места может происходить таким образом, что за счет повышенного крутящего момента уменьшается время буксования включаемого при трогании с места и разделительного сцепления 60, а также количество оборотов двигателя 2 внутреннего сгорания.
Кроме того, трансмиссия 1 и блок управления согласно фиг.2 могут эксплуатироваться таким образом, что подача дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт 8 двигателя 2 внутреннего сгорания в процессе трогания с места происходит таким образом, что при запуске двигателя 2 внутреннего сгорания при помощи стартера 59 нагрузка с последнего снимается за счет изначально высоких значений давления газов в камере сгорания двигателя 2 внутреннего сгорания.
Кроме того, предлагаемый способ может быть усовершенствован таким образом, что наддув дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт 8 двигателя 2 внутреннего сгорания активируют или деактивируют антиблокировочной системой 81, системой 82 регулировки проскальзывания ведущих колес, программой 83 стабилизации боковой раскачки, программой 84 для езды по бездорожью и/или программой 85 регулировки дистанции в зависимости от релевантных в отношении безопасности критериев принятия решений.
В заключение, на фиг.2 показано на примере устройства индикации и ввода данных, что наддув дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт 8 двигателя 2 внутреннего сгорания может быть активирован или деактивирован водителем вручную, если у него для этого есть обоснованная причина.
Ссылочные обозначения
1
Трансмиссия транспортного средства
2
Двигатель внутреннего сгорания, дизельный двигатель
3
Цилиндр
4
Всасывающий трубопровод
5
Коллектор
6
Блок цилиндров
7
Присоединительный фланец
8
Всасывающий воздушный тракт
9
Второе концевое подключение, область вытекания
10
Первое концевое подключение, область втекания
11
Трубопровод
12
Выпускное отверстие
13
Охладитель наддувочного воздуха
14
Впускное отверстие
15
Трубопровод
16
Выпускное отверстие
17
Турбокомпрессор
18
Впускное отверстие
19
Воздушный фильтр
20
Трубопровод
21
Вал
22
Турбонагнетатель, работающий на отработавших газах турбонагнетатель
23
Работающая на отработавших газах турбина
24
Впускное отверстие
25
Выпускное отверстие
26
Выпускной коллектор
27
Выпускной трубопровод
28
Выпускное отверстие
29
Выпускной газопровод
30
Впрыскивающая форсунка
31
Провод
32
Выход
33
Блок управления
34
Выход
35
Педаль акселератора
36
Провод
37
Вход
38
Электронный блок управления
39
Подключение
40
Магистральный провод
41
Подключение
42
Патрубок для подвода сжатого воздуха
43
Трубопровод
44
Выходной патрубок
45
Резервуар сжатого воздуха
46
Подключение питания
47
Трубопровод
48
Патрубок для подвода сжатого воздуха
49
Компрессор сжатого воздуха
50
Регулятор давления
51
Влагоотделитель
52
Всасывающий патрубок
53
Воздушный фильтр
54
Вал
55
Ременный привод
56
Главный вал
57
Зубчатый обод
58
Шестерня стартера
59
Стартер
60
Муфта сцепления и переключения передач
61
Входной вал коробки переключения передач
62
Коробка переключения передач, автоматическая коробка переключения передач
63
Дроссельный клапан
64
Выходной вал коробки переключения передач
65
Распределительный и регулирующий клапан
66
Прибор управления коробкой передач
67
Датчик на коробке переключения передач
68
Провод датчика
69
Линия управления исполнительным органом коробки переключения передач
70
Исполнительный орган коробки переключения передач
71
Исполнительный орган муфты пневматического канала
72
Линия управления стартером
73
Линия управления исполнительным органом 71
74
Исполнительный орган сцепления
75
Линия управления исполнительным органом сцепления
76
Канал передачи данных, шина CAN
77
Датчик числа оборотов
78
Колесо транспортного средства
79
Датчик давления
80
Провод датчика
81
Блок управления, ABS
82
Блок управления, EPS
83
Блок управления, стабилизатор колебаний
84
Программа для езды по бездорожью
85
Программа регулирования дистанции
86
Датчик уклона
87
Навигационная система, GPS
88
Программа, определяющая сопротивление движению
89
Датчик массы транспортного средства
90
Датчик температуры
91
Устройство индикации и ввода данных
α
Уклон проезжей части
Fw
Сопротивление движению
GPS
Информация о маршруте, маршрут следования
L
Желаемая с точки зрения водителя мощность
М
Масса транспортного средства
Т
Температура окружающей среды