СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ТОРМОЗА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
METHOD AND DEVICE FOR VEHICLE DIFFERENTIAL BRAKE

Область техники
Изобретение относится к способу использования трансмиссии транспортного средства, предпочтительно транспортного средства с приводом на передние колеса, для регулирования распределения приводного крутящего момента на два ведущих колеса посредством дифференциала, снабженного дифференциальным тормозом с гидравлически управляемой муфтой (сцеплением) с повышенным внутренним сопротивлением (limited slip clutch). Изобретение также относится к устройству для осуществления данного способа.
Уровень техники
Дифференциальный тормоз с электронным управлением посредством муфты используется только в конкретных условиях движения, и в нормальных условиях движения может потребоваться несколько минут или больше для выполнения им двух последовательных операций. Это означает, что муфта (сцепление) может возвращаться в режим "холостого хода" (когда диски муфты полностью отделены друг от друга) и что время реакции при необходимости обеспечения регулирующего момента в муфте может быть большим.
Раскрытие изобретения
Основной целью изобретения является устранение указанных недостатков, заключающихся в большом времени реакции в конкретных ситуациях. Данная цель согласно изобретению достигается за счет подачи небольшого подготовительного гидравлического давления в муфту при возникновении какой-либо одной из конкретных предварительно заданных ситуаций во время движения.
Данное подготовительное гидравлическое давление предпочтительно имеет значение, обеспечивающее приведение в контакт дисков муфты друг с другом, но не влияющее на динамику движения транспортного средства, и может подаваться в ситуациях, в которых возможно быстрое прогнозирование регулирующего воздействия муфты.
Подготовительное гидравлическое давление может, например, быть подано в конкретное время после отпускания педали тормоза транспортного средства, или при ускорении транспортного средства во время прохождения крутого поворота, или при повороте рулевого колеса транспортного средства, движущегося на высокой скорости.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение описано подробно со ссылками на чертежи, на которых
на фиг. 1 изображена схема трансмиссии дорожного транспортного средства с передним приводом;
на фиг. 2 изображен примерный вариант гидравлической схемы для системы управления муфты в трансмиссии, изображенной на фиг. 1 и
на фиг. 3 изображена блок-схема, иллюстрирующая изобретение.
Подробное описание предпочтительных вариантов изобретения
На фиг. 1 изображена схема трансмиссии дорожного транспортного средства с передним приводом. На шасси транспортное средство установлено два ведущих передних колеса 1 и два неведущих задних колеса 2. Специалисту в данной области техники известно, что передние колеса 1 приводятся в действие двигателем 3 посредством коробки 4 передач и двух полуосей 5, соединенных посредством стандартного дифференциала 6, выполненного с возможностью передачи крутящего момента на две полуоси 5, которые могут вращаться с разными скоростями при прохождении поворота.
В некоторых ситуациях может быть полностью или частично потеряно сцепление одного ведущего колеса 1 с дорожной поверхностью, что приводит к проскальзыванию колеса и потере передачи крутящего момента или тяги на другое ведущее колесо. Такой нежелательный эффект, присущий стандартному дифференциалу, можно устранить путем применения дифференциального тормоза, который может обеспечить частичное или полное "короткое замыкание" дифференциала путем соединения двух полуосей 5 друг с другом. На фиг. 1 изображен дифференциальный тормоз, выполненный в виде гидравлически управляемой муфты 7 с повышенным внутренним сопротивлением. Посредством включения муфты 7 можно регулировать скорость дифференциала и распределение крутящего момента между двумя полуосями.
На фиг. 2 изображена гидравлическая система управления, которая может быть использована для регулирования нескольких дисков или пакета 8 дисков муфты 7 с повышенным внутренним сопротивлением. Когда диски 8 входят в зацепление друг с другом посредством гидравлического цилиндра 9, происходит включение муфты 7.
Такая гидравлическая система управления была ранее описана в заявке WO 2011/043722, на которую сделана ссылка. Необходимо отметить наличие гидравлического насоса 10, приводимого в действие электродвигателем 11. На том же валу, на котором установлен насос 10, установлен центробежный регулятор 12, регулирующий положение перепускного клапана 13 давления. Система также содержит редукционный клапан 14.
Двигатель 11 работает непрерывно, но его частота вращения увеличивается с целью повышения гидравлического давления в цилиндре 9 и, следовательно, обеспечения сцепления нескольких дисков 8 муфты 7. Ввиду того, что двигатель 11 работает непрерывно, система может управлять муфтой 7 с большой точностью и достаточно малым временем реакции. Максимальное гидравлическое давление в системе может, например, быть задано на значение 40 бар.
Как отмечено выше, дифференциальный тормоз, выполненный в виде муфты 7, работает только в конкретных ситуациях, которые будут описаны ниже. Такие ситуации могут возникать только в течение достаточно длительного временного интервала, например в течение нескольких или более минут. Это означает, что гидравлическая система управления находится на "холостом ходу" и что гидравлическое давление в данном случае снижается до нуля, поэтому несколько дисков 8 муфты 7 находятся на максимальном расстоянии друг от друга.
Когда возникает необходимость во включении муфты 7 для создания давления в гидравлической системе и сжатия нескольких дисков 8, может потребоваться время, равное порядка >250 мс, которое может быть слишком большим для регулирования дифференциального тормоза.
Данная проблема, связанная со слишком большим временем реакции, согласно изобретению может быть решена путем подачи определенного небольшого гидравлического давления в цилиндр 9 при возникновении во время движения какой-либо одной из конкретных предварительно заданных ситуаций. Такие ситуации можно определять путем применения существующих средств, имеющихся в транспортном средстве, а подача данного давления может быть осуществлена посредством стандартной электронной схемы для дифференциального тормоза.
Подготовительное гидравлическое давление должно быть настолько небольшим, чтобы, с одной стороны, не влиять на динамику движения транспортного средства, а с другой стороны, быть достаточно большим, чтобы обеспечивать контакт нескольких дисков 8 друг с другом или другими словами "точку сцепления" для пакета дисков. При максимальном гидравлическом давлении в системе, равном 40 бар, подготовительное давление может быть равно, например, 1 бару. Использование подготовительного гидравлического давления может существенно повысить время реакции после интервала "холостого хода".
Программа электронной схемы управления для дифференциального тормоза имеет три основных режима: предварительная нагрузка, контроль скольжения и курсовая стабилизация.
В режиме предварительной нагрузки программа может обеспечить включение или блокировку муфты 7, когда транспортное средство начинает трогаться с места. Эта превентивная мера нужна для того, чтобы избежать потери сцепления с дорожной поверхностью одного из ведущих колес, имеющего худшее сцепление с дорожной поверхностью.
В режиме контроля скольжения программа будет обеспечивать передачу крутящего момента на фрикционную муфту 7 при снижении сцепления одного из ведущих колес во время эксплуатации.
В режиме курсовой стабилизации программа будет обеспечивать передачу крутящего момента на муфту 7 при заносе транспортного средства, пытаться выравнивать или стабилизировать транспортное средство.
Далее описаны конкретные ситуации, возникающие во время движения и требующие быстрого времени реакции, в которых может быть обеспечена подача подготовительного гидравлического давления посредством электронной системы управления.
- Транспортное средство стоит на красном сигнале светофора, и водитель удерживает педаль тормоза в нажатом состоянии. При отпускании педали тормоза подготовительное гидравлическое давление подается, например, в течение 2 с, для улучшения времени реакции в случае вероятного применения режима предварительной нагрузки. Если режим предварительной нагрузки не используется в течение данного временного периода, можно считать, что подготовительное гидравлическое давление не требуется, поскольку водитель не планировал выполнить быстрый старт.
- Ускорение при прохождении крутого поворота. Положение педали газа в сочетании с высоким боковым ускорением показывает, что внутреннее ведущее колесо может потерять сцепление с дорожной поверхностью и начать раскручивание. Подготовительное гидравлическое давление подается для уменьшения времени реакции при необходимости обеспечения режима контроля скольжения.
- Рулевое колесо немного поворачивается, когда транспортное средство движется на высокой скорости. Это означает, что может потребоваться выполнение курсовой стабилизации, и осуществляется подача подготовительного гидравлического давления.
Нужно отметить, что во время движения существуют другие ситуации, в которых может потребоваться быстрая реакция муфты 7. Также важно отметить, что объем изобретения не ограничен его применением с описанной муфтой и ее системой управления.
На фиг. 3 представлена блок-схема изобретения. Шина данных в современном транспортном средстве содержит подробную информацию о транспортном средстве и его поведении во время движения. Постоянно вычисляется положение транспортного средства. Если возникает предварительно заданная ситуация, требующая быстрой реакции от муфты 7, система реагирования для управления подачей подготовительного гидравлического давления для обеспечения сцепления пакета 8 дисков в "точке сцепления".
Хотя было описано использование изобретения в транспортном средстве с передним приводом, тем не менее основные идеи его также можно применить в транспортном средстве с задним приводом.
Возможны любые изменения в пределах объема формулы изобретения.