Устройство для автоматического переключения многоступенчатой зубчатой передачи транспортного средства

Устройство для автоматического переключения многоступенчатой зубчатой передачи транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

643073 реключения может существенно изменяться, и вследствие наличия механических контактов могут возникнуть повреждения, напрамер, при сотрясениях. Кроме того, прн управлении е помощью реле из-эа связанных с этим издержек н. представляется возможным при осуществлении процессов перекмочения принимать во внимание большое количество факторов безопасности движения без тога, чтобы водитель оснащенного таким образом транспортного средства не отвлекался при осуществлении переключения, таких, например, как предельное число оборотов двигателя, при которых не может осуществляться процесс переключения нли расцеплений, повреждение узлов установки,. управляющего устройства или вспомогательных агрегатов или предельные условия для передвижения транспортного средства, Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия устройства.

Это достигается тем, что датчики оборотов выполнены импульсными, а блок определения синхронности вращения содержит пре. образователи частоты в напряжение, соединенные: выходами: через узлы согласования с сумматорами, выходы которых соединены со входами триггеров Шмитта, нмеющих различные пороги срабатывания и соединенных выходамн со входами элемента ИЛИ, причем . устройство снабжено соедниеннымн -со входамн блоков перемены хода и всномогательнеа снйхрОнизации накоинтелем положений иереклаэчателя выбора хода, выполненным на реве1кнвном счетчике с дешнфратором н. связаиньтм с одним иэ узлов согласования блоRa оиределення синхронности вращения, на юпнтелем положений зубчатой передачи, датчнпом положения сцепления н блоком коммутациойных команд, входй которого еоедннены с накопителями положеийй переключателя выбора хода и зубчатой передачи, и блоком автоматического управления сцепле ийеы, еое) йненным входами с накопителем положений, переключателя выбора хода, да1 чиком положения сцепления н блоком коммутационных команд, а выходами — с исполнительнымн узлами сцепления.

Кроме того, устройство может быть снабжено блоком запрета обратного включения, вьнюлненпым иа триггере Шмнтта н соединенным входами. с накопителем положений переключателя выбора хода и преобразователем частоты в яапряжение блока определения синхронности вращения, связанным с датчиком оборотов выходного вала коробки передач, а выходом — c блоком коммутационных команд. Усцюйство также может быть снабжено датчиком отказов, входы которого соедйнены с аыкодаагн преобразователей частоты в напряжение блека определения синхронности вращеиня. а внход — с блойамн перемены хода .и автоматического управления сцеплением, н может быть снаб1О жено датчиком давления, подключенным но входам блоков перемены хода и автоматического управления сцеплением.

На фиг. 1 показаны связи электронного узла устройства для автоматического переключения многоступенчатой зубчатой лередачи транспортного средства с датчиками, исполнительными органами переключения передачн и узлами сцепления (все электрические связи обозначены штриховыми линиями, а гидравлические — сплошными линиями); на фнг, 2 показана блок-схема электронного узла устройства.

Двигатель 1 внутреннего сгорания связан с топливным насосом 2 для впрыскива.- . ния горючего в камеры сгорания, которое дознруется с помощью электронного регулятора 3 горючего, Между двигателем 1 и многоступенчатой зубчатой коробкой передач 4 находится сцепление 5, которое действует с помощью исполнительного узла, например гид. равлического поршня 6. Коробка передач 4 переключается гидравлически действующим исполнительным органом 7 переключения хода. Гидравлическая вспомогательйая энер З гия получается с помощью насосного агрегата, который имеет электродвигатель 8, приводящий в действие насос 9, связанный с источником 10 гидравлической жидкости. Насос 9 работает на пневмоаккумулятор l.

Для контроля гидравлического давления предусмотрен датчик 12 давления, Включение сцепления происходит преимущественно при процессе начала движения через ножную педаль с помощью цилиндра 13, осуществляющего сцепление и соединенного c гидравли-.

35 ческим поршнем 6, или посредством управляющего переключателя 14, Все переключающие операцйи проводятся и контролируются электронным узлом 15 устройства для автоматического переключения многоступенчатой зубчатой передачи транспортного средства. К электронному узлу подводится напряжение питания от аккумулятора 16. Электронный узел соединен с переключателем 17 нож-. ного сцепления, переключателем 18 выбора хода, датчиком 19 перемещения педали

15 газа, электронным регулятором 3 горючего и управляющим переключателем 14. Контролирующий давления в гидравлической системе датчик 12 связан с узлом 15, который, в свою очередь, связан с электродвигателем 8 для приведения в действие насоса 9. К элек о тронному узлу подключены импульсные датчики 20, 2! оборотов соответственно входного и выходного валов коробки передач 4, тормоз 22 зубчатой передачи, служащий в качестве вспомогательного средства синхронизации. Исполнительный орган 7 переключения хода снабжен переключателем положений зубчатой передачи (на фигурах не показан), связанным с узлом !5. Чтобы водитель мог установить, какой. ход передачи

643073

5 выбран, к электронному узлу 15 подключен индикаторный элемент 23.

На гидравлическом поршне 6 предусмотрены контакты датчика 24 положения сцепления, соединенного с электронным узлом 15.

На чертеже показаны также педаль 25 газа, педаль 26 сцепления и рулевое колесо 27.

В показанном примере исполнения каждая перемена хода происходят без участия водителя, в то время как он приводит в действие переключатель 18 выбора хода, который имеет контакт для прямого включения, контакт для обратного включения и контакт, который приводит коробку передач в нейтральное положение.

Электронный узел 15 устройства для автоматического переключения зубчатой передачи транспортного средства содержит блок 28 определения синхронности вращения, состоящий из преобразователей частоты в напряжение, каждый из которых выполнен на триггере 29(30), входом соединенным с импульсным датчиком 21(20) оборотов, и фильтре 31(32); узлов 33, 34 согласования,сумматоров 35, 36, выходы которых соединены со входами триггеров 37, 38 Шмитта, имеющих различные пороги срабатывания, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ» 39.

1О !

20

Устройство содержит также накопитель

40 положений переключателя 18 выбора хода, выполненный на реверсивном счетчике с дешифратором, соединенный с.узлом 33.согласования, накопитель 41 положений зубчатой передачи, связанный с переключателем положений зубчатой передачи (на чертеже ие показан), размещенным в исполнительном органе 7 перемены хода, блок 42 коммутационных команд, блок 43 запрета обратного включения, блок 44 перемены хода, блок

45 автоматического управления сцеплением, блок 46 вспомогательной синхронизации и датчик 4? отказов.

С помощью проводов 48, 49 ко входам блока 44 перемены хода, блока 45 автоматического управления сцеплением и блока 46 входам блока 44 перемены хода подключены выходм накопителей 40, 41. блоков 42, 28 и датчика 4? отказов. К выходам блока 44 подключен исполнительный орган 7 нереключеиия хода, выполненный, например, иэ венти ле включения нетралн и хода.

Ко входам блока 45 автоматического управления сцеплением подключены также выходы накопителя 40, блока 42 и датчика 47

55 отказов. К выходу блока 45 подключены исполнительиыв узлы сцепления, например вентили быстрого и медленного движения сцепления (иа фигурах ие показаны), / вспомогательной синхронизации подключе- 45 иы соответственно датчик 24 положения сцепления и датчик 12 давления. Кроме того, ко

Ко входам блока 4Г> вспомогательной синхронизации, помимо указанного датчика 24 положения сцепления, подключены выходы накопителя 40, блока 42 коммутационных команд и блока 28 определения синхронности вращения. Выходы блока 46 соединены с тормозом 22 зубчатой передачи, тормозом двигателя (на фигурах не показан), электронным регулятором 3 горючего и элементами отключения педалей приравнения (на фигурах не показаны). устройство работает следующим образом.

Датчиками 20 и 21 числа оборотов формируются импульсы, которые поступают на триггеры 29, 30, которые при этом имеют постоянную времени переброса, так что постоянная составляющая тока последовательности выходных импульсов пропорциональна числу операций переброса и, тем самым, числу оборотов валов коробки передач 4. Постоянные составляющие тока преобразуются фильтрамн 31, 32 и узлами 33 и 34 согласования в диапазон напряжений, в котором соответствующее каждому ходу передачи напряжение выходного числа оборотов коробки передачи может сравниваться с напряжением входного числа оборотов коробки передач.

Равенство обоих напряжений свидетельствует о том, что входной и выходной валы коробки передач вращаются синхронно. Чтобы можно было установить точку синхронизации простым способом — суммированием, напряжения на узлах 33 и 34 согласования имеют противоположные знаки. Чтобы сравнить число оборотов на входе и выходе коробки передач с учетом различных передаточных отношений в многоступенчатой коробке передач 4 и чтобй указать на синхронный, подсиихроииый нли надсичхрониый ход, используются триггеры Шмитта 37, 38. На вход каждого триггера Шмитта подается сумма выходных напряжений узлов 33 н 34 согласования..пороги срабатывания и отпускания триггеров Шмитта 37, 38 установлены различными. Если суммарное напряжение иа входах обоих триггеров Шмятта повышается, то перебрасывается прежде всего тряггер Шмитта 38, порог срабатывания которого выбран более низким, а когда напряжение повышается еще больше, перебрасывается. триггер Щмитта 37. В диапазоне числа обо1отов, в котором перебрасывается триггер

38, а триггер Шмитта 37 еще не перебрасывается, сигнал в точке а имеет напряжение

О. При этом нулевое напряжение сигнала в точке 8 означает синхронный ход;

Следовательно, синхронный ход имеет место, когда один из триггеров Шмитта 38 перебрбшеи, а другой триггер Шмитта 37 еще ие перебросился. Сигнал в точке а при еще непереброшеииом триггере Шмитта 37 . оказывается нулевым, .потому чз о элемеит

643073

Ю

«НЕ» 50 инвертпрует выходной сигнал триггера Шмитта .37, Если оба триггера Шмитта 38, 37 перебрасываются или не перебрасываются, то сигнал в точке в имеет сигнальное напряжение, что означает отсутствие синхронности хода. Если определено отсутствие напряжения с логическим 0 и наличие напряжения с логической I, то логический 0

- — в точке и указывает, что имеет место синхронный ход, Как только логический 0 опять исчезает, синхронность хода больше ие имеет места. Если оба триггера Шмитта 38, 37 перебрасываются, то на выходе нет напряжения, Это означает, что при подсинхронном ходе сигнал в точке а имеет значение логйческой I; Соответственно, сигнал в точке 6 при надсинхрочном ходе имеет значение логической 1 нри обоих триггерах Шмитта 37, 38, переброшенных назад. Теперь триггеры Шмитта 37, 38 установлены так, что их коммутационные точки точно совпадают не с синхронным кодом, а выбраны, исходя из постоянной разницы числа оборотов выше или, соответстаечио, ниже синхронной точки, Коммутационная точка триггера

Ц1 митга 37 выбрана так, что триггер Ш митта

37 уже при установленном значении числа оборотов перед синхронной точкой перебрасывается назад, а коммутационная точка триггера Шмитта 38 выбрана так, что триггер Шмитта перебрасывается при другом постоянном значении выше синхронной точки.

Оиереженйе хода, при котором сигнал в точ. ке в становится равным О, когда.происходит приближение к спнхронной точке от подсинхронного хода, отличается от опережения хода при приближении к синхронной точке от надсинхронного хада. Обе эти величины онережеиня хода представляют собой опытные йеличины. Оин служат для того, чтобы исключить иэ процесса включения

«мертвме точки», лежащими; в системе между моментом синхронного вращения и механическим движением передаточного механизма, недействительным для операции переклвчейия, чтобы дальнейшее переключение могло происходить как можно быстрее. Это важно потому, что во время дальнейшего переключения прерывается силовой поток между двигателем и многоступенчатой ко робкой передач 4 и, например, при горных маршрутах транспортное средство может амедляться таким образом, что по окончании процесса переключения его скорость так "нижается, что должна быть переключена обратно. ченного электронным узлом 15 тормоза 22 зубчатой передачи на разницу числа оборотов, которая существует между лвумя ïIIîмежуточными ходами зубчатой передачи, При обратном включении, напротив, на соответствующую разницу в числе оборотов необходимо ускорить передачу, для чего электронный регулятор 3 горючего управляется узлом 15 так, что ои ускоряет двигатель. При этом соединенный с цилиндром !3 управляющий переключатель 14 разрешает, чтобы сцепление между двигателем 1 и многоступенчатой коробкой передач 4 разомкнулось, причем водитель не должен нажимать. педаль 26 сцепления. При управлении электронного регулятора 3 ."орючего узлом 15 в течение операции переключения датчик l9 перемещения педали газа отключается от педали 25 газа, так что водитель может снять свою ногу с педали 25 во время переключения, причем это не подействует на число

20 оборотов двигателя. При верхнем включении, чтобы ускорить торможение двигателя

* 1, его число оборотов регулируется с помощью электронного регулятора 3 горючего. Дополнительно к тормозу 22 зубчатой передачи может быть включен тормозной двигатель (на фигурах не показан), который закрывает выхлоп двигателя I и посредством этого также тормозит.

Датчик 47 отказов служит для предотвращения поступления на коробку передач 4 неправильных команд переключения при выходе из строя датчиков 20, 2! оборотов, Блок 43 запрета обратного включения предотвращает работу двигателя 1 внутреннего сгорания с недопустимо высоким числом у оборотов или начало нронесса переключения, который приводит коробку передач 4 в нейтральное положение, после чего однако невозможно осуществить переход иа новый ход, так как превышается допустимое наивысшее число оборотов. Неполностью осу4в ществленный процесс переключения при поездке в горной местности может привести к тому, что водитель потеряет управление над транспортным средством.

Наличие в устройстве датчика 12 давлв4s ния, датчика 24 положения сцепления и накопителей 40 и 41 положений соответственно переключателя 18 выбора хода и зубча- той передачи предотвращает выработку блоком 44 перемены хода ошибочных команд при нежелательном состоянии элементов, контролируемых указанными датчиками и накопителями, Таким образом, чтобы в коробке передач мог быть переменен ход, требуется, чтобы . передаточные узлы, которые следует соединить, были переведены на одинаковое число оборотов, Это осуществляется в зависимости от снгнналов с выхода блока 28. Например. при верхнем включении это достигается тем, что передача тормозится с помощьв вклюформула изобретения

1. Устройство для автоматического переключения многоступенчатой зубчатой передачи транспортного средства, содержащее датчики оборотов входного и выходного ва6430?З

Ж t

i лов коробки передач, блок определения синхронности вращения, входы которого соединены с датчиками оборотов, а выходы — с блоком перемены хода, соединенным выходами с исполнительными органами переклю. чення хода, и блоком вспомогательной синхронизации, отличающееся" тем, что, с целью ..повышения надежности и быстродействия. датчики оборотов выполнены импульсными„ а блок определения синхронности вращения содержит преобразователи частоты в напряжение, соединенные выходами через узлы согласования с сумматорами, выходы которых соединены со входами - триггеров

Шмитта, имевщих различные пороги срабатывания и соединенных выходами со входамн элемента ИЛИ, причем устройство снабжено соединенными со входами блоков перемены хода и вспомогательной синхронизации накопителем положений переключателя выбора хода, выполненным íà реверсивном счетчике с дешифратором и связанным с 26 одним нз узлов согласования блока определения синхронности вращения, накопителем положения зубчатой передачи, датчиком положения сцепления и блоком коммутационных команд, входы которого соединены с накопителями положений переключателя выбора хода и зубчатой передачи, и блоком автоматнческЬго управления сцеплением, соединенным входами с накопителем положений переключателя выбора хода, датчиком положения, сцепления н блоком коммутационttbIx команд, а выходами — с исполнительными узлами сцепления, 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком запрета обратного включения, выполненным на триггере Шмитта и соединенным входами с накопителем положений переключателя выбора хода и преобразователем частоты в напряжение блока определения синхронности вращения, связанным с датчиком оборотов выходного вала коробки передач, а выходом — с блоком коммутационных команд., 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком отказов, входы которого соединены с выходами преобразоватехей частоты в напряжение блока определення синхр6ййости вращения, а выход — с блоками перемены хода и автоматического управления сцеплением.

4, Устройство по п. 1, отличающееся тем,, что оно снабжено датчиком давления, подключенным ко входам блоков. перемены хода и автоматического управления сцеплением, Источники информации, принятые во вни-мание при экспертизе:

Патент Великобритании № 1177965, кл. F 2 D, 1970.—

2. Патент Швейцарии № 459?73, кл. 63с 8/41, 1968.

Составители Л. Цобаи

Редактор Г. Мозжечкова Техред О. Луговая Корректор H. Тупи<а

Э акиэ 7789/56 Тираж вЩ Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

ie делам ыаббретеннй и открытий

1! 3035. Москва. Ж-%, Рэуескаю иаб.. д.

Филиал ППП ейатеитэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4