EA000275B1

EA000275B1 - Способ смены передаточного отношения и устройство для его осуществления

Info

Publication number: EA000275B1
Application number: EA199800224A
Authority: EA
Inventors: Руман Антонов
Original assignee: Антонов Отомотив Текнолоджиз Б.В.
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 1999-02-25
Also published as: SK281284B6; UA58496C2; DK0845090T3; PL325198A1; DE69609513D1; WO1997008478A1; ZA966894B; EP0845090B1; EA199800224A1; CN1200793A; HUP9901386A2; PT845090E; FR2738044A1; HU222794B1; US6336890B1; CA2229984A1; AU6877896A; HUP9901386A3; EP0845090A1; RO117728B1

Description

Настоящее изобретение относится к способу регулирования смены передаточного отношения в механизме трансмиссии, в особенности в автоматическом механизме трансмиссии с несколькими передаточными отношениями.

Настоящее изобретение также относится к механизму трансмиссии, в котором применяется этот способ.

В международной публикации А-9207206 описана автоматическая трансмиссия, в которой муфта избирательно соединяет два вращающихся элемента дифференциала, такого как, например эпициклическая передача, в зависимости от того, какая из двух противодействующих сил больше. Первой силой является, например сила реакции зубчатого зацепления, в частности осевая сила, которая создается зубчатым колесом с винтовыми зубьями, установленным с возможностью перемещения в осевом направлении, и которая способствует разъединению муфты. Вторая сила, способствующая соединению муфты, может быть создана пружинами и/или центробежным тахометрическим устройством. При нахождении муфты в разъединенном состоянии необходимо предотвратить вращение третьего вращающегося элемента дифференциала, что может быть обеспечено посредством муфты свободного хода, предотвращающей вращение этого элемента в обратном направлении.

Такой тип трансмиссии имеет ряд преимуществ, так как для его основного функционирования отсутствует необходимость во внешнем источнике энергии, датчиках и схеме управления. Это и есть механизм трансмиссии, который создает силы, управляющие им и одновременно являющиеся критериями параметров, необходимых для управления.

В современных трансмиссиях, которые должны обеспечивать высокий уровень удобства и оптимизации работы, к вышеупомянутым силам преимущественно добавлены дополнительные силы, например силы, создаваемые гидравлическими приводами. Эти дополнительные силы могут использоваться для изменения по желанию условий скорости и крутящего момента, при которых в механизме трансмиссии изменяется передаточное отношение, или для блокирования механизма трансмиссии при определенном передаточном отношении, когда это необходимо (международная заявка PCT/FR94/00176).

С другой стороны, было обнаружено, что в соответствии с изобретением смена передаточного отношения под действием таких сил, как центробежная сила или сила реакции зубчатого зацепления, может иметь некоторые недостатки, например чрезмерная медлительность.

Кроме того, когда механизм трансмиссии имеет несколько передаточных отношений, количество которых велико по сравнению с количеством используемых зубчатых передач, существует в основном, по меньшей мере, один процесс смены передаточного отношения, при котором необходимо освобождение одной муфты и приведение в действие другой при абсолютной синхронизации этих двух операций. Любые отклонения от этой синхронности делают смену передаточного отношения неудобной для пассажиров транспортного средства и вызывает напряжения и/или удары в механизме трансмиссии, которые приводят к его износу.

В патенте США А-4 713 984 описана муфта, которая должна приводиться в действие и на которую передается сила взаимодействия, незначительная сначала, а затем постепенно увеличивающаяся до максимального значения, в то время как сила взаимодействия другой муфты постепенно уменьшается. Гидравлические приспособления для реализации этого решения являются сложными, дорогостоящими и трудными для выполнения.

В патенте ФРГ А-41 19 078 описано регулирование гидравлического давления, которое используется для осуществления смены передаточного отношения в автоматическом механизме трансмиссии, причем это регулирование осуществляют как функцию положения газовой дроссельной заслонки двигателя. Кроме того, в этом патенте описано, что гидравлическое давление изменяют в случае изменения положения газовой дроссельной заслонки только после некоторой задержки, тем самым задержку изменения крутящего момента двигателя учитывают как результат занятия дроссельной задвижкой нового положения. Регулировка такой системы для любой возможной практической ситуации чрезвычайно усложнена, при этом отсутствует возможность с уверенностью избежать внезапных ударов или, наоборот, чрезмерных проскальзываний. Регулировка этой системы зависит от правильной работы двигателя и ухудшается по мере износа двигателя и механизма трансмиссии.

Целью настоящего изобретения является обеспечение более совершенного регулирования процесса смены передаточного отношения, включающего приведение в действие, по меньшей мере, одного селективного соединительного устройства.

Предлагаемый способ регулирования постепенной смены передаточного отношения с одного передаточного отношения на второе передаточное отношение в механизме трансмиссии, имеющем, по меньшей мере, два различных передаточных отношения и содержащем привод, приводящий в действие селективное соединительное устройство механизма трансмиссии, в котором после инициирования процесса смены передаточного отношения детектируют, по меньшей мере, одну относящуюся к работе физическую величину и регулируют привод в соответствии с детектированным значением этой физической величины, отличается тем, что в качестве детектируемой физической величины используют физическую величину, которая испытывает влияние процесса постепенной смены передаточного отношения.

Предлагаемое изобретение имеет преимущество, заключающееся в том, что в нем вместо учета параметров, которые влияют на работу механизма трансмиссии, таких как нагрузка двигателя, и влияние которых должно быть предусмотрено для попытки компенсации их воздействия на качество смены передаточного отношения, как сделано в патенте ФРГ 41 19 078, используют физическую величину, которая, наоборот, испытывает влияние процесса постепенной смены передаточного отношения. Привод соответственно регулируют на основе реально детектируемых воздействий вместо возможных воздействий параметра, зависящего от условий работы.

Как описано в международной публикации А-92 07 206, инициирование процесса смены передаточного отношения может быть обусловлено внезапным проскальзыванием соединительного устройства, когда передаваемый крутящий момент превышает его трансмиссионную способность, при этом на соединительное устройство воздействует строго определенная сила взаимодействия, которая может быть, например постоянной или понижающейся вместе со скоростью вращения.

Изобретение в особенности применимо в случае, когда два селективных соединительных устройства должны синхронно изменять свое состояние. Следовательно, инициирование процесса смены передаточного отношения могут осуществлять посредством второго селективного соединительного устройства, то есть не того соединительного устройства, регулирование которого осуществляют как функцию физической величины. Преимущество заключается в том, что в качестве второго селективного соединительного устройства выбирают устройство, приведение в действие которого вызывает изменение входной скорости механизма трансмиссии, соответствующее осуществляемой смене передаточного отношения. Например, если в процессе смены передаточного отношения переходят к более высокому передаточному отношению, в результате которого понижается входная скорость вращения механизма трансмиссии, действие осуществляют так, что указанный процесс начинают приведением в действие того из двух соединительных устройств, которое понижает входную скорость механизма трансмиссии. При достижении детектируемой физической величиной некоторого заданного значения начинают в свою очередь приведение в действие другого соединительного устройства.

В качестве физической величины, являющейся характеристикой развития процесса смены передаточного отношения, в частности в свете предыдущих утверждений, преимущественно выбирают входную скорость, или отношение входной и выходной скоростей трансмиссии, или отношение скорости, измеренной перед одним или несколькими соединительными устройствами, состояние которых изменяется при инициировании указанного процесса, и скорости, измеренной за этим или этими соединительными устройствами.

Предпочтительно соединительные устройства регулируют на основе двух различных таблиц истинности. Когда физическая величина преодолевает заданный порог, происходит смена первой таблицы истинности, которая не обеспечивает приведение в действие первого соединительного устройства при рабочих условиях транспортного средства, преобладающих во время смены передаточного отношения, на вторую из указанных таблиц, которая обеспечивает приведение в действие первого соединительного устройства при указанных условиях.

В соответствии с вторым аспектом изобретения предложен механизм трансмиссии для транспортного средства, содержащий, по меньшей мере, одну зубчатую передачу, выполненный с возможностью смены передаточного отношения с одного передаточного отношения на второе передаточное отношение путем приведения в действие селективного соединительного устройства и содержащий также

- инициирующие средства для инициирования смены передаточного отношения как функцию, по меньшей мере, одного рабочего параметра транспортного средства,

- средства детектирования относящейся к работе физической величины, и

- средства регулирования для регулирования приведения в действие соединительного устройства в соответствии с ростом значения указанной физической величины, отличающийся тем, что средства детектирования выполнены с возможностью детектирования физической величины, которая способна испытывать влияние постепенной смены передаточного отношения после ее инициирования.

В остальной части описания передаточное отношение называется низким, когда оно соответствует малой скорости на выходе по отношению к скорости на входе. В противном случае передаточное отношение называется высоким.

Другие особенности и преимущества изобретения станут более понятны из следующего описания, изложенного со ссылками на примеры, не ограничивающие сущности изобретения.

На прилагаемых чертежах:

фиг. 1 изображает схематический вид половины продольного разреза предлагаемого механизма трансмиссии, имеющего два передаточных отношения, в состоянии покоя;

фиг. 2 и 3 - виды, аналогичные виду на фиг. 1, но относящиеся соответственно к работе в качестве понижающей передачи и к работе с прямой передачей;

фиг. 4 - половину схематического вида предлагаемого механизма трансмиссии, имеющего четыре передаточных отношения;

фиг. 5 - графическое представление алгоритма управления механизмом трансмиссии, показанным на фиг.4;

фиг. 6 и 7 - две таблицы истинности, используемые в алгоритме управления, показанном на фиг. 5.

Механизм трансмиссии с двумя передачами, показанный на фиг. 1 и предназначенный, в частности, для автомобиля, содержит входной 2а и выходной 2Ь валы, расположенные на оси 12 механизма трансмиссии. Вал 2а соединен с валом двигателя 5 двигательного транспортного средства посредством промежуточной муфты 86, а также, возможно, посредством других средств трансмиссии, которые не показаны на чертежах. Вал 2Ь предназначен для прямого или непрямого привода ведущих колес транспортного средства. Между валом 2Ь и колесами транспортного средства возможна установка, например другого механизма трансмиссии с двумя или более передаточными отношениями, и/или управляемого вручную реверсивного механизма прямого/заднего хода, и/или дифференциала для распределения движения между ведущими колесами транспортного средства.

Валы 2а и 2Ь зафиксированы в осевом направлении по отношению к корпусу 4 механизма трансмиссии.

Механизм трансмиссии содержит дифференциал, образованный эпициклической передачей 7. Передача 7 содержит коронное колесо 8 с внутренними зубьями и солнечное колесо 9 с внешними зубьями, причем колеса 8 и 9 находятся в зацеплении с планетарными колесами 11, поддерживаемыми с равными угловыми интервалами вокруг оси 12 эксцентричными осями 14 водила 13 планетарных колес, жестко присоединенного к валу 2Ь. Колесо 9 установлено с возможностью свободного вращения вокруг оси 12 по отношению к валу 2Ь, который оно охватывает. Однако муфта 16 свободного хода предотвращает вращение колеса 9 в обратном направлении, то есть в направлении, противоположном обычному вращению вала 2 а по отношению к корпусу 4 механизма трансмиссии.

Колесо 8 заблокировано от поворота, но установлено с возможностью свободного осевого скольжения по отношению к валу 2а посредством шлицев 17.

Многодисковая муфта 18 избирательно соединяет колесо 8 с водилом 13.

Пакет дисков 19 и 22 муфты 18 может быть зажат в осевом направлении между подвижной пластиной 27 и удерживающей пластиной 26, выполненной заодно с водилом 13. Пластина 27 выполнена в виде части кожуха 20, который заблокирован от поворота с водилом 13, но установлен с возможностью скольжения по отношению к последнему.

На кожухе 20 установлены центробежные грузы 29, расположенные кольцом вокруг муфты 18. Грузы таким образом заблокированы от поворота по отношению к валу 2Ь механизма трансмиссии.

Каждый груз имеет массивную основную часть 31, расположенную радиально снаружи дисков 19 и 22, и приводной рычаг 32, прижатый к внешней поверхности неподвижной пластины 26 посредством тарельчатой пружины 34.

Вращение водила 13 вызывает поворот частей 31 грузов 29 радиально наружу вокруг их тангенциальных осей 28 под действием их центробежных сил для их перемещения из положения покоя, ограниченного упором стопора 36 грузов в кожух 20 (фиг. 1 и 2), в разведенное положение, показанное на фиг. 3.

В результате этого происходит относительное осевое смещение рычага 32 по отношению к оси 28 шарнира груза, при котором рычаг 32 переносится к пластине 27 и которое может соответствовать сжатию пружины 34 и/или смещению пластины 27 к пластине 26 в направлении соединения муфты 18.

При нахождении механизма трансмиссии в состоянии покоя, как показано на фиг. 1, пружина 34 посредством грузов 29, которые в состоянии покоя опираются своими упорами, передает на кожух 20 силу, которая включает муфту 18, так что вал 2а механизма трансмиссии соединяется с валом 2Ь с возможностью вращения, и механизм трансмиссии образует прямую передачу, обеспечивающую передачу крутящего момента до определенного максимального его значения, ограниченного силой взаимодействия тарельчатой пружины.

Кроме того, зубья колес 8, 11 и 9 выполнены винтовыми. Поэтому в каждой паре зубьев, под нагрузкой находящихся в зацеплении, возникают противоположные осевые силы, пропорциональные окружным передаваемым силам и, следовательно, крутящим моментам на валах 2а и 2Ь. Направление наклона винтовой линии зубьев выбирают так, что осевые силы Рас (фиг. 2), возникающие в колесе 8 при передаче им приводного крутящего момента, действуют в направлении, в котором колесо 8 толкает пластину 27 посредством упорного подшипника В2 в направлении отделения ее от пластины 26 муфты 18 и, следовательно, разъединения муфты 18. Сила Рас также стремится свести навстречу друг другу рычаг 32 грузов 29 и пластину 26 и, следовательно, к удержанию грузов в их положении покоя, а также к сжатию пружины 34. На колеса 11, находящиеся в зацеплении не только с колесом 8, но и с колесом 9, воздействуют две противоположные уравновешенные осевые реакционные силы PS^ и PS2, а на колесо 9 из-за его зацепления с колесами 11 воздействует осевая сила Рар, равная по величине и противоположная по направлению осевой силе Рас колеса 8. Сила Рар, вызванная ко7 лесом 9, передается на корпус 4 посредством упорного подшипника ВЗ.

Такое состояние показано на фиг. 2. Ниже описано основное функционирование механизма трансмиссии, при этом предполагается, что он изначально находится в этом состоянии. Пока величина крутящего момента, передаваемого валом 2а, такова, что осевой силы Рас на колесе 8 достаточно для сжатия пружины 34 и удержания грузов 29 в положении покоя, показанном на фиг. 2, расстояние между пластинами 26 и 27 муфты позволяет дискам 19 и 22 скользить один по другому без передачи друг другу крутящего момента. В этом случае возможны вращение водила 13 со скоростью, отличной от скорости вала 2а, а также тенденция к его остановке под действием нагрузки, которую должен передавать вал 2Ь. В результате этого колеса 11 стремятся действовать как реверсивные механизмы, то есть вращают колесо 9 в направлении, противоположном направлению вращения колеса 8. Но это вращение предотвращено муфтой 16. Следовательно, вращение колеса 9 останавливается муфтой 16, а водило 13 вращается со скоростью, которая является промежуточной между нулевой скоростью колеса 9 и скоростью колеса 8 и вала 2а. Следовательно, блок работает как понижающая передача. Если скорость вращения повышается, а крутящий момент остается неизменным, наступает момент, когда центробежная сила грузов 29 создает на пластине 26 по отношению к пластине 27 осевую силу взаимодействия, которая по величине больше осевой силы Рас, и пластина 27 проталкивается в сторону пластины 26 для обеспечения прямой передачи.

Муфта 18, как только она оказывается соединенной при переходе на прямую передачу, все в большей и большей степени передает мощность непосредственно от колеса 8, сблокированного с валом 2а, к водилу 13, сблокированному с валом 2Ь. В результате зубья передачи 7 работают все меньше и меньше, то есть передают постепенно уменьшающуюся силу. Сила Рас уменьшается и в конечном итоге исчезает. Таким образом, осевая сила, обусловленная центробежной силой, может быть полностью направлена на сближение пластин 26 и 27 друг с другом.

Может оказаться, что скорость вращения вала 2Ь уменьшается и/или что передаваемый крутящий момент повышается до величины, при которой грузы 29 не обеспечивают больше в муфте 18 силы взаимодействия, достаточной для передачи крутящего момента. В этом случае муфта 18 начинает проскальзывать. Скорость колеса 9 уменьшается до нуля. Муфта 16 останавливает солнечное колесо, и снова появляется сила Рас, которая разъединяет муфту, так что механизм трансмиссии затем работает как понижающая передача. Таким образом, всякий раз, когда происходит смена работы с понижением скорости на работу с прямой передачей или наоборот, осевая сила Рас изменяется, то есть происходит стабилизация нового преобладающего передаточного отношения. Большим преимуществом такой конструкции является, с одной стороны, предотвращение слишком частой смены передаточных отношений вблизи некоторой критической рабочей точки и, с другой стороны, кратковременность состояния проскальзывания муфты 18.

Как показано на фиг. 1, механизм трансмиссии снабжен дополнительными средствами для избирательного приведения в действие механизма трансмиссии для работы в качестве понижающей передачи при условиях, отличных от условий, обусловленных осевыми силами, вызванными пружинами 34, грузами 29 и винтовыми зубьями колеса 8.

Для этого механизм трансмиссии содержит тормоз 43, который обеспечивает возможность остановки колеса 9 по отношению к корпусу 4 независимо от муфты 16. Другими словами тормоз 43 установлен для работы параллельно с муфтой 16 между колесом 9 и корпусом 4. Гидравлический поршень 44 установлен с возможностью скольжения в осевом направлении для селективного включения или освобождения тормоза 43. Тормоз 43 и поршень 44 имеют кольцевую форму, а их оси совпадают с осью 12 механизма трансмиссии. Поршень 44 расположен смежно с гидравлической камерой 46, в которую может выборочно подаваться масло под давлением для отжатия поршня 44 в направлении включения тормоза 43.

Кроме того, поршень 44 жестко присоединен к толкателю 47, который может упираться в кожух 20 посредством осевого упорного подшипника B₄. Узел выполнен таким образом, что когда давление в камере 46 толкает поршень 44 в направлении положения включения тормоза 43, кожух 20, прежде чем тормоз 43 включится, отталкивается назад на расстояние, достаточное для освобождения муфты 18.

Таким образом, когда поршень 44 находится в положении включения тормоза (фиг. 2), колесо 9 останавливается, даже если водило 13 стремится вращаться со скоростью, превышающей скорость вращения колеса 8, что происходит, когда двигатель работает для торможения транспортного средства, и в результате этого блок работает в качестве понижающей передачи, как и при разъединении муфты 18.

Следовательно, узел из элементов 43, 44, 46, 47, описанный выше, образует устройство, обеспечивающее водителю транспортного средства возможность приведения блока для работы в качестве понижающей передачи при его желании повысить тормозной эффект двигателя, например на спуске, или при желании повысить приводной крутящий момент на валу 2Ь. Когда крутящий момент является приводным, тормоз 43 во включенном состоянии оказывает избы9 точное воздействие вместе с воздействием муфты 16, однако это не является недостатком.

Наполнение и опорожнение камеры 46 регулируют электрическим клапаном 69, который в состоянии покоя (фиг. 1 и 3) соединяет камеру 46 с каналом 151 стока, обладающим гидравлическим сопротивлением. При подаче электропитания (фиг. 2) на клапан 69 последний изолирует камеру 46 от канала 151 и соединяет ее с выходом насоса 57, приводимого в действие двигателем 5. Независимо от состояния клапана 69 насос 57 может также использоваться для питания контура смазки (не показан) механизма трансмиссии.

Клапан 69 регулируют блоком 152 управления, соединенным с датчиком 153, детектирующим скорость V_s вала 2Ь, с датчиком положения переключателя 154, устанавливающего ручное или автоматическое управление и выполненного доступным для водителя, с датчиком положения педали 156 акселератора и с переключателем 157, устанавливающим нормальный или спортивный режим транспортного средства и обеспечивающим водителю возможность выбора между двумя различными автоматическими режимами работы механизма трансмиссии.

В соответствии с настоящим изобретением дополнительный датчик 158 детектирует входную скорость V_E вала 2а. По меньшей мере когда механизм работает с прямой передачей и, следовательно, поршень 44 нс приведен в действие, блок 152 отслеживает отношение между входной V_E и выходной Vs скоростями. Пока работа происходит с прямой передачей, это отношение равно 1. Если скорость V_E повышается по отношению к выходной скорости V_s, то это означает, что муфта 18 начинает проскальзывать, и, следовательно, механизм трансмиссии самопроизвольно начинает переход к работе в качестве блока понижения скорости. В этом случае для ускорения этого процесса, а также для ограничения продолжительности проскальзывания дисков 19 и 22 муфты блок 152, определивший превышение скорости V_E по отношению к скорости V_s, выдаст команду на наполнение камеры 46, так что поршень 44 толкает кожух 20 в направлении разъединения муфты 18 для достижения положения, показанного на фиг.

2. Например блок 152 может вызвать начало действия поршня 44, когда отношение V_E/V_sстановится больше 1,1.

Для того, чтобы эта функция блока 152 могла совмещаться с другими его функциями с учетом других рабочих параметров транспортного средства, предпочтительно, чтобы блок 152 имел в своей памяти две таблицы истинности, отслеживающие необходимость приведения в действие поршня 44 как функцию рабочих параметров, снятых датчиками 153, 154, 156 и 157. Когда блок 152 определил, что отношение V_E/V_sпревышает указанный порог, например равный

1,1, блок управления сменяет первую таблицу истинности на вторую. При рабочих условиях первая таблица истинности обеспечивает отсутствие приведения в действие поршня 44, в то время как вторая таблица обеспечивает при тех же условиях его приведение в действие.

В несколько другом варианте возможно, что блок 152 при детектировании им завершения процесса смены передаточного отношения сдерживает приведение в действие поршня 44. Детектирование завершения процесса смены передаточного отношения состоит, например в детектировании того, что отношение V_E/V_s достигло значения, например 1,4, соответствующего работе в качестве блока понижения скорости. Сдерживание приведения в действие поршня 44 не вызывает возврат к работе с прямой передачей, так как работа в качестве блока понижения скорости вызвала повторное появление силы Рас зубчатого зацепления, обеспечивающей возможность стабилизации работы в качестве понижающего блока без содействия поршня 44.

В варианте выполнения, показанном на фиг. 4, механизм трансмиссии, показанный схематически, содержит две планетарных зубчатых передачи 107, 207, установленных последовательно. Передача 107 аналогична передаче, описанной со ссылками на фиг. 1 и 3, то есть ее коронное колесо 108 присоединено к валу 2а, солнечное колесо 109 присоединено к корпусу 104 посредством муфты 116 свободного хода, а ее водило 113 планетарных колес, поддерживающее планетарные колеса 111, которые находятся в зацеплении с колесами 108 и 109, присоединено к выходному валу 2ab передачи 107, который также является входным валом передачи 207. Муфта 118 обеспечивает возможность избирательного соединения колеса 108 с водилом 113, иными словами, вала 2а с промежуточным валом 2ab для создания прямой передачи в передаче 107. При нахождении муфты 118 в разъединенном состоянии передача 107 работает в качестве понижающего блока, колесо 109 при этом остановлено муфтой 116. Понижающее отношение, обеспеченное такой планетарной зубчатой передачей, то есть передачей, в которой вход присоединен к коронному колесу, а выход - к водилу планетарных колес, обычно составляет примерно 1,4.

Вторая передача 207 отличается тем, что ее входной вал, образованный промежуточным валом 2ab, присоединен не к коронному колесу 208, а к солнечному колесу 209. Колесо 208 присоединено к корпусу 104 посредством муфты 216 свободного хода, предотвращающей вращение колеса 208 в обратном направлении. Вал 2Ь присоединен к водилу 213 планетарных колес, поддерживающему планетарные колеса 211, каждое из которых находится в зацеплении с колесами 208 и 209. Муфта 218 обеспечивает возможность прочного присоединения вала 2ab к валу 2Ь для создания прямой передачи во втором дифференциале 207.

При нахождении муфты 218 в разъединенном состоянии дифференциал 208 работает в качестве понижающего блока, в котором колесо 208 остановлено муфтой 216. Принимая во внимание тот факт, что вход присоединен к колесу 209, а также то. что выход присоединен к водилу 213, понижающее отношение обычно равно

3.

Муфты 118 и 218 избирательно соединяются посредством пружин соответственно R1 и R2 и разъединяются против действия этих пружин посредством приводов соответственно А1 и А2, каждый го которых регулируют электрическими клапанами соответственно V1 и V2, управление которыми осуществляют блоком 152.

Блок 152 получает на свои вводы сигналы V_E и V_S, переданные датчиками соответственно 158 и 153, и сигнал от датчика 156, отмечающего положение педали акселератора транспортного средства, соответствующее параметру С нагрузки двигателя транспортного средства, который может быть выражен, например в процентах от максимальной нагрузки.

Механизм трансмиссии, описанный выше, выполнен с возможностью обеспечения четырех различных передаточных отношений. Первое или самое низкое отношение устанавливают, когда обе муфты 118, 218 выключены, и, следовательно, две передачи 107, 207 работают в качестве понижающих блоков. Механизм трансмиссии при этом обеспечивает понижающее отношение, равное 1,4 х 3 = 4,2.

Для работы со вторым передаточным отношением муфту 118 включают, а муфту 218 выключают, так что передача 107 работает в качестве прямой передачи, а передача 207 - в качестве понижающей передачи, что дает общее понижающее отношение механизма трансмиссии, равное 3.

Для работы с третьим передаточным отношением производят обратные действия, то есть муфту 118 выключают, а муфту 218 включают, так что только первая передача 107 работает в качестве понижающей передачи. Это обеспечивает полное понижающее отношение, равное примерно 1,4.

Для работы с четвертым или самым высоким передаточным отношением обе передачи 107, 207 работают в качестве прямых передач, при этом общее отношение равно 1.

В простом показанном примере смену передаточного отношения регулируют только блоком 152 в соответствии с рабочими параметрами V_S (выходной скоростью) и С (нагрузкой), но возможны и более усложненные варианты.

В этом механизме трансмиссии регулирование смены передаточного отношения со второго отношения на третье затруднено, поскольку муфту 118 нужно отключить одновременно с включением муфты 218. Если синхронность этих двух действий не соблюдена, присутствует риск появления на короткие периоды или одновременного отключения обеих муфт, соответствующего возврату к первому передаточному отношению, возможно, с риском чрезмерной скорости двигателя, или одновременного включения обеих муфт, то есть кратковременной ситуации, при которой весь механизм трансмиссии работает с прямой передачей, что сопровождается риском работы двигателя со слишком низкой скоростью. В обоих случаях пассажиры транспортного средства испытывают толчки, а механизмы подвергаются вредным ударам и напряжениям. Более того, эти функциональные нарушения, если допущено их появление, могут повлиять на рабочие параметры, которые записываются блоком 152, что в еще большей степени может помешать процессу смены передаточного отношения.

Во избежание этих неполадок блок 152 сначала вызывает соединение муфты 218, в то время как муфта 118 разъединена. При этом входная скорость V_E уменьшится по отношению к выходной скорости V_S, так как это соответствует постепенной смене в механизме трансмиссии второго передаточного отношения непосредственно на четвертое. Следовательно, во время этого неполного процесса входная скорость V_E изменяется в соответствии с требуемой сменой передаточного отношения, то есть в соответствии со сменой второго отношения на третье. И наоборот, если первоначально была приведена в действие муфта 118, то сеть ее отсоединили, то работа осуществляется в соответствии с возвратом к первому передаточному отношению и, следовательно, к нежелательному понижению входной скорости V_E.

Соединение муфты 218 происходит постепенно, особенно если клапан 69 содержит, как показано на фиг. 1 и 3, канал 151 стока, обладающий гидравлическим сопротивлением, для предотвращения внезапного опорожнения камеры 46. Как видно на фиг. 4, когда во время постепенного соединения муфты 218 блок 15^ определяет. что отношение V_E/Vs падает ниже некоторого определенного порога К1, то он выдает команду на разъединение первой муфты 118.

На фиг. 5 показан пример графического представления алгоритма работы, который может быть использован в блоке 152.

Первый этап 301 заключается в выборе таблицы Т1 истинности, которая показана на фиг. бив которой указаны передаточные отношения, выбираемые для различных значений нагрузки С и скорости V_S. В любом случае таблица Т1 не обеспечивает выбор третьего передаточного отношения, а могут быть выбраны только первое, второе и четвертое передаточные отношения.

Затем, как показано на фиг. 5, в тесте 303, который следует за этапом 302 считывания параметров V_S и С, определяется, должно или нет быть выбрано или сохранено в соответствии с таблицей Т1 отношение R1. В зависимости от положительного или отрицательного ответа соответственно выдается или не выдается команда 304 на наполнение приводов А1 и А2. Затем в обоих случаях параметры V_S и С считываются снова (программа 306), и тест 307 определяет наличие всех условий для установления второго передаточного отношения. При положительном ответе программой 308 выдается команда на опорожнение привода А1 и на наполнение привода А2, а затем после нового считывания параметров V_S и С (программа 309) тест 310 определяет наличие всех условий для установления четвертого передаточного отношения. При отрицательном ответе теста 307 на необходимость установления второго отношения происходит логический переход непосредственно к программе 309 и тесту 310 минуя программу 308. При отрицательном ответе теста 310 происходит логический возврат к тесту 303 для определения необходимости установления или сохранения первого передаточного отношения.

При положительном ответе теста 310 должно быть установлено или третье, или четвертое передаточное отношение, поскольку таблица Т1 не делает различий между этими двумя ситуациями. Но в любом случае программа 311 выдает команду на опорожнение обоих приводов для инициирования смены передаточного отношения на четвертое передаточное отношение. Затем тест 312 определяет, опустилось ли отношение V|,/V_S ниже порога К1. При отрицательном ответе происходит логический возврат к программе 309 для проверки параметров скорости и нагрузки транспортного средства, соответственно Vs и С. Если эти параметры существенно не изменились, тест 310 переходит к программе 311. Такие петли могут происходить несколько раз, пока постепенное соединение муфты 218 не приведет к существенному снижению скорости V_E для положительного ответа на тест 312 (V_E/V_S < K1 ?). В этом случае программа 313 выдаст команду на переход к таблице Т2, которая показана на фиг. 7 и в которой ситуации, когда должно быть выбрано третье передаточное отношение, отличаются от ситуаций, в которых необходимо выбрать четвертое отношение.

После программы 314 считывания V_S и С тест 315 определяет наличие необходимости выбора третьего передаточного отношения. При положительном ответе инициируется наполнение привода А1 при сохранении опорожнения привода А2 (программа 316), затем происходит логический возврат назад к программе 314.

Если на определенном этапе во время работы с третьим передаточным отношением поступает отрицательный ответ на тест 315, происходит логический возврат к программе 309 и тесту 310 для определения необходимости выбора четвертого передаточного отношения. При положительном ответе переход к четвертому передаточному отношению и его последующее поддержание осуществляется при прохождении петлей через последовательные этапы 309-315. Действительно, так как начальной точкой является ситуация, в которой уже установлено третье передаточное отношение, немедленно приходит положительный ответ на тест 312, как при первом выполнении указанной петли, поскольку, как следует из вышесказанного, во время перехода от второго передаточного отношения к третьему ответ на тест 312 изменяется с отрицательного на положительный.

Если при старте с работы с третьим передаточным отношением оба ответа на тест 315 и затем на тест 310 являются отрицательными, необходимо установить первое или второе передаточное отношение, при этом происходит логический возврат к программе 301, которая возвращает к действию таблицу Т1, и затем снова начинается процесс, который уже был описан ранее в начале описания фиг. 5.

Смена второго передаточного отношения на третье происходит по алгоритму на фиг. 5 и состоит сначала из процесса перехода к четвертому передаточному отношению по программе 311 опорожнения двух приводов. Так как начальной точкой является ситуация, в которой работа происходит на втором передаточном отношении, при котором привод А1 уже опорожнен, единственным результатом действия программы 311 является начало опорожнения привода А2 и, следовательно, обеспечение изменения состояния передачи 207, в которой перепад между двумя передаточными отношениями (1:1 при прямой передаче и 3:1 при работе в качестве понижающей передачи) является наибольшим. Затем, когда отношение V_E/V_S оказывается меньше К1 (тест 312), уже передача 107 начинает изменять свое состояние путем наполнения привода А1 (программа 316).

В представленном примере не рассматривается возможность электронного управления обратной сменой передаточного отношения, то есть сменой третьего передаточного отношения на второе, поскольку такая смена на практике показала себя менее затруднительной.

Но такое электронное управление вполне возможно. Для этого могло бы быть достаточно, чтобы в таблице Т2 не делалось различий между ситуациями, когда должно быть установлено первое и второе передаточные отношения. Процесс смены третьего передаточного отношения на второе следует начинать, если нужно непосредственно возвратиться к первому передаточному отношению, просто путем освобождения муфты 218.

Затем, только когда отношение V_E/Vs становится больше порога К2, может произойти возврат к таблице Т1, в которой делается различие между ситуациями, когда должно быть выбрано первое передаточное отношение, и ситуациями, когда должно быть выбрано второе передаточное отношение, и только на этом этапе начинается соединение муфты 118 первой передачи.

Следовательно, очевидно, что в предлагаемом изобретении всегда имеет место преимущество, заключающееся в том, что когда необходимо поменять состояние двух зубчатых передач, установленных последовательно, с работы с высоким передаточным отношением на работу с низким передаточным отношением приведение в действие начинают с зубчатой передачи, у которой перепад между высоким и низким передаточными отношениями является наибольшим. В этом примере начальным этапом всегда является приведение в действие второй эпициклической передачи 207, понижающее передаточное отношение которой при работе в качестве понижающей передачи в три раза больше, чем при работе в качестве прямой передачи, и только затем приводят в действие первую эпициклическую передачу 107, понижающее передаточное отношение которой только в 1,4 раза больше передаточного отношения при прямой передаче.

В примере, показанном на фиг. 4, существует возможность введения в действие центробежных сил и сил зубчатого зацепления, как показано на фиг. 1-3.

В таблицах истинности, таких как таблицы Т1 и Т2, возможно наличие пар значений С, V_S, для которых отсутствует выбор передаточного отношения, что могло бы указывать на то, что для этих частных условий блок 152 обеспечивает возможность регулирования механизма трансмиссии только центробежными силами и силами зубчатого зацепления. Даже при таких условиях было бы возможным обеспечение регулирования приведения в действие привода блоком 152 для способствования изменению состояния одной или нескольких муфт при переходе от одного передаточного отношения к другому.

Если в блоке 152, показанном на фиг. 4, при выборе передаточного отношения учитываются не только параметры С и V_S, каждая таблица Т1 и Т2 может быть заменена матрицами с более чем двумя величинами.

Claims

1. Способ регулирования постепенной смены передаточного отношения с первого передаточного отношения на второе в механизме трансмиссии, имеющем, по меньшей мере, два различных передаточных отношения и содержащем привод (44, 46; А1), приводящий в действие селективное соединительное устройство (18, 118) механизма трансмиссии, в котором после инициирования процесса смены передаточного отношения детектируют, по меньшей мере, одну относящуюся к работе физическую величину и регулируют привод (44, 46; А1) в соответствии с детектированным значением этой физической величины, отличающийся тем, что в качестве детектируемой физической величины используют такую физическую величину (Ve/Vs), которая испытывает влияние процесса постепенной смены передаточного отношения.

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что приведение в действие соединительного устройства (7, 107) регулируют только после преодоления физической величиной (V_e/V_s) заданного порога (К1).

3. Способ по π. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве физической величины измеряют скорость (V_E) вращения перед соединительным устройством и сравнивают ее со скоростью (V_S) вращения за указанным соединительным устройством.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что инициирование процесса смены передаточного отношения осуществляют не приводом (44, 46; А1), а другим устройством (18, А2).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что инициирование процесса смены передаточного отношения осуществляют путем проскальзывания муфты (18), когда крутящий момент, передаваемый этой муфтой, превышает значение, заданное средствами (29, 34) ввода во взаимодействие.

6. Способ по и. 5, отличающийся тем, что привод (44, 46; А1) устанавливают так, что он против действия средств (29, 34) ввода во взаимодействие способствует освобождению муфты (18), в виде которой выполнено селективное соединительное устройство.

7. Способ по и. 5 или 6, отличающийся тем, что освобождение муфты обеспечивают совместным действием привода (44, 46; А1) и силы (Рас) реакции зубчатого зацепления, создаваемой зубьями (8, 108), нагрузка на которые, по мере уменьшения крутящего момента, передаваемого муфтой (18), возрастает.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве другого устройства используют второе селективное соединительное устройство (218).

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что одно из двух приводимых в действие соединительных устройств, выбранное в качестве второго селективного соединительного устройства (218), при приведении его в действие вызывает изменение входной скорости (V_E) механизма трансмиссии в том же направлении, что и изменение входной скорости, приводящее к смене передаточного отношения, находящейся в процессе осуществления.

10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что два соединительных устройства (118, 218) регулируют на основе таблиц (ΤΙ, Т2) ис17 тинности, по меньшей мере косвенно задающих состояние соединительного устройства в соответствии с рабочими параметрами (V_S, С) транспортного средства, при этом при смене передаточного отношения на определенном этапе, заданном в соответствии со значением указанной физической величины (V_e/V_s), по меньшей мере, однажды осуществляют смену таблицы истинности.

11. Способ по и. 10, отличающийся тем, что смену таблицы истинности осуществляют путем смены таблицы (Т1), которая для смены в указанном направлении первого передаточного отношения обеспечивает приведение в действие только второго соединительного устройства (28), на таблицу (Т2), которая обеспечивает приведение в действие первого соединительного устройства (118).

12. Способ по и. 10 или 11, отличающийся тем, что его применяют в механизме трансмиссии, в котором, начиная с состояния, соответствующего первому передаточному отношению, приведение в действие второго соединительного устройства (218) без приведения в действие первого соединительного устройства (118) соответствует еще одному передаточному отношению, а для смены таблицы истинности осуществляют смену первой таблицы (Т1) истинности, обеспечивающей непосредственную смену первого передаточного отношения на указанное еще одно передаточное отношение, на вторую таблицу (Т2) истинности, обеспечивающую смену указанного еще одного передаточного отношения на второе передаточное отношение.

13. Способ по одному из пп.8-12, отличающийся тем, что его применяют в механизме трансмиссии, содержащем два дифференциала (107, 207), которые установлены последовательно и каждый из которых имеет два передаточных отношения, соответственно высокое и низкое, для регулирования смены передаточного отношения с первого передаточного отношения на второе, во время которой один дифференциал (107) переводят с высокого передаточного отношения на низкое, а другой дифференциал (207) переводят с низкого передаточного отношения на высокое путем приведения в действие двух соединительных устройств (118, 218), каждое из которых связано с одним из дифференциалов, а в качестве соединительного устройства, выбранного в качестве второго соединительного устройства, используют то устройство, что связано с тем дифференциалом, в котором перепад между высоким и низким передаточными отношениями является наибольшим.

14. Механизм трансмиссии для транспортного средства, содержащий, по меньшей мере, одну зубчатую передачу (7; 107, 207), выполненный с возможностью смены передаточного отношения с первого передаточного отношения на второе передаточное отношение путем приведения в действие селективного соединительного устройства (18, 118) и содержащий также

- инициирующие средства для инициирования смены передаточного отношения как функции, по меньшей мере, одного рабочего параметра транспортного средства,

- детектирующие средства (153, 158) для детектирования относящейся к работе физической величины,

- регулирующие средства (152) для регулирования приведения в действие соединительного устройства (18, 118) в соответствии с ростом значения указанной физической величины, отличающийся тем, что детектирующие средства (153, 158) выполнены с возможностью детектирования физической величины (V_e/V_s), которая способна испытывать влияние постепенной смены передаточного отношения после ее инициирования.

15. Механизм по и. 14, отличающийся тем, что регулирующие средства (152) выполнены с возможностью управления началом приведения в действие соединительного устройства, когда значение указанной физической величины (V_e/V_s) преодолевает заданный порог (К1).

16. Механизм по п. 14 или 15, отличающийся тем, что средства детектирования физической величины содержат средства (158) детектирования скорости (V_E) вращения, которые, исходя из направления передачи энергии от входа (2а) механизма трансмиссии к его выходу (2Ь), расположены перед соединительным устройством (18, 118).

17. Механизм по одному из пп. 14-16, отличающийся тем, что инициирующие средства содержат средства (29, 34) приложения к соединительному устройству (18) силы взаимодействия, ограниченной так, что когда крутящий момент, передаваемый соединительным устройством (18), превышает значение, заданное указанной силой взаимодействия, соединительное устройство (18) начинает проскальзывать.

18. Механизм по п. 17, отличающийся тем, что он содержит тахометрические средства (29), задающие силу взаимодействия путем придания ей значения, увеличивающегося вместе со скоростью вращения механизма трансмиссии.

19. Механизм по п. 17 или 18, отличающийся тем, что он содержит средства (17, В2) передачи соединительному устройству (18) в направлении разъединения силы (Рас) реакции зубчатого зацепления, воздействующей на зубья (8) зубчатой передачи, нагрузка на которую при проскальзывании соединительного устройства (18) становится все больше и больше.

20. Механизм по одному из пп. 14-18, отличающийся тем, что регулирующие средства (152) содержат в памяти, по меньшей мере, две таблицы (ΤΙ, Т2) истинности, задающие состояние соединительного устройства (18, 118), в которое оно должно прийти, как функцию, по меньшей мере, одного рабочего параметра (V_S,

С) транспортного средства, и средства смены первой (Т1) из указанных таблиц истинности на вторую (Т2) при преодолении физической величиной (V_E/V_S) порога (К1), при этом первая и вторая таблицы истинности обеспечивают соответственно поддержание состояния соединительного устройства (18, 118) и изменение его состояния для текущего значения рабочего параметра.

21. Механизм по одному из пп. 14-16, отличающийся тем, что средства инициирования содержат второе селективное соединительное устройство (218).

22. Механизм по п.21, отличающийся тем, что регулирующие средства (152) содержат в памяти, по меньшей мере, две таблицы (ΤΙ, Т2) истинности, задающие состояние двух селективных соединительных устройств (118, 218), в которое они должны прийти, как функцию указанного, по меньшей мере, одного рабочего параметра (V_S, С) транспортного средства, а также средства (312, 313) смены, как функции роста физической величины (V_E/V_S), первой таблицы (Т1) истинности, обеспечивающей промежуточное состояние приведения в действие второго соединительного устройства (218) при сохранении состояния первого соединительного устройства (118), на вторую таблицу (Т2) истинности, обеспечивающую совместное приведение в действие двух соединительных устройств (118, 218), по отношению к состоянию соединительного устройства, задающего первое передаточное отношение.

23. Механизм по п.22, отличающийся тем, что в соответствии со второй таблицей промежуточное состояние предназначено для задания еще одного передаточного отношения (R4), когда указанный по меньшей мере один рабочий параметр (V_E/V_S) принимает значение, выходящее за пределы значений, соответствующих смене первого передаточного отношения (R2) на второе передаточное отношение (R3).

24. Механизм по одному из пп.21-23, отличающийся тем, что он содержит две зубчатые передачи (107, 207), которые установлены последовательно и каждая из которых связана с одним соединительным устройством (118, 218) и выполнена с возможностью обеспечения высокого и низкого передаточных отношений, перепады между которыми в обеих зубчатых передачах отличаются друг от друга, при этом первое передаточное отношение (R2) и второе передаточное отношение (R3) обеспечиваются путем обеспечения работы одной соответствующей зубчатой передачи с высоким передаточным отношением, а другой - с низким передаточным отношением.

25. Механизм по п.24, отличающийся тем, что регулирующие средства выполнены с возможностью обеспечения смены передаточного отношения механизма трансмиссии с первого передаточного отношения (R2) на наибольшее передаточное отношение (R4) путем приведения в действие второго соединительного устройства (218) при сохранении состояния первого соединительного устройства (18).

26. Механизм по одному из пп. 14-25, отличающийся тем, что он содержит средства (151) демпфирования, предназначенные для замедления приведения в действие, по меньшей мере, одного выборочного соединительного устройства (18).