Способ работы силовой передачи (варианты) - RU2639836C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способам работы силовой передачи транспортного средства, в частности к гидротрансформатору, который содержит регулируемый коэффициент K и регулируется для улучшения работы транспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Транспортное средство, которое содержит автоматическую трансмиссию, может содержать гидротрансформатор, расположенный между двигателем и автоматической трансмиссией транспортного средства. Гидротрансформатор обеспечивает соединение по вязкой текучей среде между двигателем и автоматической трансмиссией. Посредством присоединения двигателя к трансмиссии по текучей среде можно вращать двигатель без вращения выходного вала трансмиссии на более низких скоростях вращения двигателя. Кроме того, входной вал трансмиссии может вращаться почти на скорости вращения двигателя, в то время как двигатель работает на более высоких скоростях вращения. Соответственно, эффективность передачи крутящего момента через гидротрансформатор улучшается на более высоких скоростях вращения двигателя. В дополнение, крутящий момент двигателя, подаваемый на автоматическую трансмиссию, может умножаться на коэффициент между 1 и 3, когда двигатель работает между низкими и высокими скоростями вращения.

Гидротрансформатор часто выполнен с постоянным коэффициентом K. Коэффициент K является постоянной величиной, которая предоставляет гидротрансформатору возможность характеризоваться независимо от двигателя, присоединенного к гидротрансформатору, и она выражается в виде скорости вращения в минуту (RPM) при скорости вращения двигателя на холостом ходу, деленной на корень квадратный крутящего момента при скорости вращения двигателя на холостом ходу. Коэффициент K гидротрансформатора является зависящим от конструкций турбины, насосного колеса и статора гидротрансформатора. Гидротрансформатор может быть выполнен с высоким коэффициентом K для повышения умножения крутящего момента на более низких скоростях вращения двигателя. Однако гидротрансформатор с высоким коэффициентом K может не обеспечивать требуемой реакции транспортного средства в других условиях работы, в которых требуется меньшее умножение крутящего момента. С другой стороны, гидротрансформатор может быть выполнен с низким коэффициентом K для передачи крутящего момента двигателя эффективнее на более низких скоростях вращения двигателя. Однако транспортное средство, содержащее гидротрансформатор с низким коэффициентом K, не может запускаться в ход быстро, как требуется, в некоторых условиях.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретатели в материалах настоящего описания выявили вышеупомянутые ограничения и разработали способ работы силовой передачи транспортного средства, включающий в себя этап, на котором:

увеличивают коэффициент K гидротрансформатора в ответ на крутящий момент, обеспечиваемый двигателем, являющийся меньшим, чем требуемый крутящий момент. Например, крутящий момент на колесах транспортного средства меньше, чем требуется, коэффициент K гидротрансформатора может увеличиваться, так что может наблюдаться дополнительный крутящий момент на колесах.

В одном из вариантов предложен способ, в котором крутящий момент является крутящим моментом на колесах, и требуемый крутящий момент является требуемым крутящим моментом на колесах.

В одном из вариантов предложен способ, в котором коэффициент K увеличивают в ответ на разность между крутящим моментом на колесах и требуемым крутящим моментом на колесах.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют коэффициент K в ответ на одно или более условий окружающей среды, которые уменьшают крутящий момент, обеспечиваемый двигателем.

В одном из вариантов предложен способ, в котором одно или более условий окружающей среды включают в себя уклон дороги больше, чем пороговый уклон дороги.

В одном из вариантов предложен способ, в котором одно или более условий окружающей среды включают в себя барометрическое давление меньше, чем пороговое барометрическое давление.

В одном из вариантов предложен способ, в котором одно или более условий окружающей среды включают в себя октановое число топлива меньше, чем пороговое октановое число.

В одном из вариантов предложен способ работы силовой передачи транспортного средства, включающий в себя этап, на котором:

регулируют коэффициент K гидротрансформатора в ответ на условие скорости транспортного средства и отсутствие введенного водителем требуемого крутящего момента при работе трансмиссии на первой передаче.

В одном из вариантов предложен способ, в котором условие скорости транспортного средства является указанием перемещения транспортного средства в обратном направлении.

В одном из вариантов предложен способ, в котором условие скорости транспортного средства является разностью между требуемой скоростью медленного движения транспортного средств и фактической скоростью медленного движения транспортного средства.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают скорость вращения двигателя и воздушный поток двигателя в ответ на температуру двигателя меньше, чем пороговая температура.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулирование коэффициента K включает в себя этап, на котором увеличивают коэффициент K.

В одном из вариантов предложен способ работы силовой передачи транспортного средства, включающий в себя этап, на котором:

регулируют коэффициент K гидротрансформатора в ответ на разность между требуемым давлением наддува и фактическим давлением наддува.

В одном из вариантов предложен способ, в котором фактическое давление наддува обеспечивают посредством турбонагнетателя, и дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают коэффициент K в ответ на увеличение требования крутящего момента двигателя, когда регулирование коэффициента K будет увеличивать выходной крутящий момент двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают коэффициент K в ответ на указание на стук двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором уменьшают коэффициент K в ответ на температуру двигателя больше, чем пороговая температура.

В одном из вариантов предложен способ, в котором коэффициент K увеличивают в ответ на требуемое давление наддува, большее, чем фактическое давление наддува.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают скорость двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором коэффициент K регулируют посредством регулирования осевого положения турбины относительно насосного колеса.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют коэффициент K в ответ на условие скорости транспортного средства.

Посредством регулирования коэффициента K гидротрансформатора в ответ на крутящий момент, выдаваемый двигателем, являющийся меньшим, чем требуемый крутящий момент, может быть возможным обеспечивать в большей степени согласующиеся пуски в ход транспортного средства в меняющихся условиях работы транспортного средства. В одном из примеров коэффициент K гидротрансформатора увеличивают во время пуска в ход транспортного средства, так что умножение крутящего момента гидротрансформатором возрастает, чтобы увеличивать крутящий момент на колесах. Дополнительно, коэффициент K гидротрансформатора может предоставлять скорости вращения двигателя возможность возрастать, поскольку меньший крутящий момент двигателя необходим для разгона транспортного средства. А увеличение скорости вращения двигателя может предоставлять двигателю возможность достигать эксплуатационного режима, в котором больший крутящий момент может выдаваться двигателем. Таким образом, пуск в ход транспортного средства может улучшаться во время условий, которые, в ином случае, ухудшали бы пуск в ход транспортного средства.

Настоящее описание может давать несколько преимуществ. В частности, подход может улучшать пуск в ход транспортного средства. Кроме того, подход может улучшать качество вождения транспортного средства во время холодных условий. Кроме того еще, подход может предоставлять возможность для в большей степени совместимого крутящего момента на колесах на более широком диапазоне условий работы двигателя.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает схематичное изображение двигателя;

фиг.2 показывает примерную силовую передачу транспортного средства, содержащую двигатель и трансмиссию;

фиг.3 показывает примерную схему системы гидротрансформатора;

фиг.4 показывает примерную последовательность работы силовой передачи согласно способу по фиг.5; и

фиг.5 показывает примерный способ работы силовой передачи транспортного средства.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к работе транспортного средства с силовой передачей. В одном из примеров коэффициент K гидротрансформатора регулируют для улучшения рабочих характеристик транспортного средства, когда условия работы, в ином случае, ухудшали бы рабочие характеристики транспортного средства. Одна из примерных систем, в которой могут быть улучшены рабочие характеристики транспортного средства, показана на фиг.1 и 2. Фиг.3 показывает примерный гидротрансформатор, который может регулироваться, чтобы давать разные коэффициенты K. Примерная последовательность работы транспортного средства согласно способу по фиг.5 показана на фиг.4. В заключение, способ работы транспортного средства, содержащего гидротрансформатор с регулируемым коэффициентом K, показан на фиг.5.

Со ссылкой на фиг.1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг.1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса, выдаваемой контроллером 12. Топливо подается на топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана).

Впускной коллектор 44 подвергается подаче воздуха компрессором 162. Отработавшие газы вращают турбину 164, которая присоединена к валу 161, тем самым, приводя в движение компрессор 162. В некоторых примерах перепускной канал 77 включен в состав, так что выхлопные газы могут обходить турбину 164 во время выбранных условий работы. Поток через перепускной канал 77 регулируется посредством регулятора 75 давления наддува. Кроме того, перепускной канал 86 компрессора может быть предусмотрен в некоторых примерах, чтобы ограничивать давление, выдаваемое компрессором 162. Поток через перепускной канал 86 регулируется посредством клапана 85. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с центральным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из воздухозаборника 42 двигателя. Центральный дроссель 62 может быть с электроприводом.

Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания для воспламенения топливно-воздушной смеси через свечу 92 зажигания в ответ на действие контроллера 12. В других примерах двигатель может быть двигателем с воспламенением от сжатия без системы зажигания, таким как дизельный двигатель. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 выхлопных газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.

Нейтрализатор 70 выхлопных газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выхлопных газов, каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 70 выхлопных газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехкомпонентного типа.

Контроллер 12 показан на фиг.1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания положения, заданного ступней 132; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; измерение детонации двигателя с датчика 175; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120 (например, измерителя расхода воздуха с термоэлементом); и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего описания датчик 118 положения двигателя вырабатывает заданное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться скорость вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).

В некоторых примерах двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления могут применяться другие конфигурации двигателя, например дизельный двигатель.

Во время работы каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров, чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливно-воздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное описано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие примеры.

Далее, со ссылкой на фиг.2, показано транспортное средство 200, включающее в себя двигатель 10. Двигатель 10 механически присоединен к гидротрансформатору 202 и трансмиссии 204. Гидротрансформатор 202 прикреплен к маховику, который механически присоединен к коленчатому валу 40, показанному на фиг.1. Гидротрансформатор 202 включает в себя выходной вал, который находится в механической связи с входным валом трансмиссии 204. Трансмиссия 204 включает в себя муфты 210 и передачи 212. Выходная мощность из трансмиссии 204 может направляться на колеса 250 транспортного средства.

Двигатель 10 вращает наружный корпус гидротрансформатора 202, который присоединен к маховику. Лопасти внутри гидротрансформатора 202 накачивают трансмиссионное масло из насосного колеса в турбину. Турбина передает крутящий момент с двигателя на входной вал трансмиссии 204 через текучую среду трансмиссии. Статор внутри гидротрансформатора 202 возвращает трансмиссионное масло обратно в насосное колесо, так что трансмиссионное масло может использоваться повторно для передачи крутящего момента из двигателя на трансмиссию.

Передачи, имеющие множество постоянных передаточных чисел, направляют крутящий момент двигателя на колеса 250 транспортного средства. Конкретная передача может приводиться в действие посредством смыкания муфты 210, связанной с выбранной передачей. Низшие передачи (например, первая передача) преобразуют скорость вращения двигателя в более низкое скорость вращения и более высокий выходной крутящий момент трансмиссии, так что транспортное средство может разгоняться с более высоким темпом. Высшие передачи (например, 5^ая или 6^ая передача) могут предоставлять скорости вращения выходного вала трансмиссии возможность вращаться на такой же или более низкой скорости вращения, чем двигатель 10.

Далее, со ссылкой на фиг.3, показана примерная система 300 гидротрансформатора. Система гидротрансформатора включает в себя гидротрансформатор 202, включающий в себя насосное колесо 310, турбину 312, статор 314, входной вал 308, выходной вал 306 и одноходовую муфту 304. Выходной вал 306 включает в себя поршень с гидравлическим приводом (не показан), который может перемещать турбину 312 в осевом направлении к или от насосного колеса 310, тем самым, изменяя коэффициент K гидротрансформатора. Трансмиссионное масло под давлением может избирательно подаваться на любой торец поршня с гидравлическим приводом, чтобы изменять положение поршня, и поршень находится в механической связи с турбиной 312, чтобы, когда поршень изменяет положение, изменяла положение турбина.

Далее, со ссылкой на фиг.4, показана моделированная примерная рабочая последовательность транспортного средства. Последовательность по фиг.4 может быть предусмотрена системой показанной на фиг.1 и 2, выполняющей способ по фиг.5. Вертикальные метки в моменты T₀-T₅ времени указывают особенно интересные моменты времени во время проиллюстрированной последовательности.

Первый график сверху по фиг.4 представляет собой частоту вращения двигателя в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время возрастает в направлении стрелки оси X. Ось Y представляет скорость вращения двигателя, и скорость вращения двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y.

Второй график сверху по фиг.4 представляет собой требуемый крутящий момент колесе в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время возрастает в направлении стрелки оси X. Ось Y представляет требуемый крутящий момент на колесах, и требуемый крутящий момент на колесах возрастает в направлении оси Y.

Третий график сверху по фиг.4 представляет собой фактический крутящий момент на колесах в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время возрастает в направлении стрелки оси X. Ось Y представляет фактический крутящий момент на колесах, и фактический крутящий момент на колесах возрастает в направлении оси Y. Траектория 402 представляет фактический крутящий момент на колесах, когда выполняется способ по фиг.5. Траектория 404 представляет фактический крутящий момент на колесах, когда способ по фиг.5 не выполняется.

Четвертый график сверху по фиг.4 представляет собой наддув двигателя в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время возрастает в направлении стрелки оси X. Ось Y представляет собой наддув двигателя, и наддув двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Траектория 408 представляет требуемый наддув двигателя. Траектория 410 представляет фактический наддув двигателя.

Пятый график сверху по фиг.4 представляет коэффициент K гидротрансформатора в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время возрастает в направлении стрелки оси X. Ось Y представляет собой коэффициент K гидротрансформатора, и коэффициент K гидротрансформатора возрастает в направлении стрелки оси Y.

Шестой график сверху по фиг.4 представляет флажковый признак состояния холодного запуска двигателя в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время возрастает в направлении стрелки оси X. Ось Y представляет флажковый признак холодного запуска двигателя, и двигатель находится в условиях холодного запуска, когда флажковый признак холодного запуска установлен на верхнем уровне.

В момент T₀ времени, двигатель отключен, и требуемый крутящий момент на колесах, фактический крутящий момент на колесах и наддув турбонагнетателя находятся на нуле. Коэффициент K гидротрансформатора устанавливается в заданное значение в ответ на останов двигателя, и флажковый признак состояния холодного запуска двигателя находится в значении единицы, чтобы указывать, что условия работы являются показывающими холодный запуск. В этом примере коэффициент K гидротрансформатора регулируется на относительно высокий уровень для холодного запуска двигателя.

Между моментом T₀ времени и моментом T₁ времени двигатель запускается в ответ на запрос водителя, и скорость вращения двигателя увеличивают. Оператор или водитель не вводит требование крутящего момента двигателя. Поэтому скорость вращения двигателя переходит на скорость вращения холостого хода. Требуемый крутящий момент на колесах и фактический крутящий момент на колесах остаются на нуле. Уровень наддува турбонагнетателя также показан на относительно низком уровне, и коэффициент K гидротрансформатора остается на том же самом постоянном уровне, как когда запускается двигатель. Флажковый признак холодного запуска двигателя остается установленным, поскольку условия работы двигателя остаются соответствующими условиям холодного запуска. Коэффициент K гидротрансформатора устанавливается на более высокий уровень, когда двигатель подвергается холодному запуску, так что большее проскальзывание может обеспечиваться в гидротрансформаторе для передачи меньшего крутящего момента на колеса транспортного средства, в то время как скорость вращения двигателя находится на уровне холостого хода, где меньший крутящий момент двигателя передается через гидротрансформатор.

В момент T₁ времени водитель увеличивает команду крутящего момента на колесах для продвижения транспортного средства вперед. В одном из примеров положение педали акселератора может преобразовываться в требуемый крутящий момент на колесах посредством передаточной функции, которая соотносит положение педали акселератора с крутящим моментом на колесах. В других примерах положение педали акселератора может преобразовываться в требуемый крутящий момент двигателя посредством передаточной функции, и требуемый крутящий момент двигателя может преобразовываться в требуемый крутящий момент на колесах, принимая во внимание передачу трансмиссии и состояние гидротрансформатора.

Фактический крутящий момент на колесах увеличивают, чтобы придерживаться требуемого крутящего момента на колесах, посредством увеличения скорости вращения и нагрузки двигателя. Нагрузка двигателя увеличивают посредством открывания дросселя двигателя и увеличения давления воздуха или наддува, подаваемого в двигатель. Коэффициент K гидротрансформатора также показан увеличивающимся, так чтобы фактический крутящий момент на колесах точнее соответствовал требуемому крутящему моменту на колесах. В одном из примеров коэффициент K гидротрансформатора может увеличиваться в зависимости от разности между требуемым и фактическим крутящими моментами на колесах. В других примерах коэффициент K гидротрансформатора может увеличиваться в ответ на разность между фактической величиной наддува и требуемой величиной наддува. Кроме того, коэффициент K может увеличиваться в ответ на условия работы, которые могут ухудшать рабочие характеристики двигателя. Например, коэффициент K может увеличиваться в ответ на уменьшение барометрического давления и детонацию двигателя.

В момент T₂ времени требуемый крутящий момент на колесах уменьшается в ответ на уменьшение требуемого крутящего момента на колесах от водителя. Скорость вращения и нагрузка двигателя уменьшаются для уменьшения фактического крутящего момента на колесах, так чтобы он соответствовал требуемому крутящему моменту на колесах. Коэффициент K гидротрансформатора также уменьшается, поскольку требуемый крутящий момент на колесах может обеспечиваться без нахождения коэффициента K гидротрансформатора на более высоком уровне. В некоторых примерах коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться в выбранных условиях, где фактический крутящий момент на колесах совпадает с или находится в пределах заданного диапазона крутящего момента от требуемого крутящего момента на колесах, так что проскальзывание гидротрансформатора может уменьшаться, тем самым, увеличивая эффективность гидротрансформатора. Флажковый признак холодного запуска двигателя остается на повышенном уровне, указывая, что двигатель и транспортное средство не прогрелось до уровня вне условий холодного запуска.

В момент T₃ времени требуемый крутящий момент на колесах вновь начинает возрастать в ответ на увеличение требуемого крутящего момента на колесах водителем. Скорость вращения и нагрузка двигателя также увеличиваются в ответ на требуемый крутящий момент на колесах, введенный водителем. Однако поскольку скорость вращения двигателя является относительно низкой, фактический наддув двигателя не способен соответствовать требуемому наддуву двигателя. Следовательно, коэффициент K гидротрансформатора увеличивают, так что скорость вращения двигателя может возрастать быстрее в результате меньшего сопротивления движению двигателя. Увеличение коэффициента K может уменьшать запаздывание турбонагнетателя.

Между моментом T₃ времени и моментом T₄ времени требуемый крутящий момент на колесах и фактический крутящий момент на колесах выравниваются на среднем уровне. Уровень наддува турбонагнетателя также сглаживается до среднего уровня, и коэффициент K гидротрансформатора уменьшается, так что присутствует меньшее проскальзывание гидротрансформатора. Гидротрансформатор также может блокироваться во время этих условий для улучшения эффективности использования топлива транспортного средства. Коэффициент K гидротрансформатора уменьшается в ответ на фактический крутящий момент на колесах, соответствующий или равняющийся требуемому крутящему моменту на колесах. И, поскольку скорость вращения двигателя является более высокой, меньшее проскальзывание присутствует внутри гидротрансформатора.

В момент T₄ времени двигатель достигает прогретого состояния, как указано переходом флажкового признака состояния холодного запуска двигателя на нижний уровень. Требуемый крутящий момент на колесах и фактический крутящий момент на колесах достигают относительно постоянных значений. Коэффициент K гидротрансформатора продолжает уменьшаться, чтобы уменьшать эффективность передачи крутящего момента с двигателя на колеса транспортного средства.

В момент T₅ времени требуемый крутящий момент на колесах увеличивают в ответ на входной сигнал водителя для разгона транспортного средства. Скорость вращения и нагрузка двигателя также увеличиваются для обеспечения требуемого крутящего момента на колесах. Требуемый наддув двигателя и фактический наддув двигателя находятся на одном и том же уровне, поскольку скорость вращения двигателя находится на повышенном уровне, где турбонагнетатель может повышать выходную мощность с небольшим временем запаздывания. Например, уровень наддува может увеличиваться просто посредством частичного закрывания регулятора давления наддува, так что не нужно времени, чтобы компрессор нарастал до скорости вращения, где может обеспечиваться требуемый наддув. Следовательно, коэффициент K гидротрансформатора не регулируется в ответ на наддув во время этих условий. Скорее, коэффициент K гидротрансформатора увеличивают, так что скорость вращения двигателя может повышаться до уровня, где дополнительный крутящий момент может выдаваться на колеса. Кроме того, увеличение коэффициента K увеличивает умножение крутящего момента посредством гидротрансформатора, так что может обеспечиваться больший крутящий момент на колесах. Посредством увеличения коэффициента K во время запроса дополнительного крутящего момента на колесах может быть возможным избегать переключения трансмиссии.

Между моментом T₅ времени и моментом T₆ времени двигатель останавливается. Требуемый и фактический крутящий момент на колесах уменьшается до нуля, как и наддув двигателя. Коэффициент K гидротрансформатора регулируется на уровень, требуемый для условий холодного запуска во время глушения двигателя.

В момент T₆ времени двигатель перезапускается. Двигатель запускается во время прогретых условий, так что флажковый признак состояния холодного запуска двигателя не установлен. Коэффициент K гидротрансформатора уменьшается во время запуска в ответ на температуру прогретого двигателя, потому что требуется меньшее проскальзывание гидротрансформатора, так как двигатель приводится в действие эффективнее, чем во время холодного запуска. Требуемый и фактический уровни крутящего момента на колесах остаются на нуле, указывая отсутствие входного сигнала водителя для разгона транспортного средства. Наддув также показан на низком уровне. Последовательность заканчивается вскоре после момента T₆ времени.

Далее, со ссылкой на фиг.5, описан способ работы силовой передачи транспортного средства. Способ по фиг.5 может применяться в системе по фиг.1 и 2. В одном из примеров способ по фиг.5 может храниться в постоянной памяти контроллера 12 по фиг.1 в качестве выполняемых команд.

На этапе 502 способа 500 определяют условия работы. Условия работы могут включать в себя, но не в качестве ограничения, температуру двигателя, скорость вращения двигателя, требование крутящего момента на колесах, положение акселератора, величину наддува двигателя, детонацию двигателя, температуру трансмиссии и режим работы двигателя. Способ 500 переходит на этап 504 после того, как определены условия работы.

На этапе 504 способа 500 оценивают, запрошен или нет пуск в ход транспортного средства. В одном из примеров способа 500 определяют, что присутствует запрос пуска в ход транспортного средства, когда скорость вращения двигателя меньше, чем пороговая скорость вращения (например, меньше, чем 5 километров в час), и когда запрошенный водителем или контроллером крутящий момент на колесах или крутящий момент двигателя превышает пороговый уровень. Если по способу 500 делают вывод, что запрошен пуск в ход транспортного средства, ответом является «да», то способ 500 переходит на этап 506. Иначе, ответом является «нет», и способ 500 переходит на этап 520.

На этапе 506 способа 500 оценивают, является или нет транспортное средство работающим в ухудшенных условиях пуска в ход. Ухудшенные условия пуска в ход являются условиями, которые могут вынуждать транспортное средство разгоняться с меньшим, чем заданный, темпом для заданного запроса крутящего момента двигателя или крутящего момента на колесах. Некоторые условия, которые могут составлять ухудшенные условия пуска в ход, включают в себя те случаи, когда транспортное средство является буксирующим прицеп, или когда транспортное средство эксплуатируется на относительно большой высоте над уровнем моря. Если по способу 500 делают вывод, что транспортное средство является работающим в ухудшенных условиях пуска в ход, ответом является «да», то способ 500 переходит на этап 510. Иначе, ответом является «нет», и способ 500 переходит на этап 508.

На этапе 508 способа 500 уменьшают или регулируют коэффициент K гидротрансформатора на более низкое значение. В одном из примеров коэффициент K гидротрансформатора регулируют посредством осевого перемещения турбины гидротрансформатора относительно насосного колеса гидротрансформатора. Таким образом, для номинальных условий работы транспортного средства коэффициент K гидротрансформатора может регулироваться на более низкое значение, чтобы улучшать эффективность передачи крутящего момента гидротрансформатора. Способ 500 переходит на этап 520 после того, как уменьшен коэффициент K гидротрансформатора.

На этапе 510 способа 500 увеличивают коэффициент K гидротрансформатора в ответ на увеличение положительного уклона дороги. Уклон может считываться посредством уклономера или логически выводиться из условий работы транспортного средства. Коэффициент K гидротрансформатора может увеличиваться линейно или нелинейно с повышением величин уклона дороги. В одном из примеров коэффициент K гидротрансформатора увеличивают после того, как уклон дороги превышает заданный уклон дороги. Иначе, коэффициент K гидротрансформатора не регулируется на уклон дороги. Кроме того, если уклон дороги возрастает, способ 500 уменьшает коэффициент K гидротрансформатора. Увеличение уклона дороги может уменьшать ускорение транспортного средства, и уменьшенное ускорение транспортного средства может по меньшей мере частично компенсироваться увеличением умножения крутящего момента двигателя посредством гидротрансформатора. Способ 500 переходит на этапе 512 после регулирования коэффициента K гидротрансформатора.

На этапе 512 способа 500 увеличивают коэффициент K гидротрансформатора в ответ на увеличение температуры воздухозаборника двигателя. С другой стороны, если температура воздухозаборника двигателя является уменьшающейся, коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться. Коэффициент K гидротрансформатора может увеличиваться линейно или нелинейно с повышением температуры воздухозаборника двигателя. Увеличение температуры воздухозаборника двигателя может уменьшать выходной крутящий момент двигателя, а уменьшенный крутящий момент двигателя может по меньшей мере частично компенсироваться увеличением умножения крутящего момента двигателя посредством гидротрансформатора. Способ 500 переходит на этапе 514 после регулирования коэффициента K гидротрансформатора.

На этапе 514 способа 500 увеличивают коэффициент K гидротрансформатора в ответ на снижение барометрического давления. Наоборот, если барометрическое давление является возрастающим, коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться. Коэффициент K гидротрансформатора может увеличиваться линейно или нелинейно с повышением температуры воздухозаборника двигателя. Снижение барометрического давления может уменьшать выходной крутящий момент двигателя, а уменьшенный крутящий момент двигателя может по меньшей мере частично компенсироваться увеличением умножения крутящего момента двигателя посредством гидротрансформатора. Способ 500 переходит на этапе 516 после регулирования коэффициента K гидротрансформатора.

На этапе 516 способа 500 увеличивают коэффициент K гидротрансформатора в ответ на снижение октанового числа топлива. Наоборот, если октановое число топлива является повышающимся, коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться. Коэффициент K гидротрансформатора может увеличиваться линейно или нелинейно с повышением повышением октанового числа топлива. Снижение октанового числа топлива может уменьшать выходной крутящий момент двигателя, а уменьшенный крутящий момент двигателя может по меньшей мере частично компенсироваться увеличением умножения крутящего момента двигателя посредством гидротрансформатора. Кроме того, двигатель может работать на более высокой скорости вращения, когда коэффициент K гидротрансформатора увеличивают, так что может избегаться детонация. Способ 500 переходит на этап 520 после регулирования коэффициента K гидротрансформатора.

Дополнительно, в некоторых примерах коэффициент K гидротрансформатора может увеличиваться, когда транспортное средство является буксирующим или перевозящим груз. Способ 500 может логически выводить или считывать, когда транспортное средство является буксирующим или перевозящим груз.

На этапе 520 способа 500 оценивают, запрошено ли увеличение наддува двигателя. Увеличение наддува двигателя может запрашиваться в ответ на запрос водителя или контроллера увеличить крутящий момент на колесах или крутящий момент двигателя. Повышение давления наддува предоставляет дополнительному воздуху возможность подаваться в двигатель, так что выходная мощность двигателя может увеличиваться. Если по способу 500 делают вывод, что запрошено увеличение наддува, ответом является «да», то способ 500 переходит на этап 522. Иначе, ответом является «нет», и способ 500 переходит на этап 524. В других примерах коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться или удерживаться постоянным до того, как способ 500 переходит на этап 524, когда увеличения наддува не запрашивается.

На этапе 522 способа 500 регулируют коэффициент K гидротрансформатора в ответ на наддув двигателя. В одном из примеров способа 500 регулируют коэффициент K гидротрансформатора в ответ на ошибку или разность между требуемым наддувом двигателя и фактическим наддувом двигателя. Например, если фактический наддув меньше, чем требуемый наддув, коэффициент K гидротрансформатора увеличивают. По мере того как разность между фактическим и требуемым наддувом подходит к нулю, коэффициент K гидротрансформатора уменьшается. Коэффициент K гидротрансформатора может регулироваться согласно определенным опытным путем коэффициентам K гидротрансформатора, которые хранятся в памяти и извлекаются, когда есть разность между фактическим наддувом двигателя и требуемым наддувом двигателя. Способ 500 переходит на этап 524 после того, как отрегулирован коэффициент K гидротрансформатора.

На этапе 524 способа 500 оценивают, присутствует ли детонация двигателя. Детонация двигателя может определяться посредством выходного сигнала датчика детонации. Если по способу 500 делают вывод, что присутствует детонация, ответом является «да», то способ 500 переходит на этап 526. Иначе, ответом является «нет», и способ 500 переходит на этап 528. В других примерах коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться или удерживаться постоянным до того, как способ 500 переходит на этап 528, когда детонация двигателя не присутствует.

На этапе 526 способа 500 регулируют коэффициент K гидротрансформатора в ответ на детонацию двигателя. Коэффициент K гидротрансформатора может регулироваться согласно определенным опытным путем коэффициентам K гидротрансформатора, которые хранятся в памяти и извлекаются, когда указывается детонация. Способ 500 переходит на этап 528 после того, как настроен коэффициент K гидротрансформатора.

На этапе 528 способа 500 оценивают, запрошено ли увеличение скорости вращения двигателя для достижения требуемого крутящего момента на колесах. Во время некоторых условий скорость вращения двигателя может увеличиваться, так что увеличивают выходной крутящий момент двигателя. Увеличенный крутящий момент двигателя может приводить к увеличенному крутящему моменту на колесах. Один из способов увеличить скорость вращения двигателя включает в себя этап, на котором включают понижающую передачу трансмиссии, присоединенной к двигателю. Однако включения понижающей передачи трансмиссии могут быть нежелательными, так как они могут быть заметны водителю. С другой стороны, посредством увеличения коэффициента K гидротрансформатора, когда запрошен дополнительный крутящий момент на колесах, может быть возможным избегать включения понижающей передачи, так как более высокий коэффициент K гидротрансформатора предоставляет двигателю возможность достигать более высокой скорости вращения, и он также может увеличивать умножение крутящего момента посредством гидротрансформатора, тем самым, увеличивая крутящий момент на колесах. В одном из примеров способа 500 оценивают, может или нет быть желательным увеличить скорость вращения двигателя для выдачи запрошенного крутящего момента на колесах, на основании определенных опытным путем данных, хранимых в памяти, которые основаны на скорости вращения двигателя и крутящем моменте двигателя. Крутящий момент двигателя при требуемом крутящем моменте на колесах может логически выводиться на основании включенной передачи трансмиссии. Если по способу 500 делают вывод, что требуется увеличение скорости вращения двигателя, ответом является «да», то способ 500 переходит на этап 530. Иначе, ответом является «нет», и способ 500 переходит на этап 532. В других примерах коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться или удерживаться постоянным до того, как способ 500 переходит на этап 532, когда увеличение скорости вращения двигателя не требуется.

На этапе 530 способа 500 регулируют коэффициент K гидротрансформатора в ответ на увеличение требуемой скорости вращения двигателя. В одном из примеров способа 500 регулируют коэффициент K гидротрансформатора в ответ на определенную опытным путем скорость вращения двигателя, при которой может обеспечиваться требуемый крутящий момент на колесах. Коэффициент K гидротрансформатора может регулироваться согласно определенным опытным путем коэффициентам K гидротрансформатора, которые хранятся в памяти и извлекаются, когда увеличение скорости вращения двигателя требуется для удовлетворения требуемого крутящего момента на колесах. Способ 500 переходит на этап 532 после того, как настроен коэффициент K гидротрансформатора.

На этапе 532 способа 500 оценивают, является или нет двигатель работающим в режиме прогрева. Во время режима прогрева двигатель может эксплуатироваться с увеличенным запаздыванием зажигания, скоростью вращения холостого хода и воздушным потоком, чтобы быстрее разогревать двигатель и систему выпуска. Увеличенная скорость вращения двигателя может действовать для увеличения величины крутящего момента, передаваемого на колеса транспортного средства. Поэтому может быть желательным увеличивать проскальзывание гидротрансформатора, так чтобы гидротрансформатор работал менее эффективно. Способ 500 может определять, что двигатель является работающим в режиме прогрева, опрашивая флажковый признак состояния холодного запуска. Если по способу 500 делают вывод, что двигатель не находится в режиме прогрева, ответом является «да», и способ 500 переходит на этап 534. Иначе, ответом является «нет», и способ 500 переходит на этап 536. В других примерах коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться или удерживаться постоянным до того, как способ 500 переходит на этап 536, когда режим прогрева не запрошен.

На этапе 532 способа 500 регулируют коэффициент K гидротрансформатора в ответ на режим прогрева двигателя. В одном из примеров способа 500 увеличивают коэффициент K гидротрансформатора в ответ на работу двигателя в режиме прогрева по сравнению с тем, когда двигатель не является работающим в режиме прогрева. Коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться, когда двигатель выходит из режима прогрева. Увеличение коэффициента K гидротрансформатора может определяться опытным путем и сохраняться в памяти для последующего извлечения. Способ 500 переходит на этап 536 после того, как отрегулирован коэффициент K гидротрансформатора.

На этапе 536 способа 500 оценивают, способно или нет транспортное средство сохранять положение, в то время как остановлено на возвышенности. Например, если транспортное средство остановлено, и водитель отпускает тормозную педаль, может быть желательным выдавать достаточный крутящий момент на колесах, чтобы удерживать транспортное средство от отката в обратном направлении. Если скорость движения вперед транспортного средства меньше, чем требуется, или выявлено обратное движение транспортного средства, в то время как транспортное средство на первой передаче, коэффициент K гидротрансформатора может регулироваться. Если по способу 500 делают вывод, что транспортное средство не способно сохранять положение на возвышенности или поддерживать требуемую скорость медленного движения вперед, ответом является «да», то способ 500 переходит на этап 538. Иначе, ответом является «нет», и способ 500 переходит на этап 540. В других примерах коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться или удерживаться постоянным до того, как способ 500 переходит на этап 540, когда удерживание на возвышенности не запрошено.

На этапе 538 способа 500 увеличивают коэффициент K гидротрансформатора в ответ на способность транспортного средства держаться на возвышенности или в ответ на скорость медленного движения транспортного средства. В одном из примеров коэффициент K гидротрансформатора увеличивают с определенным шагом до тех пор, пока скорость транспортного средства не поддерживается на возвышенности, или до тех пор, пока не достигнута требуемая скорость медленного движения транспортного средства. Если транспортное средство съезжает с возвышенности, или скорость медленного движения увеличивают до значения, большего, чем требуется, коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться. Способ 500 переходит на этап 540 после того, как настроен коэффициент K гидротрансформатора.

На этапе 540 способа 500 оценивают, является или нет температура трансмиссионного масла большей, чем пороговая температура. Если по способу 500 делают вывод, что температура трансмиссионного масла больше, чем пороговая температура, ответом является «да», то способ 500 переходит на этап 542. Иначе, ответом является «нет», и способ 500 переходит на выход. В других примерах коэффициент K гидротрансформатора может уменьшаться или удерживаться постоянным до того, как способ 500 переходит на выход, когда температура трансмиссии меньше, чем пороговая температура.

На этапе 542 способа 500 уменьшают коэффициент K гидротрансформатора, когда возможно, вплоть до порогового предела. Пороговый предел может быть основан на требуемом темпе ускорения транспортного средства или другом факторе. В одном из примеров уменьшение коэффициента K гидротрансформатора основано на разности между требуемой температурой трансмиссионного масла и фактической температурой трансмиссионного масла. Настроенный коэффициент K гидротрансформатора может определяться опытным путем и сохраняться в памяти. Способ 500 переходит на выход после того, как настроен коэффициент K гидротрансформатора.

Таким образом, способ по фиг.5 предусматривает способ работы силовой передачи транспортного средства, содержащий: увеличение коэффициента K гидротрансформатора в ответ на крутящий момент, обеспечиваемый двигателем, являющийся меньшим, чем требуемый крутящий момент. Таким образом, гидротрансформатор может регулироваться для увеличения крутящего момента на колесах, когда ухудшаются условия работы двигателя. Способ включает в себя те случаи, когда крутящий момент является крутящим моментом на колесах, и где требуемый крутящий момент является требуемым крутящим моментом на колесах. Способ включает в себя те случаи, когда коэффициент K увеличивают в ответ на разность между крутящим моментом на колесах и требуемым крутящим моментом на колесах.

В некоторых примерах способ дополнительно содержит настройку коэффициента K в ответ на одно или более условий окружающей среды, которые уменьшают крутящий момент, обеспечиваемый двигателем. Способ включает в себя те случаи, когда одно или более условий окружающей среды включают в себя уклон дороги, больший, чем пороговый уклон дороги. Способ включает в себя те случаи, когда одно или более условий окружающей среды включают в себя барометрическое давление, меньшее, чем пороговое барометрическое давление. Способ включает в себя те случаи, когда одно или более условий окружающей среды включают в себя октановое число топлива, более низкое, чем пороговое октановое число.

В еще одном примере способ по фиг.5 предусматривает управление силовой передачей транспортного средства, содержащее: настройку коэффициента K гидротрансформатора в ответ на условие скорости транспортного средства и отсутствие введенного водителем требуемого крутящего момента, в то время как трансмиссия эксплуатируется на первой передаче. Способ включает в себя те случаи, когда условие скорости транспортного средства является указанием перемещения транспортного средства в обратном направлении. Способ включает в себя те случаи, когда условие скорости транспортного средства является разностью между требуемой скоростью медленного движения транспортного средств и фактической скоростью медленного движения транспортного средства. В некоторых примерах способ дополнительно включает в себя этап, на котором увеличивают скорость вращения двигателя и воздушного потока двигателя в ответ на температуру двигателя, меньшую, чем пороговая температура. Способ также включает в себя те случаи, когда регулирование коэффициента K заключается в том, что увеличивают коэффициент K.

Способ по фиг.5 также предусматривает управление силовой передачей транспортного средства, содержащее: настройку коэффициента K гидротрансформатора в ответ на разность между требуемым давлением наддува и фактическим давлением наддува. Способ включает в себя те случаи, когда давление наддува обеспечивается посредством турбонагнетателя, и дополнительно содержит увеличение коэффициента K в ответ на увеличение требования крутящего момента двигателя, когда регулирование коэффициента K будет увеличивать выходной крутящий момент двигателя. Способ дополнительно содержит увеличение коэффициента K в ответ на указание на стук двигателя. Способ дополнительно содержит уменьшение коэффициента K в ответ на температуру двигателя, большую чем пороговая температура. Способ включает в себя те случаи, когда коэффициент K увеличивают в ответ на требуемое давление наддува, являющееся большим, чем фактическое давление наддува. Способ дополнительно содержит увеличение скорости двигателя. Способ включает в себя те случаи, когда коэффициент K регулируется посредством регулирования осевого положения турбины относительно насосного колеса. В еще одном примере способ дополнительно содержит настройку коэффициента K в ответ на условие скорости транспортного средства.

Как следует принимать во внимание рядовым специалистом в данной области техники, способ, описанный на фиг.5, может представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, рядовому специалисту в данной области техники следует понимать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.

Это завершает описание. Прочтение его специалистами в данной области техники напомнило бы многие изменения и модификации, не выходя из сущности и объема описания. Например, одноцилиндровый двигатель, рядные двигатели I2, I3, I4, I5 и V-образные двигатели V6, V8, V10, V12 и V16, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимущества.

Реферат

Изобретение относится к гидротрансформатору транспортного средства. Гидротрансформатор содержит регулируемый коэффициент K, регулируется для улучшения работы транспортного средства. Система и способ могут улучшать пуск в ход транспортного средства и работу транспортного средства на более низких скоростях транспортного средства. Достигается повышение эффективности работы гидротрансформатора. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула