Способ осуществления контроля за работой коробки передач автомобиля и автомобиль для применения способа - RU2180716C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится с способу осуществления контроля за работой коробки передач, предусмотренной в приводимом в движение от приводного двигателя, предпочтительно, двигателя внутреннего сгорания автомобиля для изменения передаточного числа между выходным валом этого приводного двигателя и приводными колесами этого автомобиля. К таким передачам относятся, например, зубчатые передачи, передаточное число которых изменяют тем, что различные пары зубчатых колес приводят в зацепление между собой, соответственно, с приводным или с ведомым валом, так называемые автоматические передачи, которые, как правило, содержат один или несколько наборов планетарных зубчатых колес и, как правило, соединены с гидродинамическим преобразователем, причем изменение передаточного числа происходит за счет торможения или освобождения различных элементов этой автоматической передачи, и бесступенчато изменяемые передачи, как, например, передачи с гибкой связью, в которых изменение числа оборотов происходит за счет изменения положения конусного колеса по отношению к другому конусному колесу. В качестве бесступенчатой передачи может быть предусмотрена конусная фрикционная передача. В таких передачах между двумя наборами конусных дисков расположено охватывающее средство, причем радиус действия или рабочий радиус охватывающего средства изменяют по отношению к набору дисковых колес. Все эти передачи имеют общим то, что необходимо изменять положение, по меньшей мере, одного расположенного в передаче элемента для изменения передаточного числа. Изобретение относится также к автомобилю, предназначенному для применения способа.

Правильная работа передачи зависит от того, что элемент передачи с изменяемым положением при изменении передаточного числа приводят в правильное положение. Если правильное положение не достигнуто, то возникает неправильное срабатывание передачи, которое может привести к неожиданной и, возможно, трудной для водителя дорожной ситуации или к повреждению коробки передач.

Особенно критичным такое неправильное срабатывание передачи становится тогда, когда в автомобиле предусмотрены автоматические или в значительной мере автоматические процессы управления, на которые такое неправильное срабатывание оказывает отрицательное влияние, так как возможности водителя реагировать на такое неправильное срабатывание существенно ограничены.

В основе настоящего изобретения лежит задача создать способ для контроля за коробкой передач, а также автомобиль, пригодный для реализации способа, который при простоте конструкции и функционирования обеспечивает надежный контроль за коробкой передач с, по меньшей мере, одним изменяющим положение элементом передачи. Такой контроль можно, например, проводить после начала эксплуатации или после нахождения в мастерской по случаю ремонта детали передачи, причем параметры коробки передач запоминаются в памяти микропроцессора. Во время работы коробки передач эти параметры служат затем для определения включенной передачи или текущего положения коробки передач.

В основе изобретения далее лежит задача создать способ, с помощью которого определяются опорные величины, которые позже можно применять для коробки передач или автомобиля.

Далее, простым и дешевым образом должны быть созданы коробка передач, а также способ, которые улучшали бы уровень техники.

Эта задача решается согласно изобретению с помощью предмета п.1 формулы изобретения. Предпочтительным является то, что выполняют, по меньшей мере, отдельные из следующих стадий способа:
измерение выходного сигнала чувствительного устройства вычислительным устройством в первом исходном положении,
запоминание определенной по этому выходному сигналу информационной величины положения для первого положения в запоминающем устройстве,
приведение в действие связанного с изменяющим положение элементом передачи исполнительного элемента, для того чтобы по возможности ближе приблизить изменяющий положение элемент передачи к, по меньшей мере, одному заданному конечному положению,
измерение выходного сигнала чувствительного устройства вычислительным устройством в измененном положении, определение соответствующей этому положению информационной величины,
запоминание информационной величины положения в запоминающем устройстве,
оценку информационной величины положения по заданному критерию оценки вычислительным устройством,
повторение процесса или, по меньшей мере, отдельных стадий способа до выполнения заданного критерия оценки.

Повторение может быть проведено, например, таким образом, что включается передача, которая соответствует исходному положению или которая не является исходным положением. Затем можно включать передачу, которая соответствует конечному положению, или другую передачу.

Автомобиль согласно изобретению является предметом п.62 формулы изобретения.

Он относится к автомобилю с приводным двигателем, коробкой передач, имеющей, по меньшей мере, один изменяющий положение элемент передачи, изменение положения которого приводит к изменению передаточного числа, расположенным между коробкой передач и приводным двигателем устройством сцепления с чувствительным устройством, которое имеет, по меньшей мере, один чувствительный элемент с управляемым по программе вычислительным устройством с, по меньшей мере, одним процессором, который обрабатывает сигналы этого чувствительного устройства, запоминающим устройством с, по меньшей мере, одним запоминающим блоком для запоминания данных, причем это чувствительное устройство предусмотрено для того, чтобы создавать сигнал, который изменяется в зависимости от положения этого, по меньшей мере, одного изменяющего положение элемента передачи, память данных предусмотрена для того, чтобы запоминать информационные величины положения для заданного конечного положения этого изменяющего положение элемента передачи, что это вычислительное устройство предусмотрено для того, чтобы накопленные в памяти информационные величины положения проверять по заданному для каждого конечного положения критерию оценки и определять, отвечает ли положение этого изменяющего положение элемента передачи этому критерию оценки. При этом создается сигнал, который соответствует положению элемента передачи, причем элементом передачи можно управлять вручную с помощью управляющего устройства, например рычага переключения, или автоматически с помощью приводного устройства. Посредством контроля над параметрами положения можно определять текущее передаточное положение элемента передачи и, по существу, непрерывно следить за текущим положением коробки передач.

Способ согласно изобретению позволяет контролировать положение изменяющего положение элемента передачи и тем самым работу коробки передач.

В изготовляемой серийно коробке передач положение, которое занимает изменяющий положение элемент передачи и которое соответствует определенной заданной функции, точно не известно. Это связано с тем, что допуски отдельных элементов такой коробки передач могут складываться различным образом, так что определение определенного положения на основе конструктивных данных может быть связано с ошибкой. Если согласиться с этой ошибкой, то существует опасность, что при задействовании изменяющего положение элемента передачи желаемое положение не будет достигнуто, что приведет к неправильному срабатыванию.

Изменяющий положение элемент передачи представляет собой, предпочтительно, элемент передачи, который участвует в передаче крутящего момента коробкой передач. Если элемент передачи находится не в правильном и желаемом положении, то передача крутящего момента может быть в целом прервана. Из-за этого могут возникнуть опасные дорожные ситуации, так как такое положение застает водителя, как правило, врасплох. Проблемы создает также то, что в таком положении в коробку передач не поступает крутящий момент как со стороны привода, так и вращающий момент с ведомой стороны, так что могут возникнуть нежелательные перемещения, например вибрация переключающей муфты, которые могут повредить или разрушить изменяющий положение элемент передачи или другие детали коробки передач.

Если же передача крутящего момента в результате неправильного срабатывания элемента передачи не будет прервана, что имеет место, например, в бесступенчатой коробке передач, то за счет неправильного положения будет включено неправильное число оборотов, что приводит, по меньшей мере, к сильным рывкам в приводе, что, с одной стороны, воспринимается неприятно водителем, и с другой стороны, может привести к не желаемой дорожной ситуации и к аварии. Благодаря идее изобретения обеспечивается, что передача крутящего момента происходит лишь тогда, когда изменяющий положение элемент передачи находится в правильном положении или когда будет установлено, что элемент передачи находится в правильном положении. В противном случае это определяется и сигнализируется, и в этом случае управляющее устройство не позволяет сцеплению передавать крутящий момент.

За счет этого полностью и надежно предотвращаются указанные выше риски. Риск, возникающий тогда, когда изменяющий положение элемент передачи не находится в предусмотренном положении или не переведен в него, как, например, зубчатое колесо не совсем введенное в зацепление, может проявиться в поломке или привести к ней. В случае неполного зацепления зубчатых колес или зубчатых венцов полный момент передается только частичной областью зубчатых венцов. Это может привести к поломкам.

В соответствии с изобретением предусмотрено чувствительное устройство, которое создает сигнал, изменяющийся в зависимости от положения этого, по меньшей мере, одного изменяющего положение элемента передачи.

В качестве чувствительного устройства могут быть использованы электрические чувствительные элементы, которые измеряют изменение электрического сопротивления, индуктивности или емкости, причем изменение этих электрических величин находится во взаимосвязи с изменением положения элемента передачи. Таким образом, применяют датчик, который состоит, по меньшей мере, из двух частей, при этом одна часть датчика находится в прямой связи с изменяющим положение элементом передачи, а вторую часть датчика связывают с той деталью, по отношению к которой необходимо установить положение. Этой деталью является, обычно, корпус коробки передач или нечто подобное, однако это может быть также второй частью, положение которой внутри корпуса является также переменным, однако необходимо установить положение изменяющего положение элемента передачи относительно этой части.

Наряду с указанными индуктивными, емкостными, резистивными датчиками, в которых, в принципе, изменение хода преобразовывается в изменение электрического поля или электрического сопротивления, возможно также применение чувствительных устройств, в которых изменение положения измеряется через зависящую от перемещения физическую величину. Это может быть, например, упругий элемент, который при изменении положения элемента передачи изменяет свою форму и в котором изменение формы измеряется путем измерения силы или растяжения. Такое чувствительное устройство может содержать, например, пружину, которая изменяет свою форму в результате перемещения изменяющего положение элемента передачи, за счет чего создается реактивное усилие пружины, которое может быть измерено с помощью, например, пьезоэлектрического датчика или другого устройства для измерения силы.

Возможно также применение оптических датчиков, в которых способом интерференции или подобным способом измеряется длина перемещения.

Другая возможность измерения изменения положения состоит в применении чувствительного устройства, которое фиксирует цифровые события, это означает, что в зависимости от величины перемещения создается зависящее от длины перемещения количество импульсов, которые считаются соответствующим счетным устройством. Импульсы могут создаваться оптическими, электрическими или электрооптическими устройствами и фиксироваться.

Изменение положения элемента передачи может состоять не только в перемещении вдоль заданного участка пути, что означает одномерное изменение пути, но может быть двух- и трехмерным. При двухмерном изменении положения, т. е. изменении в одной плоскости, применяют, соответственно, два чувствительных элемента указанного выше типа, при этом соответствующим образом комбинируют чувствительные элементы для измерения изменения перемещения в принятых направлениях х и у, если исходят из прямоугольной системы координат. При пространственном изменении положения необходимы, соответственно, три сигнала чувствительных элементов, которые могут создаваться независимо друг от друга или же комбинированными датчиками.

Наряду с одно-, двух- и трехмерным изменением положения изменяющий положение элемент передачи или находящийся с этим элементом передачи в прямом соединении элемент могут быть выполнены так, что возникает вращение вокруг неподвижной или также изменяющей свое положение оси вращения. В этом случае чувствительное устройство выбирают так, что измеряется угловое изменение элемента передачи или связанного с ним элемента. При этом могут применяться все указанные выше способы, т.е., в частности, индуктивные, емкостные или резистивные датчики, а также способы подсчета импульсов с помощью электрических и электрооптических средств. Однако поворотное движение вокруг оси вращения можно рассматривать как одномерное перемещение. Соответственно, вращение вокруг оси и аксиальное перемещение вдоль оси можно рассматривать как двухмерное перемещение.

Независимо от выполнения чувствительного устройства необходимо так обработать или преобразовать чувствительное устройство или принятый сигнал, чтобы получить, в частности, электрический сигнал, который каким-то способом изменяется в зависимости от положения изменяющего положение элемента передачи. Если этот сигнал является аналоговым сигналом, то его следует, предпочтительно, преобразовать в устройстве преобразования аналоговых величин в цифровые в цифровой сигнал.

В соответствии с изобретением предусмотрено также, по меньшей мере, одно вычислительное устройство. Этим вычислительным устройством может быть вычислительное устройство, установленное в автомобиле, в котором предусмотрена и эта коробка передач. При этом это вычислительное устройство может быть устройством, которое выполняет исключительно только функцию согласно изобретению. Вычислительное устройство может быть также частью центрального вычислительного устройства соответствующего автомобиля, которое выполняет также другие функции. Особенно предпочтительным является комбинирование вычислительного устройства с вычислительным устройством автомобиля, которое выполняет задачи управления приводом автомобиля. Это может быть вычислительное устройство, которое выполняет управление двигателем, вычислительное устройство, которое выполняет управление коробкой передач, или вычислительное устройство, которое управляет автоматическим сцеплением. Вычислительное устройство может также выполнять в комбинации все или несколько указанных выше функций.

В соответствии с альтернативным вариантом выполнения изобретения предусмотрено вычислительное устройство, которое расположено вне автомобиля. Это вычислительное устройство может быть вычислительным устройством в месте производства автомобиля или оно может быть вычислительным устройством, предусмотренным в мастерской по ремонту соответствующего автомобиля или коробки передач. Внешнее вычислительное устройство можно комбинировать с упомянутым выше, установленным на автомобиле вычислительным устройством, соответственно, следить за его работой или поддерживать ее.

Согласно изобретению в действие приводят исполнительный элемент, связанный с элементом передачи, для того чтобы привести элемент передачи возможно дальше или полностью в, по меньшей мере, одно заданное положение, в конечное положение. Исполнительным элементом может быть, например, переключающая вилка, переключающие тяги, соединенная с переключающими тягами рукоятка переключения или также приводимый в действие давлением жидкости элемент, который соединен с изменяющим положение элементом передачи.

Желаемое положение представляет собой, предпочтительно, но не исключительно, положение, которое отличается определенными свойствами. В обычной переключаемой коробке передач это может быть положение, при котором включена определенная передача. В автоматической коробке передач это может быть положение, которое соответствует включению определенного элемента, в котором определенный элемент автоматической коробки передач либо полностью заблокирован, либо полностью освобожден. В бесступенчатой коробке передач это может быть положением, которое соответствует наибольшему или наименьшему передаточному числу или определенному промежуточному передаточному числу.

После того, как процесс приведения в действие завершен, измеряют выходной сигнал чувствительного устройства и подводят к, по меньшей мере, одному вычислительному устройству, которое создает из него информационную величину положения, которая определяет положение в одно-, двух- или трехмерной опорной системе, которая, при необходимости, учитывает и угол поворота.

Вычислительное устройство оценивает эту информационную величину положения по заданному критерию оценки.

Критерий оценки может содержать сравнение со сравнительными величинами, содержащимися в устройстве памяти. Кроме того, критерий оценки может быть расчетным способом, который выполняется в вычислительном устройстве по заданной программе и с помощью которого информация о положении обрабатывается и оценивается заданным образом. Возможно также, что критерий оценки вырабатывается с помощью способа, который запускается только после завершения процесса приведения в действие.

Решение согласно изобретению имеет целый ряд существенных преимуществ.

С помощью способа согласно изобретению можно надежно определять положение элемента передачи независимо от всех допусков изготовления. Тем самым исключаются неправильные срабатывания коробки передач, вызванные неправильным или выполненным с недостаточной точностью изменением положения элемента передачи.

Особое преимущество идеи изобретения состоит в том, что имеются широкие возможности для выполнения чувствительного устройства. Так как влияние допусков изготовления устраняются изобретением, то чувствительное устройство может быть установлено вдали от изменяющего положение элемента передачи. Действительно, чувствительное устройство может быть предусмотрено на всех элементах, которые без мертвого хода или по возможности без мертвого хода, или с учетом мертвого хода соединены с изменяющим положение элементом передачи так, что они участвуют в перемещении изменяющего положение элемента передачи, или возникающий мертвый ход которых направлен так, что в определенном положении он, по существу, не оказывает влияния на положение изменяющего положение элемента передачи. Учет мертвого хода в определенных пределах вполне возможен.

В частности, изобретение позволяет разместить чувствительное устройство также вне собственно корпуса коробки передач при условии, что предусмотрен исполнительный элемент, который извне приводит в действие расположенный внутри корпуса коробки передач изменяющий положение элемент передачи.

В обычной переключаемой коробке передач чувствительное устройство может быть установлено, например, на переключающих тягах или на рычаге переключения. Таким образом, чувствительное устройство может быть полностью вынесено за пределы коробки передач и не подвергаться воздействию имеющих место в ней условий в отношении масляной атмосферы, температуры и т.п. Кроме того, нет необходимости в специальных мерах по выводу электрических сигналов чувствительного устройства из корпуса коробки передач.

Согласно первому варианту выполнения способа согласно изобретению критерий оценки находится в памяти вычислительного устройства, по существу, неизменным. Критерий оценки выводят, например, из конструктивных параметров коробки передач и для выполненной коробки передач не изменяют.

Однако в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения критерий оценки является изменяемым. При таком выполнении сперва может быть выполнен обучающий цикл, в ходе которого один или все изменяющие положение элементы передачи переводят в, по меньшей мере, одно или все конечные положения и каждый раз проверяют выполнение критерия оценки. Отвечающие этому критерию информационные величины положения заносят в память как опорные величины положения. Способ продолжают затем в нормальном режиме, при котором в критерий оценки входит сравнение текущих информационных величин положения и находящихся в памяти опорных величин положения. С помощью этого способа можно при работе автомобиля быстро и надежно контролировать достижение соответствующего конечного положения.

Автомобиль согласно изобретению снабжен коробкой передач, в которой применяется способ контроля согласно изобретению.

Согласно предпочтительному развитию изобретения автомобиль снабжен автоматически управляемым устройством сцепления. За счет контроля положения сцепление может быть замкнуто, как только изменяющий положение элемент передачи достигнет заданного положения. Это заданное положение, которое в данном случае является конечным положением, не обязательно должно быть положением, которое соответствует, например, положению, в котором зубчатые колеса достигли полного зацепления. Таким образом, возможно замкнуть сцепление до того момента времени, когда будет закончен собственно процесс изменения положения, т.е. в данном примере переключение с одной передачи на другую. Тем самым не только повышается безопасность автомобиля тем, что исключаются неправильные срабатывания коробки передач, возможно имеющегося устройства управления коробкой передач и возможно имеющегося устройства управления сцеплением, но безопасность также повышается и тем, что при автоматически управляемом сцеплении уменьшается до минимума промежуток времени, необходимый для размыкания или для уменьшения передаваемого крутящего момента сцеплением во время изменения положения изменяющего положение элемента передачи. Поэтому, например, при обгоне после процесса переключения мощность привода снова находится в распоряжении значительно раньше, чем в случае отсутствия соответствующего контроля.

Дальнейшие преимущества, признаки и возможности применения следуют из последующего описания примеров исполнения с помощью чертежей, которые показывают:
Фиг. 1 - схематическое изображение переключаемой коробки передач для пояснения различных вариантов выполнения изобретения;
Фиг. 2 - схематический вид сверху на переключающую муфту и переключающее зубчатое зацепления коробки передач по фиг.1;
Фиг.3 - изображение по фиг.2 с полностью зацепленным переключающим зубчатым зацеплением;
Фиг.4 - изображение по фиг.2 в особом положении;
Фиг.5 - изображение по фиг.2 с особым положением переключающего зубчатого зацепления;
Фиг.6 - изображение аналогично фиг.2 для характеристики размеров по длине;
Фиг.6а - поясняющий чертеж для характеристики особой точки во время процесса переключения;
Фиг.7 - изображение аналогично фиг.2 для пояснения другого варианта выполнения;
Фиг.8 - схематическое изображение бесступенчатой коробки передач;
Фиг. 9a, b, c,d - схематичные проекции для пояснения различных вариантов чувствительного устройства;
Фиг.10 - схематическую блок-схему примера выполнения автомобиля согласно изобретению;
Фиг.11 - диаграмму процесса.

Изобретение описывается ниже на отдельных примерах выполнения. Для ограничения объема описания не поясняются в отдельности возможности комбинирования признаков примеров выполнения. Однако следует указать на то, что признаки различных примеров выполнения могут быть комбинированы друг с другом. Возможности комбинирования вытекают, в частности, также из формулировок и ссылок в подчиненных пунктах формулы изобретения. Изобретение сперва описывается для одной группы примеров выполнения, в которых применяется обычная переключаемая коробка передач.

Под понятием переключаемая коробка передач следует понимать передачи, в которых входное число оборотов через находящуюся в зацеплении передачу из зубчатых колес переводится в выходное число оборотов. При этом соотношение между входным числом оборотов и выходным числом оборотов изменяется ступенчато. К таким переключаемым коробкам передач относятся коробки передач с переключающей муфтой с одинаковой осью или с разными осями, передачи со скользящими зубчатыми колесами, передачи с торцевым зубом кулачковой муфты, передачи с вытяжной шпонкой и т.п. Для более простого изложения последующее описание относится к передаче с переключающей муфтой, что однако не следует понимать как ограничение применения изобретения в коробках передач.

На фиг. 1 показана в схематическом изображении коробка передач. Не изображенный двигатель, например бензиновый или дизельный двигатель, приводит в движение вал 1, соединенный с маховым колесом 2. Внутри махового колеса 2 расположено сухое сцепление 3 с одним диском. Вращательное движение однодискового сухого сцепления 3 через входной вал 4 передачи передается в корпус 5 коробки передач. Входной вал 4 передачи закреплен в корпусе 5 коробки передач с помощью обычных подшипников качения 6, 7. Система передачи крутящего момента может быть выполнена в виде однодискового сухого сцепления, а также в виде фрикционного сцепления. Система передачи крутящего момента может быть выполнена также в виде многодискового фрикционного сцепления, в виде порошкового электромагнитного сцепления или в виде перекрывающего преобразователь сцепления гидродинамического преобразователя крутящего момента.

На входном валу 4 передачи установлены неподвижно с возможностью вращения первое косозубое зубчатое колесо 11 и второе косозубое зубчатое колесо 12.

Выходной вал 15 передачи также установлен в корпусе 8 коробки передач с помощью двух обычных подшипников качения 16, 17 и имеет первое зубчатое колесо 18 и второе зубчатое колесо 19, при этом эти оба зубчатых колеса находятся в постоянном зацеплении с соответствующими зубчатыми колесами 11 и 12.

Зубчатые колеса 18 и 19 установлены на выходном валу 15 передачи с возможностью свободного проворачивания.

Между обоими зубчатыми колесами находится переключающая муфта 20, которая приводится в действие с помощью переключающих тяг 21. Переключающая муфта имеет направленный в сторону вала 15 мелкошлицевой профиль, который находится в зацеплении с соответствующим мелкошлицевым профилем 24 на валу 15. Тем самым муфта 20 всегда прочно соединена с возможностью вращения с валом 15, однако может перемещаться на валу в продольном направлении. Таким образом, в этой конструкции передачи переключающая муфта 20 является изменяющим положение элементом передачи. На обоих зубчатых колесах 18, 19 расположены переключающие зубчатые профили 22, 23, с помощью которых устанавливается вращательное соединение между переключающей муфтой 20 и соответствующим зубчатым колесом.

Переключающая муфта состоит из, по существу, цилиндрического кольца 30, которое в проекции сверху по фиг.2-5 не изображено полностью и которое имеет не изображенный мелкошлицевой профиль, с помощью которого оно соединено с валом 15. По обе стороны цилиндрического кольца 30 расположены переключающие зубья 31, 32, причем в примере выполнения они расположены симметрично. Вместо этого симметричного расположения может быть предусмотрено несимметричное расположение.

Переключающие зубья 31, 32 в виде сверху выполнены, по существу, ромбовидными и имеют, исходя от цилиндрического кольца 30, две расходящиеся задние кромки 33, 34, т.е. расстояние между ними с увеличением расстояния от кольца 30 увеличивается.

К этим задним кромкам 33, 34 примыкают две передние кромки 37, 38, которые конвергируют к общей линии симметрии противоположных кромок и сходятся в вершине 39.

Зубья 42 переключающих зубчатых колес 18, 19 выполнены соответственно в виде сверху ромбовидными и имеют также расходящиеся кромки 43 и 44, а также передние конвергирующие кромки 47, 48, сходящиеся в вершине 49.

Целью переключения в такой передаче является, как показано на фиг.3, привести переключающую муфту 20 в зацепление с переключающим зубчатым профилем 22 или с переключающим зубчатым профилем 23 ходовых колес 18, 19. На фиг. 3 показано, как выглядит полностью завершенный процесс переключения. Переключающая муфта 20 переместилась из нейтрального положения (фиг.2) на расстояние l₁ и зубья переключающей муфты находятся полностью в зацеплении с зубьями 43 переключающего зубчатого профиля на ходовом колесе. Как только начинает передаваться крутящий момент, кромки переключающих зубьев прилегают друг к другу и ходовое зубчатое колесо, переключающая муфта и вал вращаются с одинаковым числом оборотов и передают при этом крутящий момент.

Однако при переключении может возникнуть состояние, показанное на фиг.4, когда при перемещении вершины 39 зубьев 31 попадают точно на вершины 49 зубьев 43. Если в этом положении замкнуть сцепление, то от приводного двигателя через вал 4, зубчатое зацепление 11 и 24 будет передаваться вращательное движение. Вал 15 и переключающая муфта соединены с колесами автомобиля. Так как в результате несостоявшегося зацепления зубьев не может передаваться крутящий момент, то приводной двигатель остается без нагрузки и ускоряется. За счет этого вершины зубьев 31, 43 бьют друг по другу, что может привести к поломке переключающей муфты и переключающего зубчатого зацепления. Если такой процесс переключения случится, например, во время обгона, то водитель во время обгона не имеет в распоряжении приводной мощности, в результате чего может создаться экстремально опасная ситуация.

Другая ситуация показана на фиг.5. Здесь переключающая муфта вдвинута на небольшой отрезок в переключающее зубчатое зацепление. Однако вследствие небольшой неточности обработки или вследствие наступившего во время эксплуатации изменения поверхности одного из зубьев передние кромки зубьев переключающей муфты не могут скользить вдоль передних кромок зубьев переключающего зубчатого зацепления. Переключающая муфта остается в положении, показанном на фиг.5. В этом случае также, как только будет замкнуто сцепление 3, создается вибрационное перемещение переключающей муфты и переключающего зубчатого зацепления, причем переключающая муфта за счет наклона передних кромок будет отдавлена в нейтральное положение. В этом случае могут также возникнуть не только поломки коробки передач, но и опасные дорожные ситуации, так как в этом случае не может состояться передача крутящего момента.

Ниже приведены описания нескольких вариантов изобретения, с помощью которых можно предотвратить такие ситуации.

В целом необходимо различать при этом два варианта способа, которые возможны во всех приведенных ниже примерах выполнения.

В первой группе вариантов определяют положение изменяющего положение элемента передачи, т. е. в данном примере переключающей муфты 20, и, если достигнуто правильное положение, запоминающее устройство запоминает соответствующую опорную величину положения. В последующих процессах переключения текущая измеряемая величина положения сравнивается с находящейся в памяти опорной величиной положения.

Если разница между текущей величиной положения и опорной величиной положения находится в заданных пределах, то делается вывод, что передача включена правильно и выдается соответствующий сигнал. Если же разница больше предельного значения, то делается вывод, что имеет место изображенный на фиг. 4 или 5 случай и что поэтому процесс переключения проведен неуспешно. Таким образом, эта группа вариантов выполнения применяет процесс обучения. Перед началом эксплуатации автомобиля определяют соответствующие опорные величины положения и заводят в память запоминающего устройства. Эти величины используют затем в качестве опорных величин, для того чтобы во время эксплуатации автомобиля иметь возможность установить, находится ли изменяющий положение элемент передачи в правильном положении. Повторный процесс обучения проводят только тогда, когда это необходимо в связи с выполнением работ в коробке передач. Кроме того, может быть предусмотрено, что в рамках регулярных регламентных работ, например, каждые 50000 км в мастерской проводят новый цикл обучения.

Процесс обучения или процесс сравнения находящихся в памяти величин и реальных величин может быть проведен также, например, во время начала эксплуатации. В этой связи реально возникающие величины могут быть определены для соответствующих положений передач коробки, причем система определяет, включена передача или нет. Это определение может производиться с помощью оценки допусков.

В этой группе вариантов выполнения изобретения применяют вычислительное устройство в автомобиле, для того чтобы сравнивать опорное положение с текущими положениями. Однако управление процессом распознавания положения можно производить с помощью вычислительного устройства, установленного вне автомобиля. Это, в частности, имеет тогда значение, когда весь процесс, как еще будет описано, автоматизирован, т.е. проводится без ручного управления.

Во второй группе вариантов выполнения изобретения, которое тоже может содержаться в большинстве нижеследующих примеров выполнения в качестве вариантов, критерий оценки каждый раз проверяют. Таким образом, в этом случае в память не заносят опорное положение, а проверяют при каждом процессе переключения, выполняется ли соответствующий критерий оценки.

В первом варианте выполнения исходят из того, что в начале выполнения способа переключающая муфта находится в нейтральном положении. Это нейтральное положение может определяться, например, фиксацией элементов передачи. Переключающая муфта может находиться также в любом положении внутри пути переключения. Это исходное положение идентифицируется керновым способом. Это означает, что может быть определено, что было в начале способа в качестве исходной позиции: передача или нейтральное положение.

Нейтральное положение может быть определено, например, перед другим процессом, и определенная величина нейтрального положения занесена в память. При этом особенно предпочтительным является то, что в процессе обучения нейтральное положение зафиксировано. Это может быть достигнуто тем, что, например, рычаг переключения в нейтральном положении фиксируют с помощью арретира. Также возможно, что в коробке передач включена другая передача и рычаг переключения зафиксирован перед вводом в действие. В качестве фиксатора служит, например, штифт, который обеспечивает неподвижное положение рычага переключения или другой части передачи по отношению к неподвижной части, например, шасси.

В первой стадии способа с помощью чувствительного элемента определяют соответствующую этому положению величину в качестве исходной величины положения и заносят ее в память. При соответствующем выполнении вычислительного устройства это может быть, например, нулевое положение. Затем переключающую муфту 20 переводят с помощью переключающего вала 21 в положение, соответствующее изображению на фиг.3. При этом переключающая муфта должна из нейтрального положения, обозначенного на фиг.3 штрихпунктирной линией и штриховым изображением цилиндрического кольца переключающей муфты 20, пройти путь l_x.

Эта величина длины l_х соответствует при конструктивном выполнении номинальному ходу l_nenn коробки передач. Вследствие допусков изготовления и монтажа эта теоретически рассчитанная величина l_nenn, образующаяся из конструктивного выполнения переключающей муфты и переключающего зубчатого зацепления, достигается точно лишь в небольшом количестве случаев.

Определение критерия оценки поясняется ниже применительно к фиг.6.

Для того чтобы зубья переключающей муфты и переключающего зубчатого зацепления ввести в зацепление настолько, чтобы соответствующая область перехода задней кромки 33 в переднюю кромку 37 соответственно задней кромки 43 в переднюю кромку 47 лежали друг на друге, необходимо, как показано на фиг.6, переместить переключающую муфту на расстояние l₁.

В конкретно выполненной коробке передач необходимо при определении минимального пути учесть все допуски индивидуально выполненной коробки передач, имеющих отношение к перемещению переключающей муфты с помощью переключающей тяги.

Минимальный путь перемещения вычисляется без учета мертвого хода по формуле

где l_1,min - необходимый в реальной коробке передач минимальный расчетный путь перемещения для перехода из нейтрального положения в положение 1 при всех допустимых погрешностях деталей;
l_1,nenn - расчетный путь перемещения в соответствии с конструктивным выполнением с учетом номинальных размеров;
i - текущая постоянная для обозначения влияющих на путь перемещения деталей;
n - число элементов коробки передач с погрешностями, принимающих участие в перемещении или влияющих на величину перемещения;
Δt_i - разница между номинальным размером детали i, заложенным в основу конструктивного выполнения, и самым малым допустимым размером этой детали в направлении длины l перемещения с учетом знака.

С учетом мертвого хода уравнение (1) соответственно усложняется. Для того чтобы переместить переключающую муфту в положение 2 полного зацепления, необходимо совершить путь перемещения l₂. Таким образом, положение 2 является состоянием, в котором либо вершина 39 переключающей муфты упирается в кольцо переключающего зубчатого зацепления 18, либо вершина 49 одного из зубьев 43 переключающего зубчатого зацепления упирается в кольцо 30 переключающей муфты 20 или в другой упор.

В конкретно выполненной коробке передач можно рассчитать максимальную величину l₂ по следующей формуле:

где l_2,max - максимально возможный в реальной коробке передач расчетный путь перемещения для перехода из нейтрального положения в положение 2;
l_2,nenn - расчетный путь перемещения в соответствии с конструктивным выполнением с учетом номинальных размеров;
i - текущая постоянная для обозначения влияющих на путь перемещения деталей;
n - число элементов коробки передач с погрешностями, принимающих участие в перемещении или влияющих на величину перемещения;
Δt_i - разница между номинальным размером детали i, заложенным в основу конструктивного выполнения, и самым малым допустимым размером этой детали в направлении длины l перемещения с учетом знака.

Аналогичным образом можно рассчитать, каким должен быть минимальный путь перемещения, для того чтобы обеспечить соприкосновение вершины и кольца, если соответственно сложить все допуски. В этом случае действительна формула

где l_2,min - минимально возможный в реальной коробке передач расчетный путь перемещения для перехода из нейтрального положения в положение 2;
l_2,nenn - расчетный путь перемещения в соответствии с конструктивным выполнением с учетом номинальных размеров;
i - текущая постоянная для обозначения влияющих на путь перемещения деталей;
n - число элементов коробки передач с погрешностями, принимающих участие в перемещении или влияющих на величину перемещения;
Δt_i - разница между номинальным размером детали i, заложенным в основу конструктивного выполнения, и самым большим допустимым размером этой детали в направлении длины l перемещения с учетом знака.

Из этого можно сделать вывод, что переключающая муфта достигнет конечного положения, если путь перемещения больше или равен l_2,min или меньше или равен l_2,max.

Таким образом, при выполнении способа определения положения вычислительное устройство сперва измеряет значение выходного сигнала чувствительного элемента в одном положении, например в нейтральном положении (положение 0). Можно исходить также из любого другого положения. Затем обычным способом приводят в действие переключающую тягу и измеряют образовавшийся выходной сигнал чувствительного элемента (положение 2). Из разницы обоих положений вычислительное устройство вычисляет измеренный путь перемещения l_mess. Если измеренный путь перемещения l_mess больше, чем l_2,min, то можно предполагать, что достигнуто конечное положение и что изменяющий положение элемент передачи находится в конечном положении. Эта точка заносится в память в качестве опорной величины для положения 2, и затем с помощью вычислительного устройства определяют длину Δl:

где Δl - разница между положением 2 и положением 1 в реальной коробке передач;
Δl_nenn - расчетный путь перемещения между положением 2 и положением 1 в соответствии с конструктивным выполнением с учетом номинальных размеров;
i - текущая постоянная для обозначения влияющих на путь перемещения деталей;
n - число элементов коробки передач с погрешностями, принимающих участие в перемещении или влияющих на величину перемещения;
Δt_i - разница между номинальным размером детали i, заложенным в основу конструктивного выполнения, и самым меньшим допустимым размером этой детали в направлении длины l перемещения с учетом знака.

Соответствующую Δl величину чувствительного элемента заносят в качестве опорной величины в память.

Во время работы нет необходимости ждать, когда переключающее зубчатое зацепление достигнет конечного положения, определяемого l₂. Для ускорения процесса переключения сцепление может быть замкнуто уже тогда, когда переключающее зубчатое зацепление достигнет показанное на фиг.6а положение или на заданную длину перейдет это положение. Как только достигается эта точка, сцепление может быть замкнуто.

Так как согласно идее изобретения можно исходить из того, что точка l_max при этих условиях точно достигнута, то можно очень точно задать длину Δl, так как она зависит еще только от допусков длины переключающих зубьев. Таким образом, достигается точно определенная точка, в которой можно исходить из того, что процесс переключения выполнен, так что сцепление может быть замкнуто уже в более ранний момент времени.

Если при определении величины чувствительного элемента для положения 1 исходить только из расчета, то необходимо учесть допуски на все участвующие детали и определить точку замыкания сцепления, которая будет лежать значительно ближе к максимальному пути перемещения, чем это будет в решении согласно изобретению.

В первом варианте выполнения исходили из того, что перемещение происходит из известного нейтрального положения.

Во втором варианте выполнения исходили из того, что нейтральное положение неизвестно, однако что предусмотрены расположенные рядом переключающие зубчатые зацепления, как это также показано на фиг.1.

В этом варианте выполнения переключающую муфту сперва приводят в зацепление с переключающим зубчатым зацеплением 22 зубчатого колеса 18 и затем с переключающим зубчатым зацеплением 23 зубчатого колеса 19.

В этом случае измеряют выходные сигналы чувствительного элемента в двух положениях, а именно в положении зацепления с переключающим зубчатым зацеплением 22 (положение 1) и в зацеплении с переключающим зубчатым зацеплением 23 (положение 2). Из разницы обоих положений определяют путь перемещения l₂, как показано на фиг.7. Затем оценивают этот путь перемещения l, является ли он больше минимальной величины, при этом для этого случая применима формула

где l_2,min - путь перемещения между положением 1 и положением 2 в реальной коробке передач;
l_2,nenn - путь перемещения между положением 1 и положением 2 в соответствии с конструктивным выполнением с учетом номинальных размеров;
i - текущая постоянная для обозначения влияющих на путь перемещения деталей;
n - число элементов коробки передач с погрешностями, принимающих участие в перемещении;
Δt_i - разница между номинальным размером детали i, заложенным в основу конструктивного выполнения, и самым большим допустимым размером этой детали в направлении длины l перемещения с учетом знака.

Если путь перемещения l больше или равен этому расчетному минимальному пути перемещения, то исходят из того, что первое и второе положения были соответствующими конечными положениями. Если путь перемещения меньше, то исходят из того. что состоялось соприкосновение вершин или соприкосновение передних кромок друг с другом. В этом случае измерение повторяют, при этом следят за тем, чтобы передаточные колеса могли повернуться по отношению друг к другу. Измерение повторяют, пока не будет достигнута соответствующая величина l₂ .

С помощью этого способа определяют конечные точки перемещения переключающей муфты по отношению к переключающим зубчатым зацеплениям в качестве опорных величин положения. Исходя из этих конечных точек определяют тем же способом, что и в первом варианте выполнения, соответствующую точку зацепления, которая расположена на расстоянии Δl от соответствующей конечной точки и которая определяет положение, начиная с которого сцепление может быть замкнуто. Это положение, соответственно соответствующие величины чувствительного элемента заносят, предпочтительно, в память в качестве опорных величин положения.

В третьем варианте выполнения путь перемещения во время процесса обучения не сравнивают с расчетной величиной. Вместо этого проводят множество процессов переключения, при этом следят за тем, чтобы зубчатые колеса между операциями переключения могли поворачиваться независимо друг от друга. Измеряемые с помощью чувствительного устройства конечные положения во время единичных процессов переключения заносят в память. Из отдельных измерительных величин для конечных положений определяют максимальные величины. Если произведено достаточное количество процессов переключения, то можно исходить из того, что, по меньшей мере, в одном процессе переключения было достигнуто максимальное положение, т.е. положение с полностью вошедшей в зацепление переключающей муфтой. Поэтому максимальные величины можно рассматривать как положения полного зацепления и соответственно заносить их в память.

В этом способе делают предположение, что проводится непрерывное измерение пути или угла детали, которая кинематически связана с переключающей муфтой переключаемой передачи или с перемещаемым зубчатым колесом. Сперва включают передачу и запоминают величину чувствительного элемента. Затем включают или переключают другую передачу. При этом зубчатые зацепления, в зацепление с которыми должны войти переключающие зубчатые зацепления, должны быть кинематически связаны друг с другом, например, тем, что оба ходовых колеса действуют на зубчатые колеса входного вала коробки передач. За счет различного деления переключающих зубчатых зацеплений является весьма вероятным, что при переключении переключающая муфта и/или перемещаемое колесо и противоположные переключающие зубчатые зацепления слегка поворачиваются по отношению друг к другу. Этот поворот обеспечивает, что возможно имеющее место до этого неблагоприятное положение зубчатых зацеплений ходовой пары (например, положение вершина к вершине) будет устранено. Затем включают первую передачу и сравнивают имеющуюся величину чувствительного элемента с первой величиной чувствительного элемента. Если большие величины интерпретируют как "зубчатое зацепление снова спасено", имеются следующие возможности и соответствующие оценки.

1) Первая величина чувствительного устройства больше второй величины чувствительного устройства плюс ε (величина чувствительного устройства 1 > (величина чувствительного устройства 2+ε)).

Такое соотношение величин чувствительного устройства может означать, что при первом процессе переключения или включении скоростей передача была включена, а при втором процессе переключения имело место, например, положение вершина к вершине. В этом случае первая величина чувствительного устройства обозначает включенную передачу.

2) Первая величина чувствительного устройства меньше второй величины чувствительного устройства минус ε (величина чувствительного устройства 1 < (величина чувствительного устройства 2-ε)).

Такую комбинацию величин чувствительного устройства можно интерпретировать так, что при втором процессе переключения передача была включена, а при первом процессе переключения передача не была включена и имело место положение вершина к вершине. В этом случае вторую величину чувствительного устройства применяют как действительную величину для включенной передачи.

3) В остальных случаях оба раза была включена передача и обе величины чувствительного устройства обозначают включенную передачу.

В приведенных выше случаях ε означает подлежащую определению разницу, которая соответствует изменению сигнала чувствительного элемента на длине вхождения в зацепление (минус возможный мертвый ход и допуски на размеры). Третий случай может с очень низкой вероятностью относиться к состоянию вершина к вершине, в котором оба раза передача не включена. Далее возможно также, что одну передачу включают чаще, чем два раза и/или в промежутках включают различные передачи.

Возможная последовательность включений для проверки всех передач может выглядеть, например, следующим образом: 1-2-1-2-3-4- 3-4-5-R-5-R или 1-2-1-3-2-4-3-4-5-R-5-4-R.

При этом каждую передачу включают, по меньшей мере, два раза. Смена может быть произведена также по путям переключения.

Возможны также любые комбинации последовательностей передач, при которых каждую передачу включают, по меньшей мере, два раза.

Другая возможность поворота колес передачи и/или переключающих зубчатых зацеплений между многократным включением передачи для проверки положения покоя является включение между двумя процессами переключения нейтральной передачи при работающем двигателе и, по меньшей мере, частичное замыкание сцепления или проскальзывание сцепления. Может быть также целесообразным вращать выходной вал коробки передач, например, посредством вращения приводных колес. Это может происходить вручную или механизированно, или автоматически.

Можно применять также отдельные чувствительные элементы, которые единожды адаптируют при начале эксплуатации.

В основе этого способа лежит соображение, что положение вершина к вершине или соприкосновение только в передней части кромок является относительно невероятным событием. Если положение элемента передачи часто повторяют и следят за тем, что условия зацепления меняются, то очень невероятно, что эти события повторяются. Следовательно, после завершения заданного количества процессов переключения можно исходить из того, что возможные конечные положения достигнуты. Из измеренных конечных положений можно снова определить положения, при достижении которых может быть замкнуто сцепление. Заданное количество составляет предпочтительно, по меньшей мере, 2.

В четвертом варианте выполнения контролируют крутящий момент, вводимый в коробку передач.

Для этого применяют, предпочтительно, установленный в автомобиле двигатель, если коробка передач к этому моменту установлена в автомобиле. Двигатель работает в режиме холостого хода, т.е. при разомкнутом сцеплении и с переключающей муфтой в нейтральном положении. Затем приводят в действие переключающие тяги 21 и включают передачу. Как только передача включена, замыкают сцепление. Это происходит, предпочтительно, с управлением по пути перемещения, т.е. сцепление может находиться не только между полностью открытым и полностью закрытым положением, а возможны также промежуточные положения. Подобное управление сцеплением возможно, например, в автоматических системах сцепления.

Если передача включена и сцепление преодолело так называемую точку захвата, то на приводные колеса передается крутящий момент. Это повышение крутящего момента соответствующим образом измеряют и тем самым определяют, что передача включена правильно. Если скорость не включена, то нарастания крутящего момента не будет.

Нарастание крутящего момента может быть измерено через средства управления двигателем или с помощью соответствующего датчика на выходном вале двигателя или в области сцепления. Для того чтобы предотвратить поломку коробки передач, сцепление снова размыкают, как только будет установлено нарастание крутящего момента.

Измеренные в момент нарастания крутящего момента выходные сигналы чувствительного устройства заносят в память в качестве опорных величин положения и измеренные в работе текущие величины положения чувствительного элемента сравнивают с этими опорными величинами.

Пятый вариант выполнения работает аналогично четвертому варианту выполнения. Однако если там определяют нарастание крутящего момента, то в пятом варианте выполнения в качестве критерия оценки определяют падение числа оборотов. В этом случае также используют, предпочтительно, предусмотренный в автомобиле двигатель, для того чтобы через сцепление 3 и входной вал коробки передач приводить во вращение зубчатые колеса коробки передач. Переключающую муфту приводят в действие через переключающий вал и вводят в зацепление зубья переключающей муфты и переключающего зубчатого зацепления. Сцепление замыкают, предпочтительно, с управлением по пути перемещения, и определяют снижение числа оборотов двигателя после замыкания сцепления.

В четвертом и пятом вариантах выполнения существует опасность, что при недостаточном включении передачи возникают вибрации. Для того чтобы иметь возможность как можно скорее убрать их, может быть предусмотрен, предпочтительно, только для процесса первоначального определения положений вибрационный датчик, который определяет вибрации непосредственно в коробке передач или с помощью исходящих от нее звуковых волн и выдает команду на прекращение эксперимента путем перевода переключающего вала в нейтральное положение или путем размыкания сцепления как только устанавливается наличие вибраций или вибрационных шумов. Чувствительный элемент положения может также измерять вибрации, которые в виде сигналов обрабатываются вычислительным устройством.

Видоизменения указанных выше вариантов выполнения в описанных выше четвертом и пятом вариантах выполнения исходили из того, что коробка передач установлена в автомобиль и приводится в действие встроенным в автомобиль приводным двигателем. Соответствующий способ возможен также и в вариантах выполнения 1-3.

Вариант выполнения с установленной в автомобиль коробкой передач имеет то преимущество, что можно применять чувствительное устройство, которое определяет положение исполнительных элементов по отношению к автомобилю, а не непосредственно по отношению к коробке передач. Таким образом, чувствительное устройство может быть установлено, например, непосредственно на приводимом в действие водителем рычаге переключения передач.

Однако возможно также применять указанные выше варианты выполнения перед установкой коробки передач в автомобиль. В этом случае чувствительное устройство должно определять положение исполнительного элемента, например переключающего вала, по отношению к самому корпусу коробки передач. При этом, предпочтительно, поступают так, что предусматривают специально для коробок передач блок памяти, который предусмотрен, например, в корпусе коробки передач или интегрирован в предусмотренное в автомобиле считывающее устройство, или данные которого передаются в установленное в автомобиле запоминающее устройство, и в котором хранятся соответствующие опорные величины положения. Тогда становится возможным проводить процессы обучения выше описанных вариантов выполнения на испытательном стенде после изготовления коробки передач и перед установкой коробки передач в автомобиль и только после этого устанавливать коробку передач в автомобиль. Это имеет то преимущество, что затраты на монтаж автомобиля могут быть сокращены. Кроме того, при таком видоизменении варианта можно заменить коробку передач в мастерской без проведения повторного процесса обучения. При другом видоизменении, имеющем преимущества, в частности для четвертого и пятого варианта выполнения, процесс обучения производят при установленной коробке передач, однако допускается вращение приводных колес. Следовательно, в этом примере выполнения автомобиль стоит, например, на роликовом испытательном стенде. При этом можно выполнять процесс обучения как активно, так и пассивно.

При активном выполнении процесса обучения включают двигатель автомобиля для привода коробки передач. При замкнутом сцеплении через коробку передач приводятся во вращение приводные колеса. Число оборотов приводных колес измеряют соответствующим способом. Это может происходить, например, с помощью установленных в автомобиле чувствительных элементов для измерения числа оборотов колес, которые и без того необходимы в автомобиле, оборудованном регулирующим устройством для предотвращения проскальзывания. Если автомобиль установлен на ролики, то можно измерять число оборотов непосредственно на роликах.

В частности, в последнем варианте, когда автомобиль установлен на роликах, возможно также затормаживать ролики, так что через приводные колеса на ролики передается крутящий момент, который затем измеряют соответствующим образом.

При этом видоизменении можно во время процесса переключения установить, какое число оборотов и, при необходимости, какой крутящий момент развивает двигатель. Если одновременно измерять также число оборотов приводного двигателя, то можно определять передаточное число, так что по результатам измерений можно не только определить, находится ли изменяющий положение элемент передачи в заданном положении, но также и определить, какое передаточное число достигается в этом положении.

Кроме активного метода можно применять и пассивный метод, при котором двигатель автомобиля остановлен. В этом случае вращательное движение через приводные колеса передают на коробку передач и тем же способом, что и в четвертом и пятом вариантах выполнения, определяют, когда происходит уменьшение числа оборотов или увеличение передаваемого от чужого привода крутящего момента.

Все указанные выше виды выполнения и варианты выполнения описаны в отношении применения в переключаемых коробках передач.

Соответствующее применение возможно также в бесступенчато работающих коробках передач.

Фиг.8 показывает часть бесступенчатой коробки передач, применяемой также в автомобилях. Изображенная передача является передачей с гибкой связью, которая из соображений лучшего понимания изображена только частично. Передача с гибкой связью имеет первую пару дисков с двумя дисками 101, 102, расположенными коаксиально друг с другом, а также вторую пару дисков с дисками 111 и 112. Обе дисковые пары соединены друг с другом охватывающим средством 105, которое может быть ремнем из пластмассы или из другого аналогичного материала, металлической лентой, соответствующей цепью или т.п.

Охватывающее средство имеет, примерно, трапециевидное поперечное сечение, причем боковые кромки 106, 107 скользят по соответственно выполненным скошенным кромкам 108, 109 верхней дисковой пары или по кромкам 115, 116 нижней дисковой пары.

При изменении расстояния между дисковыми парами 101, 102, 108 и 109 изменяется положение охватывающего средства 105 и тем самым эффективный радиус передачи крутящего момента.

Изменение расстояния вызывают тем, что удерживают, например, диск 101, а диск 102 перемещают с помощью подходящего механического или гидравлического устройства в направлении стрелки 120.

В этом виде выполнения диск 102 является изменяющим положение элементом передачи. Этот изменяющий положение элемент передачи соединен с исполнительным элементом, который в свою очередь соединен с чувствительным устройством, которое определяет положение исполнительного элемента.

Для определения положения изменяющего положение элемента передачи 102 применяют, предпочтительно, применяемые для переключаемой коробки передач первый и второй варианты выполнения.

В первом варианте выполнения исполнительный элемент может быть установлен в заданное нейтральное положение или в другое положение и из этого положения переведен, предпочтительно, в оба экстремальных положения, причем положение 1 является положением с наименьшим передаточным числом и положение 2 - положением с наибольшим передаточным числом. Эти положения в качестве опорных величин положения заносят в память.

Промежуточные положения могут быть определены тем, что диск на соответствующее расстояние перемещают из нейтрального положения, причем разница расстояний между нейтральным положением и соответствующим экстремальным положением является опорной величиной.

Альтернативно к этому можно также применить второй вариант выполнения, согласно которому изменяющий положение элемент передачи сперва переводят в позицию 1 и затем в позицию 2, а величины чувствительного элемента запоминают, соответственно, в качестве опорных величин. Одно из двух положений принимают в качестве исходного положения и желаемый путь перемещения определяют по отношению к полному расстоянию между этими двумя положениями и складывают с опорной величиной положения, выбранной в качестве точки отсчета.

При таком выполнении возможно также вместо экстремальных положений, или дополнительно к ним, определить промежуточные положения, причем в этом случае, предпочтительно, используют приводной двигатель автомобиля для того, чтобы приводить в движение коробку передач. Выходное количество оборотов передачи измеряют с помощью подходящего датчика числа оборотов, например чувствительных элементов антиблокировочной системы, или устройства измерения числа оборотов, которые устанавливают на выходном валу коробки передач или на приводимом во вращение через коробку передач колесе. Измеренные передаточные числа заносят в память во взаимосвязи с соответствующими одновременно измеряемыми величинами чувствительного устройства, так что может быть установлено соотношение между передаточным числом и чувствительным устройством для конкретной коробки передач.

Вместо представленной здесь бесступенчатой коробки передач с передачей с гибкой связью, возможно применение других видов бесступенчатых передач, как, например, тороидальных передач, конусных передач качения и т.п. Возможно также, что передачу комбинируют с зубчатой передачей, с параллельными валами или с планетарными наборами колес. Изобретение описано выше применительно к обычной переключаемой коробке передач и применительно к бесступенчатой коробке передач. Изобретение можно применять также в автоматических, полуавтоматических или переключаемых коробках передач, которые работают с планетарными наборами колес. В типичной автоматической коробке передач, применяемой в автомобилях, предусмотрены, как правило, два набора планетарных колес, в которых предусмотрено внутреннее центральное колесо, т.е. обычно выполненное в виде шестерни солнечное колесо, планетная опора с двумя или тремя планетами, а также внешнее центральное колесо, выполненное обычно в виде внутреннего зубчатого зацепления. Изменение передаточного числа производят за счет блокирования или освобождения вращения различных элементов.

Торможение и освобождение отдельных элементов происходит, например, посредством соответствующих тормозных устройств, которые перемещают из первого положения, в котором они не препятствуют движению элемента, во второе положение, в котором они блокируют движение элемента. Для привода в действие тормозных устройств предусмотрены исполнительные устройства, приводимые в действие, например, гидравлически.

Согласно идее изобретения здесь также предусмотрено чувствительное устройство, которое измеряет перемещение соответствующего исполнительного элемента. При этом можно использовать, в принципе, все описанные выше варианты выполнения, т. е. перемещение из нейтрального положения, перемещение из одного экстремального положения в другое экстремальное положение, статистический способ, а также вариант, в котором устанавливают изменение крутящего момента или изменение числа оборотов.

Последние два варианта имеют, в частности, но не исключительно значение тогда, когда планетарные наборы колес снабжены не гидромеханическим преобразователем, как это обычно принято в современных таких коробках передач, а механическим сцеплением, предпочтительно однодисковым сухим сцеплением, причем применяют, предпочтительно, автоматическое сцепление.

Применяемое согласно изобретению чувствительное устройство может быть выполнено различно в зависимости от типа передачи.

Как уже указывалось, можно использовать в качестве чувствительного устройства все виды известных датчиков перемещения, т.е. в частности индуктивные, емкостные, датчики с шаговыми импульсами и оптические датчики. Так как в коробке передач автомобиля применяют, как правило, повышенное число передач, чаще всего 6 передач, включая задний ход, или больше, то чувствительное устройство должно измерять перемещение в нескольких направлениях.

Чувствительное устройство при переключаемой вручную коробке передач устанавливают, предпочтительно, в области рычага переключения или переключающих тяг. На фиг.9а показаны тяги определенного типа обычной переключаемой коробки передач, в которой переключающая тяга выполняет поступательное движение в направлении двойной стрелки 201 и вращательное движение в направлении двойной стрелки 202. Для определения опорных положений такой переключающей тяги необходимо предусмотреть чувствительный элемент перемещения, который измеряет перемещение в направлении стрелки 201, и чувствительный элемент угла поворота, который измеряет движение в направлении стрелки 202. Такие чувствительные элементы перемещения и угла поворота известны из уровня техники и не требуют специального пояснения.

Если переключение коробки передач требует перемещения переключающих тяг в двух или в трех плоскостях, то предусматривают, соответственно, два или три чувствительных элемента для измерения перемещения в соответствующем направлении. При этом для простоты, если конструктивное выполнение не препятствует этому, измеряют компоненты перемещения в декартовой системе координат и из измеренных величин определяют перемещение в плоскости или в пространстве.

На фиг. 9b показано в виде сбоку и на фиг.9с в виде сверху измерение перемещения обычного рычага переключения в двухмерной плоскости.

Рычаг переключения 210 проходит через отверстие чувствительного устройства 211.

Это чувствительное устройство имеет прямоугольную раму 212 с двумя параллельно расположенными продольными плечами 213 и 214, а также двумя расположенными перпендикулярно к ним короткими плечами 215 и 216. Параллельно длинным плечам 213, 214 расположен перемещаемый элемент 220, который выполнен так, что он перемещается всегда параллельно плечам 213 и 214. Под прямым углом к нему предусмотрен перемещаемый элемент 221. который соответственно выполнен так, что он перемещается всегда параллельно коротким плечам 215, 216.

В одном из плеч 213, 214 и в одном из плеч 215, 216 предусмотрено устройство измерения длины, например устройство измерения шага или т.п., которое измеряет положение перемещаемого элемента 221 по отношению к плечу 213. Соответственно, плечо 215, 216 снабжено устройством для определения положения для перемещаемого элемента 220.

Если рычаг переключения 210 перемешают внутри этого чувствительного устройства 211, то соответственно перемещаются перемещаемые элементы 220 и 221, Изменение положения перемещаемых элементов измеряют, так что в любой момент времени из положения этих двух перемещаемых элементов можно определить положение рычага переключения. С помощью такого чувствительного устройства возможно точно измерять перемещение исполнительного элемента или части исполнительного элемента в плоскости. Например, при вводе в эксплуатацию электронной системы управления сцеплением, например автоматического сцепления, может быть целесообразным, если определяют силу, например максимальную силу в процессе переключения передач, и на основании этой силы определяют и устанавливают пороговые величины, которые используют в работе автомобиля в качестве порогов размыкания сцепления, при которых при приведении в действие рычага переключения сцепление размыкается. Если при вводе в эксплуатацию приводят в действие рычаг переключения слишком быстро, то при установленном числе тактов для считывания чувствительных элементов может возникнуть такое состояние, что максимальная сила приходится на промежуток времени, в котором не измеряется ни одна величина чувствительных элементов. Для предотвращения этого можно определять длительность процесса переключения, и если длительность процесса переключения короче заданного промежутка времени, то может подаваться сигнал, так что процесс переключения будет повторен более медленно, для того чтобы снова определить величину максимальной силы в процессе переключения.

Преимущественным может быть также, если определенная величина максимальной силы оценивается как слишком малая, так как процесс переключения был очень быстрым, увеличить ее на определенное значение. Таким способом исправленную величину можно при последующей работе согласовать с действительной величиной посредством адаптации силы приведения в действие во время процесса переключения.

На фиг. 9d показан другой пример выполнения чувствительного устройства, которое пригодно для измерения положения исполнительного элемента. В показанном примере выполнения измеряют положение рычага переключения 240, который перемещается внутри кулисы 241. Показанная кулиса соответствует обычной для переключаемых коробок передач Н-схеме, при этом рядом с Н, который определяет передачи 1, 2, 3, 4, слева по фиг.9d предусмотрено отверстие в кулисе для задней передачи, в которое рычаг переключения можно перевести, предпочтительно, только после преодоления определенного сопротивления, а также справа соответствующее отверстие в кулисе, которое определяет положение рычага переключения для пятой передачи.

Вдоль траектории перемещения рычага переключения предусмотрен измерительный элемент 245, который в примере выполнения по фиг.9d предусмотрен по обе стороны отдельных отверстий в кулисе. Если рычаг переключения перемещается внутри кулисы, то это перемещение измеряется измерительным элементом 245, на основании чего можно определять текущее положение рычага переключения. В качестве измерительного элемента можно использовать, например, шаговый элемент, с помощью которого устанавливают положение рычага переключения по отношению к заданному нулевому положению.

Показанный на фиг. 9d датчик имеет то существенное преимущество, что в нем достаточна одномерная величина для определения положения рычага переключения, хотя сами переключающие тяги совершают здесь линейное и вращательное перемещение, для измерения которого было бы необходимо применение двухмерного датчика.

Выше приведен ряд видов выполнения и вариантов выполнения, которые можно использовать для распознавания положения изменяющего положение элемента передачи в коробке передач. Обсуждены также детали чувствительных устройств, с помощью которых можно измерять соответствующие перемещения изменяющего положение элемента передачи.

Ниже приводится описание различных возможностей приведения в действие исполнительного элемента, соответственно инициирования перемещения исполнительного элемента.

Согласно первому альтернативному решению приведение в действие производят вручную. Эта альтернатива особенно пригодна в тех случаях, когда коробка передач уже установлена в автомобиле. В этом случае оператор занимает положение водителя и переключает коробку передач согласно заданному варианту выполнения в соответствующие передачи. В первом и втором вариантах выполнения оператор, как правило, включает передачи в заданной последовательности. Предпочтительно, чтобы оператору с помощью акустических или оптических сигналов, или буквенно-цифрового дисплея сообщалось, распознано ли соответствующее желаемое положение.

Если в автомобиле имеется дисплей, предусмотренный для индикации текста, то с помощью этого дисплея оператору могут передаваться инструкции, как следует проводить процесс обучения для положений коробки передач. Предпочтительно, чтобы весь процесс имел характер диалога, при котором на дисплее указывается очередная для выполнения стадия.

Соответствующий способ выполнения возможен также в третьем, четвертом и пятом вариантах выполнения. Здесь можно также передавать соответствующие указания оператору, например, посредством письменной инструкции или с помощью дисплея.

Если выбирают форму выполнения, при которой применяют внешнее вычислительное устройство, которое самостоятельно или совместно с установленным в автомобиле вычислительным устройством управляет процессом обучения, то оператору могут передаваться также акустические сигналы, например, через громкоговоритель. В этом случае во внешнем вычислительном устройстве предусматривают цифровые кодированные акустические сигналы, которые при передаче в аналоговом виде через громкоговоритель передают соответствующие указания.

Согласно второму альтернативному решению весь процесс обучения проводят автоматически. Эта альтернатива пригодна для выполнения процесса обучения для коробки передач, которая не установлена в автомобиле. В этом случае коробку передач устанавливают, предпочтительно, на испытательном стенде, который в зависимости от выбранного варианта выполнения соединяют с приводным устройством и/или отводным устройством, т.е. с тормозящим устройством. Исполнительный элемент приводят в действие посредством управляемого вычислительным устройством манипулятора и в зависимости от варианта выполнения переводят в различные, подлежащие распознаванию положения. Соответствующие опорные величины измеряют как уже описано выше и заносят в память так, чтобы ими можно было пользоваться после установки коробки передач в автомобиль.

Автоматическое проведение процесса обучения можно выполнять также тогда, когда коробка передач уже установлена в соответствующий автомобиль.

В этом случае рычаг переключения переключаемой с помощью рычага переключения коробки передач перемещают с помощью соответствующего манипулятора в соответствующие желаемые положения. Такое исполнение возможно также для всех вариантов выполнения.

В указанных формах и вариантах выполнения при пояснении переключаемой коробки передач исходили из того, что во время обычного пользования автомобилем водитель с помощью рычага переключения переключает коробку передач.

Однако изобретение с указанными формами и вариантами выполнения можно применять в переключаемой коробке передач, в которой смену передач производят с помощью электрического, гидравлического или подобного вспомогательного устройства. В такой коробке передач команду на смену передач отдает водитель, например, посредством нажатия на клавиши на руле управления или вблизи рулевого колеса на доске приборов, однако сам процесс переключения производится так, что изменяющий положение элемент передачи изменяет свое положение с помощью вспомогательного устройства.

В этом случае можно также использовать все примеры выполнения изобретения. Так как рычаг переключения не предусмотрен, то чувствительное устройство не может определять положение рычага переключения. В этом случае чувствительное устройство устанавливают таким образом, чтобы оно измеряло положение элемента, который участвует в изменении положения изменяющего положение элемента передачи. Это может быть, например, поршень приводного цилиндра, положение поршневого штока цилиндра, положение переключающих тяг или положение других, принимающих участие в передаче перемещения или находящихся под его влиянием элементов.

Изобретение можно без изменений применять также в переключаемых коробках передач, которые переключаются полностью автоматически. Такими переключаемыми коробками передач являются коробки передач, в которых не только изменение положения одного или нескольких изменяющих положение элементов передачи происходит с помощью соответственно управляемого исполнительного устройства, но и сама команда на переключение выводится из текущей дорожной ситуации и параметров режима работы.

На фиг.10 показан предпочтительный пример выполнения изобретения, в котором реализована одна из многочисленных возможных комбинации отдельных вариантов выполнения изобретения, вытекающих из предшествующего описания.

На фиг.10 показана блок-схема существенных элементов автомобиля.

Автомобиль приводит в движение двигатель внутреннего сгорания 300, например бензиновый или дизельный двигатель. Выходное количество оборотов двигателя через вал 301 передается на устройство сцепления 302.

Это устройство сцепления интегрировано в маховое колесо двигателя 300 и содержит не изображенное однодисковое сухое сцепление.

Сцепление с помощью рычага 305 расцепления замыкается и размыкается, при этом рычаг 305 расцепления приводится в действие с помощью исполнительного устройства 306 сцепления. Исполнительное устройство сцепления имеет (не изображенный) первый гидравлический цилиндр, который служит ведущим цилиндром и который определяет заданное положение замыкания сцепления, а также ведомый цилиндр, который воспринимает давление жидкости первого гидравлического цилиндра, за счет чего происходит перемещение поршня в направлении двойной стрелки 308 и тем самым также рычага сцепления. Исполнительным устройством сцепления можно управлять с такой точностью, что сцепление может передавать без проскальзывания заданные значения крутящего момента, а при превышении этого заданного значения крутящего момента вызывает проскальзывание.

Выходной вал 310 сцепления соединен с коробкой передач 311. Эта коробка передач является обычной переключаемой коробкой передач, которая имеет 5 передач вперед, одно нейтральное положение и одну заднюю передачу. Переключаемая коробка передач имеет параллельные друг другу передаточные валы, на которых расположены зубчатые зацепления аналогично фиг.1, которые находятся во взаимном зацеплении и которые с помощью переключающей муфты (не изображена) могут освобождаться или блокироваться по отношению к соответствующему передаточному валу.

Коробку передач переключают с помощью переключающих тяг 314, которые приводятся в действие водителем вручную с помощью рычага 316 переключения передач. Рычаг переключения передач можно перемещать в направлении, параллельном плоскости изображения, как показано двойной стрелкой 318, а также в направлении, перпендикулярном плоскости изображения, как показано двойной стрелкой 319.

Перемещение переключающих тяг измеряют с помощью чувствительного устройства 320. Это чувствительное устройство 320 может быть расположено также непосредственно на самом рычаге переключения передач. Рычаг переключения передач и переключающие тяги, а также сама коробка передач соответствуют обычным в настоящее время конструкциям и потому не нуждаются в подробном описании.

Коробка передач 311 имеет выходной вал 312 передачи, который соответствующим способом через один или несколько дифференциалов соединен с приводным колесом или приводными колесами автомобиля. Двигателем управляют с помощью устройства 330 управления двигателем, которое измеряет параметры работы двигателя и автомобиля и по заданной программе определяет количество горючего, подаваемого за единицу времени или при каждом впрыске, и (для бензиновых двигателей) оптимальный момент зажигания, а также, если имеется, оптимальную установку клапанов и т.д.

Устройство 330 управления двигателем управляется программой, которая занесена в память 331, в которую поступают также другие данные.

Для измерения рабочих параметров автомобиля можно применять множество чувствительных элементов, в частности лямбда-датчик, чувствительные элементы для измерения температуры всасываемого воздуха, температуры окружающей среды, температуры охлаждающей жидкости, температуры масла и выхлопных газов, чувствительные элементы давления для измерения давления во всасывающем канале, давления масла, давления в тормозном устройстве и других гидравлических устройствах автомобиля, чувствительные элементы для измерения числа оборотов, например числа оборотов двигателя, числа оборотов на выходе коробки передач, числа оборотов колес и т.д., а также чувствительные элементы, которые могут воспринимать силы и ускорения, например чувствительные элементы для измерения поперечного ускорения автомобиля, продольного ускорения, или же действующей в подвеске колес силы.

Исполнительное устройство 306 сцепления соединено с работающим по программе управляющим устройством 335 сцепления, которое управляется с помощью программы, наложенной в память 336, при этом в этой памяти содержаться также данные измерений.

Управляющее устройство сцепления соединено с устройством 340 выдачи команд на переключение, которое работает по программе, заложенной в намять 341, в которую заносятся также необходимые данные. Предусмотрено также устройство для определения необходимости переключения, которое работает по программе, заложенной в память 346, в которую заносятся также данные измерений, и предусмотрено вычислительное устройство 350, которое работает по программе, заложенной в намять 351, в которую заносятся также рабочие параметры, в частности информационные величины положения.

Все управляющие и вычислительные устройства соединены между собой линиями передачи данных (не изображены).

Чувствительное устройство 320 соединено с устройством 345 для определения необходимости переключения и с вычислительным устройством 350.

Данный пример выполнения работает следующим образом.

После сборки автомобиля или после установки коробки передач в автомобиль вычислительное устройство 350 переключают сперва в режим обучения. На дисплее автомобиля оператору выдается указание переключать коробку передач, т.е. в последовательности, задаваемой на буквенно-цифровом дисплее, включать отдельные передачи. В каждой передаче вычислительное устройство 350 проверяет на основании выдаваемых чувствительным устройством сигналов с помощью находящегося в памяти 351 оценочного критерия для этой передачи, правильно ли включена передача. Если передача включена правильно, то измеряемое положение заносится в память 351 качестве опорной величины положения. Вместо опорной величины положения может быть занесена к память непосредственно выведенная из этой величины, определенная предельная величина, превышение которой обозначает введение передачи до точки, в которой можно замыкать сцепление.

По окончании режима обучения вычислительное устройство 350 переключают в режим нормальной работы. Режим нормальной работы проходит следующим образом.

Как только водитель хочет поменять передачу, он приводит в действие рычаг переключения передач 316. Перемещение рычага изменяет выходной сигнал чувствительного элемента 320. Устройство 345 для определения необходимости переключения следит за этим выходным сигналом и на основании его изменения устанавливает, что необходимо выполнить переключение. С помощью соответствующего управляющего сигнала оно выдает команду в устройство 340 выдачи команд на переключение выдать соответствующую команду в устройство управления сцеплением.

Устройство управления сцеплением выдает управляющий сигнал в исполнительное устройство 306 сцепления, которое размыкает сцепление.

За счет происходящего в то же время дальнейшего перемещения рычага переключения 316 изменяющий положение элемент передачи, а именно определяющая новую передачу
переключающая муфта переместилась в зубчатое зацепление соответствующего передаточного колеса. Это изменение положения проверяет вычислительное устройство 350 на основе выходного сигнала чувствительного устройства 320.

Как только будет выполнен действующий критерий оценки, зависящий для этой стадии передачи от определенной в режиме обучения опорной величины положения, то вычислительное устройство выдает сигнал на устройство управления сцеплением, которое тогда выдает управляющий сигнал, с помощью которого сцепление снова замыкается. При этом устройство управления сцеплением учитывает, предпочтительно, рабочие данные устройства управления двигателем и, в частности, подлежащий передаче крутящий момент и перемещает сцепление в направлении замыкания настолько, чтобы этот крутящий момент можно надежно передать. Если, например, по данным устройства 330 управления двигателем необходимо передать крутящий момент в 75 Нм, то сцепление замыкается до такого значения, при котором возможна передача 85 Нм. В качестве альтернативы сцепление может быть замкнуто полностью. Однако частичное замыкание имеет то преимущество, что путь для размыкания при очередном переключении будет короче.

Устройство 340 выдачи команд проверяет на основе параметров двигателя и других рабочих параметров автомобиля, в частности положения педали тормоза, которое измеряется (не изображенным) чувствительным элементом определения тормозного давления или положения педали тормоза, необходимо ли разомкнуть устройство 302 сцепления. Это может иметь место, например, если число оборотов двигателя упадет ниже заданного предельного значения. В этом случае устройство выдачи команд выдает управляющий сигнал на устройство управления сцеплением разомкнуть сцепление.

Для облегчения трогания с места и при маневрировании во время парковки переключение может происходить так, что незначительный крутящий момент продолжает передаваться, так что между двигателем и коробкой передач возникает проскальзывание, которое приводит к движению автомобиля с очень малой скоростью.

Пример выполнения согласно фиг.10 можно видоизменить таким образом, что предусмотрено устройство 360 управления коробкой передач, которое работает по программе, заложенной в память 361, в которую заносятся также необходимые данные. Устройство 360 управления коробкой передач соединено с исполнительным устройством 370 коробки передач.

В этом примере выполнения отпадает необходимость в рычаге переключения 316 или его используют только в качестве рычага выбора передач. Чувствительный элемент 320 установлен в этом случае между исполнительным устройством 370 коробки передач и коробкой передач 311.

Устройство 360 управления коробкой передач на основе имеющихся в устройстве 330 управления двигателем данных и других измеренных указанными чувствительными элементами рабочих параметров определяет необходимость изменения передаточного числа коробкой передач 311. Как только возникает необходимость в переключении коробки передач, выдается соответствующая команда в исполнительное устройство 370 коробки передач. Одновременно выдается управляющий сигнал в устройство 340 выдачи команд или непосредственно в устройство 335 управления сцеплением, которое обеспечивает размыкание сцепления с помощью исполнительного устройство 306 сцепления. Как только вычислительное устройство 350 на основе выходных сигналов чувствительного устройства 320 определит, что процесс переключения в достаточной мере закончен, снова выдается управляющий сигнал в устройство 341 выдачи команд или в устройство 335 управления сцеплением, которое обеспечивает замыкание сцепления с помощью исполнительного устройства 306 сцепления. В этом случае сцепление, предпочтительно, замыкается лишь настолько, чтобы обеспечить передачу определенного, зависящего от рабочих параметров крутящего момента.

Вместо устройства 360 управления коробкой передач или альтернативно к ней можно при дальнейшем видоизменении примера выполнения по фиг.10 соединить исполнительное устройство коробки передач с переключающим устройством 372.

Это переключающее устройство может иметь, например, клавиши для переключения вверх или для переключения вниз передачи. Сам процесс переключения происходит тем же способом, что и при применении только устройства управления коробкой передач. Переключающее устройство 372 может быть установлено, например, на рулевом колесе автомобиля и обеспечивает переключение коробки передач 311 с автоматическим задействованием сцепления.

Существенным преимуществом всех названных в связи с фиг.10 примеров исполнения является то, что для переключения используют по существу обычную коробку передач, которая не содержит гидродинамического преобразователя. За счет этого избегают потерь мощности в гидродинамическом преобразователе и его инерционности и явно снижают расход топлива автомобилем.

Несмотря на это, изобретение с его различными примерами выполнения можно применять также в автомобиле, который имеет коробку передач с включенным перед ним гидродинамическим преобразователем в качестве сцепления или дополнительно к сцеплению.

Функции устройства управления двигателем, устройства управления сцеплением, устройства выдачи команд, устройства для определения необходимости переключения, а также вычислительного устройства и, при необходимости, исполнительного устройства коробки передач могут быть объединены в одном или нескольких управляющих устройствах. Соответствующим образом можно также объединить функции запоминающих устройств в одном или нескольких запоминающих устройствах.

Далее может быть целесообразным, если все мертвые ходы во внутреннем переключении, т.е. всех деталей коробки передач, которые приводятся в действие или применяются, адаптированы на срок их службы или, при необходимости, адаптируются. Если, например, в результате износа мертвые ходы увеличатся, то они могут сместить положения покоя внутреннего переключения и/или внешнего переключения на коробке передач и/или на рычаге переключения при включенной передаче. Внешнее переключение означает ту часть переключающих механических элементов, которая расположена вне коробки передач. Это могут быть, например, тяги, тросовые соединения, соединения со средством передачи давления или т.п. и/или рычаг переключения.

Положение покоя внешних переключений при включенной передаче может быть согласовано с измеренными положениями в работе на коробке передач и на рычаге переключения с помощью адаптирования.

Такую адаптацию, предпочтительно, проводить в тех случаях, когда выполняется, по меньшей мере, одно из следующих условий:
- передача распознана как включенная,
- автомобиль находится в состоянии движения,
- скорость перемещения рычага переключения меньше заданного предельного значения,
- сила воздействия на рычаг переключения, определяемая, например, с помощью разницы ходов при заданной упругости, меньше задаваемого предельного значения,
- передача включается в течение задаваемого промежутка времени,
- направление момента двигателя изменилось, по меньшей мере, один раз,
- температура двигателя, охлаждающей жидкости и/или моторного масла выше задаваемого предельного значения,
- не приводит к результату ни одна из замещающих стратегий. Управляющее устройство инициирует адаптацию, если, например, одно из выше указанных условий выполнено. Положение покоя на рычаге переключения может быть определено отдельно или с адаптацией на исполнительных элементах коробки передач, например, на внутреннем переключении. Эту адаптацию можно произвести с помощью передаточного отношения внешнего переключения, например передаточного отношения рычагов.

Адаптация может быть произведена согласно схеме 400 на фиг. 11. Текущая величина положения покоя, которая находится в памяти блока управления и с которой работает блок управления, согласовывается один или несколько раз с измеренной величиной для включенной передачи. Все или некоторые величины положения покоя измеряются в задаваемый промежуток времени и из этих величин выводится расчетная, например, средняя величина для положения покоя. Затем можно расчетную величину сравнивать с текущей величиной и в точке 401 определять разницу для установления нарастания или уменьшения мертвого хода. Теоретическое нарастание, которое вводится в блок управления, ограничивают задаваемым предельным значением. Затем зависимость изменения от времени сглаживается фильтром в точке 402. В этом примере выполнения в качестве фильтра предусмотрен элемент РТ1, причем можно применять также другой фильтр. Затем в точке 403 новую величину проверяют на выдерживание максимального и минимального порогового значения, и если величина 404 находится в поле допусков порогового значения, вводят в память и применяют при последующем управлении.

Описанный выше способ или описанное выше устройство можно применять также для распознавания положений путей переключения. Путями переключения являются пути, по которым происходит перемещение переключающего элемента, например рычага переключения, для включения передач. Как правило, в коробках передач автомобилей имеются, по меньшей мере, два пути переключения и часто даже три, четыре или пять путей.

Геометрические положения путей обуславливаются геометрией передачи переключающей кулисы или расположением переключающих вилок пли переключающих тяг внутри коробки передач. При вводе в эксплуатацию для определения положения путей можно, предпочтительно, действовать так, что включают, по меньшей мере, одну передачу, определяют соответствующее положение передачи и/или положение пути переключения и вносят в память блока управления. За счет этого можно установить абсолютное положение одного пути переключения и положения других положений, например, остальных путей, могут быть рассчитаны или определены по отношению к измеренному положению пути или измеренных положений путей. С учетом погрешностей изготовления коробки передач можно при знании одного положения пути и относительного расстояния других путей по отношению к известному положению первого пути распознавать включение неправильного пути, так как положения отдельных путей переключения не должны пересекаться.

Во время ввода в эксплуатацию при знании абсолютного положения одного положения пути или положения передачи и определенного относительного положения других путей или положений передач можно распознавать, когда оператор включил в не установленный путь/положение передачи, и тогда ему можно передать указание произвести включение в правильный путь/правильное положение передачи. Таким образом, можно давать оператору указания исправить свои действия. Это указание можно выдавать так долго, пока по данным чувствительного элемента не будет распознан правильный путь или правильное положение передачи.

Из абсолютного положения одного пути при известной геометрии коробки передач, например, с помощью уравнения прямой линии можно рассчитать положения остальных путей. Если привязка не однозначна, то с применением двух измеренных положений путей с помощью, например, уравнения прямой линии можно определить положения остальных путей. При этом исходят из линейной зависимости между геометрическими положениями путей и сигналом. Если зависимость между положением пути и данными чувствительного элемента не линейна, то можно также принять нелинейную функцию для расчета положения путей. При этом, предпочтительно, включить максимально удаленные друг от друга передачи и определить их положение и рассчитать по этим данным положения расположенных в промежутке путей.

Положения путей можно использовать также для калибровки чувствительных элементов, при этом выбранное положение пути принимают за абсолютное значение и подводят соответствующую величину чувствительного элемента к этому абсолютному значению, если между этими величинами возникают расхождения.

Далее возможно узнавать пути посредством включения всех передач.

Например, ввод в эксплуатацию производят с помощью указаний на дисплее. Оператор следует указаниям и проводит заданные стадии способа ввода в эксплуатацию, при этом отдельные стадии могут быть заданы на дисплее или расписаны заранее и оператор получает на дисплее указания, в какие моменты времени их надо выполнять. Кроме того, на дисплей могут быть выведены данные чувствительных элементов коробки передач и/или рычага переключения и информировать оператора о том, что измеренные величины и величины, заложенные в память, лежат в одном задаваемом диапазоне величин или вне задаваемого диапазона величин, и что процесс ввода в эксплуатацию, по меньшей мере, частично необходимо повторить.

Содержащаяся в заявке формула изобретения является предложением по формулированию без предвзятого мнения о возможно всеобъемлющей патентной защите. Заявитель оставляет за собой право претендовать и на другие, раскрытые только в описании и/или чертежах признаки. Использованные в зависимых пунктах формулы изобретения ссылки указывают на развитие предмета независимого пункта признаками соответствующего зависимого пункта формулы изобретения, их не следует рассматривать как отказ от достижения самостоятельной, предметной защиты для признаков зависимых пунктов со ссылками.

Предметы этих зависимых пунктов формулы изобретения образуют также самостоятельные изобретения, которые имеют выполнение, не зависимое от предметов предшествующих зависимых пунктов формулы изобретения.

Изобретение не ограничивается также только примерами выполнения в описании. Напротив, в рамках изобретения возможны многочисленные видоизменения и модификации, в частности, которые являются изобретением за счет, например, комбинирования или видоизменения признаков или элементов или стадий способа, описанных в связи с описанием содержащихся в общем описании форм выполнения и содержащихся в чертежах, и благодаря своим комбинированным признакам приводят к новому предмету или к новым последовательностям стадий способа, даже если они относятся к способам изготовления, испытания или работы.

Реферат

Изобретение относится к машиностроению. Способ для контроля коробки передач содержит, по меньшей мере, один изменяющий положение элемент передачи, изменение положения которого вызывает изменение передаточного числа коробки передач. Предусмотрено чувствительное устройство, которое изменяет положение элемента передачи, и предусмотрено вычислительное устройство, которое на основании заданного критерия оценки проверяет, находится ли этот изменяющий положение элемент передачи в заданном конечном положении. В одном из вариантов выполнения изобретения этот критерий оценки определяют в рамках процесса обучения. Технический результат - надежный контроль за коробкой передач при простоте конструкции и функционирования. 2 с. и 101 з.п. ф-лы, 11 ил.

Формула