RU2426927C2

RU2426927C2 - Method of selecting gear in controlling vehicle climbing under severe conditions

Info

Publication number: RU2426927C2
Application number: RU2008127443/11A
Authority: RU
Inventors: Андерс ЭРИКССОН (SE); Андерс Эрикссон; Андерс ЛИНДГРЕН (SE); Андерс ЛИНДГРЕН; Сикстен БЕРГЛУНД (SE); Сикстен БЕРГЛУНД; Петер ТЕМПЛИН (SE); Петер Темплин
Original assignee: Вольво Ластвагнар Аб
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2011-08-20
Also published as: RU2008127443A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: target gear is selected for severe climbing conditions that represents highest gear with lower gear ratio. Vehicle in highest gear can keep up constant speed or move at minor acceleration. Further selection of gear is made without selection and throwing in lower gear lower than target gear. Gear selection control unit comprises memory unit. Said memory unit comprises machine-readable program to execute control over said method.

EFFECT: higher mean speed, reduced fuel consumption in climbing.

8 cl, 5 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к способу автоматического выявления тяжелых условий движения в гору (подъем) и выбора соответствующих передаточных отношений для автомобиля большой грузоподъемности с автоматической механической трансмиссией, а также к носителю данных для использования в вычислительном средстве, содержащем машиночитаемый программный код для осуществления такого способа.The present invention relates to a method for automatically detecting difficult driving conditions uphill (lifting) and selecting the appropriate gear ratios for a heavy-duty car with automatic mechanical transmission, as well as to a storage medium for use in a computing tool containing computer-readable program code for implementing such a method.

Автомобили для тяжелых условий эксплуатации все чаще оснащают автоматическими коробками передач типа автоматических механических трансмиссий (АМТ), что стало возможным с развитием микрокомпьютерной технологии, позволившей при помощи управляющего компьютера и нескольких элементов управления, например серводвигателей, точно регулировать число оборотов двигателя, включение и выключение автоматического сцепления двигателя и коробки передач и соединительных элементов коробки передач и тем самым всегда обеспечивать плавное переключение на передачу с правильной частотой вращения. Преимуществом коробки передач данного типа над традиционной автоматической коробкой передач с планетарными зубчатыми переборами и гидродинамическим трансформатором на входе является, во-первых, что в особенности касается автомобилей большой грузоподъемности, ее простота и прочность и существенно меньшая стоимость изготовления и, во-вторых, более высокий кпд, что предполагает меньший расход топлива.Heavy-duty vehicles are increasingly equipped with automatic transmissions such as automatic mechanical transmissions (AMT), which became possible with the development of microcomputer technology, which allowed using the control computer and several controls, such as servomotors, to precisely control the engine speed, turn on and off the automatic the clutch of the engine and gearbox and the connecting elements of the gearbox and thereby always ensure smooth shifting transmission to the correct speed. The advantage of this type of gearbox over a traditional automatic gearbox with planetary gears and an inlet hydrodynamic transformer is, firstly, in particular for heavy vehicles, its simplicity and strength, and significantly lower manufacturing cost and, secondly, a higher efficiency, which implies lower fuel consumption.

Автоматические механические трансмиссии упомянутого выше типа значительно облегчают задачу переключения передач для водителя, которому обычно нет нужды беспокоиться о выборе правильного очередного передаточного отношения при управлении транспортным средством. Все это учтено в АМТ. Хотя АМТ обычно имеют запрограммированные стратегии переключения передач, обеспечивающие удовлетворительный выбор передач в большинстве из общего числа ситуаций управления, все же могут возникать ситуации, в которых выбор передач не является оптимальным, и в некоторых конкретных случаях это может ставить водителя в затруднительное положение, в результате чего транспортное средство даже может остановиться и быть не в состоянии возобновить движение. Причиной этого может являться ограниченное сцепление на ведущих колесах.Automatic mechanical transmissions of the type mentioned above greatly simplify the task of shifting gears for a driver who usually does not need to worry about choosing the right gear ratio when driving a vehicle. All this is taken into account at AMT. Although AMTs usually have programmed gearshift strategies that provide a satisfactory gear selection in most of the total number of control situations, there may still be situations in which gear selection is not optimal, and in some specific cases this may put the driver in a difficult position, resulting in causing the vehicle to even stop and be unable to resume movement. The reason for this may be limited grip on the drive wheels.

Примером такой ситуации является тяжелогруженый автомобиль, которым управляют в тяжелых условиях движения в гору. Обычно непрерывная адаптация автоматического выбора передач в процессе управления основана на заданных схемах переключения передач, в которых используют положение педали акселератора и частоту вращения двигателя. Схемы переключения передач обычно настроены на достижение соответствующей частоты вращения двигателя после завершения переключения передач. Система АМТ просто пытается выбрать передачу, которая является оптимальной для конкретной ситуации. В этой связи следует упомянуть о том, что некоторые известные из уровня техники системы АМТ рассчитаны на выбор оптимальной передачи лишь на основании текущих условий. Также известны системы АМТ с различного рода функциями прогнозирования с целью улучшенного выбора передач, что означает возможность прогнозирования нескольких очередных переключений передач, т.е. последовательности переключения передач.An example of such a situation is a heavily loaded car, which is controlled in difficult conditions of movement uphill. Usually, the continuous adaptation of the automatic gear selection during the control process is based on predetermined gear shifting schemes that use the position of the accelerator pedal and the engine speed. Shift schemes are typically configured to achieve the appropriate engine speed after the gear shift is complete. The AMT system is simply trying to choose the gear that is optimal for the particular situation. In this regard, it should be mentioned that some AMT systems known from the prior art are designed to select the optimal transmission only on the basis of current conditions. AMT systems with various prediction functions are also known for the purpose of improved gear selection, which means the possibility of predicting several successive gear changes, i.e. gear shift sequences.

Это значит, что когда автомобиль большой грузоподъемности начинает движение в гору при возрастающем сопротивлении движению, АМТ в соответствии с запрограммированной стратегией переключения передач обычно переходит на несколько передач ниже в зависимости от текущего тягового усилия и ускорения (т.е. обычно замедления при движении в гору).This means that when a heavy-duty vehicle starts to move uphill with increasing resistance to movement, AMT, in accordance with the programmed shift strategy, usually shifts several gears lower depending on the current traction and acceleration (i.e., usually deceleration when driving uphill )

По мере дальнейшего движения транспортного средства и увеличения крутизны подъема и еще большего возрастания сопротивления движению, АМТ в соответствии со стратегией переключения переходит еще на несколько передач ниже, в результате чего включается одно из самых высоких передаточных отношений АМТ. Выбор этого высокого передаточного отношения основан на заданных схемах переключения передач.With the further movement of the vehicle and an increase in the steepness of the rise and an even greater increase in resistance to movement, AMT, in accordance with the shift strategy, shifts several gears lower, as a result of which one of the highest gear ratios of AMT is engaged. The selection of this high gear ratio is based on predetermined gear shifting patterns.

Для заданного уклона дороги существует минимальное передаточное отношение, при котором транспортное средство способно преодолевать подъем. Если после понижения передачи система АМТ выберет более высокое передаточное отношение, чем упомянутое минимальное передаточное отношение, скорость движения транспортного средства будет меньше необходимой, что означает увеличение расхода топлива и уменьшение средней скорости. Из-за низкой скорости движения транспортного средств даже может возникнуть дорожный затор. Другим недостатком данной ситуации является высокая степень риска пробуксовки ведущих колес транспортного средства из-за его большой грузоподъемности, высокого передаточного отношения и тем самым высокого крутящего момента на выходном валу. Пробуксовка может возникать даже при движении по сухому асфальтовому покрытию. В случае пробуксовки одного или нескольких ведущих колес высока степень риска полной остановки посередине крутого подъема. В случае остановки транспортного средства из-за пробуксовки водитель с трудом сможет тронуться с места. Ведущие колеса будут буксовать при попытке тронуться с места, и это значит, что водителю придется спускаться с крутого подъема задним ходом.For a given slope of the road there is a minimum gear ratio at which the vehicle is able to overcome the rise. If after lowering the gearbox the AMT system selects a higher gear ratio than the mentioned minimum gear ratio, the vehicle speed will be less than necessary, which means an increase in fuel consumption and a decrease in average speed. Due to the low speed of vehicles, traffic congestion can even occur. Another disadvantage of this situation is the high risk of slippage of the drive wheels of the vehicle due to its high carrying capacity, high gear ratio and thereby high torque on the output shaft. Slipping can occur even when driving on dry asphalt. In the event of a slipping of one or several drive wheels, there is a high risk of a complete stop in the middle of a steep climb. If the vehicle stops due to slipping, the driver can hardly move off. Driving wheels will skid when trying to move, and this means that the driver will have to descend from a steep climb in reverse.

Типичным примером транспортного средства может служить грузовой автомобиль с прицепом, у которого полный вес автопоезда составляет, например, 60 тонн. Грузовой автомобиль может быть, например, оснащен АМТ с 14 передними передачами (две низшие передачи могут быть передачами гусеничного хода), которая описана, например, в WO 02/064996.A typical example of a vehicle is a truck with a trailer, for which the total weight of the road train is, for example, 60 tons. A truck can, for example, be equipped with AMT with 14 forward gears (the two lower gears can be tracked gears), which is described, for example, in WO 02/064996.

На фиг.1 схематически показан типичный крутой подъем, например, с уклоном 15% и протяженностью приблизительно 150 м от горизонтального положения А до горизонтального положения В на возвышении. Когда водитель видит приближающийся крутой подъем, он чуть сильнее выжимает педаль акселератора 60-тонного грузового автомобиля, увеличивая тем самым крутящий момент.1 schematically shows a typical steep climb, for example, with a slope of 15% and a length of approximately 150 m from a horizontal position A to a horizontal position B at an elevation. When the driver sees an approaching steep climb, he squeezes the accelerator pedal of a 60-ton truck a little harder, thereby increasing torque.

В соответствии с известной из уровня техники стандартной стратегией переключения передач для упомянутого 60-тонного грузового автомобиля переключение передач при прохождении положения А со скоростью 35 км/час и на 6-й передаче осуществлялось бы следующим образом. В точке С транспортное средство обнаруживает уклон дороги и замедление. Это приводит к понижению передачи. Поскольку транспортное средство является тяжелым, дорога крутой, а замедление относительно сильным, АМТ в соответствии с запрограммированной стратегией переключения переходит сразу на несколько передач ниже. В этом случае обычно происходит переключение с 6-й на 4-ю передачу. Переключение на две передачи ниже гарантирует, что АМТ не "пропустит" выбранную передачу из-за сильного замедления во время прерывания крутящего момента на ведущем валу, вызванного расцеплением двигателя и ведущих колес транспортного средства (например, из-за выключения сцепления или перевода АМТ в нейтральное положение). Происходит успешное переключение на 4-ю передачу, но замедление транспортного средства продолжается.In accordance with the prior art standard gear shifting strategy for said 60 ton truck, gear shifting when passing position A at a speed of 35 km / h and in 6th gear would be carried out as follows. At point C, the vehicle detects road inclines and decelerations. This results in a lower gear. Since the vehicle is heavy, the road is steep, and the deceleration is relatively strong, AMT, in accordance with the programmed shift strategy, immediately shifts several gears lower. In this case, a shift from 6th to 4th gear usually occurs. Shifting into two gears below ensures that AMT does not “skip” the selected gear due to severe deceleration during interruption of the torque on the drive shaft caused by the disengagement of the engine and drive wheels of the vehicle (for example, by disengaging the clutch or turning AMT into neutral position). Successfully shifts to 4th gear, but vehicle deceleration continues.

Передача будет пропущена, если выбранная передача, на которую пытается перейти АМТ, не может быть включена. Это может быть слишком высокая передача (т.е. слишком низкое передаточное отношение) при текущей скорости транспортного средства. Причиной невозможности включения передачи может быть сильное замедление транспортного средства во время переключения передач. При этих обстоятельствах пропущенная передача может привести к остановке транспортного средства.The transmission will be skipped if the selected transmission to which AMT is trying to switch cannot be engaged. This may be too high a gear (i.e. a gear ratio too low) at the current vehicle speed. The reason for the impossibility of engaging the gear may be a strong deceleration of the vehicle during gear shifting. In these circumstances, a missed gear may cause the vehicle to stop.

Как упомянуто выше, в положении С начинается понижение передачи, а в положении D AMT переходит на 4-ю передачу, при этом на ведущие колеса транспортного средства передается более сильный крутящий момент на выходном валу, и, хотя замедление не является таким сильным, как в положении С, оно продолжается. В положении Е частота вращения двигателя и скорость транспортного средства настолько малы, что АМТ начинает еще одно понижение передачи. Снова выбирается переход на несколько передач ниже с целью гарантировать, что выбранная передача не будет пропущена. В этом случае выбирают 1-ю передачу, и это означает, что передаваемый на ведущие колеса крутящий момент по меньшей мере теоретически будет избыточным, за счет чего грузовой автомобиль сможет преодолеть весь подъем до положения В. Если резюмировать описанный выше пример, выбранной последовательностью переключение передач во время тяжелого движения в гору является 6-4-1.As mentioned above, in position C, the gear reduction starts, and in position D the AMT shifts to 4th gear, with a higher torque on the output shaft being transmitted to the drive wheels of the vehicle, and although the deceleration is not as strong as in position C, it continues. In position E, the engine speed and the vehicle speed are so low that AMT starts another gear reduction. Again a shift to several gears is selected below in order to ensure that the selected gear will not be skipped. In this case, 1st gear is selected, and this means that the torque transmitted to the drive wheels will be at least theoretically excessive, due to which the truck can overcome the entire climb to position B. If we summarize the above example, the gearshift selected by the sequence during heavy traffic uphill is 6-4-1.

При условии достаточного сцепления между дорожным покрытием и шинами ведущих колес грузовой автомобиль преодолеет весь подъем до положения В при включенной 1-й передаче. В случае пробуксовки ведущих колес транспортного средства оно потеряет тяговую мощность и впоследствии остановится посередине подъема, при этом водитель транспортного средства столкнется с серьезными затруднениями при трогании с места.Provided that there is sufficient adhesion between the road surface and the tires of the driving wheels, the truck will overcome the entire climb to position B with 1st gear engaged. In the event of a slipping of the vehicle’s driving wheels, it will lose traction power and subsequently stop in the middle of the lift, while the vehicle driver will encounter serious difficulties when starting off.

В основу настоящего изобретения положена задача выбора передачи в тяжелых условиях движения в гору, лучше оптимизированной применительно к ситуации, с тем, чтобы увеличить среднюю скорость и снизить расход топлива, а в случае пробуксовки ведущих колес транспортного средства - выбора передачи, сводящей к минимуму риск пробуксовки и одновременно позволяющей транспортному средству преодолеть весь подъем.The basis of the present invention is the task of choosing a gear in difficult conditions of movement uphill, better optimized in relation to the situation, in order to increase the average speed and reduce fuel consumption, and in the case of slipping of the drive wheels of the vehicle - the choice of gear that minimizes the risk of slipping and at the same time allowing the vehicle to overcome the entire climb.

В изобретении предложен способ выбора (переключения) передач во время управления транспортным средством в тяжелых условиях движения в гору, при этом транспортное средство имеет двигатель с выходным валом, соединенным с автоматической механической трансмиссией, выходной вал трансмиссии, соединенный по меньшей мере с одним ведущим колесом транспортного средства, по меньшей мере один блок управления, принимающий входные сигналы, включая сигналы, отображающие скорость движения транспортного средства, выбранное передаточное число, частоту вращения двигателя, частоту вращения входного вала и перемещение акселератора (средства управления подачей топлива) для обеспечения требуемого крутящего момента двигателя, и обрабатывающий упомянутые сигналы в соответствии с запрограммированными логическими правилами с целью передачи выходных сигналов управления двигателю для обеспечения требуемого крутящего момента, трансмиссии для переключения передач и сцеплению для включения/выключения. Способ отличается тем, что при обнаружении тяжелых условий движения в гору определяют целевую передачу для тяжелых условий движения в гору, которой является максимально высокая передача с наименьшим передаточным отношением, при этом транспортное средство в зависимости по меньшей мере от текущих условий по меньшей мере теоретически способно сохранять постоянную скорость движения или двигаться по меньшей мере с незначительным ускорением, а последующий выбор понижающих передач осуществляется таким образом, чтобы исключить выбор и переключение на более низкую передачу, чем указанная целевая передача.The invention provides a method for selecting (shifting) gears while driving a vehicle under severe uphill driving conditions, the vehicle having an engine with an output shaft connected to an automatic mechanical transmission, an output shaft of the transmission connected to at least one driving wheel of the vehicle means, at least one control unit receiving input signals, including signals representing the vehicle speed, selected gear ratio, frequencies at the engine rotation, the input shaft speed and the accelerator (fuel control means) to provide the required engine torque, and that processes the said signals in accordance with the programmed logic rules to transmit the engine control output signals to provide the required torque, the transmission to switch gears and clutch for on / off. The method is characterized in that upon detection of severe conditions of movement uphill, the target transmission is determined for severe conditions of movement uphill, which is the highest gear with the lowest gear ratio, while the vehicle, depending on at least current conditions, is at least theoretically capable of maintaining constant speed of movement or to move with at least slight acceleration, and the subsequent selection of downshifts is carried out in such a way as to exclude the choice and over for prison staff to a lower gear than said target transmission.

Преимущество предложенного в изобретении способа заключается в том, что определенной целевой передачей является оптимизированная передача, которая при конкретном выявленном условии тяжелого движения в гору обеспечивает минимальный расход топлива, максимальную среднюю скорость, сведение к минимуму риска пробуксовки ведущих колес, а также в том, что транспортное средство по меньшей мере теоретически остается способным выдерживать условие тяжелого движения в гору, т.е. способно сохранять постоянную скорость движения или двигаться по меньшей мере с незначительным ускорением на протяжении всего подъема (в зависимости по меньшей мере от текущего выявленного условия).The advantage of the method proposed in the invention is that the specific target gear is an optimized gear, which, with a specific condition of heavy uphill driving, provides minimum fuel consumption, maximum average speed, minimizing the risk of slipping of the drive wheels, as well as the fact that the tool, at least theoretically, remains able to withstand the condition of heavy movement uphill, i.e. able to maintain a constant speed or move with at least slight acceleration throughout the climb (depending on at least the current identified condition).

После того, как определена целевая передача, последующее переключение на более низкую передачу или передачи будет адаптировано к целевой передаче таким образом, чтобы при определенном условии тяжелого движения в гору исключить переключение на более низкую передачу, чем указанная целевая передача.After the target gear is determined, the subsequent shift to a lower gear or gears will be adapted to the target gear in such a way that, under a certain condition of heavy uphill movement, the switch to a lower gear than the specified target gear is excluded.

В одном из вариантов осуществления предложенного в изобретении способа условие тяжелого движения в гору регистрируют в результате обнаружения по меньшей мере текущего уклона дороги, текущей скорости транспортного средства, текущего положения акселератора и веса транспортного средства с грузом. Поскольку в большей части систем АМТ упомянутые параметры уже используются для выбора передач, в большинстве случаев потребуется лишь новое программное обеспечение для реализации функциональных возможностей выявления тяжелых условий движения в гору согласно изобретению.In one embodiment of the method of the invention, the condition of heavy traffic uphill is recorded as a result of detecting at least the current slope of the road, the current speed of the vehicle, the current position of the accelerator and the weight of the vehicle with the load. Since most of the AMT systems mentioned parameters are already used to select gears, in most cases only new software will be required to implement the functionality to detect difficult conditions of movement uphill according to the invention.

В другом варианте осуществления предложенного в изобретении способа при определении целевой передачи используют по меньшей мере следующие параметры, включающие доступную мощность двигателя транспортного средства, вес транспортного средства с грузом, текущий уклон дороги, текущую скорость транспортного средства и доступные общие передаточные отношения.In another embodiment of the method of the invention, at least the following parameters are used to determine the target gear, including the available engine power of the vehicle, the weight of the vehicle with the load, the current road gradient, the current vehicle speed, and the available overall gear ratios.

В одном из дополнительных вариантов осуществления предложенного в изобретении способа при обнаружении условия отказа от дальнейшего подъема (в гору) ограничение переключения на более низкую передачу, чем целевая передача, отменяется. Транспортное средство сможет остановиться или двигаться медленнее, чем это приемлемо при включенной целевой передаче.In one of the additional embodiments of the method proposed in the invention, upon detection of a refusal condition for further lifting (uphill), the restriction of switching to a lower gear than the target gear is canceled. The vehicle will be able to stop or move more slowly than is acceptable when the selected gear is engaged.

Согласно дополнительному усовершенствованию последнего из описанных вариантов, условие "отказа от дальнейшего подъема" возникает, когда обнаруживают, что акселератор по меньшей мере частично или полностью отпущен. Система должна быть способна отменять ограничение переключения на более низкую передачу, чем целевая передача, если, например, водитель транспортного средства по какой-либо причине желает остановиться или по меньшей мере снизить скорость движения транспортного средства. Согласно дополнительному усовершенствованию этого варианта осуществления акселератор по меньшей мере частично отпущен, когда он перемещен по меньшей мере на 15% от общего диапазона перемещения акселератора.According to a further refinement of the last of the described options, the condition for “no further lifting” occurs when it is detected that the accelerator is at least partially or completely released. The system should be able to remove the restriction of shifting to a lower gear than the target gear if, for example, the driver of the vehicle for some reason wants to stop or at least reduce the speed of the vehicle. According to a further refinement of this embodiment, the accelerator is at least partially released when it is moved at least 15% of the total range of the accelerator.

В одном из дополнительных вариантов осуществления предложенного в изобретении способа блок управления обнаруживает изменение тяжелых условий движения в гору на протяжении действия тяжелых условий движения в гору, и выбор целевой передачи соответствующим образом адаптируется (обновляется) или отменяется.In one of the additional embodiments of the method proposed in the invention, the control unit detects a change in heavy traffic conditions uphill during the action of severe traffic conditions uphill, and the selection of the target gear is adapted (updated) or canceled accordingly.

Далее настоящее изобретение более подробно описано со ссылкой на приложенные чертежи, на которых для наглядности проиллюстрированы предпочтительные варианты осуществления изобретения, а также уровень техники:Further, the present invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which, for clarity, preferred embodiments of the invention are illustrated, as well as the prior art:

на фиг.1 схематически показан описанный выше типичный крутой подъем, на котором возникает условие тяжелого движения в гору, и отмечены важные положения на подъеме, связанные с известной из уровня техники стратегией переключения передач,figure 1 schematically shows the typical steep climb described above, on which there is a condition of heavy movement uphill, and noted the important positions on the rise associated with the gear shift strategy known from the prior art,

на фиг.2 - схема силовой передачи (трансмиссии) согласно изобретению,figure 2 - diagram of the power transmission (transmission) according to the invention,

на фиг.3 - схема крутого подъема, показанного на фиг.1, но с 5 отмеченными важными положениями на подъеме, связанными со стратегией переключения передач согласно изобретению,figure 3 is a diagram of a steep climb shown in figure 1, but with 5 marked important positions on the rise associated with the gear shift strategy according to the invention,

на фиг.4 - прямое сравнение передач и соответствующих передаточных отношений, выбранных в условиях движения в гору, проиллюстрированных на фиг.1 и 3 соответственно,figure 4 is a direct comparison of gears and corresponding gear ratios selected in the conditions of movement uphill, illustrated in figures 1 and 3, respectively,

на фиг.5 - схема компьютерного устройства, используемого в одном из вариантов осуществления изобретения.5 is a diagram of a computer device used in one embodiment of the invention.

В одном из вариантов осуществления транспортное средство имеет двигатель 1 внутреннего сгорания, например дизельный двигатель с коленчатым валом 2, который соединен с сухим однодисковым сцеплением 3, которое помещается в корпусе 4 муфты сцепления. Коленчатый вал 2 неподвижно соединен с входным валом 7, который с возможностью вращения установлен в картере 8 коробки передач 9. В корпусе 8 коробки передач с возможностью вращения также установлен вторичный вал 10 и промежуточный вал 11. На входном валу с возможностью вращения установлено зубчатое колесо, которое может быть зафиксировано на валу при помощи синхронизирующего устройства, снабженного соединительной муфтой, установленной без возможности вращения, но с возможностью осевого смещения на втулке, неподвижно соединенной с выходным валом. При помощи соединительной муфты зубчатое колесо, с возможностью вращения установленное на вторичном валу, может быть зафиксировано относительно входного вала 7. При нахождении соединительной муфты в среднем положении происходит расцепление обоих зубчатых колес и их соответствующих валов. Упомянутые зубчатые колеса вместе с синхронизирующим устройством и соединительной муфтой образуют раздаточную зубчатую передачу.In one embodiment, the vehicle has an internal combustion engine 1, for example, a diesel engine with a crankshaft 2, which is connected to a dry single-plate clutch 3, which is placed in the clutch housing 4. The crankshaft 2 is fixedly connected to the input shaft 7, which is rotatably mounted in the crankcase 8 of the gearbox 9. In the housing 8 of the gearbox, the secondary shaft 10 and the intermediate shaft 11 are also rotatably mounted. A gear wheel is mounted on the input shaft with the possibility of rotation, which can be fixed on the shaft using a synchronizing device equipped with a coupling mounted without rotation, but with the possibility of axial displacement on the sleeve, fixedly connected to the output shaft. With the help of a coupling, a gear mounted rotatably on the secondary shaft can be fixed relative to the input shaft 7. When the coupling is in the middle position, both gears and their respective shafts are disengaged. The said gears together with the synchronizing device and the connecting sleeve form a transfer gear.

На промежуточном валу 11 закреплены без возможности вращения дополнительные зубчатые колеса, каждое из которых входит в зацепление с соответствующим зубчатым колесом, с возможностью вращения установленным на вторичном валу 10, при этом последние зубчатые колеса могут быть зафиксированы на вторичном валу при помощи дополнительных соединительных муфт. Выходной конец вторичного вала способен посредством карданного привода приводить в действие по меньшей мере колесную пару.Additional gear wheels are fixed on the countershaft 11 without rotation, each of which engages with a corresponding gear wheel, rotatably mounted on the secondary shaft 10, while the last gears can be fixed on the secondary shaft using additional couplings. The output end of the secondary shaft is capable of driving at least a pair of wheels by means of a cardan drive.

Все соединительные муфты способны смещаться при помощи сервоэлементов, которые могут представлять собой устройства типа поршневых цилиндров с пневматическим приводом, применяемых в трансмиссии описанного выше рода, продаваемой под названием "I-shift".All couplings are able to be displaced by means of servo elements, which can be devices like pneumatic piston cylinders used in transmissions of the kind described above, sold under the name “I-shift”.

Блок 45 управления рассчитан на управление различными поршневыми цилиндрами с пневматическим приводом для включения различных передаточных отношений между входным валом 7 и выходным валом трансмиссии в соответствии с запрограммированными логическими правилами.The control unit 45 is designed to control various piston cylinders with a pneumatic drive to enable various gear ratios between the input shaft 7 and the output shaft of the transmission in accordance with the programmed logical rules.

Акселератор 48 (обычно педаль акселератора или "газа") известным способом регулирует крутящий момент, передаваемый от двигателя 1. С помощью углового датчика 49 определяют положение педали акселератора. Блок 45 управления также регулирует впрыскивание топлива (т.е. частоту вращения и крутящий момент двигателя) в зависимости от положения педали акселератора и подачу воздуха в поршневые цилиндры с пневматическим приводом, посредством чего происходит регулирование, например, сцепления и раздаточной зубчатой передачи с синхронизатором.The accelerator 48 (usually the accelerator pedal or "gas") in a known manner adjusts the torque transmitted from the engine 1. Using the angle sensor 49 determine the position of the accelerator pedal. The control unit 45 also controls the injection of fuel (i.e., engine speed and torque) depending on the position of the accelerator pedal and the air supply to the pneumatically actuated piston cylinders, whereby, for example, the clutch and the timing gear with the synchronizer are controlled.

Когда рычаг 46 передачи переведен в режим автоматического выбора передач, блок 45 управления автоматически осуществляет выбор передач и принимает решения о переключении на основании определенных измеренных и(или) рассчитанных параметров, таких как скорость движения транспортного средства, частота вращения двигателя, быстрота изменения скорости движения транспортного средства, быстрота изменения частоты вращения двигателя, положение акселератора, быстрота изменения положения акселератора, приведение в действие тормозной системы транспортного средства, текущее включенное передаточное отношение и т.п., которые известны из уровня техники.When the gear lever 46 is switched to the automatic gear selection mode, the control unit 45 automatically selects the gears and makes decisions about shifting based on certain measured and (or) calculated parameters, such as the vehicle speed, engine speed, and the speed of the vehicle means, speed of change of engine speed, position of the accelerator, speed of change of position of the accelerator, actuation of the brake system a sports vehicle, the current gear ratio and the like, which are known in the art.

В одном из вариантов осуществления изобретения блок 45 управления транспортного средства запрограммирован обнаруживать возникновение тяжелых условий движения в гору. Регистрация тяжелых условий движения в гору происходит в результате обнаружения по меньшей мере текущего уклона дороги, текущей скорости транспортного средства, веса транспортного средства с грузом и положения педали акселератора. В соответствии с изобретением условие тяжелого движения в гору регистрируют, когда происходит замедление движения транспортного средства, даже когда педаль акселератора выжата в положение максимального (или почти максимального) смещения (или двигатель развивает максимальный или почти максимальный крутящий момент) и необходимо включить передаточное отношение, превышающее заданное передаточное отношение, чтобы транспортное средство смогло преодолеть подъем с учетом обнаруженного уклона дороги и веса транспортного средства с грузом. В АМТ с 14 передними передачами заданным передаточным отношением может являться, например, одна соответствующая 7-я передача. Таким образом, передачами, на которых транспортное средство будет по меньшей мере теоретически способно преодолеть подъем, являются передачи с 1-й по 6-ю.In one embodiment of the invention, the vehicle control unit 45 is programmed to detect the occurrence of severe uphill driving conditions. The registration of severe driving conditions uphill occurs as a result of detecting at least the current slope of the road, the current speed of the vehicle, the weight of the vehicle with cargo and the position of the accelerator pedal. In accordance with the invention, the condition of heavy uphill movement is recorded when the vehicle slows down, even when the accelerator pedal is depressed to the maximum (or almost maximum) displacement (or the engine develops maximum or almost maximum torque) and it is necessary to include a gear ratio exceeding a predetermined gear ratio so that the vehicle can overcome the rise, taking into account the detected slope of the road and the weight of the vehicle with the load. In an AMT with 14 forward gears, a predetermined gear ratio may be, for example, one corresponding 7th gear. Thus, the gears in which the vehicle will be at least theoretically able to overcome the ascent are gears 1 through 6.

Когда блок 45 управления обнаруживает тяжелые условия движения в гору, он определяет целевую передачу для условия движения в гору. Целевой передачей является максимально высокая передача с минимальным передаточным отношением, на которой транспортное средство в зависимости по меньшей мере от текущих условий будет по меньшей мере теоретически способно сохранять постоянную скорость движения или двигаться по меньшей мере с незначительным ускорением. В соответствии с изобретением блок 45 управления запрограммирован адаптировать дальнейший выбор переключений на более низкую передачу таким образом, чтобы исключить выбор и переключение на более низкую передачу, чем целевая передача.When the control unit 45 detects harsh driving conditions, it determines the target gear for the driving condition. The target gear is the highest gear with the lowest gear ratio, in which the vehicle, depending at least on current conditions, will be at least theoretically able to maintain a constant speed or move at least with slight acceleration. In accordance with the invention, the control unit 45 is programmed to adapt a further selection of downshifts so as to exclude selection and downshifts than the target gear.

Это означает, что когда транспортное средство, имеющее вес и конфигурацию как на фиг.1 (т.е. вес с грузом 60 тонн и присоединенный прицеп) и такое же исходное положение (т.е. скорость 35 км/час и включенную 6-ю передачу) и оснащенное АМТ согласно изобретению, приближается к такому же тяжелому подъему, как на фиг.1, происходит следующее.This means that when a vehicle having a weight and configuration as in Fig. 1 (i.e., a weight with a load of 60 tons and an attached trailer) and the same starting position (i.e., a speed of 35 km / h and 6- 10th gear) and equipped with AMT according to the invention, approaches the same heavy lifting as in FIG. 1, the following occurs.

На фиг.3 показан такой же подъем, как на фиг.1. В горизонтальном положении A3 транспортное средство движется со скоростью движения 35 км/час и на 6-й передаче. В точке С3 транспортное средство обнаруживает уклон дороги и замедляет движение. Это инициирует регистрацию тяжелых условий движения в гору, что согласно изобретению также инициирует определение целевой передачи. Для данного конкретного условия движения в гору блок 45 управления определяет, что целевой передачей будет являться 3-я передача.Figure 3 shows the same rise as in figure 1. In the horizontal position A3, the vehicle moves at a speed of 35 km / h and in 6th gear. At point C3, the vehicle detects a road gradient and slows down. This initiates the registration of heavy traffic conditions uphill, which according to the invention also initiates the determination of the target transmission. For this specific uphill driving condition, the control unit 45 determines that the 3rd gear will be the target gear.

Поскольку транспортное средство является тяжелым, дорога крутой, как это показано на фиг.3, а замедление относительно сильным, согласно запрограммированной стратегии переключения АМТ переходит сразу на несколько передач ниже, поскольку существует риск "пропустить" передачу. Блок 45 управления определяет, что должно произойти переключение по меньшей мере на две передачи ниже, но, поскольку целевая передача на три передачи ниже текучей включенной 6-й передачи и предполагается, что такое условие тяжелого движения в гору будет сохраняться также после перехода на очередную передачу, блок 45 управления в соответствии с изобретением адаптирует обычную стратегию переключения передач таким образом, чтобы при данном конкретном условии движения в гору очередной выбранной передачей являлась целевая передача (т.е. 3-я передача). В данном случае целевая передача является наиболее оптимальной передачей для выбора при данном конкретном условии тяжелого движения в гору, т.е. 3-я передача обеспечивает минимальный расход топлива, максимальную среднюю скорость и сводит к минимуму риск пробуксовки ведущих колес, при этом транспортное средство по меньшей мере теоретически остается способным выдерживать условие тяжелого движения в гору, т.е. способным сохранять постоянную скорость движения или двигаться по меньшей мере с незначительным ускорением на протяжении всего подъема вплоть до достижения горизонтального положения В3 на возвышении.Since the vehicle is heavy, the road is steep, as shown in FIG. 3, and the deceleration is relatively strong, according to the programmed shift strategy, AMT will immediately go several gears lower, since there is a risk of “missing” the gear. The control unit 45 determines that at least two gears should be shifted lower, but since the target gear is three gears lower than the current 6th gear and it is assumed that such a condition of heavy uphill movement will also remain after switching to the next gear , the control unit 45 in accordance with the invention adapts the usual gear shifting strategy so that under this particular condition of movement uphill, the next selected gear is the target gear (i.e., 3rd gear Dacha). In this case, the target gear is the most optimal gear for selection under this specific condition of heavy traffic uphill, i.e. 3rd gear provides minimum fuel consumption, maximum average speed and minimizes the risk of slipping of the drive wheels, while the vehicle at least theoretically remains able to withstand the condition of heavy traffic uphill, i.e. able to maintain a constant speed of movement or move at least with slight acceleration throughout the climb up to the horizontal position B3 at elevation.

В положении D3 АМТ в соответствии с изобретением включает заданную 3-ю передачу, и на ведущие колеса транспортного средства передается более высокий крутящий момент на выходном валу, а замедление не является таким сильным как в положении С. Замедление впоследствии прекращается, и транспортное средство движется по меньшей мере с постоянной скоростью или с незначительным ускорением. Таким образом, по меньшей мере теоретически (с учетом преобладающих в положении С3 условий) на ведущие колеса передается достаточный крутящий момент, чтобы грузовой автомобиль смог преодолеть весь подъем вплоть до положения В3. Если резюмировать описанный выше пример применения изобретения, выбранной последовательностью переключение передач во время проиллюстрированного тяжелого движения в гору является 6-3 согласно изобретению, а не 6-4-1, что произошло бы при использовании известной из уровня техники АМТ.In position D3, the AMT according to the invention engages in a predetermined 3rd gear, and a higher torque on the output shaft is transmitted to the driving wheels of the vehicle, and the deceleration is not as strong as in position C. The deceleration subsequently stops and the vehicle moves along at least at a constant speed or with slight acceleration. Thus, at least theoretically (taking into account the prevailing conditions in position C3), sufficient torque is transmitted to the drive wheels so that the truck can overcome the entire climb up to position B3. To summarize the above application example of the invention, the selected gear shift during the illustrated heavy uphill movement is 6-3 according to the invention, and not 6-4-1, which would occur when using the prior art AMT.

Когда блок 45 управления определяет целевую передачу, он использует по меньшей мере следующие параметры, включающие доступную мощность двигателя транспортного средства, вес транспортного средства с грузом, текущий уклон дороги, текущую скорость транспортного средства и доступные общие передаточные отношения (т.е. между двигателем и ведущими колесами). Целевая передача может быть рассчитана в оперативном режиме согласно запрограммированной формуле или извлечена из хранящейся в блоке 45 управления заранее составленной таблицы, которая может быть создана и установлена изготовителем транспортного средства.When the control unit 45 determines the target gear, it uses at least the following parameters, including the available engine power of the vehicle, the weight of the vehicle with the load, the current road gradient, the current vehicle speed and the available overall gear ratios (i.e. between the engine and driving wheels). The target transmission can be calculated on-line according to a programmed formula or retrieved from a pre-compiled table stored in the control unit 45, which can be created and installed by the vehicle manufacturer.

В дополнительно усовершенствованном варианте осуществления блок 45 управления запрограммирован обнаруживать нежелание преодолевать подъем дальше. Когда блок 45 управления обнаруживает такое условие, он запрограммирован отменять ограничение переключения на более низкую передачу, чем целевая передача. Условие отказа от дальнейшего подъема может возникать в результате того, что блок 45 управления обнаруживает, что акселератор 48 по меньшей мере частично или полностью отпущен. Отмена ограничения переключения на более низкую передачу, чем целевая передача может быть инициирована по меньшей мере частичным отпусканием (α) акселератора 48, которым может являться, например, перемещение акселератора по меньшей мере на 15% от общего диапазона перемещения (γ) акселератора 48.In a further improved embodiment, the control unit 45 is programmed to detect unwillingness to climb further. When the control unit 45 detects such a condition, it is programmed to cancel the restriction of shifting to a lower gear than the target gear. A condition for rejecting further lifting may occur as a result of the fact that the control unit 45 detects that the accelerator 48 is at least partially or completely released. The cancellation of the restriction of shifting to a lower gear than the target gear can be initiated by at least partially releasing (α) the accelerator 48, which may be, for example, moving the accelerator at least 15% of the total range of movement (γ) of the accelerator 48.

В другом дополнительно усовершенствованном варианте осуществления блок 45 управления запрограммирован повторно обнаруживать условие тяжелого движения в гору на протяжении действия тяжелых условий движения в гору по истечении определенного заданного периода времени или, если блок управления осуществляет непрерывный контроль параметров, после обнаружения изменения тяжелых условий движения в гору, например изменения уклона дороги. В одном из вариантов осуществления изобретения увеличение уклона дороги может инициировать новый выбор целевой передачи, которой, вероятно, станет более низкая передача (с более высоким передаточным отношением), чем первоначально выбранная целевая передача. При уменьшении уклона дороги может быть выбрана более высокая целевая передача (с более низким передаточным отношением) или, если уменьшение уклона дороги слишком велико, может быть установлено отсутствие действующих тяжелых условий движения в гору и тем самым отменено ограничение переключения на более низкую передачу, чем целевая передача.In another further improved embodiment, the control unit 45 is programmed to re-detect the condition of heavy uphill movement during the operation of severe uphill conditions after a predetermined period of time or, if the control unit continuously monitors the parameters, after detecting changes in severe conditions of uphill movement for example, changes in road gradient. In one embodiment, increasing the slope of the road may initiate a new selection of the target gear, which is likely to be a lower gear (with a higher gear ratio) than the originally selected target gear. If the road gradient is reduced, a higher target gear (with a lower gear ratio) can be selected, or if the road gradient is too large, there can be no severe uphill conditions and the restriction on shifting to a lower gear than the target broadcast.

На фиг.4 показано прямое сравнение передач (номеров передач) и соответствующих передаточных отношений, выбранных в условиях движения в гору, проиллюстрированных на фиг.1 и 3 соответственно. В левом столбце приведен пример известной процедуры выбора передач, описанной выше в разделе "Уровень техники". В правом столбце приведен пример описанной выше процедуры выбора передач согласно изобретению.Figure 4 shows a direct comparison of the gears (gear numbers) and the corresponding gear ratios selected in the conditions of movement uphill, illustrated in figures 1 and 3, respectively. The left column shows an example of the well-known gear selection procedure described above in the Prior Art Section. The right column shows an example of the above-described gear selection procedure according to the invention.

Далее приведены дополнительные примеры известных процедур выбора передач (выбранных номеров передач) для такого же условия движения в гору:The following are additional examples of known gear selection procedures (selected gear numbers) for the same uphill driving condition:

а) 9-6-4-2a) 9-6-4-2

b) 9-6-4-1b) 9-6-4-1

c) 9-6-3c) 9-6-3

d) 9-7-5-2d) 9-7-5-2

e) 8-6-4-1e) 8-6-4-1

f) 7-5-2f) 7-5-2

g) 7-4-2g) 7-4-2

h) 7-4-1h) 7-4-1

Далее приведены дополнительные примеры процедур выбора передач согласно изобретению для такого же условия движения в гору, т.е. когда выбирают заданную 3-ю передачу:The following are additional examples of gear selection procedures according to the invention for the same uphill driving condition, i.e. when they select a given 3rd gear:

i) 9-7-3i) 9-7-3

j) 9-6-3j) 9-6-3

k) 8-6-3k) 8-6-3

l) 8-5-3l) 8-5-3

m) 7-5-3m) 7-5-3

n) 7-6-3n) 7-6-3

На фиг.5 показано устройство 500 согласно одному из вариантов осуществления изобретения, включающее энергонезависимую память 520, процессор 510 и память 560 с оперативной записью и считыванием. Память 520 имеет первую область 530, в которой хранится компьютерная программа для управления устройством 500. Компьютерной программой для управления устройством 500, хранящейся в области 530 памяти, может являться операционная система.5 shows a device 500 according to one embodiment of the invention, comprising a non-volatile memory 520, a processor 510, and a read-write memory 560. The memory 520 has a first area 530 in which a computer program for managing the device 500 is stored. The computer program for managing the device 500 stored in the memory area 530 may be an operating system.

Устройство 500 может помещаться, например, в блоке управления, таком как блок 45 управления. Блоком 510 обработки данных может являться, например, микрокомпьютер.The device 500 may be placed, for example, in a control unit, such as a control unit 45. The data processing unit 510 may be, for example, a microcomputer.

Память 520 также имеет вторую область 540, в которой хранится программа для управления функцией выбора заданных передач согласно изобретению. В одном из альтернативных вариантов осуществления программа для управления функцией выбора заданных передач хранится в отдельной энергонезависимой запоминающей среде (носителе данных) 550, такой как, например, компакт-диск или полупроводниковая память со сменными дисками. Программа может храниться в выполнимой форме или в сжатом виде.The memory 520 also has a second region 540 in which a program for controlling the function of selecting the desired gears according to the invention is stored. In one alternative embodiment, the program for controlling the function of selecting desired gears is stored in a separate non-volatile storage medium (storage medium) 550, such as, for example, a compact disk or a semiconductor memory with removable disks. The program may be stored in executable form or in compressed form.

Когда далее указано, что блок 510 обработки данных выполняет конкретную функцию, должно быть ясно, что блок 510 обработки данных выполняет конкретную часть программы, хранящейся в памяти 540, или конкретную часть программы, хранящейся в энергонезависимой среде 550 для записи.When it is further indicated that the data processing unit 510 performs a specific function, it should be clear that the data processing unit 510 executes a specific part of the program stored in the memory 540 or a specific part of the program stored in the non-volatile recording medium 550.

Блок 510 обработки данных рассчитан на обмен данными с памятью 550 посредством шины 514 данных. Блок 510 обработки данных также рассчитан на обмен данными с памятью 520 посредством шины 512 данных. Кроме того, блок 510 обработки данных рассчитан на обмен данными с памятью 560 посредством шины 511 данных. Блок 510 обработки данных также рассчитан на обмен данными с портом 590 данных путем использования шины 515 данных.Data processing unit 510 is designed to communicate with memory 550 via data bus 514. The data processing unit 510 is also designed to communicate with the memory 520 via the data bus 512. In addition, the data processing unit 510 is designed to communicate with the memory 560 via the data bus 511. The data processing unit 510 is also designed to communicate with the data port 590 by using the data bus 515.

Предложенный в настоящем изобретении способ может быть осуществлен блоком 510 обработки данных, который выполняет программу, хранящуюся в памяти 540, или программу, хранящуюся в энергонезависимой среде 550 для записи.The method of the present invention may be implemented by a data processing unit 510 that executes a program stored in memory 540 or a program stored in a non-volatile recording medium 550.

Изобретение не следует считать ограниченным описанными выше вариантами осуществления, и возможен ряд дополнительных вариантов и усовершенствований, входящих в объем следующей далее формулы изобретения.The invention should not be considered limited by the embodiments described above, and a number of additional options and improvements are possible that fall within the scope of the following claims.

Claims

1. The method of selecting gears while driving a vehicle under severe driving conditions uphill, having an engine (1) with an output shaft connected to an automatic mechanical transmission (9), an output shaft of the transmission connected to at least one driving wheel of the vehicle, and at least one control unit (45) that receives input signals, including signals representing the selected gear ratio, moving the accelerator (48) to provide the desired engine torque, and at least one from the parameters including the vehicle speed, engine speed and input shaft speed, and processing said signals in accordance with programmed logic rules to transmit engine control output signals (1) for engine control and transmission (9) for gear shifting, characterized in that when severe conditions of movement uphill are detected, the target transmission for severe conditions of movement uphill is determined, which is the highest gear with the lowest gear ratio, in which the vehicle, depending at least on current conditions, is at least theoretically capable of maintaining a constant speed or moving at least with slight acceleration, and the subsequent selection of downshifts is carried out in such a way as to exclude selection and shifting to more low gear than target gear.

2. The method according to claim 1, characterized in that the registration of severe traffic conditions uphill based on the detection of at least the current slope of the road, the current speed of the vehicle, the current position of the accelerator and the weight of the vehicle with cargo.

3. The method according to claim 1, characterized in that at least parameters are used to determine the target transmission, including the available engine power of the vehicle, the weight of the vehicle with the load, the current road gradient, the current speed of the vehicle, and the available overall gear ratios.

4. The method according to claim 1, characterized in that upon detection of a condition of refusal to further overcome the rise, the restriction of switching to a lower gear than the target gear is canceled.

5. The method according to claim 4, characterized in that at least partial or complete release of the accelerator (48) is detected as a condition for refusing to further overcome the rise.

6. The method according to claim 5, characterized in that at least partially releasing the accelerator (48) is moving the accelerator at least 15% of the total range of movement of the accelerator (48).

7. The method according to claim 1, characterized in that when the control unit (45) detects during severe driving conditions uphill changes in these conditions, the selection of the target transmission is accordingly updated or canceled.

8. The control unit for selecting the gears of the vehicle, equipped with a memory containing a machine-readable program, the execution of which the control unit carries out the actions of the method according to claim 1.