CN101219663B - 用于设置有内燃机的道路车辆的液压伺服控制传动装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于设置有内燃机(5)的道路车辆(1)的液压伺服控制传动装置(7)，其具有：伺服控制的机械式变速箱(12)，其由至少一个第一液压致动器(16，17)操作；伺服控制离合器(15)，其由至少一个第二液压致动器(18)操作；液压回路(19)，其包括含有由液压致动器(16，17，18)使用的加压控制流体的液压蓄压器(21)、以及直接由内燃机(5)操作以将加压控制流体提供至液压蓄压器(21)的泵(22)；停车锁止设备(24)，其能够操作以阻止驱动轮(3)的转动；以及控制单元(11)，当内燃机(5)关闭时，控制单元(11)利用液压蓄压器(21)内的控制流体的剩余压力将伺服控制的机械式变速箱(12)设于空档位置。

Description

用于设置有内燃机的道路车辆的液压伺服控制传动装置
技术领域
本发明涉及一种用于设置有内燃机的道路车辆的液压伺服控制传动装置。
背景技术
伺服控制传动装置正日益普及，其结构相似于传统类型的手动伺服控制传动装置，除了由驾驶员控制的离合器踏板和变速杆由相应的电气的或液压的伺服控制装置所替代。通过采用伺服控制的传动装置，驾驶员只须将升档或降档的命令发送给传动装置的控制单元，传动装置的控制单元通过作用于发动机以及与离合器和变速箱关联的伺服控制装置来自动地进行档位的改变。
通常，变速箱的伺服控制装置和离合器的伺服控制装置是液压类型的，并且包括连接到共用液压回路的相应的液压致动器，该共用液压回路包括：含有液压致动器所使用的、处于环境压力下的控制流体(通常为油)的储液罐；含有加压控制流体的液压蓄压器；从储液罐吸取控制流体并将加压的控制流体供应给液压蓄压器的电动泵；以及多个适于将液压致动器的腔室选择性地连接到储液罐和液压蓄压器的电动阀。换句话说，在已知的目前已经商业化的应用中，液压回路的泵由电动马达(电动泵组件)致动，电动马达由机动车辆的气池供电并因此可独立于热机的运动状态而工作。
用于液压回路的电动泵组件的使用有几个缺点：电动马达可能易于破坏(可靠性随时间降低)，在大量使用的状态下尤其如此；电动泵组件很嘈杂；且最后电动泵组件具有安装临界点，因为其需要电动马达的适当冷却。
为了解决上述缺点，建议移除电动马达并通过直接从热动机获取动力来操作液压回路泵。
举例来说，专利申请GB2339606A描述了通过直接从热机获取动力来操作传动装置系统的液压回路泵的可能性；具体地，GB2339606建议当从热机获取的动力不足时使用辅助电动马达。
专利US5474428A1也描述了通过直接从热机获取动力、或者可选地通过使用电动马达来操作传动装置系统的液压回路泵的可能性；具体地，泵所供应的机油可用于润滑传动装置又可用于在换档期间操作传动装置。
然而，上述已知的用于移除电动马达并操作液压回路的泵、从而直接从热机获取动力的方案并不完全让人满意，因为其在任意情形下都建议使用小的辅助电动马达，该辅助电动马达在从热机获取的动力不足时操作；因此，这种已知的方案是复杂的、昂贵的并且体积较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于设置有内燃机的道路车辆的液压伺服控制传动装置，这样的伺服控制传动装置没有上述的缺点，尤其是制造简便并廉价。
依照本发明，提供了一种用于设置有内燃机的道路车辆的液压伺服控制传动装置，该伺服控制传动装置包括：
伺服控制的机械式变速箱，其由至少一个第一液压致动器操作并设置有能够连接于驱动轴的第一轴以及连接于传动轴的第二轴，所述传动轴将动力传递给驱动轮；
伺服控制离合器，其由至少一个第二液压致动器操作并设置于所述驱动轴和所述变速箱的第一轴之间，以将所述驱动轴连接到所述变速箱的第一轴或与所述第一轴分开；以及
液压回路，其包括含有由所述液压致动器使用的加压控制流体的液压蓄压器、以及直接由所述内燃机操作以将所述加压控制流体提供至所述液压蓄压器的泵；
所述伺服控制传动装置的特征在于其包括：
停车锁止设备，其能够操作以阻止所述驱动轮的转动；以及
控制单元，当所述内燃机关闭时，所述控制单元利用所述液压蓄压器内的控制流体的剩余压力将所述伺服控制的机械式变速箱设于空档位置。
附图说明
现在将参见附图对本发明进行描述，附图显示了实施方式的非限制性的示例，其中，
图1是后轮驱动机动车辆的示意性平面图，其设置有依照本发明制成的伺服控制传动装置；
图2是图1中机动车辆的热机及伺服控制传动装置的示意图；以及
图3是图2中伺服控制传动装置的液压回路的一个部分的示意图。
具体实施方式
在图1中，标号1整体上标示设置有二个前轮2和二个后驱动轮3的机动车辆，后驱动轮3接收来自动力系统4的驱动扭矩。
动力系统4包括内燃机5以及伺服控制传动装置7，内燃机5布置在前部位置并设置有以ωm的角速度转动的驱动轴6，伺服控制传动装置7布置于前部位置、容置在一个与内燃机5整合的喇叭口内、并将内燃机5产生的驱动扭矩传递给后驱动轮3。传动轴8从伺服控制传动装置7延伸，终止于差速器9，一对半轴10从差速器9延伸，每个半轴均与后驱动轮3整合在一起。机动车辆1包括电子控制单元11(示意性地示出)，电子控制单元11控制动力系统4从而驱动内燃机5和伺服控制传动装置7。
如图2所示，伺服控制传动装置7包括伺服控制的机械式变速箱12，其设置有第一轴13以及第二轴14，第一轴13以角速度ω1转动并可连接于驱动轴6，第二轴14以角速度ω2转动并连接于将动力传递到驱动轮3的传动轴8。伺服控制的盘式离合器15介于驱动轴6和变速箱12的第一轴13之间以将驱动轴6连接到变速箱12的第一轴13/从变速箱12的第一轴13分离。
伺服控制的机械式变速箱12由液压致动器16操作以便啮合/脱开齿轮，以及由液压致动器17操作以便选择齿轮；伺服控制离合器15由单个的液压致动器18操作以便在断开位置和闭合位置之间切换该离合器15本身。液压致动器16、17和18由电子控制单元11驱动并连接到液压回路19(见图3)。
如图3所示，液压回路19包括：含有液压致动器15、17和17所使用的、处于环境压力下的控制流体(通常为油)的储液罐20；含有加压控制流体的液压蓄压器21；从储液罐20吸取控制流体并将加压的控制流体供应给液压蓄压器21的电动泵22；以及三个适于将相应液压致动器15、16和17的腔室选择性地连接到储液罐20和液压蓄压器21的电动阀23。具体地，相应的三通电动阀23与液压致动器15、16和17的每个腔室相关联，其中，三通电动阀23适于保持腔室隔离以维持该腔室内的控制流体恒定、适于将腔室连接到储液罐20以排出腔室内的控制流体、或适于将腔室连接到液压蓄压器以向腔室内供应控制流体。
如图2所示，伺服控制传动装置7包括可由驾驶员操作、通过手动操作的控制装置来阻止驱动轮3转动的停车锁止设备24。依照一个优选的实施方式，停车锁止设备24与机动车辆1的启动块中的保险设备电气地相互作用，从而，只有当停车锁止设备24被激活以阻止驱动轮3转动时，内燃机5的启动钥匙才能拔出。停车锁止设备24可布置在伺服控制的机械式变速箱12内以作用于第二轴14(如图2所示)，或者，停车锁止设备24可布置在差速器9内以作用于传动轴8或半轴10。
此外，泵22由内燃机5直接地致动以向液压蓄压器21供应加压的控制流体。当内燃机5关闭时，控制单元11利用液压蓄压器21内的控制流体的剩余压力将伺服控制的机械式变速箱12设于空档位置上。通过这种方式，始终能够不需要作用于伺服控制离合器15地重新启动内燃机5；此外，借助于停车锁止设备24(需要操作停车锁止设备24以拔出启动钥匙)的作用，机动车辆1在任意情形下都保持制动于停车位置，即使伺服控制的机械式变速箱12处在空档位于上。
依照图2所示的实施方式，泵22通过带式传动装置从内燃机5的驱动轴6获取动力而操作；在这种情形下，泵22在内燃机5运转时独立于伺服控制离合器15的状态地接收动力。
依照一个可选择的实施方式(未示出)，泵22通过辅助轴从内燃机5的驱动轴6获取动力而操作，辅助轴与伺服控制变速箱12的第一轴13同轴并且由飞轮移动；同样地，在这种情形下，泵22在内燃机5运转时独立于伺服控制离合器15的状态地接收动力。
依照另一个实施方式(未示出)，泵22通过从伺服控制的机械式变速箱12的第一轴13获取动力而操作；在这种情形下，泵22在内燃机5运转且伺服控制离合器15处于闭合位置时接收动力。依照这种实施方式，若伺服控制的离合器15保持于断开位置的时间长于例如10秒的确定时间间隔，则控制单元11自动地将伺服控制的机械式变速箱12设于空档位置。通过以这种方式操作，如果液压蓄压器21内的压力降到一个太低的值，控制单元11可决定闭合伺服控制的离合器15以便再次操作泵22。
依照另一个实施方式(未示出)，液压致动器16、17和18所使用的油以及用于润滑伺服控制的机械式变速箱12的油可使用单个的操作液压系统。
由于不存在连接到液压回路19的泵22的任何类型的电动马达，上述的伺服控制传动装置7尤其可靠并且制造简单和廉价。
传统的伺服控制传动装置7使得机动车辆1在齿轮啮合的情形下关闭并停车；相反，在内燃机已经被关掉之后，上述的新型伺服控制传动装置始终自动地将伺服控制的机械式变速箱12设于空档，且维持机动车辆1静止的功能由停车锁止设备24执行。
传统的伺服控制传动装置7只有在使离合器断开并且将档位设于空档之后才允许内燃机启动；因此，在传统的伺服控制传动装置7中，相对于驾驶员的控制而言，内燃机的实际启动总是被延迟。相反地，上述新型的伺服控制传动装置7允许内燃机5马上启动而没有任何延迟，因为伺服控制的机械式变速箱12已经处于空档位置。

Claims (12)

1.一种用于设置有内燃机(5)的道路车辆(1)的液压伺服控制传动装置(7)，所述伺服控制传动装置(7)包括：
伺服控制的机械式变速箱(12)，其由至少一个第一液压致动器(16，17)操作并设置有能够连接于驱动轴(6)的第一轴(13)以及连接于传动轴(8)的第二轴(14)，所述传动轴(8)将动力传递给驱动轮(3)；
伺服控制离合器(15)，其由至少一个第二液压致动器(18)操作并设置于所述驱动轴(6)和所述变速箱(12)的第一轴(13)之间，以将所述驱动轴(6)连接到所述变速箱(12)的第一轴(13)或与所述第一轴(13)分开；以及
液压回路(19)，其包括含有由所述第一液压致动器(16，17)和所述第二液压致动器(18)使用的加压控制流体的液压蓄压器(21)、以及直接由所述内燃机(5)操作以将所述加压控制流体提供至所述液压蓄压器(21)的泵(22)；
所述伺服控制传动装置(7)的特征在于其包括：
停车锁止设备(24)，其能够操作以阻止所述驱动轮(3)的转动；以及
控制单元(11)，当所述内燃机(5)关闭时，所述控制单元(11)利用所述液压蓄压器(21)内的控制流体的剩余压力将所述伺服控制的机械式变速箱(12)设于空档位置。
2.如权利要求1所述的伺服控制传动装置(7)，其中，所述泵(22)通过从所述内燃机(5)的驱动轴(6)获取动力而操作。
3.如权利要求2所述的伺服控制传动装置(7)，其中，所述泵(22)通过直接从所述内燃机(5)的驱动轴(6)获取动力而操作。
4.如权利要求2所述的伺服控制传动装置(7)，其中，所述泵(22)通过从飞轮获取动力而操作，所述飞轮由所述内燃机(5)的驱动轴(6)转动。
5.如权利要求4所述的伺服控制传动装置(7)，其中，所述泵(22)由与所述伺服控制的机械式变速箱(12)的第一轴(13)同轴并由所述飞轮驱动的辅助轴操作。
6.如权利要求2所述的伺服控制传动装置(7)，其中，在所述内燃机(5)运转且所述伺服控制离合器(15)处于闭合位置时，所述泵(22)通过从所述伺服控制的机械式变速箱(12)的第一轴(13)获取动力而操作。
7.如权利要求6所述的伺服控制传动装置(7)，其中，如果所述离合器(15)保持于断开位置的时间长于确定的时间间隔，则所述控制单元(11)自动地将所述伺服控制的机械式变速箱(12)设于空档位置。
8.如权利要求7所述的伺服控制传动装置(7)，其中，如果所述液压蓄压器(21)内的压力降到太低的值，则所述控制单元(11)闭合所述伺服控制离合器(15)以再次操作所述泵(22)。
9.如权利要求1所述的伺服控制传动装置(7)，其中，所述停车锁止设备(24)能够由驾驶员通过可手动操作的控制装置操作。
10.如权利要求9所述的伺服控制传动装置(7)，其中，所述停车锁止设备(24)与启动块中的保险设备电气地相互作用，从而，只有当所述停车锁止设备(24)被激活以阻止所述驱动轮(3)转动时才能拔出启动钥匙。
11.一种用于控制设置有内燃机(5)的道路车辆(1)的液压伺服控制传动装置(7)的控制方法，所述伺服控制传动装置(7)包括：
伺服控制的机械式变速箱(12)，其由至少一个第一液压致动器(16，17)操作并设置有能够连接于驱动轴(6)的第一轴(13)以及连接于传动轴(8)的第二轴(14)，所述传动轴(8)将动力传递给驱动轮(3)；
伺服控制离合器(15)，其由至少一个第二液压致动器(18)操作并设置于所述驱动轴(6)和所述变速箱(12)的第一轴(13)之间，以将所述驱动轴(6)连接到所述变速箱(12)的第一轴(13)或与所述第一轴(13)分开；以及
液压回路(19)，其包括含有由所述第一液压致动器(16，17)和所述第二液压致动器(18)使用的加压控制流体的液压蓄压器(21)、以及直接由所述内燃机(5)操作以将所述加压控制流体提供至所述液压蓄压器(21)的泵(22)；以及
停车锁止设备(24)，其阻止所述驱动轮(3)的转动；
所述用于控制所述伺服控制传动装置(7)的方法包括以下步骤：当所述内燃机(5)关闭时，通过利用所述液压蓄压器(21)内的控制流体的剩余压力将所述伺服控制的机械式变速箱(12)设于空档位置。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：只有当所述停车锁止设备(24)被激活以阻止所述驱动轮(3)转动时，才允许从启动块拔出启动钥匙。
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