CN101283204B - 用于自动配置自动机械变速器和电子控制器的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于自动配置自动机械变速器(AMT)和电子控制单元(ECU)的方法确保了它们之间的相容性。该方法包含当车辆第一次被加电时采用程序或子程序，其将换档操作器移动到预定位置中。换档操作器包括全行程感测器。根据变速器的指令换档位置图和实际换档位置图之间的差别，能确定变速器的具体类型，例如十二档位或十六档位。

Description

用于自动配置自动机械变速器和电子控制器的方法

技术领域

本发明总的涉及一种用于自动配置自动机械卡车变速器和控制器的方法，更特别地涉及一种用于自动配置和检验自动机械卡车变速器与电子控制器之间的相容性的方法。

背景技术

最初，重型卡车变速器包括手动地即操作者调节的设备，其包括手动操作的变速器和脚操作的主摩擦离合器。在机动车出现之后许多年来，该操作配置基本上保持不变。

在最近的几十年间，中肯地说，今天，手动的即操作者控制的重型车辆(例如，卡车)的换档机构和主离合器已经变得越来越自动化，其中从各种速度和位置感测器提供有数据的电子控制单元(ECU)控制主变速器和辅助单元(例如，副变速器和行星齿轮单元)的传动比的选择以及主摩擦离合器的接合与分离。在这个时间中，自动变速器和电子控制单元都变得越来越精密复杂。

现代的电子控制单元是特别复杂的存储器和处理单元，其可以闪速写入当前的软件子程序、查找表等等，然后，它们与合适的、相容的变速器紧密配合。当然，希望合适地使这种软件和硬件紧密配合以便确保它们之间的相容性。还希望甚至在车辆被机械地加电和驾驶之前检测并确保该相容性。这是特别必要的，因为通常没有通过任何合理的、物理的或电学的检验或测试来确定被载入电子控制器中的软件的物理证据或方式。

本发明针对这个难题并提供了一种检测子程序，其向电子控制器提供关于变速器的可识别变量的信息，该信息表明变速器的特定类型，从而确认或不确认电子控制单元及其软件和变速器之间的相容性。

发明内容

用于自动配置自动机械变速器(AMT)和电子控制单元(ECU)的装置和方法确保了它们之间的相容性。该方法包含当车辆第一次被加电时采用的程序或子程序，其使换档导轨操作器移过预定的一系列位置。换档致动器包括全行程感测器，其能检测沿主变速箱操作器的XY平面的移动。根据被检验的特定变速器的指令换档位置图和实际换档位置图之间的差别，能确定变速器的具体类型，例如，十二档位或十六档位。如果电子控制器和变速器不是相容的，即，变速器是十二档位的而电子控制器是十六档位的，则产生故障或停机信号。

因而，本发明的目的是提供一种用于确保电子控制单元和自动机械变速器之间的相容性的方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于通过命令某些换档机构(gearshift)并监视变速器换档的活动来确定机动车变速器的特征或配置的方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于通过提供软件来确定自动机械变速器的配置的方法，所述软件命令进行揭示变速器的配置和特征的某些换档。

本发明其他的目的和优点将通过参考下述的优选实施例和附图而变得显而易见，其中，相同的附图标记代表相同的部件、元件或零件。

附图说明

图1是实施本发明的典型的十二或十六档位重负荷变速器和电子控制单元的简图；

图2是实施本发明的自动机械变速器的换档操作器组件的概略透视图；

图3是沿图2的线3-3获得的体现本发明的自动机械变速器的主变速箱接合操作器的完整截面图；

图4是实施本发明的典型的十二档位变速器的换档位置图；

图5是实施本发明的典型的十六档位变速器的换档位置图；

图6是实施本发明的十二档位变速器的可选换档位置图；

图7是实施本发明的十六档位变速器的可选换档位置图；以及

图8是根据本发明的自动机械变速器自动配置方法的计算机软件流程图。

具体实施方式

现在参考图1，实施本发明的自动机械变速器被示意性地示出并且总的由附图标记8表示。自动机械变速器8包括副变速器或两档变速箱10，其由主摩擦离合器(未示出)驱动并且其驱动主要或首要的三或四(前进)档变速箱12，该变速箱12又驱动行星齿轮式两档变速箱14。外壳容纳、安装并保护上述变速箱10、12和14。

电子控制单元(ECU)16包括软件、查找表、存储器等等，其从车辆操作器和各种车辆与传动系统感测器接收数据并且还特别向换档操作器组件18提供控制信号。

现在参考图2，换档操作器组件18包括具有第一纵向定向的气缸22的副变速器换档组件20，气缸22容纳第一双作用式活塞和副变速器换档拨叉26被固定到其上的换档杆组件24。副变速器换档拨叉26是传统的并且限定了两个臂28，该臂28包括合适配置的接合构件32，该接合构件32接合变速器8的副变速器或第一变速箱10的齿轮并使其平移。第一活塞和换档杆组件24在向前的接合位置、中央或中间的空档位置和向后的接合位置之间平移。与第一气缸22相关联的第一直线感测器或传感器34提供了代表第一活塞和换档杆组件24的当前或实时位置的输出。

换档操作器组件18还包括行星齿轮式换档组件40，行星齿轮式换档组件40包括第二纵向定向的气缸42，气缸42容纳第二双作用式活塞和终止于行星齿轮式换档拨叉46的换档杆组件44。再一次地，换档拨叉46是传统的并且包括终止于齿轮接合构件52的一对臂48，齿轮接合构件52改变设置于变速器8后部的行星齿轮式两档变速箱14的齿轮速比。第二活塞和换档杆组件44在向前的接合位置、中央或中间的空档位置和向后的接合位置之间平移。与第二气缸42相关联的第二直线感测器或传感器54提供了代表第二活塞和换档杆组件44的当前或实时位置的第二输出。

位于副变速器换档组件20和行星齿轮式换档组件40之间的是接合或主变速箱换档组件60。接合或主变速箱换档组件60同样包括容纳第三双作用式活塞和换档杆组件64的第三气缸62，第三双作用活塞和换档杆组件64在向前的接合位置、中央或中间的空档位置和向后的接合位置之间轴向地平移。第三活塞和换档杆组件64的轴向平移类似地平移主换档拨叉组件66。主换档拨叉组件66包括一对向前和向后的换档拨叉68和72，它们同样包括齿轮接合构件74。与第三气缸62相关联的第三直线感测器或传感器76提供了代表第三活塞和换档杆组件64的当前或实时位置的第三输出。

现在参考图2和3，除了轴向平移之外，第三活塞和换档杆组件64还能绕其纵向轴有限地旋转。通过动作选择换档组件80实现这种旋转，选择换档组件80包括横向定向的第四气缸82，该气缸82容纳终止于U形操作器或致动器块86的第四横向定向的活塞和换档杆组件84，操作器或致动器块86限定了狭槽88。该狭槽被纵向地定向并且相对于第三活塞和换档杆组件64横向地移动。从第三活塞和换档杆组件64径向伸出的致动或定位销92容纳在块86的狭缝88内。因而，当第四活塞和换档杆组件84以及致动器块86沿着它们的轴平移时，狭缝88内的致动销92的运动引起第三活塞和换档杆组件64绕其纵向轴有限的旋转。第四活塞和换档杆组件84在左边位置、中央或中间位置和右边位置之间平移。与第四气缸82相关联的第四直线感测器或传感器96提供了代表第四活塞和换档杆组件84的当前或实时位置的第四输出。换档组件80的三个位置与主换档组件60的向前的、中央的和向后的位置耦合地接合，提供或能够提供九个不同的位置。合适的锁销机构98提供了沿着第三活塞和换档杆组件64以及其他换档杆组件24和44的纵向锁定位置。

现在转向图4，用于十二档位卡车变速器的典型的换档位置图被示意性地示出并且由附图标记100表示。主换档组件60和选择换档组件80的换档位置图100被限定为“H”。在换档位置图100的左上角是倒档，当主或接合换档组件60处于其向前的位置且选择换档组件80处于其左侧位置时，倒档被接合。通过在由小速比副变速器换档组件20提供的两个传动比之间进行选择来实现高速倒档(RH)或低速倒档(RL)的选择，通过不使选择换档组件80动作并将主或接合换档组件60移动到其后面的位置来(从倒档)实现第一档和相关档(第二、第七和第八)，当这两个换档组件都处于或移动到它们的中央位置中时实现空档，当选择换档组件80缩回到右边并且主或接合换档组件60向前移动时(从第一档位置)实现第三档和相关档(第四、第九和第十)，在选择换档组件80不动作而主或接合换档组件60移动到后面时从第三和相关档位置实现第五档和相关档(第六、第十一和第十二)。在主变速箱12的给定位置中的相邻传动比的选择例如第一档和第二档、第九档和第十档或第五档和第六档通常通过操作副变速器换档组件20实现。

将图4中所示的传统的十二档位变速器换档位置图100与图5中所示的传统的十六档位变速器换档位置图102进行对比。这里，在换档位置图的左上角中的是第一档和相关档(第二、第九和第十)。朝着换档位置图102的左下方的是第三和相关档(第四、第十一和第十二)。在换档位置图102的右上角中的是第五和相关档(第六、第十三和第十四)，以及在换档位置图102的右下角中的是第七和相关档(第八、第十五和第十六)。通过将选择换档组件80移动到其中央位置并且然后将主换档组件60移动到其后面位置来接合高速和低速倒档。

现在转向图6，用于十二档位卡车变速器的可选的换档位置图被示意性地示出并且由附图标记104表示。主换档组件60和选择换档组件80的换档位置图104被限定为“H”。在换档位置图104的左上角是倒档，当主或接合换档组件60处于其向前位置且选择换档组件80处于其左侧位置时，倒档被接合。通过选择换档组件80不动作并将主或接合换档组件60移动到其后面的位置来(从倒档)实现第一档和相关档(第四、第七和第十一)。当这两个换档组件都处于它们的中央位置时实现空档。当选择换档组件80缩回到右边并且主或接合换档组件60向前移动时(从第一档)实现第三档和相关档(第五、第八和第十一)。在选择换档组件80不动作而主或接合换档组件60移动到后面时(从第二档)实现第三档和相关档(第六、第九和第十二)。

将图6中所示的可选的十二档位变速器换档位置图104与图7中所示的可选的十六档位变速器换档位置图106进行对比。这里，在换档位置图的左上角中的是第一档和相关档(第五、第九和第十三)。朝着换档位置图106的左下方的是第三和相关档(第六、第十和第十四)。在换档位置图106的右上角中的是第五和相关档(第七、第十一和第十五)，在换档位置图106的右下角中的是第七和相关档(第八、第十二和第十六)。通过将选择换档组件80移动到其中央位置并且然后将主换档组件60移动到其后面的位置来接合倒档。

这四个换档位置图的比较显示出十二档位换档位置图100和104的左上角是倒档，而十六档位变速器换档位置图102和106的左上位置是第一档。

这些情况的结果是，如果无意中将被配置和打算用来与十二档位变速器一起使用的电子控制器与十六档位变速器安装在一起，则当命令和想要倒档时，将会接合第一档。假设相反的情况(十六档位控制器与十二档位变速器安装在一起)，则当要求第一档时，将会选择倒档。甚至在车辆的最初加电(power up)和测试过程中，也要避免这种沿与所打算的和预期的方向相反的方向的意外移动。本发明与自动换档组件18合作以在车辆第一次加电时检测变速器8的换档位置图，以便确定用于十二或十六档位变速器的电子控制单元16与十二或十六档位变速器的正确地配对。

通过检测十六档位变速器的物理上不同的换档位置图102来实现该自检验或自动配置，换档位置图102包括中央的倒档位置，而十二档位变速器换档位置图100限定了传统的有四个角的“H”位置图。实际上，十二档位或十六档位变速器之间的差别的确定是基于下列事实，即主(接合)和选择换档组件60和80的中央的、向后的运动将在十六档位变速器中接合倒档，因而操作器将仅仅经历或获得选择倒档的有限量的行程。相反，在十二档位变速器中，如果使换档组件60和80位于中央并且然后使其向后移动，则将没有阻碍移动的零件或构件，并且主或接合换档组件60将平移到其行程的最大程度，从而证明没有倒档可以被或已经被接合，从而将变速器识别为十二档位变速器。

应该懂得，本发明可以用于任何类型的机械设备中，其中利用与相应的直线传感器或感测器相关联的气动、液动或电动致动器来使部件或构件沿着一个或多个轴平移。当沿着某一轴或多个轴的结合的行程超过给定的部件或部件类型所可能达到的行程时，从而可以将这种额外的移动解释为代表另一个部件以及给定部件的失效的故障。

现在参考图6，示出了实施本发明的计算机自动配置或识别程序或软件110的流程图。程序110从开始指令112开始，其初始化并将所有数据寄存器清零。然后，程序110移到判定点114，其询问这是否是初始系统加电，即，这是否是车辆的第一次，具体地说这是否是变速器和电子控制单元的第一次。如果不是，则判定点114在NO处退出并且程序在终点130处终止。如果这是初始系统加电，则判定点114在YES处退出并且程序110移到处理步骤116，其开始执行变速器和换档组件自检验。自检验的第一个步骤是将全所有四个操作器，用于副变速器、行星齿轮和主或接合以及选择气缸的操作器，移动到空档位置，即它们的中央位置。作为选择，至少必须将接合或主换档组件60和选择换档组件80移动到空档位置，因为自动配置或识别程序110并不涉及副变速器20或行星齿轮式换档组件40的动作或位置。

接着，程序110移到处理步骤120，其开始使主或接合换档组件60朝着十六档位变速器的倒档方向移动，如图5所示。在主或接合换档组件60已经接合倒档之后或当该移动正在发生时，可以开始进行处理步骤122，其读取主或接合换档组件60的第三传感器76的输出信号以确定接合或主活塞和换档杆组件64的行程的大小。接着，进入判定点124，其询问第三或接合传感器76(和主活塞和换档杆组件64)的行程是否大于将十六档位变速器置于倒档中所预期的行程。

如果行程大于与将十六档位变速器置于倒档中相关联的行程，则判定点124在YES处退出，并且程序110标识或设定一标记，该标记将与电子控制单元16相关联的变速器8标明为十二档位变速器。现在，程序110移到判定点128，其询问与目前的变速器8相关联的电子控制单元16是否是十二档位控制器。如果它是，则判定点128在是YES退出，并且程序110在步骤130处终止。如果电子控制单元16不是十二档位控制器，则判定点128在NO处退出，并且处理步骤132默认和/或停止自检验程序110，因为在变速器8和电子控制单元16之间存在不相容性。

作为选择，如果第三或接合传感器76的平移小于或等于实现倒档所需的行程，则判定点124在NO处退出。在这种情况下，变速器8是十六档位变速器，并且程序110进入处理步骤134，其通过电子控制单元16标识或设定一标记，该标记表明变速器8是十六档位变速器。然后程序110移到判定点136，其询问与经受自检验的特定变速器8相关联的电子控制单元16是否是十六档位控制单元。如果它是，则在两个单元之间有相容性，判定点136在YES处退出，并且程序110在终点130处终止。如果电子控制单元16不是十六档位控制器，则判定点136在NO处退出，并且程序110在处理步骤132处默认和/或停止。故障灯或不相容的其他指示器(未示出)可以在处理步骤132被点亮或被设置或可以以一些其他方式(例如，测试打印输出)提供数据以表明变速器8和电子控制单元16之间的不相容性。

作为选择，如果电子控制单元16具有足够大的存储器和计算能力，即它既可以操作十二档位变速器又可以操作十六档位变速器，则可以通过电子控制单元16读取在处理步骤126和134中设定的标记。如果设定了用于十二档位变速器的标记，则随后的换档命令将是基于与十二档位变速器相关的图4中所示的换档位置图100。如果在处理步骤134中设定了表明十六档位变速器的标记，则所有随后的换档命令都是基于并利用在图5中呈现的换档位置图102。

前面披露的内容是实施本发明的发明人设计的最佳方式，然而显然，包含各种改变和变化的那些方法和装置对于自动机械变速器和电子控制器的本领域技术人员来说将是显而易见的。因为前面披露的内容是用来使有关领域的技术人员能够立刻实施本发明，所以本发明不应该被理解为是限制性的，而是应该理解为包括上述这些显而易见的变型，并且仅由下述的权利要求的精神和范围所限定。

Claims (8)

1.一种用于确定电子控制单元和多档位自动机械变速器之间的相容性的方法，所述多档位自动机械变速器具有多个致动器和相关联的移动传感器，该方法包括下列步骤：

命令所述致动器之一移动到换档位置，该换档位置在第一类型的变速器中选择操作档和在第二类型的变速器中选择非档位置，

通过读取与所述移动的致动器相关联的所述移动传感器之一的输出来确定所述移动的致动器的行程的大小，

将所述移动的致动器的行程的大小与预定值进行比较，所述预定值与在所述第一类型的变速器中选择所述操作档相关联，以及

如果所述行程的大小小于或等于预定值，则将所述变速器识别为第一类型，而如果所述行程的大小大于所述预定值，则将所述变速器识别为第二类型。

2.如权利要求1所述的用于确定电子控制单元和多档位自动机械变速器之间的相容性的方法，其中，所述第一类型变速器是十六档位变速器，所述第二类型变速器是十二档位变速器。

3.如权利要求1所述的用于确定电子控制单元和多档位自动机械变速器之间的相容性的方法，还包括当检测到不相容性时终止操作的步骤。

4.如权利要求3所述的用于确定电子控制单元和多档位自动机械变速器之间的相容性的方法，其中，所述不相容性存在于所述变速器和所述控制单元之间。

5.如权利要求3所述的用于确定电子控制单元和多档位自动机械变速器之间的相容性的方法，其中，所述不相容性与换档机构位置图相关。

6.如权利要求1到5中的一个所述的用于确定电子控制单元和多档位自动机械变速器之间的相容性的方法，还包括在与所述确定的变速器类型相容的所述控制单元中选择软件的步骤。

7.如权利要求1到5中的一个所述的用于确定电子控制单元和多档位自动机械变速器之间的相容性的方法，其中，所述换档位置是倒档。

8.如权利要求6所述的用于确定电子控制单元和多档位自动机械变速器之间的相容性的方法，其中，所述换档位置是倒档。

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