CN102844591A - 集成的传动装置和辅助变速箱控制装置 - Google Patents

Abstract

车辆的传动系具有驱动单元、传动装置和辅助变速箱。传动装置和辅助变速箱的操作由传动装置控制单元控制。所述传动装置控制单元在车辆工作时，控制辅助变速箱和传动装置的换档。辅助变速箱可以独立于车辆操作员的动作而被电子换档。

Description

集成的传动装置和辅助变速箱控制装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年3月9日提交的美国临时专利申请No.61/312,005和2010年11月2日提交的美国实用专利申请No.12/917,600的权益，上述专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总地涉及动力车传动装置，并且更具体地，涉及有动力传动装置和辅助变速箱的车辆传动系的电子控制装置。

背景技术

在动力车中，传动装置接收车辆驱动单元（例如，发动机）输出的旋转速度和转矩输出，并使其适用于车辆的操作需求。传动装置的输出驱动车辆载荷（例如，驱动车轮）。

某些车辆有辅助变速箱（例如，分动箱或低输出轴变速箱（dropbox）），其耦合到传动装置的输出。辅助变速箱可以用来提供额外的机械比率范围、超速传动，和/或操作的替代模式（例如，四轮驱动或全轮驱动）。如果车辆配备了动力输出组件（PTO），则辅助变速箱可以用来把车辆转换为其中附接到PTO的辅助设备能被操作的模式。在这种情况下，辅助变速箱驱动辅助设备操作。辅助设备可以是如可以向公用事业卡车（比如消防卡车、牵引卡车、自卸卡车、水泥搅拌机等）提供的设备，例如有：泵、混合器、升降器（lifter）、铲具（shoveler）、压缩机、压实机（compactor），或鼓风机。

车辆操作员使用机械的、气动的、液压的，或电的选择器来选择期望的操作的替代模式，来启动辅助变速箱的使用或换档。但是，通常这种替代模式不能被使用，除非车辆停止和/或传动装置在空档。

发明内容

根据本公开的一个方面，一种用于动力车辆的传动装置组件包括传动装置，所述传动装置具有第一齿轮装置和第一选择性啮合的转矩传动机构。所述传动装置组件还包括耦合到所述传动装置的辅助变速箱。所述辅助变速箱包括第二齿轮装置和第二选择性啮合的转矩传动机构。所述传动装置组件还包括耦合到所述传动装置的第一速度传感器，耦合到所述辅助变速箱的第二速度传感器，以及耦合到所述传动装置的控制单元。所述控制单元具有存储器、处理器电路和存储在存储器中的可执行例程，用于当车辆工作时，独立于所述车辆的操作员的动作而接收来自所述第一速度传感器和所述第二速度传感器的电子信号，确定所述传动装置是否需要被换档，确定所述辅助变速箱是否需要被换档，和发送换档命令给所述辅助变速箱。

所述辅助变速箱可以安装到所述传动装置。所述传动装置组件可以包括传动装置输出轴，所述传动装置输出轴具有第一端和与所述第一端相隔开的第二端，其中所述第一端耦合到所述传动装置，并且所述辅助变速箱耦合到所述第二端。

所述传动装置组件可以包括存储在所述存储器中的换档调度，其中所述换档调度指示用于所述传动装置的换档命令和用于所述辅助变速箱的换档命令。所述换档调度可以指示用于转矩转换器离合器的换档命令。

所述传动装置组件可以包括操作地耦合到所述传动装置的第一电-液压或气动控制系统，和操作地耦合到所述辅助变速箱的第二电-液压或气动控制系统。所述控制单元可以发送第一换档命令给所述第一电-液压或气动控制系统来给所述传动装置换档，并且发送第二换档命令给所述第二电-液压或气动控制系统来给所述辅助变速箱换档。所述传动装置组件可以包括耦合到所述第一电-液压或气动控制系统的第一流体供应，和耦合到所述第二电-液压或气动控制系统的第二电-液压流体供应。所述流体可以包括空气、传动油，和/或其他液压流体。车辆的空气供应可以是流体供应的一部分

根据本公开的另一方面，一种用于动力车辆的传动装置的电子控制装置包括安装到所述传动装置的壳体，和嵌入在所述壳体中的控制单元，其中所述传动装置具有与之耦合的辅助变速箱。所述控制单元具有接口、存储器、处理器电路和存储在所述存储器中的换档调度。所述换档调度指示用于所述传动装置的换档命令和用于所述辅助变速箱的换档命令。所述换挡调度还可以指示用于车辆驱动单元（例如，发动机、混合系统或其他动力生成系统）的命令。所述控制单元还具有存储在所述存储器中的可执行例程。所述接口被配置为接收来所述传动装置和所述辅助变速箱的电输入。所述接口还可以接收来自所述车辆驱动单元的输入。所述处理器电路被配置为当所述车辆工作时，执行所述可执行例程来确定传动装置档位，发出电的传动装置档位命令给所述传动装置，确定辅助变速箱档位，以及发出电的辅助变速箱档位命令给所述辅助变速箱，而不需要所述车辆的操作员来进行启动。所述处理器还可以发出命令给所述车辆驱动单元。所述电子控制装置还可以包括电-液压和/或气动控制系统，所述控制系统被配置为控制所述传动装置的液压和/或气动控制部件和所述辅助变速箱的液压控制部件的应用和释放，其中所述处理器电路发出电信号给所述电-液压控制系统来控制所述辅助变速箱的所述液压控制部件。

其中，所述传动装置具有多个可选的前进档位并且所述辅助变速箱具有至少一个可选的低档位和至少一个可选的高档位，所述处理器电路可以执行可执行例程来仅当所述辅助变速箱在所述高档位时，才允许所述传动装置升档。其中，所述传动装置具有多个可选的前进档位并且所述辅助变速箱具有至少一个可选的低档位和至少一个可选的高档位，所述处理器电路可以执行可执行例程来仅当所述传动装置在第一前进档位时，才允许所述辅助变速箱降档。其中，所述传动装置具有多个可选的前进档位并且所述辅助变速箱具有至少一个可选的低档位和至少一个可选的高档位，并且所述处理器电路可以执行可执行例程来当所述传动装置在任何一个所述前进档位时，允许在所述辅助变速箱的所述高档位和所述低档位之间换档。其中，所述传动装置具有多个可选的前进档位并且所述辅助变速箱具有至少一个可选的低档位和至少一个可选的高档位，并且所述处理器电路可以执行可执行例程来当所述辅助变速箱在低档位或高档位中的任一个时，允许所述传动装置在所述前进档位之间换档。

根据本公开的另一方面，一种能由安装到动力车辆的传动装置的电子控制系统在所述车辆工作时执行的方法包括：接收来自耦合到所述传动装置的第一速度传感器的传动装置输出速度信号，接收来自耦合到辅助变速箱的第二速度传感器的辅助变速箱输出速度信号，所述辅助变速箱耦合到所述传动装置，确定传动装置档位，发出传动装置档位命令给所述传动装置来使所述传动装置达到所述传动装置档位，与所述车辆的操作员的动作独立地确定辅助变速箱档位，和发出辅助变速箱档位命令给所述辅助变速箱来使所述辅助变速箱达到所述辅助变速箱档位。

所述方法可以包括接收来自安装到所述车辆的驱动单元的电子控制单元（例如，发动机控制单元或车辆控制单元）的油门信号。所述方法可以包括基于当前辅助变速箱档位，确定传动装置档位。所述方法可以包括基于当前传动装置档位，确定辅助变速箱档位。所述方法可以包括基于所述辅助变速箱档位，确定是啮合还是释放所述车辆的转矩转换器离合器。所述方法可以包括基于当前辅助变速箱档位，限制所述传动装置的换档。

附图说明

参照以下附图来进行详细描述，在附图中：

图1的框图示出了包含辅助变速箱的示例性车辆传动系环境中的传动装置控制单元；

图2的流程图示意性地示出了来自图1中的传动装置控制单元的输入和输出；和

图3的流程图示出了可被图1和图2中的传动装置控制单元执行的步骤；和

图4示出了传动装置/辅助变速箱的换档调度的一个示例。

具体实施方式

参照附图中示出并在本文描述的特定说明性实施例来描述本发明的各方面。尽管参考说明性实例来描述本发明，应当理解的是所要求保护的本发明不限于公开的实施例。例如，尽管本文是在自动传动装置的环境下讨论本公开的某些方面，但是本领域的技术人员会理解本公开的各方面可以适用于其他类型和配置的传动装置，例如自动化的手动传动装置、电可变传动装置、液压可变传动装置，或连续可变传动装置。

根据图1，在示例性的车辆传动系10环境中示出了传动装置控制单元34。传动系10包括传动装置16和辅助变速箱18。传动装置控制单元34提供了传动装置16和辅助变速箱18的集成电子控制装置，这将在下面描述。

如图所示，传动系10也包括驱动单元12和转矩转换器14。驱动单元12可以是压缩点火类型的内燃机（例如，柴油机）或火花点火类型的内燃机（即，汽油机），混合型或发动机-电马达组合，或其他转动能来源。驱动单元12输出转矩给转矩转换器14。电子控制单元32控制驱动单元12的电控制部件（例如燃料喷射器和各种传感器）的操作。电子控制单元32也可以与传动装置控制单元34进行电通信，这将在下面描述。

转矩转换器14选择性地建立驱动单元12和传动装置16之间的耦合来转换和/或传送驱动单元12输出的转矩给传动装置16。众所周知，转矩转换器通常包括转矩转换器泵、涡轮机和定子（未示出）。在某些实施例中，转矩转换器离合器15被提供。使用已有的或新发现的方法、设备或技术，转矩转换器离合器15可以被致动来影响转矩转换器泵和涡轮机之间的机械耦合。

在传动系10的一些实施例中，转矩转换器14可以被去掉，或用其他形式的转矩传送装置替代。例如，传动系10的某些版本可以包括例如环形牵引型变化器的比率变化（ratio-varying）单元，而不是转矩转换器。

传动装置输入轴26将转矩转换器的输出连接到传动装置16。传动装置输出轴28将传动装置16的输出连接到辅助变速箱18或直接连接到车辆载荷20，这取决于辅助变速箱18的齿轮装置是否被啮合。如果辅助变速箱18的齿轮装置被啮合，则辅助变速箱18的输出通过辅助变速箱输出轴30提供给车辆载荷20。

在传动装置16中，齿轮装置通过一个或多个转矩传动机构48选择性地耦合在输入轴26和输出轴28之间。齿轮装置通常包括多个相互啮合的齿轮组，它们与一个或多个齿轮轴是同心的和/或是可绕一个或多个齿轮轴旋转的，并且可以包括一个或多个行星齿轮组。可替代地或另外地，齿轮装置可以包括一个或多个链驱动部件。包括行星齿轮组件的传动装置的一个示例在Polak的美国专利No.4,070,927。一般来说，传动装置16是可换档的，用来建立若干可选的操作范围或齿轮比率中的一个，例如包括：一个或多个倒档档位、一个或多个空档档位，和一个或多个前进档档位。

如图所示，辅助变速箱18是被远距离安装的，例如通过传动装置输出轴28耦合到传动装置16。在传动系10的其他版本中，辅助变速箱18可以被直接安装到传动装置16。辅助变速箱18可与传动装置16共用同一个壳体，或辅助变速箱的壳体可以与传动装置的壳体是分开的。

在辅助变速箱18中，通常有一组或多组相互啮合的齿轮组，每个齿轮组包括一个可与传动装置输出轴28选择性耦合的齿轮，和与辅助变速箱输出轴30一起旋转或绕辅助变速箱输出轴30共旋转的另一齿轮。为优化输出或其他原因，空转齿轮可以用来改变旋转的方向。在辅助变速箱18的某些版本中，替代或附加所述齿轮组地，齿轮装置可以包括一个或多个链驱动部件。

辅助箱齿轮组可以选择性地通过一个或多个转矩传动机构54啮合，以提供操作的多个替代模式来驱动车辆载荷20。转矩传动机构54可以包括气动的、液压的或机械的设备，例如离合器、犬齿环、同步装置和/或其他合适的啮合机构。在某些实施例中，辅助变速箱18可以包括在辅助变速箱输出轴30上的有锁止离合器的可选的转矩比例差速器。

在某些版本中，辅助变速箱18提供了操作的单一替代模式，而不是多替代模式（例如，一个全轮驱动模式或低档档位而不是对两轮驱动和四轮驱动模式进行选择或对一个或多个低档档位和高档档位进行选择）。

在本公开描述的示例中，辅助变速箱18是公知为分动箱或低输出轴变速箱，其至少有一个低档档位（L）和至少一个高档档位（H）。低档档位通常使车辆减速，或在需要增加转矩时使用，例如当车辆驶离道路或车辆需要拉动重物时使用。高档档位通常在车辆高速行驶，没有很重的负载，或横穿不需要费力通过的地形（例如光滑、平整、铺设良好的公路）时使用。辅助变速箱的一个示例是由艾里逊变速箱公司生产的3700SP分动箱。

辅助变速箱18的输出通过辅助变速箱输出轴30施加到车辆载荷20。速度传感器52可以与辅助变速箱输出轴30耦合来监控其旋转速度。图1中示意性示出的车辆载荷20表示的是由传动装置16和/或辅助变速箱18的输出驱动的车辆机械部件。

例如，在一个操作模式中，传动装置16输出转动能给传动装置输出轴28，辅助变速箱18将传动装置的输出施加到车辆的前轴和后轴或驱动轴。在这种情况下，被驱动的车辆载荷包括车辆的所有驱动轮。在其他的示例中，传动装置通过分动箱18输出转动能给传动装置输出轴28，和/或给动力输出组件。在这个示例中，被驱动的车辆载荷可以包括连接到动力输出组件和/或车辆的驱动轮的设备（虽然在很多情况下，动力输出设备不能在车辆运动的同时被操作）。当然，虽然前面的描述是指“驱动轮”，但任何合适的牵引或推动设备都可以用来驱动或推动有传动系（例如此处包括的传动系10）的车辆。

转矩传动机构48、54可以选择性地啮合和分离，以使传动装置16（在转矩传动机构48的情况下）或辅助变速箱18（在转矩传动机构54的情况下）中的齿轮装置啮合或释放，以视具体情况而改变操作模式、档位或传动装置16或辅助变速箱18的速度比率。因此，转矩传动机构48、54被配置为视具体情况而选择性地实现传动装置16的部件或辅助变速箱18的部件之间的机械的、流体的或摩擦力的耦合。转矩传动机构48、54可以是摩擦力设备或流体操作的设备，例如离合器或制动型设备，并且可以是静态的或旋转型的设备。

传动装置16和辅助变速箱18的转矩传动机构48、54的操作分别由控制系统22控制。一般来说，控制系统22包括加压流体（例如，空气或传动油和/或其他液压流体）的供应，和若干液道和流动式致动阀门，其被安排用来通过选择性地将加压流体导向转矩传动机构48、54来控制转矩传动机构48、54的应用和释放。

所说明版本的控制系统22包括电-液压部件，但是其他版本可以包括电-气动和/或机电部件。用于车辆传动装置的电-液压控制系统的某些示例在Moorman等人的美国专利申请公开No.2003/0114261和Long等人的美国专利No.5,601,506中有描述。

如开闭螺线管、可变输出螺线管之类的机电致动器（未示出）与控制系统22中的阀耦合。机电致动器接收来自传动装置控制单元34的电信号。特定的机电致动器可以响应于传动装置控制单元34发出的电信号而输出流体压力（例如，液压的或气动的）。机电致动器输出的流体压力可以使控制系统22的一个或多个阀门改变位置，由此影响至转矩传动机构48、54的流体压力的流动。通常，流体压力的增加用来啮合转矩传动机构，而减小流体压力用来释放转矩传动机构。

所说明版本的控制系统22有一对子系统36、38。子系统36通常是电-液压系统，用来控制转矩转换器14的液压控制部件和传动装置16的转矩传动机构48。子系统38控制辅助变速箱18的转矩传动机构54，并且还可以包括电-液压、电-气动、电-机械元件，或电的/机械的/液压的/气动的元件的任何组合。

在所说明的版本中，子系统36、38中的每一个都有自有的阀门、液道和加压流体的供应。因此，子系统36，38中的每一个可以独立于子系统36、38中的另一个而操作。例如，子系统36的流体供应可以包括液压供应系统（如，泵、调节阀、油箱和传动油），而子系统38的流体供应可以包括气动供应系统（例如，泵、调节器和空气供应）。在其他版本中，子系统36、38可以共享流体供应（例如，空气或传动油）和/或一个或多个阀门和液道。出于控制益处、润滑作用或特定设计的其他需求，子系统36、38的流体供应可以是分离的或组合的。

控制系统22的操作由传动装置控制单元34来控制。一般来说，传动装置控制单元34由计算机部件和电气电路组成，包括接口70、一个或多个微处理器或微控制器72，和存储器74，它们可以被安装在一个或多个基板（例如，印刷电路板）上。如本领域的技术人员将理解的，传动装置控制单元34可被实现为多个独立的逻辑或物理结构或单个单元。通常，传动装置控制单元34被封闭在壳体中并被靠近传动装置16地安装在车辆中。传动装置控制单元34可以位于车辆的任意位置来控制控制系统22，其可以被封闭在通常称为阀体的壳体中。

基于来自传动系10的各种部件的输出，传动装置控制单元34控制了传动装置16和辅助变速箱18二者的操作。这些输入可以包括，从一个或多个传感器46、50、52，操作员控制装置24，或其他与车辆部件相联系的电子设备接收的数字的和/或模拟的信号。

接口70方便了传动装置控制单元34和外部设备（例如传感器46、50、52）之间的电子通信。例如，接口70可以包括信号处理和/或信号调节设备，例如模数转换器、数模转换器、过滤器和类似设备。接口70处理的信号通常存储在存储器74中。存储器74通常还存储固定的和/或可设置的参数和计算机可执行的指令。例如，传动装置16和辅助变速箱18的换档调度以数据库表、电子文件或其他使存储于其中的数据能够被计算机可执行指令访问的适当的电子数据结构的形式被存储在存储器中。

传动装置16和辅助变速箱18的换档调度定义了指示传动装置16或辅助变速箱18升档或降档的需要的条件。这些换档调度可以表现为电子查找表的形式，其中查找表的每一个元素针对给定的行和列参数的组合，定义了传动装置16和辅助变速箱18的期望档位。换句话说，如果一个车辆参数有x值，其他参数有y值，则传动装置16和辅助变速箱的期望档位是“ta”，其中“t”指示了传动装置档位，“a”指示了辅助变速箱档位。当然，可能使用多于（或少于）两个参数来确定期望的传动装置和辅助变速箱档位。如果多于两个参数被使用，则查找表被扩展来包括多个维度，或使用多个查找表。如果少于两个参数被使用，则查找表被减少到一个维度，或使用更少的查找表。

存储于存储器74的某些数据和指令可以被生成仅供临时使用（例如，当车辆在工作时），一旦至传动装置控制单元34的动力被关闭，它们就可以被删除。其他的数据和指令可能在车辆每次被投入操作时都需要被用到，因此在至传动装置控制单元34的动力被关闭之后，它们仍然可能需要存储在存储器74中。相应的，存储器74通常包括易失性和非易失性存储器（例如，随机存取存储器和只读存储器）设备的组合。传动装置控制单元34可以从车辆的动力供应（例如，电池）吸取电力，或可以具有自身车载电源和/或备用电源。

微控制器72访问存储在存储器74中的数据、参数和计算机指令，并发出电控制信号给传动系10的各种部件。更具体的说，在有传动系（其以类似上面描述的传动系10的方式配置）的车辆的操作过程中，微控制器72处理图2示出的输入，执行实现图3中所示的步骤的计算机指令，并生成图2示出的输出，这在下面描述。

操作员控制装置24可以包括电子控制装置，例如由按钮、按键、控制杆或类似的致动器致动的电开关，和/或机械控制装置，如机械档位换档器。在电子控制装置的情况中，操作员控制装置24可以与传动装置控制单元34进行电子通信。例如，如果车辆操作员激活了电开关来选择倒车档位或四轮驱动模式，则操作员控制装置24可以通过通信链路66，发送指示请求的换档的电控制信号给传动装置控制单元34。

在机械控制装置的情况中，操作员控制装置24被机械地耦合到被控制的部件，而不是直接连接到传动装置控制单元34。例如，在手动档位选择器的情况下，由车辆操作员发起的档位选择器的位置变化可以导致控制系统22的配置改变，以按照需要将流体压力路由到合适的转矩传动机构，用来完成车辆操作员所请求的换档。传感器（例如压力开关或类似设备）可以耦合到档位选择器，或控制系统22的一个或多个部件，以在检测到液压部件的状态变化之后，发送电信号给传动装置控制单元34。传动装置控制单元34可以使用这些传感器的输出用于控制或诊断目的。

在图1中，每个联动装置26，28，30都表示连接传动系10的机械部件的机械联动装置（例如，可旋转的轴）。在实践中，本领域的技术人员将会理解每个联动装置26，28，30可以由一个或多个机械耦合组成，或根据特定设计的需求，提供更多或更少数量的机械联动装置。

类似地，每个联动装置40，42，44都表示将控制系统22的液压部件连接到转矩转换器14、传动装置16和辅助变速箱18的液压控制部件的液道。但是，在实践中，本领域的技术人员将会理解每个联动装置40，42，44可以由一个或多个流体耦合组成，或根据特定设计的需求，可以提供更多或更少数量的联动装置。

同样地，每个联动装置58,60,62,64,66都表示连接传动系10的电的和电子控制的部件的电气连接。联动装置58,60,62,64,66可以包括绝缘布线，无线链路，联网数据链路，或其他用来执行计算机指令和在传动系10的电的和电子控制的部件之间交换数据和通信的适当的连接。本领域的技术人员将会理解，在实践中，每个联动装置58,60,62,64,66可以由一个或多个电耦合组成，或根据特定设计的需求，可以提供更多或更少数量的联动装置。

参考图2，传动装置控制单元34接收若干电输入，包括油门设置（TS）信号和输出速度（OS）信号。TS信号指示了车辆油门的当前状态。车辆油门状态可以由车辆操作员（例如，通过按下或释放加速踏板）控制，或可以是被电子控制的（例如，通过巡航控制系统）。一般来说，TS信号值表示了相对于当前车辆速度，当前操作员对于车辆速度的要求（例如，提高，降低，或不变）。

TS信号由传感器46之一（例如，位置传感器）检测，由电子控制单元32处理，并通过电子控制单元32经由电耦合56，58传送到传动装置控制单元34。或者，TS信号可以由传感器46之一使用不同的电耦合（例如电子车载网络）传送到电子控制单元32和传动装置控制单元34之一或二者。如果TS信号是传动装置控制单元34通过车载网络能访问的，则电子控制单元32和传动装置控制单元34之间的直接电通信可以不是必需的。

OS信号指示了传动装置输出轴28的旋转速度或辅助输出轴30的旋转速度，这取决于轴28，30中的哪一个在驱动车辆载荷20。或者，传动装置输出轴28的速度和辅助变速箱输出轴30的速度都可以传送到传动装置控制单元34（例如，通过电耦合60，62或其他合适的耦合，比如车载网络），这种情况下，OS信号可以有两个组成部分，或两个不同的OS信号可以被传送到传动装置控制单元34。传动装置输出轴28的速度由传感器50之一（例如，速度传感器）检测。辅助变速箱输出轴30的速度由传感器52之一（例如，速度传感器）检测。

车辆速度可以基于TS信号和一个或多个OS信号的值，使用已知的算法计算。当前传动装置档位可以使用已知的算法从指示传动装置输出轴速度的OS信号来计算。辅助变速箱的当前档位可以使用已有的常规类型算法，或新开发的算法，从指示辅助变速箱输出轴速度的OS信号来计算。

传动装置控制单元34执行下面描述的体现传动装置16和辅助变速箱18的集成的换档逻辑的计算机指令，并发出控制信号给控制系统22的子系统36，38，并在某些情况下，发出给驱动单元12。在执行计算机逻辑来确定传动装置16和辅助变速箱18的下个适当档位之后，传动装置控制单元发出传动装置档位（TR）命令给电-液压子系统36和/或发出辅助变速箱档位（ABR）命令给电-液压子系统38。在某些实施例中，子系统36，38可以被省略或绕过，并且可以通过使用I/O硬线或I/O数据链路消息，将TR和/或ABR命令发出给适当的转矩传动机构48，54。此外，在某些实施例中，通过传动装置动力输出组件，ABR命令可以致动适当的转矩传动机构54。传动装置控制单元34也可以发出驱动单元动力（DUP）命令给电子控制单元32。

如果传动装置16需要升档或降档，则TR命令通过电耦合（例如，耦合64或其他适当的耦合，比如车载网络）传送传动装置16的下个适当的档位给电-液压子系统36。类似地，如果辅助变速箱18需要升档或降档，则ABR命令通过电耦合（例如，耦合64或其他适当的耦合，比如车载网络）传送辅助变速箱18的下个适当的档位给子系统38。

DUP命令指示了驱动单元12的操作状态所期望的变化，这可以有利于新命令的传动装置和/或辅助变速箱升档或降档，或考虑到当前的操作状态可以正是期望的。例如，DUP命令可以要求电子控制单元32增加或减少递送给驱动单元12的燃料量。DUP命令通过电耦合（例如，耦合58或其他适当的耦合，比如车载网络）被传送到电子控制单元32。

参考图3，示出了可由微控制器72执行来提供集成的传动装置-辅助变速箱换档控制的步骤的一个实施例80。例程82接收和读取上面描述的TS和OS信号。通常，接口70执行例程82并存储在TS和OS信号中体现的值到存储器74。

例程84从存储器74中访问传动装置16和辅助变速箱18的集成换档调度。基于特定的传动系配置或设计，使用适当的换档调度，例程84基于TS和OS信号的当前值，确定传动装置16和辅助变速箱18的下个适当的档位或齿轮比率。

例如，如果OS信号指示正在降低的车辆速度，并且TS信号指示油门位置是高的，则传动装置控制单元34可以发出降档命令给传动装置16或辅助变速箱18，来维持或增加车辆的牵引力。相反的，如果OS信号指示正在增加的车辆速度，并且TS信号指示油门位置是高的，则传动装置控制单元34可以发出升档命令给传动装置16或辅助变速箱18，来使车辆速度增加。

如果TS信号降低，而OS信号指示车辆速度维持相对不变，则传动装置控制单元34可以命令传动装置16或辅助变速箱18升档，来降低驱动单元速度并同时维持车辆速度（从而提高燃油经济性，减少驱动单元的磨损，或用于其他原因）。

如果TS信号降低，或开始接近零值，并且OS信号指示车辆速度在降低，则传动装置控制单元34可以发出降档命令给传动装置16或辅助变速箱18，来维持适当的驱动单元速度，应操作员增加转矩的要求在适当的档位，或者是放置在正确的档位，这样在车辆停止以后处于适当档位以再次开始移动。

如下，表1示出了若干可能的换档调度的示例。

表1

表1示出了当传动装置16的换档逻辑和辅助变速箱18的换档逻辑集成在一起时，若干可能的档位组合。实际上，辅助变速箱18可以被用来增加可用的潜在档位的数量。配置10是这样的示例，其中对于总共14个可用档位，车辆被允许在辅助变速箱的每个档位上有全部的七个前进档位。相反地，可用档位的数量可以通过限制辅助变速箱18的档位对传动装置16的特定前进档位的可用性来限定。配置2是这样的示例，其中仅当传动装置16在第一或第二前进档位时，辅助变速箱18才被允许换档至低档档位。配置3是这样的示例，其中当传动装置16在第一前进档位时，辅助变速箱18不允许被换档至高档档位。配置4，5和6要求只要传动装置16在第四，第五，第六或第七前进档位，则辅助变速箱18在高档档位。配置8，9，10至少在传动装置16的前四个前进档位，允许辅助变速箱18的低档档位被使用。表1示出的配置不包括所有可能的排列，仅示出了某些可用的换档模式。

对于表1中示出的每个示例配置，数字“1”到“7”表示传动装置的单独的前进档位（即，第一前进档位，第二前进档位等），“H”和“L”标记表示辅助变速箱的高档和低档档位。将理解的是，可以根据给定的设计的要求来使用更少或更多数量的前进档位和/或高档和低档档位。

在表1的第一列，每行表示TS信号和OS信号的值或者值的档位的给定组合。对于每个配置来说，导致传动装置16或辅助变速箱的换档的值的组合可能是不同的。例如，在示例配置1（在表1的第二列示出）中，TS/OS组合使传动装置在档位1，辅助变速箱在档位L，该组合与示例配置2中导致1L档位的TS/OS组合可能是不同的。

表1中示出的配置是潜在的升档调度。例如，在配置2中，从2L档位组合升档到1H档位组合是可能的，而在配置4中，从3L档位组合升档到1H档位组合是可能的。相应的潜在降档调度与表1中示出的调度相反。

应当注意的是，使用本公开系统的车辆的操作可以在任何档位开始，所有更高传动比的档位被自动命令并自动啮合，而较低传动比的档位可以被手动命令和自动啮合。

在一个实施例中，如表1中配置1示出的，换档调度被配置为仅当传动装置16在第一档位时，辅助变速箱18才可以换档（例如，从L到H）。但是，当传动装置16在第一档位时，转矩转换器离合器15可以或不可以被应用，这依据于针对转矩转换器离合器指定的换档逻辑，其体现在集成的换档调度中。依据辅助变速箱18是在L还是H，在命令辅助变速箱18换档之前，传动装置16可能需要从第一档位换档到第二档位。在这种情况下，集成的换档调度使传动装置控制单元34可以独立于用于转矩转换器离合器15的换档策略，或者可替换地根据用于转矩转换器离合器15的换档策略，来完成双重过渡换档。

在某些实施例中，例程84包括子例程（未示出），其中基于当前的辅助变速箱档位和当前的传动装置档位，传动装置控制单元34确定是啮合还是释放转矩转换器离合器15。

图4示出了传动装置和辅助变速箱换档调度的一个示例。线条90表示传动装置升档，线条92表示传动装置降档，线条94表示辅助变速箱升档，和线条96表示辅助变速箱降档。给定实现中使用的一个或多个换档调度将依据于所使用的实际齿轮比率和/或特别设计的其他特定方面。

一般来说，传动装置控制单元34可以用自定义的档位选择准则来规划，这可以依据于特定的齿轮比率，齿轮传动速度，所选的用于传动装置16或辅助变速箱18的离合器啮合机构，车辆类型，驱动单元类型，或其他因素。在传动装置控制单元34中集成用于传动装置16和辅助变速箱18的换档逻辑，有效地将传动装置16和辅助变速箱18合并到单个单元以用于换档控制的目的。这使传动装置16和辅助变速箱18二者针对当前操作条件被放置在适当的档位，而不需要车辆操作员或其他方面的进一步努力。这些控制也能分离传动装置16和辅助变速箱18之间的换档，由此出于车辆性能或其他原因有效地增加了可用的传动比数量。

一旦适当的传动装置档位和辅助变速箱档位被确定，例程86发出上面描述的TR命令和ABR命令。

使用来自一个或多个传感器46，50，52的输入，传动装置控制单元34将为辅助变速箱18和传动装置16执行监控和诊断任务。例如，传动装置控制单元34通过监控辅助变速箱的输出速度传感器，可以验证辅助变速箱18已达到期望的档位。

本公开通过参考特定说明性实施例描述了可专利的主题。提供的附图是为了方便本公开的理解，并且为了解释方便可以描绘有限数量的元件。除非在本公开中另有说明，附图并不意图暗示对可专利的主题的范围限制。对所说明实施例的变型、替代和修改可以被包括在可专利的主题的可获得的保护范围内。

Claims (20)

1.一种用于动力车辆的传动装置组件，包括：

传动装置，包括第一齿轮装置和第一选择性啮合的转矩传动机构，

辅助变速箱，耦合到所述传动装置并包括第二齿轮装置和第二选择性啮合的转矩传动机构，

第一速度传感器，耦合到所述传动装置，

第二速度传感器，耦合到所述辅助变速箱，以及

控制单元，耦合到所述传动装置，所述控制单元具有存储器、处理器电路和存储在存储器中的可执行例程，用于当车辆工作时，独立于所述车辆的操作员的动作而接收来自所述第一速度传感器和所述第二速度传感器的电子信号，确定所述传动装置是否需要被换档，确定所述辅助变速箱是否需要被换档，和发送换档命令给所述辅助变速箱。

2.根据权利要求1所述的传动装置组件，其中所述辅助变速箱是由所述传动装置驱动的。

3.根据权利要求1所述的传动装置组件，包括传动装置输出轴，所述传动装置输出轴具有第一端和与所述第一端相隔开的第二端，其中所述第一端耦合到所述传动装置，并且所述辅助变速箱耦合到所述第二端。

4.根据权利要求1所述的传动装置组件，包括存储在所述存储器中的换档调度，其中所述换档调度指示用于所述传动装置的换档命令和用于所述辅助变速箱的换档命令。

5.根据权利要求4所述的传动装置组件，其中所述换档调度指示用于转矩转换器离合器的换档命令。

6.根据权利要求1所述的传动装置组件，包括操作地耦合到所述传动装置的液压控制系统，和操作地耦合到所述辅助变速箱的气动控制系统。

7.根据权利要求6所述的传动装置组件，其中所述控制单元发送第一换档命令给所述液压控制系统来给所述传动装置换档，并且所述控制单元发送第二换档命令给所述气动控制系统来给所述辅助变速箱换档。

8.根据权利要求7所述的传动装置组件，包括耦合到所述液压控制系统的第一流体供应，和耦合到所述气动控制系统的第二流体供应。

9.一种用于动力车辆的传动装置的电子控制装置，所述传动装置具有与之耦合的辅助变速箱，所述电子控制装置包括

壳体，耦合到所述传动装置，和

控制单元，由所述壳体支撑，所述控制单元具有接口、存储器、处理器电路、存储在所述存储器中的换档调度、存储在所述存储器中的可执行例程，所述换档调度指示用于所述传动装置的换档命令和用于所述辅助变速箱的换档命令，所述接口被配置为接收来所述传动装置和所述辅助变速箱的电输入，所述处理器电路被配置为当所述车辆工作时，执行所述可执行例程来确定传动装置档位，发出电的传动装置档位命令给所述传动装置，确定辅助变速箱档位，以及发出电的辅助变速箱档位命令给所述辅助变速箱，而不需要所述车辆的操作员来进行启动。

10.根据权利要求9所述的电子控制装置，包括控制系统，所述控制系统被配置为控制所述传动装置的液压控制部件和所述辅助变速箱的气动控制部件的应用和释放，其中所述处理器电路发出电信号给所述控制系统来控制所述辅助变速箱的所述气动控制部件。

11.根据权利要求9所述的电子控制装置，其中所述传动装置具有多个可选的前进档位并且所述辅助变速箱具有至少一个可选的低档位和至少一个可选的高档位，并且所述处理器电路执行可执行例程来仅当所述辅助变速箱在所述高档位时，才允许所述传动装置升档。

12.根据权利要求9所述的电子控制装置，其中所述传动装置具有多个可选的前进档位并且所述辅助变速箱具有至少一个可选的低档位和至少一个可选的高档位，并且所述处理器电路执行可执行例程来仅当所述传动装置在第一前进档位时，才允许所述辅助变速箱降档。

13.根据权利要求9所述的电子控制装置，其中所述传动装置具有多个可选的前进档位并且所述辅助变速箱具有至少一个可选的低档位和至少一个可选的高档位，并且所述处理器电路执行可执行例程来当所述传动装置在任何一个所述前进档位时，允许在所述辅助变速箱的所述高档位和所述低档位之间换档。

14.根据权利要求9所述的电子控制装置，其中所述传动装置具有多个可选的前进档位并且所述辅助变速箱具有至少一个可选的低档位和至少一个可选的高档位，并且所述处理器电路执行可执行例程来当所述辅助变速箱在低档位或高档位中的任一个时，允许所述传动装置在所述前进档位之间换档。

15.一种能由安装到动力车辆的传动装置的电子控制系统在所述车辆工作时执行的方法，所述方法包括：

接收来自耦合到所述传动装置的第一速度传感器的传动装置输出速度信号，

接收来自耦合到辅助变速箱的第二速度传感器的辅助变速箱输出速度信号，所述辅助变速箱耦合到所述传动装置，

确定传动装置档位，

发出传动装置档位命令给所述传动装置来使所述传动装置达到所述传动装置档位，

与所述车辆的操作员的动作独立地确定辅助变速箱档位，和

发出辅助变速箱档位命令给所述辅助变速箱来使所述辅助变速箱达到所述辅助变速箱档位。

16.根据权利要求15所述的方法，包括接收来自安装到所述车辆的驱动单元的电子控制单元的油门信号。

17.根据权利要求15所述的方法，包括基于当前辅助变速箱档位，确定传动装置档位。

18.根据权利要求15所述的方法，包括基于当前传动装置档位，确定辅助变速箱档位。

19.根据权利要求15所述的方法，包括基于所述辅助变速箱档位，确定是啮合还是释放所述车辆的转矩转换器离合器。

20.根据权利要求15所述的方法，包括基于当前辅助变速箱档位，限制所述传动装置的换档。

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