CN108027050B - 车辆动力总成和用于升档的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车辆动力总成(10)，包括具有推进单元辅助制动器(25)的推进单元(11)、变速器(20)、驱动轮(4)和被布置成控制至少变速器(20)的控制单元(40)，其中，推进单元(11)经由离合器(22)和所述变速器中的不同的可接合的传动比(32、37、34、38)而驱动地连接到驱动轮。所述控制单元被布置成在升档时执行以下步骤：–使离合器(22)自动脱离，以使推进单元(11)从变速器(20)脱离；–将变速器升档到与当前档位(32、37)相比的新档位(34、38)；–启动同步以将推进单元的转速降低并同步到待接合的所述新档位的转速；–如果控制单元确定不能通过由控制单元控制辅助制动器以制动推进单元的转速而降低推进单元的转速来执行同步，–则自动启动离合器的再次接合以执行同步。本公开还涉及对应的方法、计算机程序、计算机可读介质和用于控制该动力总成的控制单元(40)。

Description

车辆动力总成和用于升档的方法

技术领域

本发明涉及车辆动力总成(powertrain)和用于在动力总成中升档的方法。本发明可应用在重型车辆中，例如卡车、大客车和建筑设备，且可应用在诸如轿车的轻型车辆中。虽然将针对卡车来描述本发明，但本发明不限于这种特定的车辆，而是也可用在其他车辆中，例如大客车、建筑设备和轿车。

背景技术

在包括被布置在推进单元和自动变速器之间的自动离合器的车辆动力总成中，在升档期间当离合器已脱离时，推进单元的转速可借助于辅助制动器(例如发动机压缩释放式制动器、排气制动器或驱动地连接到推进单元的发电机)而降低到与所选择的新的更高档位同步的转速。控制单元被布置成控制该辅助制动器，以在所述离合器能够再次接合以将推进单元经由新的更高档位驱动地连接到驱动轮之前，将推进单元的转速降低到与新的更高档位的速度同步的转速。当控制单元记录到推进单元的转速已与新的档位的转速同步时，控制单元被布置成使该离合器再次接合，且动力总成能够以所接合的新的更高档位来推进车辆。这种过程是有益的，因为通过该辅助制动器的转速同步加快了换档过程，且用于升档的总时间能够减少。

虽然在升档期间通过推进单元辅助制动器进行的制动很好地工作，但有时会发生该推进单元辅助制动器由于某些原因不能被激活，这导致远远更久的升档时间，因为推进单元的转速必须借助于推进单元内部旋转摩擦而降低。

本发明的目的是提供一种消除了上述问题的方法和系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种动力总成和用于在动力总成中控制升档的方法，该动力总成配备有辅助制动器以及带有离合器和可接合的档位的变速器。该目的通过根据所附权利要求书的方法和系统来实现。

在此上下文中，术语“辅助制动器”用于表示辅助车辆的制动的另外的装置。在车辆中，除了行车制动器之外，还使用辅助制动器，且该辅助制动器允许长时间的制动施加而不要求来自行车制动器的辅助。以此方式，能够避免行车制动器的磨损和不必要的发热。当推进单元是内燃机时，该辅助制动器可包括用于激活排气制动器的排气门、用于激活压力释放发动机制动器的发动机制动器阀，所述辅助制动器取决于发动机速度和档位选择。此外，该辅助制动器可以是与推进单元组合的发电机，该推进单元是内燃机或电动机。

根据本发明的第一方面，该目的通过根据所附的装置权利要求的车辆动力总成来实现。本发明涉及一种车辆动力总成，该车辆动力总成包括具有推进单元辅助制动器的推进单元、变速器、驱动轮和被布置成控制至少所述变速器的控制单元。该推进单元经由离合器和所述变速器中的不同的可接合的传动比而驱动地连接到驱动轮。该控制单元被布置成在升档时执行以下步骤：

–使离合器自动脱离，以使推进单元从变速器脱离；

–将变速器升档到与当前档位相比的新档位；

–启动同步，以将推进单元的转速降低并同步到待接合的所述新档位的转速；

–如果该控制单元确定不能通过由控制单元控制辅助制动器以制动推进单元的转速而降低推进单元的转速来执行同步，则

–自动启动所述离合器的再次接合以执行同步。

在自动变速器将要从较低档位升档到较高档位且通过辅助制动器进行的推进单元转速同步不可用时，控制单元被布置成使用所述离合器来实现较高档位和推进单元之间的转速差的完全同步。以此方式，控制单元检测更辅助制动器何时不可用，并自动启动使用离合器进行的转速同步而不是等待推进单元的转速借助于推进单元的内部摩擦而降低。另一个有利效果是旋转能量可替代地用于推进车辆前进，而非通过将推进单元转速制动降低到新的较高档位的转速而将所述旋转能量转化为热量。

根据第一替代示例，所述车辆动力总成还包括被布置成指示辅助制动器的温度的温度传感器，并且其中，控制单元被布置成接收来自温度传感器的温度信息信号。控制单元被布置成：当接收来自温度传感器的温度信息信号表明低于第一预定值和/或高于第二预定值时，通过确定来自辅助制动器的制动性能不可用而记录不能执行同步。因此，根据一个替代方案，如果辅助制动器过冷，即温度低于第一预定值，则确定辅助制动器处于其运行温度之外。根据另一个替代方案，如果辅助制动器过热，即温度高于第二预定值，则也确定辅助制动器处于其运行温度之外。在另外的替代中，可使用第一温度值和第二温度值，这意味着限定了温度区间，辅助制动器被允许在该温度区间内运行。

作为前述实施例的另外的扩展，所述温度传感器被布置成测量环境温度和/或推进单元辅助制动器的温度和/或推进单元的温度。

根据第二替代示例，控制单元被布置成通过记录并确定辅助制动器发生故障来记录不能执行同步。因此，控制单元被布置成检测来自辅助制动器的故障信号。在检测到故障信号时，控制单元被布置成替代地使用所述离合器以同步转速差。

根据另外的替代示例，推进单元可以是内燃机单元且辅助制动器可以是发动机压缩释放式制动器。

在本发明的另一个替代示例中，辅助制动器是发电机，且推进单元是电动机和内燃机单元之一。因此，该动力总成可以是全电动动力总成，其包括经由离合器和带有可接合的档位的变速器而驱动地连接到驱动轮的电动机/发电机，或者该动力总成可以是混合动力的动力总成，其包括内燃机和至少发电机(优选与电动机组合)，其中发电机可用作辅助制动器，且其中内燃机经由离合器和变速器中的可接合的档位而驱动地连接到驱动轮。

根据本发明的第二方面，该目的通过根据所附的方法权利要求的、用于在车辆动力总成中升档的方法来实现。本发明涉及用于在车辆动力总成中升档的方法，所述车辆动力总成包括具有推进单元辅助制动器的推进单元、变速器和驱动轮，其中，该推进单元经由离合器和在变速器中的不同的可接合的传动比而驱动地连接到驱动轮。该方法包括在升档时自动执行的以下步骤：

–使离合器脱离，以使推进单元从变速器脱离；

–将变速器升档到与当前档位相比的新档位；

–通过将推进单元的转速降低并同步到待接合的所述新档位的转速来执行同步；

–如果确定不能通过控制辅助制动器以制动推进单元的转速而降低推进单元的转速来执行同步，则

–启动离合器的再次接合以执行同步。

其优点与对应的装置权利要求的优点相同。

根据第一替代示例，该方法限定：

通过测量到温度低于第一预定值和/或高于第二预定值而导致辅助制动器不能运行，确定不能执行同步。

根据另外的替代示例，该方法限定：

通过确定辅助制动器发生故障，确定不能执行同步。

根据另一个替代示例，更方法限定：

如果确定通过控制辅助制动器仅可部分地执行同步，则通过控制辅助制动器且并行地使所述离合器再次接合来自动执行同步。

根据本发明的另外的方面，该目的通过计算机程序、计算机可读介质和控制单元来实现，该计算机程序、计算机可读介质和控制单元均能够执行方法权利要求的步骤。

术语“驱动地连接”典型地意味着第一部件连接到第二部件，其方式允许旋转移动和/或旋转转矩从第一部件传递到第二部件。因此，该术语包含如下的功能构造：即，两个部件被连接使得第一部件的转速对应于第二部件的转速。然而，该术语也包含如下的功能构造：即，在第一部件的旋转移动和第二部件的旋转移动之间存在比例，即第二部件的转速与第一部件的转速成比例。

本发明的另外的特征、优点将在阅读所附的权利要求和如下描述时变得显而易见。本领域普通技术人员认识到，本发明的不同特征可组合以产生不同于下文中所描述的实施例的实施例，而不偏离本发明的范围。

附图说明

参考附图，下文给出了对于作为示例引用的本发明的实施例的更详细的描述。在各图中：

图1示出了设置有根据本发明的实施例的车辆动力总成的示意性车辆；

图2示出了根据本发明的实施例的动力总成；

图3示出了用于执行根据本发明的方法的示意性流程图；

图4示出了应用在计算机设备上的本发明。

具体实施方式

本公开涉及一种车辆动力总成和用于控制车辆动力总成的变速器中的离合器的方法。参考附图中的图1，该离合器例如可以被包括在重型或轻型卡车5中，该卡车5具有驾驶室6、一对前轮7、用作驱动轮的两对后轮4。

图2示出了具有仅两个前进档1和2的、用于例如图1中的车辆的车辆动力总成10的简化的示例性实施例的示意性图示。诸如内燃机或电动机的推进单元11经由推进单元输出轴12连接到变速器20。变速器20的变速器输出轴13经由后桥差速器14和两个驱动轴15驱动地连接到后轮4。

变速器20包括摩擦离合器22，用于通过变速箱21中的第一档或第二档传递推进动力。离合器22由电子控制单元40控制以接合或脱离。

变速箱输入轴26带有第一松齿轮32和第二松齿轮34，且第一松齿轮32和第二松齿轮34中的任一个能够通过齿式离合器36选择性地旋转锁定到变速箱输入轴26。齿式离合器36的促动位置由齿式离合器促动机构(未公开)控制，该齿式离合器促动机构由电子控制单元40控制。该齿式离合器促动机构在现有技术中是已知的。

变速器(或变速箱)输出轴13带有第一输出齿轮37，该第一输出齿轮37被旋转地固定到变速器输出轴13并与第一松齿轮32啮合。变速器输出轴13还带有第二输出齿轮38，该第二输出齿轮38被旋转地固定到变速器输出轴13并与第二松齿轮34啮合。

自动换档或半自动换档由控制摩擦离合器22的接合位置并经由齿式离合器促动机构控制齿式离合器36的促动位置的电子控制单元40执行。

如图2中所公开的，该推进单元被驱动地连接到辅助制动器25，该辅助制动器25布置成制动推进单元11的转速。辅助制动器25的促动能够由电子控制单元40(如所公开的)控制，或者由与控制单元40通信的第二控制单元(未公开)控制。

图2中公开的实施例进一步示出了温度传感器45，该温度传感器45可布置成测量辅助制动器25的温度，或者温度传感器45可布置成通过测量推进单元的温度而间接地测量该辅助制动器的温度。如果该辅助制动器被集成在推进单元内，则能够通过测量推进单元11的温度来实现对该辅助制动器的温度的良好估计。例如，如果推进单元是内燃机，则该温度传感器可布置层测量内燃机的润滑介质(润滑油)的温度，且可以认为被集成在推进单元内的该辅助制动器具有与润滑介质大致相同的温度。

此外，辅助制动器45和控制单元40之间的通信线路可用于传递关于该辅助制动器的状态的信号。该辅助制动器例如可将状态信号发送到控制单元40，从而表明该辅助制动器是否能够提供全制动动力、提供全制动动力的一部分(例如，一半制动动力)，还是不提供制动动力，即该辅助制动器例如可能出现故障或由于某些原因而暂时不可用。

根据图3中公开的本发明的实施例，控制单元40被布置成在升档时执行以下步骤：

–在步骤101中，控制单元被布置成使离合器22自动脱离，以使推进单元11从变速器20脱离；

–在步骤102中，变速器被升档到与当前档位(32、37)相比的新档位(34、38)；

–在步骤103中，启动同步，以将推进单元的转速降低并同步到待接合的新档位的转速；

–在步骤104中，控制单元确定是否能够通过由控制单元控制辅助制动器以制动推进单元的转速而降低推进单元的转速来执行同步。如果确定不能用辅助制动器来执行同步，则进行步骤105，而如果确定能够用辅助制动器来执行同步，则进行步骤110。在步骤110中，用辅助制动器来执行同步。这样的步骤110在现有技术中是已知的。

–在步骤105中，自动启动离合器的再次接合以实现同步。因此，将通过接合该离合器而非仅使用辅助制动器来实现同步。

在步骤104中由控制单元进行的确定可基于所接收到的来自温度传感器45的温度信号。如所提及的，温度传感器45可布置成感测辅助制动器的温度。控制单元40被布置成接收来自温度传感器的温度信息信号，并且，如果接收来自温度传感器的温度信息信号表明温度低于第一预定值和/或第二高于预定值，则控制单元被布置成记录“不能通过辅助制动器来执行同步”，且步骤105将被选择为下一步骤。第一温度值比第二温度值低。在所述第一预定温度值和第二预定温度值之间限定了温度区间，当在实施例中使用两个温度值时，辅助制动器被允许在该温度区间内运行。也可存在如下的实施例：即，其中仅使用第一预定温度值和第二预定温度值中的一个。

在步骤104中由控制单元进行的确定也可基于从辅助制动器接收到的关于辅助制动器的状态的信号。因此，如果控制单元例如经由辅助制动器45和控制单元40之间的通信线路接收到并记录表明辅助制动器25出现故障的信号，则控制单元40被布置成记录“不能通过辅助制动器来执行同步”，且步骤105将被选择为下一步骤。

在步骤104中由控制单元进行的确定也可基于从辅助制动器接收到的如下信号：该信号表明通过控制辅助制动器而仅能部分地执行同步，即，例如由于某些原因，可能的最大制动能力仅有一半可用的。如果是这种情况，则控制单元可被编程为通过控制辅助制动器且并行地再次接合该离合器来自动执行同步。

因此，取决于本发明的实施例，在步骤104中由控制单元进行的确定可基于上述参数(温度、状态、部分性能)中的一个或数个。

本发明还涉及计算机程序、携带有计算机程序的计算机可读介质和用于控制动力总成10的电子控制单元40。图4示出了电子控制单元40的示例性布局，该电子控制单元40包括非易失性存储器920、数据处理单元910和读写存储器960。数据处理单元910例如可以是微处理器。

存储器920可具有第一存储器部分930和第二存储器部分940。第一存储器部分930可具有存储在其内的用于控制动力总成10的计算机程序。存储器部分930中的用于控制动力总成10的计算机程序可以是操作系统。第二存储器部分940可具有用于执行存储在其内的、权利要求书中的方法的程序。在替代实施例中，用于执行权利要求书中的方法的程序可存储在用于数据的、单独的非易失性存储介质950中，例如CD或可交换半导体存储器。所述程序能够以可执行程序的形式或在压缩状态下被存储。当在下文中陈述数据处理单元910运行特定的功能时，应当明白是数据处理单元910运行存储在第二存储器部分940中的程序的特定部分或存储在非易失性存储介质950中的程序的特定部分。

数据处理单元910适于与存储介质950通过数据总线914通信。数据处理单元910也适于与存储器920通过数据总线912通信。另外，数据处理单元910适于与读写存储器960通过数据总线911通信。数据处理单元910也适于与数据端口990通过使用数据总线915通信。根据本发明的方法可由数据处理单元910执行，这通过数据处理单元910运行存储在存储器940中的程序或存储在非易失性存储介质950中的程序来进行。

电子控制单元40的示例的示意性布局仅代表了电子控制单元40的一个示例性实施例，且本领域普通技术人员将会理解，在权利要求书的范围内，所述布局的许多变化都是可能的。

权利要求书中提及的附图标记不应视为限制由权利要求书保护的主题的范围，且它们唯一的功能是使权利要求书更容易理解。

应理解的是，本发明不限于以上所述的且在附图中图示的实施例；而是，本领域普通技术人员将认识到，在所附权利要求书的范围内可进行许多修改和变型。

Claims (10)

1.一种车辆动力总成(10)，其包括具有推进单元辅助制动器(25)的推进单元(11)、变速器(20)、驱动轮(4)和被布置成控制至少所述变速器(20)的控制单元(40)，

其中，所述推进单元(11)经由离合器(22)和在所述变速器中的不同的可接合的传动比(32、37、34、38)而驱动地连接到所述驱动轮，并且其中，所述控制单元被布置成在升档时执行以下步骤：

–使所述离合器(22)自动脱离，以使所述推进单元(11)从所述变速器(20)脱离；

–将所述变速器升档到与当前档位(32、37)相比的新档位(34、38)；

–启动同步以将所述推进单元的转速降低并同步到待接合的所述新档位的转速；

其特征在于包括温度传感器(45)，所述温度传感器(45)被布置成指示所述辅助制动器的温度，并且其中，所述控制单元(40)被布置成接收来自所述温度传感器的温度信息信号，并且其中，所述控制单元被布置成：当接收来自所述温度传感器的温度信息信号表明所述温度低于第一预定值和/或高于第二预定值时，通过确定来自所述辅助制动器(25)的制动性能不可用而记录不能执行所述同步，并且其中，所述控制单元进一步被布置成执行以下步骤：

–如果所述控制单元确定不能通过由所述控制单元控制所述辅助制动器以制动所述推进单元的转速而降低所述推进单元的转速来执行同步，则

–自动启动所述离合器的再次接合以执行所述同步。

2.根据权利要求1所述的车辆动力总成，其特征在于，所述温度传感器被布置成测量环境温度和/或所述推进单元辅助制动器的温度和/或所述推进单元的温度。

3.根据权利要求1所述的车辆动力总成，其特征在于，所述控制单元被布置成通过记录并确定所述辅助制动器(25)发生故障来记录不能执行所述同步。

4.根据权利要求1所述的车辆动力总成，其特征在于，所述推进单元是内燃机单元，且所述辅助制动器是发动机压缩释放式制动器。

5.根据权利要求1所述的车辆动力总成，其特征在于，所述辅助制动器是发电机，且所述推进单元是电动机和内燃机单元中的一种。

6.一种用于在车辆动力总成中升档的方法，所述车辆动力总成包括具有推进单元辅助制动器的推进单元、变速器和驱动轮，

其中，所述推进单元经由离合器和在所述变速器中的不同的可接合的传动比而驱动地连接到所述驱动轮，

所述方法包括在升档时自动执行的以下步骤：

–使所述离合器脱离，以使所述推进单元从所述变速器脱离；

–将所述变速器升档到与当前档位(32、37)相比的新档位(34、38)；

–启动同步以将所述推进单元的转速降低并同步到待接合的所述新档位的转速；

其特征在于，

–通过测量到所述辅助制动器的温度低于第一预定值和/或高于第二预定值而导致所述辅助制动器不能运行，确定不能执行所述同步，并且

–如果确定不能通过控制所述辅助制动器以制动所述推进单元的转速而降低所述推进单元的转速来执行所述同步，则

–启动所述离合器的再次接合以执行所述同步。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于以下的另外步骤：通过确定所述辅助制动器(25)发生故障，确定不能执行所述同步。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于以下的另外步骤：如果确定通过控制所述辅助制动器仅能部分地执行所述同步，则通过控制所述辅助制动器且并行地使所述离合器再次接合来自动执行所述同步。

9.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质携带有计算机程序，所述计算机程序包括用于当所述程序产品在计算机上运行时执行权利要求6至8中任一项所述的步骤的程序代码组件。

10.一种用于运行车辆动力总成的控制单元(40)，所述控制单元(40)被配置为执行权利要求6至8中任一项所述的方法的步骤。

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