CN111486228B - 用于运行车辆的传动系的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行车辆的传动系的方法，该传动系包括至少一个驱动机(2)、具有至少两个挡位的车辆传动装置(3)、至少一个驱动车轴(8)以及至少一个副从动端(10)，其中，由驱动机(2)提供正常功率，该正常功率依赖于正常转矩特性曲线(18)来控制或调节，其中，与运行状况相关地，将附加功率提供给至少一个驱动车轴(8)和/或至少一个副从动端(10)，其中，依赖于与运行状况相关的转矩特性曲线(18、19a至19d、20a至20d)来控制或调节所提供的附加功率，这些与运行状况相关的转矩特性曲线依赖于所选择的挡位来调用。

Description

用于运行车辆的传动系的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行车辆、尤其是市政或农业的商用车的传动系的方法，该传动系具有至少一个驱动机、具有至少两个挡位的车辆传动装置、至少一个驱动车轴以及至少一个副从动端，其中，由驱动机提供正常功率，该正常功率依赖于正常转矩特性曲线来控制或调节，其中，与运行状况相关地，将附加功率提供给至少一个驱动车轴和/或至少一个副从动端。本发明还涉及一种被构造成用于执行方法的控制器以及一种相应的计算机程序产品。
背景技术
在车辆、尤其是市政或农业的商用车的传动系中，车辆传动装置是限制由驱动机所提供的功率的结构组件。虽然针对不同功率等级的车辆的经限定的功率范围采用覆盖该功率范围的驱动机，但车辆传动装置仍特定地针对每种功率等级来设计。
如果车辆实施有所谓的功率提升功能(Power-Boost-Funktion)，也就是说用于调用附加功率的功能，则根据车辆传动装置在驱动机范围内的运行状态而定地，当车辆传动装置通过该功能提供的功率不会超载时，对于某些运行状况，至少可获得临时的附加功率供使用。例如，在所谓的PTO运行(Power Take-off-Betriebe(动力输出运行))期间或在农用车辆(例如拖拉机)的运输运行期间，激活动力提升功能。在此时，在拖拉机的PTO运行中，例如，构造为动力输出轴的副从动端与拖拉机的传动系连接，以便能够驱动与动力输出轴作用连接的辅助消耗器。在此，借助所保存的转矩特性曲线来实现对驱动机的驱控，由与驱动机相配属的控制器使用这些转矩特性曲线。在驱动机的正常运行下，也就是说在未激活功率提升功能的情况下，提供根据车辆传动装置的结构上的设计方案来设置的正常功率，该正常功率依赖于正常转矩特性曲线来控制或调节。在激活功率提升功能的情况下，通过驱动机提供附加功率，从而使临时提供的功率高于正常功率。
由DE 10 2005 001 526 A1公知有一种开头所述类型的方法。
发明内容
从上述现有技术出发，本发明的任务是改进一种用于运行车辆的传动系的方法，该方法能够在激活提供附加功率时实现更有效的运行方式。
从方法技术的观点出发，该任务由一种用于运行车辆的传动系的方法来解决，所述传动系具有至少一个驱动机、具有至少两个挡位的车辆传动装置、至少一个驱动车轴以及至少一个副从动端，其中，由所述驱动机提供正常功率，所述正常功率依赖于正常转矩特性曲线来控制或调节，其中，与运行状况相关地，将附加功率提供给所述至少一个驱动车轴和/或所述至少一个副从动端，依赖于与运行状况相关的转矩特性曲线来控制或调节所提供的附加功率，所述与运行状况相关的转矩特性曲线依赖于所选择的挡位来调用。本发明还提出了一种用于控制车辆的传动系的控制器，所述传动系具有至少一个驱动机、具有至少两个挡位的车辆传动装置、至少一个驱动车轴以及至少一个副从动端，其中，所述驱动机提供正常功率，所述控制器依赖于正常转矩特性曲线来控制或调节所述正常功率，其中，通过所述驱动机能与运行状况相关地将附加功率提供给所述至少一个驱动车轴和/或所述至少一个副从动端，所述控制器被设立成用于依赖于与运行状况相关的转矩特性曲线来控制或调节所提供的附加功率，所述与运行状况相关的转矩特性曲线依赖于所选择的挡位来调用。本发明还提出了一种机器可读的存储介质，其具有计算机程序，当在计算机或相应的计算单元上执行所述计算机程序时，执行本发明的用于运行车辆的传动系的方法。
根据本发明，提出一种用于运行车辆、尤其是市政或农业的商用车的传动系的方法。该传动系包括至少一个驱动机、具有至少两个挡位的车辆传动装置、至少一个驱动车轴以及至少一个副从动端。由驱动机在输出侧提供正常功率，该正常功率依赖于正常转矩特性曲线来控制或调节，其中，与运行状况相关地，将附加功率提供给至少一个驱动车轴和/或至少一个副从动端。为了在激活提供附加功率时实现更有效的运行方式，根据本发明提出，所提供的附加功率依赖于与运行状况相关的转矩特性曲线来控制或调节，这些与运行状况相关的转矩特性曲线依赖于所分别选择的挡位来调用。给每个挡位分配有至少一个特定的转矩特性曲线，结合这些特性曲线来控制或调节驱动机。这样的优点是，由驱动机提供送出给车辆传动装置的附加功率遵循了各自的挡级的有效功率。尤其是车辆传动装置的一个或多个下级挡位的部件，也就是说尤其是齿轮和轴承，限制了车辆传动装置可以在输入侧从驱动机接收到的附加功率，而不会损坏车辆传动装置。通过本发明确保了，在针对每个所选择的挡位调用附加功率时，释放了与每个单个的挡位因其规格而能传递的最高功率一样多的功率。由此，在要提供附加功率的任何的运行状况下，车辆都能以其功率极限运行，而不会使传动系或车辆传动装置超载。因此，除了优化功率之外，对驱动机的与挡位相关的控制或调节还有助于提高传动系的使用寿命。
优选地，监控至少一个副从动端的投入运行和车辆的行驶速度，以便与运行状况相关地提供附加功率。根据这些标准，可以确定驱动机使用其中哪个转矩特性曲线来进行控制或调节。
在此，在至少一个副从动端不工作并且车辆以低于极限行驶速度的行驶速度运行的车辆运行状况下，无论所选择的挡位怎样，都依赖于正常转矩特性曲线来控制或调节驱动机。当满足上述条件时，则在车辆的所有运行状况下以及车辆传动装置的所有可用挡位中，可以不受限制地使用正常转矩特性曲线。
此外，在至少一个副从动端不工作并且车辆以高于极限行驶速度的行驶速度运行的车辆运行状况下，可以依赖于作为与运行状况相关的转矩特性曲线的挡位特定的运输转矩特性曲线来控制或调节驱动机。然而，车辆以副从动端不工作并且高于极限行驶速度的行驶速度运行通常在允许高行驶速度的被加固的路面上运输行驶的范围内进行。达到高行驶速度条件在于高转速，也就是说高挡位。因此，在车辆的运输行驶中，当超过极限行驶速度时，则可以由驱动机调用附加功率，其中，分别使用挡位特定的运输转矩特性曲线来控制驱动机。
在优选的改进方案中，在至少一个副从动端工作并且车辆以低于极限行驶速度的最低行驶速度运行的车辆运行状况下，依赖于作为与运行状况相关的转矩特性曲线的挡位特定的副从动端转矩特性曲线来控制或调节驱动机。例如，在与至少一个副从动端联接的作业器具或由车辆牵引的挂车运行时，就会出现这种运行状况。由于车辆运动，使得对车辆传动装置的部件给予充分的润滑，这样允许传动系在各个挡位下都能以极限功率运行，由各挡位特定的副从动端转矩特性曲线来预定该极限功率。
在此，在至少一个副从动端工作并且行驶速度为零的车辆运行状况下，可以依赖于挡位特定的副从动端转矩特性曲线地，通过使用降低系数来控制或调节驱动机。在车辆停止不动的该运行状况下，车辆传动装置的部件的润滑可能不足以使传动系能够在各个挡位下依赖于副从动端转矩特性曲线地在极限功率下运行。通过将降低系数应用到挡位特定的副从动端转矩特性曲线上，确保能够调用附加功率，其中，转矩高于正常转矩特性曲线但小于挡位特定的副从动端转矩特性曲线。
根据优选的实施方式，车辆传动装置可以具有至少两个同步挡位和至少两个负载切换挡位，当选定这些挡位时，调用与运行状况相关的挡位特定的转矩特性曲线来控制或调节驱动机。在此，可以以能调用的方式保存有提高了与负载切换挡位的数量相应的系数的数量的挡位特定的转矩特性曲线，也就是说运输转矩特性曲线和副从动端转矩特性曲线，由此能够通过驱动机更精细地将挡位特定的方式释放与运行状况相关的附加功率进行分级。
本发明还涉及一种用于控制车辆、尤其是市政或农业的商用车的传动系的控制器。
为解决开头提出的任务，提出一种用于控制车辆、尤其是市政或农业的商用车的传动系的控制器，该传动系具有至少一个驱动机、具有至少两个挡位的车辆传动装置、至少一个驱动车轴以及至少一个副从动端，其中，驱动机提供正常功率，该正常功率依赖于正常转矩特性曲线来控制或调节，其中，通过驱动机能与运行状况相关地将附加功率提供给至少一个驱动车轴和/或至少一个副从动端。控制器被设立成用于依赖于与运行状况相关的转矩特性曲线来控制或调节所提供的附加功率，这些与运行状况相关的转矩特性曲线依赖于所选择的挡位来调用。
尤其地，控制器可以被设立成用于执行本发明的方法。控制器包括存储单元以及计算单元，计算单元借助能保存在该存储单元中的转矩特性曲线、正常转矩特性曲线和挡位特定的转矩特性曲线来控制驱动机。
根据本发明的解决方案也能够体现为具有程序代码手段的计算机程序产品，以便当在计算机或相应的计算单元、尤其是根据本发明的控制器上执行该计算机程序产品时，执行根据本发明的用于运行车辆的传动系的方法。
本发明并不限于并列权利要求或其从属权利要求的特征的说明的组合。此外，还得到了如下可能性，即，将各个特征组合，尤其是从权利要求、下面的对优选的实施方式的描述或直接从附图中得到的特征彼此组合。权利要求通过使用附图标记来对附图的引用绝不是使权利要求的保护范围受限。
附图说明
在附图中示出下文阐述的本发明的有利实施方式。其中：
图1示出车辆的传动系的示意图；
图2示范性示出传动系的驱动机的发动机特性曲线、车辆传动装置的正常转矩特性曲线、运输转矩特性曲线和副从动端转矩特性曲线的对比的图表；
图3示范性示出挡位特定的运输转矩特性曲线的图表；以及
图4示范性示出挡位特定的副从动端转矩特性曲线的图表。
具体实施方式
图1的图示示出了车辆、尤其是是市政或农业的商用车的传动系1的示意图，该传动系包括车辆传动装置3。传动系1与驱动机2能耦接。为此，图1中所示的传动系1具有车辆传动装置3的输入轴4，该输入轴(根据车辆传动装置3的具体设计而定地)例如直接或间接地经由起动元件或起动离合器能与驱动机2的输出轴4耦接。
传动系1还包括车辆传动装置3的输出轴6，该输出轴与差速器7耦接。在本图中示出的传动系1中，差速器7在输出侧通过驱动车轴8分别与车轮驱动器9耦接，车轮驱动器在图1中示意性地通过相应的轮胎来示出。在其他实施例中，当然也可以实施更复杂的传动系1，其中，例如两个以上车轮能经由能驱动相应的车轮驱动器9和/或差速器7驱动地与发动机2能耦接或处于耦接。
传动系1还包括副从动端10(PTO＝Power Take-off)，该副从动端例如可以是车辆的、例如农用机械或拖拉机的动力输出轴。在本图所示的传动系1的实施例中，从车辆传动装置3的输出轴6分支出副从动端10。因此，该副从动端是尾部动力输出轴。根据实施例，传动系1也可以具有一个以上副从动端10。例如，当涉及的作业机械(例如拖拉机)配备有前部动力输出轴和/或尾部动力输出轴时，这可以是有意义的。
另外，传动装置3和传动系1包括至少一个传感器11，其在其功能和布置方面如下这样地构造，即，通过传感器11能够检测车辆传动装置3的输入轴4的输入功率、输入转矩和/或输入转速。传感器11因此间接或直接是用于确定功率的测量装置。
在此，传感器11与控制器12耦接。控制器12可以例如是车辆控制计算机。在此，传感器11经由传感器信号13向控制器12提供由其获知的值。控制器12包括计算单元14和存储单元15。存储单元15中尤其保存有用于通过控制器12驱控驱动机2的转矩特性曲线，如下将详述。控制器12将相应的控制信号16转发给驱动机2。控制器12还可以将控制信号转发给车辆传动装置3。
在传动系1中，车辆传动装置3是限制驱动机2所提供的功率的结构组件。虽然针对不同功率等级的车辆的经限定的功率范围，采用覆盖该功率范围的驱动机，但车辆传动装置仍特定地针对每种功率等级来设计。
由控制器12对驱动机2进行驱控，该控制器中保存有至少一个发动机特性曲线17。图2中的图示示范性地示出了驱动机2的发动机特性曲线17、正常转矩特性曲线18，运输转矩特性曲线19和副从动端转矩特性曲线20的对比的图表。车辆传动装置3具有至少两个同步挡位，根据本实施例为四个同步挡位。当未调用附加功率时，则驱动机2针对每个所选择的挡位根据正常转矩特性曲线18的走向来运行。四个同步挡位中的每一个的转矩走向都相应于正常转矩特性曲线18的走向。
运输转矩特性曲线19和副从动端转矩特性曲线20以达到正常转矩特性曲线18之上的特定的转速来延伸。因此，与借助副从动端转矩特性曲线20控制或调节驱动机2的情况相比，驱动机2通过使用运输转矩特性曲线19或副从动端转矩特性曲线20运行能够实现与运行状况相关地从驱动机2调用更高的驱动功率。
为了与运行状况相关地提供附加功率，监控至少一个副从动端10的投入运行和车辆的行驶速度。结合这些标准，可以确定驱动机2使用保存在存储单元15中的哪个转矩特性曲线18、19、20来通过控制器12进行控制或调节。
在至少一个副从动端10不工作并且车辆以低于限速的行驶速度运行的车辆运行状况下，无论所选择的车辆传动装置3的挡位怎样，都依赖于正常转矩特性曲线18来控制或调节驱动机2。也就是说，在这四个挡位中的每一个中，都走一遍正常转矩特性曲线18。
在至少一个副从动端10不工作并且车辆以高于限速的行驶速度运行的车辆运行状况下，驱动机2依赖于作为与运行状况相关的转矩特性曲线的运输转矩特性曲线19来控制或调节。
在至少一个副从动端10工作并且车辆以低于限速的最低行驶速度运行的车辆运行状况下，通过控制器12，驱动机2依赖于作为与运行状况相关的转矩特性曲线的副从动端转矩特性曲线20来控制或调节。
在此，进一步区分的是，是否在至少一个副从动端工作并且行驶速度为零的车辆运行状况下，以便依赖于运输转矩特性曲线20地通过使用降低系数来控制或调节驱动机2。
在出现依赖于运输转矩特性曲线19或副从动端转矩特性曲线20来控制或调节驱动机2中的一种运行状况时，车辆传动装置3的结构上的规格表现出限制功率限制，该功率限制限制了通过驱动机2提供的附加功率的功率。至少是最低的挡位的齿轮和轴承限制了车辆传动装置3的输入功率。为了优化能传递的附加功率，根据本发明提出，依赖于与运行状况相关的转矩特性曲线18、19a至19d、20a至20d来控制或调节所提供的附加功率，这些与运行状况相关的转矩特性曲线依赖于所分别选择的同步挡位来调用。给四个同步挡位中的每一个分配有特定的转矩特性曲线19a至19d和20a至20d，在偏离正常运行的应提供附加功率的运行状况下，依赖于这些转矩特性曲线来控制或调节驱动机2。通过本发明，确保针对每个所选择的同步挡位调用附加功率时，通过驱动机2释放了并且传递给车辆传动装置3与每个单个同步挡位因其规格而能传递的最高功率一样多的功率。因此例如应考虑如下事实，即，在低级挡位时，因高传动比而能传递极大的转矩，但出于空间原因，第一同步挡位以及通常还有第二同步挡位的齿轮等不能将规格确定得任意大以便将完全可用的发动机功率传递到每个运行点。
结合图3和图4示例性地详细阐述了这一点。图3示范性地示出了挡位特定的运输转矩特性曲线19a、19b、19c、19d的图表，而图4示范性地示出了挡位特定的副从动端转矩特性曲线20a、20b、20c、20d的图表，它们分别以能调用的方式保存在控制器12的存储单元中。图3和图4中绘制了正常转矩特性曲线18作为参考，当在副从动端10运行期间或在高速运输行驶中未调用附加功率时，无论挡位怎样，通过控制器12都使用该正常转矩特性曲线来控制或调节驱动机2。
挡位特定的配属设置的是，在使用运输转矩特性曲线19a至19d之一来驱控驱动机2的运行状况下，在选定第一同步挡位时，从存储单元15中调用运输转矩特性曲线19a。相应地，在选定第二同步挡位时，调用运输转矩特性曲线19b，在选定第三同步挡位时，调用运输转矩特性曲线19c，在选定第四同步挡位时，调用运输转矩特性曲线19d。运输转矩特性曲线19d的走向相应于根据图2的运输转矩特性曲线19的走向并且描述了能传递的最大转矩。基于运输转矩特性曲线19a至19d的挡位特定配属，由驱动机2提供遵循车辆传动装置3的各自的挡级的有效功率的附加功率。由此，使车辆在任何运行状态下都能以其极限功率运行，而车辆传动装置3的部件不超载。
在图4中以这种运行状况为基础，在该运行状况下使用挡位特定的副从动端转矩特性曲线20a至20d之一来控制驱动机2。挡位特定的配属类似于为四个同步挡位分配传递转矩特性曲线19a至19d。在此，第四同步挡位的副从动端转矩特性曲线20d的走向也相应于根据图2的副从动端转矩特性曲线20的走向。
另如上已述，此外还区分在副从动端10工作时，车辆是运动的还是停止不动的。在停止不动的情况下，挡位特定地依赖于相应的副从动端转矩特性曲线20a、20b、20c、20d，通过使用降低系数来控制或调节车辆传动装置3。降低系数通过如下方式将不同的润滑特性考虑在内，即，根据副从动端转矩特性曲线20a、20b、20c、20d降低能分别以挡位特定方式传递的最大转矩。
一般而言，车辆传动装置3的每个同步挡位能扩展至少一个负载切换挡位。为了更加精确并详细地驱控通过驱动机2进行形式为提供附加功率的功率释放，可以将提高了与负载切换挡位数量相应的系数的数量的挡位特定的转矩特性曲线，也就是说运输转矩特性曲线和副从动端转矩特性曲线，以能调用的方式保存在控制器12的控制单元15中，从而能够通过驱动机2更精细地对以挡位特定的方式释放与运行状况相关的附加功率进行分级。
附图标记列表
1 传动系
2 驱动机
3 车辆传动装置
4 输入轴
5 输出轴
6 输出轴
7 差速器
8 驱动车轴
9 车轮驱动器
10 副从动端
11 传感器
12 控制器
13 传感器信号
14 计算单元
15 存储单元
16 控制信号
17 发动机特性曲线
18 正常转矩特性曲线
19 运输转矩特性曲线
19a 运输转矩特性曲线
19b 运输转矩特性曲线
19c 运输转矩特性曲线
19d 运输转矩特性曲线
20 副从动端转矩特性曲线
20a 副从动端转矩特性曲线
20b 副从动端转矩特性曲线
20c 副从动端转矩特性曲线
20d 副从动端转矩特性曲线

Claims (13)

1.一种用于运行车辆的传动系(1)的方法，所述传动系具有至少一个驱动机(2)、具有至少两个挡位的车辆传动装置(3)、至少一个驱动车轴(8)以及至少一个副从动端(10)，其中，由所述驱动机(2)提供正常功率，所述正常功率依赖于正常转矩特性曲线(18)来控制或调节，其中，与运行状况相关地，将附加功率提供给所述至少一个驱动车轴(8)和/或所述至少一个副从动端(10)，其特征在于，依赖于与运行状况相关的转矩特性曲线(18、19a、19b、19c、19d、20a、20b、20c、20d)来控制或调节所提供的附加功率，所述与运行状况相关的转矩特性曲线依赖于所选择的挡位来调用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监控所述至少一个副从动端(10)的投入运行和所述车辆的行驶速度，以便与运行状况相关地提供附加功率。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述至少一个副从动端(10)不工作并且所述车辆以低于极限行驶速度的行驶速度运行的车辆运行状况下，无论所选择的挡位怎样，都依赖于所述正常转矩特性曲线(18)来控制或调节所述驱动机(2)。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，在所述至少一个副从动端(10)不工作并且所述车辆以高于极限行驶速度的行驶速度运行的车辆运行状况下，依赖于作为与运行状况相关的转矩特性曲线的挡位特定的运输转矩特性曲线(19a、19b、19c、19d)来控制或调节所述驱动机(2)。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，在所述至少一个副从动端(10)工作并且所述车辆以低于极限行驶速度的行驶速度运行的车辆运行状况下，依赖于作为与运行状况相关的转矩特性曲线的挡位特定的副从动端转矩特性曲线(20a、20b、20c、20d)来控制或调节所述驱动机(2)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述至少一个副从动端(10)工作并且行驶速度为零的车辆运行状况下，挡位特定地依赖于所述副从动端转矩特性曲线(20a、20b、20c、20d)地，在使用降低系数的情况下来控制或调节所述驱动机(2)。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述车辆传动装置(3)具有至少两个同步挡位和至少两个负载切换挡位，在选定这些挡位时，调用与运行状况相关的挡位特定的转矩特性曲线(18、19a、19b、19c、19d、20a、20b、20c、20d)来控制或调节所述驱动机(2)。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述车辆是市政或农业的商用车。
9.一种用于控制车辆的传动系(1)的控制器(12)，所述传动系具有至少一个驱动机(2)、具有至少两个挡位的车辆传动装置(3)、至少一个驱动车轴(8)以及至少一个副从动端(10)，其中，所述驱动机(2)提供正常功率，所述控制器(12)依赖于正常转矩特性曲线(18)来控制或调节所述正常功率，其中，通过所述驱动机(2)能与运行状况相关地将附加功率提供给所述至少一个驱动车轴(8)和/或所述至少一个副从动端(10)，其特征在于，所述控制器(12)被设立成用于依赖于与运行状况相关的转矩特性曲线(18、19a、19b、19c、19d、20a、20b、20c、20d)来控制或调节所提供的附加功率，所述与运行状况相关的转矩特性曲线依赖于所选择的挡位来调用。
10.根据权利要求9所述的控制器(12)，其特征在于，所述控制器(12)被设立成用于执行根据权利要求2至8中任一项所述的方法。
11.根据权利要求9所述的控制器(12)，其特征在于，所述车辆是市政或农业的商用车。
12.一种机器可读的存储介质，其特征在于，存储介质存储有计算机程序，当在计算机或相应的计算单元上执行所述计算机程序时，执行根据权利要求1至8中任一项所述的用于运行车辆的传动系(1)的方法。
13.根据权利要求12所述的存储介质，其特征在于，所述计算单元是根据权利要求9、10或11所述的控制器(12)。
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