CN1305698C - 独立结合式动力输出装置的自动接合/分离方法 - Google Patents

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Abstract

用于独立结合式动力输出装置(32)的自动接合方法(和分离方法)，该动力输出装置(32)由布置在车辆上的内燃机(1)驱动，该车辆配备有自动分级变速箱(9)和自动盘式离合器(3)。控制单元(45)记录该动力输出装置(32)的接合被要求；控制单元(45)使盘式离合器(3)分离；控制单元(45)减小发动机转速或使发动机(1)停止；控制单元(45)使动力输出装置(32)接合；控制单元(45)使盘式离合器(3)结合在一起，或如果发动机(1)停止，就起动发动机(1)并将盘式离合器(3)结合在一起。

Description

独立结合式动力输出装置的自动接合/分离方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的方法，该方法涉及布置在车辆发动机并由车辆发动机驱动的独立结合式动力输出装置的自动接合/分离方法。
背景技术
为了能有效地处理载重汽车上的载荷，载荷处理设备是必需的。这种设备最普通的例子是倾卸装置和起重机。同样普通的是用来装载或卸载大宗货物的吊车、垃圾处理设备、旋转式水泥浆搅拌机、冲洗设备和空气压缩机。
同样，为了利用车辆发动机的驱动功率来驱动载荷处理设备，需要动力输出装置。来自动力输出装置的驱动功率能通过传动轴或传动带机械地传输，或依靠安装在动力输出装置上的液压泵液压地传输。
动力输出装置分成独立结合式和非独立结合式动力输出装置。独立结合式动力输出装置的速度和功率遵循车辆发动机，而不管车辆是被驱动还是静止。独立结合式动力输出装置适合于在车辆被驱动时使用的载荷处理设备，例如垃圾处理设备、水泥浆搅拌机、制冷/冷冻设备和扫雪机。独立结合式动力输出装置能安装在车辆发动机上或安装在车辆的发动机与变速箱之间，但在盘式离合器的前面，也就是说在盘式离合器的发动机侧上，其中盘式离合器布置在发动机与变速箱之间。
由于微型计算机技术的进一步发展，自动分级变速箱型的自动变速箱在重型车辆中已经变得越来越普遍，并使得用控制计算机和若干执行器，例如伺服电动机，能以这样一种方式彼此相关地精确调节发动机速度、接合和分离发动机与变速箱之间的自动盘式离合器以及变速箱的内部结合装置，以便总是在正确的发动机速度获得平缓换档。
与用若干行星齿轮级和输入侧上的液力变矩器构造的传统自动变速箱相比，这种类型的自动变速箱的优点一方面是，特别是就在重型车辆中的使用而论，它更简单和更坚固，并能以比传统自动变速箱低得多的成本制造，另一方面是它具有更高的效率，这意味着能具有较低的燃料消耗量。
根据用于上述类型的自动分级变速箱的已知技术，当车辆驾驶员希望接合独立结合式动力输出装置时，例如为了驱动布置在车辆上的水泥浆搅拌机，发生下面的情况，该独立结合式动力输出装置配备有用来接合/分离动力输出装置的盘式离合器。由于配备有所述变速箱的车辆通常没有盘式离合器踏板，所以为了尽可能地将动力输出装置的盘式离合器的磨损减到最小，驾驶员必须通过借助于布置在车辆中的档位选择器使变速箱进入空档和确保发动机进入其怠速转速来进行起动。另一种方式是完全停止发动机，在动力输出装置的接合/分离装置是爪形离合器的情况下，驾驶员被迫这么做。在爪形离合器的情况下，发动机必须是静止的以便避免爪形离合器受到损害和出现刮擦噪音。下一步是驾驶员借助于布置在车辆中的控制器来使动力输出装置接合，以控制动力输出装置。如果发动机已经停止，那么在该情况下驾驶员就必须重新启动发动机。最后，通过选择正确的发动机转速，驾驶员调节动力输出装置的转速。后面的操作通常借助于布置在车辆中的节气门控制器来实现。
因而，在启动动力输出装置之前，带有根据该技术状态的动力输出装置的车辆的驾驶员必须执行大量步骤，对于不熟练的驾驶员来说，这既花时间又可能引起操作问题。
因而，在配备有独立结合式动力输出装置和自动分级变速箱的车辆中存在一种需要，以便当驾驶员希望使用车辆的独立结合式动力输出装置时，简化车辆驾驶员的操作。
发明内容
就根据本发明方法而论，根据本发明的问题的解决方案在专利的权利要求1和5中描述。专利的权利要求2到4描述了优选实施例和根据本发明的方法的改进。
根据本发明的方法描述了用于独立结合式动力输出装置的自动接合方法和自动分离方法，该动力输出装置由布置在车辆中的内燃机驱动，该内燃机通过自动盘式离合器连接到自动分级变速箱，至少一个控制单元布置在车辆中，用来控制变速箱、盘式离合器和内燃机。
就接合方法来说，本发明特征在于下列步骤：
控制单元通过控制器记录该动力输出装置的接合被要求，所述控制器连接到控制单元用来控制动力输出装置；
控制单元使盘式离合器分离或控制单元在变速箱中选择空档；
控制单元将发动机的转速控制成怠速转速或几乎是怠速转速或至少减小发动机转速或使发动机停止；
控制单元使动力输出装置接合；
控制单元使盘式离合器结合在一起，或如果变速箱已经进入空档，就重新接合档位，或如果发动机停止，就在盘式离合器结合在一起或档位的接合发生之前起动发动机，或如果车辆正在以足够的速度移动且接合了正确的档位，则控制单元通过使盘式离合器接合来起动发动机。
就分离方法来说，本发明特征在于下列步骤：
控制单元通过控制器记录该动力输出装置的分离被要求，所述控制器连接到控制单元用来控制动力输出装置；
控制单元使动力输出装置分离。
根据本发明的接合/分离方法的优点是驾驶员更容易接合和分离动力输出装置，且在大多数情况下都更快。而且，动力输出装置的接合/分离装置(盘式离合器或爪形离合器)上的载荷将减到最小。仅仅用一个操作来接合或分离动力输出装置。
在根据本发明的方法的第一优选实施例中，控制单元被安排成，在已经执行动力输出装置的接合之后，在考虑到动力输出装置和/或考虑到由动力输出装置驱动的设备的情况下使发动机转速适合。该实施例主要适合于静止的车辆。
根据本发明的方法的优点是，由于控制系统预先知道哪种类型的动力输出装置和/或哪种类型的设备被结合到动力输出装置，所以能使接合和分离方法最优，例如就转速而论。
在根据本发明的方法的第二优选实施例中，控制单元安排成在，已经执行动力输出装置的接合之后，在考虑到车速和变速箱传动比的情况下使发动机转速适合。
其优点是当盘式离合器接合时，能在布置于发动机与变速箱之间的盘式离合器上获得最小的负载。
本发明其它的实施例在下面的专利从属权利要求中出现。
附图说明
下面将参考附图对本发明进行更详细的描述，附图为了范例的目的表示本发明另外的优选实施例和技术背景。
图1a表示带有邻近的动力输出装置、盘式离合器和变速箱的内燃机的图示；
图1b表示带有邻近的盘式离合器和变速箱以及直接布置在内燃机上的动力输出装置的内燃机的图示。
具体实施方式
在图1a中，附图标记1表示六缸内燃机，例如柴油机，其曲轴2连接到一般地由附图标记3表示的单片干式盘式离合器，单片干式盘式离合器被装入离合器箱4中。曲轴2通过连接到飞轮(未示出)的发动机输出轴51不可旋转地连接到离合器3的离合器壳5，同时离合器片6不可旋转地连接到输入轴7，输入轴7可旋转地安装在变速箱的箱体8中，变速箱由附图标记9一般地表示。主轴10和中间轴11也可旋转地安装在箱体8中。布置在发动机1和离合器箱4之间的是中间外壳35，齿轮15以固定的方式布置在输出轴51上。该齿轮15通过另一个齿轮16驱动一个轴，该轴构成由附图标记32表示的动力输出装置的输入轴。
图1b表示另一个实施例，除了缺少带有齿轮的中间外壳35和动力输出装置32改为由发动机1的齿轮传动装置驱动之外，该实施例与图1a中所示的实施例一致，这里齿轮传动装置由附图标记17和18表示。
分级变速箱9通常由输入轴7、中间轴11和主轴10构成，中间轴11具有至少一个与输入轴7上的齿轮啮合的齿轮，主轴10带有与中间轴11上的齿轮啮合的齿轮。然后，主轴10还连接到输出轴，输出轴例如通过传动轴连接到驱动轮。与变速箱中的另一对齿轮相比，每对齿轮都具有不同的传动比。通过不同对的齿轮将转矩从发动机1传输到驱动轮来获得不同的档位。
布置在变速箱9中的是伺服装置(未示出)，其可以是用于上述类型变速箱中的气动操作的活塞/气缸装置，上述类型的变速箱可以是在市场中出售的名字为I-Shift的变速箱。
当连接到控制单元45的电子档位选择器46处于其自动换档位置中时，依据供给到控制单元的表示各种发动机和车辆数据的信号以及，在合适地情况下，还依据发动机制动的打开/关闭情况，伺服装置由包括微型计算机的电控单元45控制，所述发动机和车辆数据至少包括发动机转速、车速、节气门踏板位置。当选择器处于手动换档位置中时，在驾驶员的命令下通过档位选择器46进行换档。控制单元45通过伺服装置选择传动比。
控制单元45向发动机控制单元50要求发动机转速和/或发动机转矩，发动机控制单元50控制燃料喷射。
动力输出装置32本身通常包括安装在中间外壳35上或安装在发动机缸体上的外壳。通过一个接合与分离装置(未示出)，根据图1a中的实施例，动力输出装置的输入轴能以旋转地固定的方式连接到发动机的输出轴51，或根据图1b中的实施例，其能以旋转地固定的方式连接到曲轴2。在两个实施例中，动力输出装置的接合与分离装置由控制单元45控制。车辆驾驶员通过用来控制动力输出装置32的控制器33要求动力输出装置32的接合与分离，该控制器33连接到控制单元45。从而当动力输出装置32接合时，它由发动机1驱动。动力输出装置32能在动力输出装置的至少一个输出轴(未示出)上具有一种或多种传动装置可能性。希望被驱动的单元连接到动力输出装置的输出轴。
根据本发明，控制单元45被编程，以便当控制单元45从控制器33收到表示动力输出装置32将被接合的输入信号时，控制单元45使盘式离合器3分离，且优选地将发动机转速控制到发动机1的怠速转速。如果动力输出装置32的接合与分离装置(未示出)是盘式离合器类型的，则可能在不减小发动机转速的情况下使动力输出装置32接合。然而，其缺点是由于在发动机1和动力输出装置之间具有较大的速度差，所以动力输出装置32的盘式离合器被不必要地磨损，其中动力输出装置的转速在该情况下通常是零。因而，至少发生发动机转速减小的情况，或如已经提及的，发动机转速减小到发动机1的怠速转速。如果动力输出装置32的接合与分离装置是爪形离合器类型的，则发动机1停止，以便发动机转速为零或几乎为零，这是为了避免爪形离合器中的齿轮齿受到损害和避免刮擦噪音。当动力输出装置32的接合与分离装置是盘式离合器类型时，停止发动机1也起作用。
当控制系统45记录发动机1的转速适合时，控制单元45通过动力输出装置的接合与分离装置(未示出)使动力输出装置32接合。
根据本发明的有利实施例，如果通过转矩控制程序是合适的，则控制单元45被编程以便在动力输出装置32的接合之后，在考虑到动力输出装置32和/或考虑到由动力输出装置32驱动的设备(未示出)的情况下控制发动机1的转速。当车辆是静止的时，该实施例是最合适的。
在本发明另一个有利实施例中，如果通过转矩控制程序是合适的，则控制单元45被编程以便在动力输出装置32的接合之后，在考虑到车速和考虑到变速箱的当前传动比的情况下控制发动机1的转速，以便当控制单元45随后重新使盘式离合器3接合时，在盘式离合器3中获得最小的滑动。
如果动力输出装置的接合与分离装置是爪形离合器类型的，则通过使发动机1停止来使发动机1的转速适合。当发动机1的转速是零或几乎为零时，动力输出装置32的爪形离合器结合到一起。然后，如果通过转矩控制程序是合适的，则在考虑到动力输出装置32和/或考虑到由动力输出装置32驱动的设备的情况下使发动机转速适合之前，控制系统45起动发动机1。另一个实施例是通过将盘式离合器3结合在一起，允许车辆起动发动机1。为了通过使盘式离合器3接合来起动发动机1，必需使车辆以足够的速度向前移动，并且选择变速箱9中正确的传动比。
根据本发明，通过控制单元45首先记录经由控制器33要求所述分离，动力输出装置32的分离发生。控制单元45通过动力输出装置32的接合与分离装置使动力输出装置32分离。当动力输出装置32的分离发生时，盘式离合器3不必被分离。
根据本发明的独立于盘式离合器的动力输出装置32的接合与分离与车速无关。
在本发明的一个实施例中，能通过指示灯和/或显示器上的信息或连接到车辆的另一个信息装置，有利地给车辆驾驶员提供关于动力输出装置32的接合/分离功能的反馈。
本发明不能应用于不具有分离可能性的独立结合式动力输出装置。

Claims (5)

1.一种用于独立结合式动力输出装置(32)的自动接合方法，该动力输出装置(32)由布置在车辆上的内燃机(1)驱动，该内燃机(1)通过自动盘式离合器(3)连接到自动分级变速箱(9)，至少一个控制单元(45)布置在车辆中，用来控制变速箱(9)、盘式离合器(3)和内燃机(1)，该接合方法的特征在于下列步骤：
控制单元(45)通过控制器(33)记录该动力输出装置(32)的接合被要求，所述控制器(33)连接到控制单元(45)用来控制动力输出装置(32)；
控制单元(45)使盘式离合器(3)分离或控制单元在变速箱中选择空档；
控制单元(45)将发动机(1)的转速控制成怠速转速或几乎是怠速转速或至少减小发动机转速或使发动机(1)停止；
控制单元(45)使动力输出装置(32)接合；
控制单元(45)使盘式离合器(3)结合在一起，或如果变速箱已经进入空档，就重新接合档位，或如果发动机(1)停止，就在盘式离合器(3)结合在一起或档位的接合发生之前起动发动机(1)，或如果车辆正在以足够的速度移动且接合了正确的档位，则控制单元(45)通过使盘式离合器接合来起动发动机(1)。
2.如权利要求1所述的用于独立结合式动力输出装置(32)的自动接合方法，该方法的特征还在于下列步骤，即在已经执行动力输出装置(32)的接合之后，在考虑到动力输出装置(32)和/或考虑到由动力输出装置(32)驱动的设备的情况下，控制单元(45)使发动机(1)的转速适合，或，如果发动机(1)停止，控制系统(45)就起动发动机(1)并在考虑到动力输出装置(32)和/或考虑到由动力输出装置(32)驱动的设备的情况下使发动机(1)的转速适合。
3.如权利要求1所述的用于独立结合式动力输出装置(32)的自动接合方法，该方法的特征还在于下列步骤，即在已经执行动力输出装置(32)的接合之后，在考虑到车速和变速箱传动比的情况下和为了在盘式离合器(3)接合时，将盘式离合器(3)上的负载减到最小，控制单元(45)使发动机(1)的转速适合。
4.如权利要求2和3中的一个所述的用于独立结合式动力输出装置(32)的自动接合方法，该方法的特征还在于下列步骤，即控制单元(45)通过转矩控制程序使发动机(1)的转速适合。
5.一种用于独立结合式动力输出装置(32)的自动分离方法，该动力输出装置(32)由布置在车辆上的内燃机(1)驱动，该内燃机(1)通过自动盘式离合器(3)连接到自动分级变速箱(9)，至少一个控制单元(45)布置在车辆中，用来控制变速箱(9)、盘式离合器(3)和内燃机(1)，该分离方法的特征在于下列步骤：
控制单元(45)通过控制器(33)记录该动力输出装置(32)的分离被要求，所述控制器(33)连接到控制单元(45)用来控制动力输出装置(32)；
控制单元(45)使动力输出装置(32)分离。
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