CN1688458A - 依靠联接的动力输出装置的自动接合/分离方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于依靠联接的动力输出装置(32)的自动接合方法(和分离方法)，动力输出装置(32)由布置在车辆中的发动机(1)，通过自动盘式离合器(3)驱动，自动盘式离合器(3)接着连接到自动多级齿轮变速箱(9)，在变速箱(9)中安装有用于驱动动力输出装置(32)的轴(11)，至少一个用于控制变速箱(9)的控制单元(45)，盘式离合器(3)和发动机(1)。该接合方法的特征在于包括以下步骤：控制单元(45)记录动力输出装置(32)需要接合，并且车辆是静止的；控制单元(45)将发动机(1)的转速控制为怠速；控制单元(45)分离盘式离合器(3)；控制单元(45)接合动力输出装置(32)；控制单元(45)与盘式离合器(3)联接在一起。

Description

依靠联接的动力输出装置的自动接合/分离方法
技术领域
本发明涉及一种依据下面的权利要求1和6前序部分的用于机动车辆的方法。该方法涉及一种用于布置在车辆变速箱中的依靠联接的动力输出装置的自动接合/分离方法。
背景技术
为了使有效的控制卡车上的负荷变得可能，负荷控制装置是必需的。这种装置最普遍的实例是倾卸装置和起重机。同样普遍的是用于加载或卸载大宗货物的吊钩装载机，废物处理装置，旋转式混凝土搅拌机，冲洗装置和空气压缩机。
同样，为了利用车辆发动机的驱动力驱动负荷控制装置，需要动力输出装置。从动力输出装置输出的驱动力可以通过传动轴或传动带机械的传递，或者利用安装在动力输出装置中的液压泵液力的传递。
动力输出装置分为不依靠联接和依靠联接的动力输出装置。依靠联接的动力输出装置安装在变速箱中，通常由变速箱的中间轴驱动。这意味着动力输出装置是依靠联接的，也就是说，当处于车辆发动机和变速箱之间的盘式离合器分离的时候，动力输出装置停止运转。依据变速箱是否安装有拼合齿轮，发动机和动力输出装置之间的比率会受到影响。依靠联接的动力输出装置适合负荷控制装置，负荷控制装置是在车辆静止的时候使用的，比如，用于加载或卸载大宗货物的倾卸机构，起重机，吊钩装载机，用于注满/抽空各种容器的泵和空气压缩机。
当微机技术大大发展的时候，自动多级齿轮变速箱类型的自动变速箱在重型车辆中变得日益普遍，采用控制计算机和许多执行机构，比如伺服电机，使得精确调节发动机转速，位于发动机和变速箱之间的自动盘式离合器的接合与分离，和采用这种方式互相关联的变速箱内部的联接装置变得可能，使得在合适的发动机转速下总能获得平缓的换档。
与安装有行星齿轮架并在输入端安装有液动力矩转换器的传统自动变速箱相比，这类自动变速箱的优势在于，一方面，尤其是当涉及到在重型车辆中使用时，它比传统自动变速箱简单、坚固，可以用比传统自动变速箱低得多的成本制造，另一方面，它有较高的效率，这意味着低的燃油消耗是可能的。
依据上述类型的自动多级齿轮变速箱的已知的技术，当车辆的驾驶员希望接合依靠联接的动力输出装置例如以便驱动一个用于注满/抽空布置在车辆中的水箱的泵时，以下情形将发生：驾驶员通过使用布置在车辆中的变速杆将变速箱置于空档位置来发动。然后他应该应用布置在车辆中的停车制动装置来确保车辆是静止的。当动力输出装置装备有爪式连接器类型的接合/分离装置的时候，这一点尤其重要。如果变速箱装备有拼合齿轮，驾驶员使用变速杆选择适合动力输出装置及其联接装置的拼合齿轮。下一步是，驾驶员通过布置在车辆中用于控制动力输出装置的控制器接合动力输出装置。最后，通过选择恰当的发动机转速，驾驶员调节动力输出装置的转速。后面的操作通常通过布置在车辆中的节气门控制器执行。
因此，在动力输出装置启动之前，拥有依据现有技术状态的动力输出装置的车辆的驾驶员不得不执行许多步骤。对于不熟练的驾驶员来说，这既花费时间，又可能导致操纵问题。
因此，对车辆驾驶员来说，当他希望使用车辆的依靠联接的动力输出装置的时候，在装备有依靠联接的动力输出装置和自动多级齿轮变速箱的车辆中存在有一个简化操作的需要。
发明内容
就依据本发明考虑的方法而言，依据本发明的问题的解决办法在发明权利要求1和6中被说明。其它的发明权利要求说明优选实施例和依据本发明的方法的发展(2到5和7、8)。
依据本发明的方法说明了用于依靠联接的动力输出装置的自动接合方法和自动分离方法，该依靠联接的动力输出装置由布置在车辆中的发动机通过自动盘式离合器驱动，自动盘式离合器接着连接到自动多级齿轮变速箱，在自动多级齿轮变速箱中布置有用于驱动动力输出装置的轴。至少一个用于控制变速箱、盘式离合器和发动机的控制单元布置在车辆中。
在接合方法的情况下，本发明的特征在于以下步骤：
-控制单元通过控制器记录动力输出装置被要求接合，控制器连接到控制单元，用于控制动力输出装置；
-控制单元记录车速为零或几乎为零；
-控制单元将发动机转速控制为怠速或几乎为怠速；
-控制单元分离盘式离合器；
-控制单元接合动力输出装置；
-控制单元与盘式离合器联接在一起。
在分离方法的情况下，本发明的特征在于以下步骤：
-控制单元通过控制器记录动力输出装置被要求分离，控制器连接到控制单元，用于控制动力输出装置；
-控制单元将发动机转速控制为怠速或几乎为怠速；
-控制单元分离盘式离合器；
-控制单元分离动力输出装置；
控制单元与盘式离合器联接在一起。
依据本发明的接合/分离方法的优点在于，对驾驶员来说，它更容易，大部分情况下更快速的接合和分离动力输出装置。动力输出装置只执行接合或分离一种操作。
在依据本发明的方法的第一优选实施例中，在执行了动力输出装置的接合之后，考虑动力输出装置和/或由动力输出装置驱动的设备，控制单元布置成适应发动机的转速。
依据本发明的方法的优点在于，当控制系统预先知道了动力输出装置的类型和/或连接到动力输出装置的设备的类型的时候，接合和分离方法能够被优化，比如，就考虑发动机转速而言。
在依据本发明的方法的第二实施例中，在动力输出装置的接合发生之前，通过控制单元确保驱动动力输出装置的变速箱的轴的转速下降了，来优化动力输出装置本身的接合。
依据本发明的方法的优点在于，动力输出装置的接合/分离装置受到较小的压力，这样，装置的寿命被延长了。
发明的更多的实施例出现在附属的专利权利要求中。
附图说明
下面将参考附图，非常详细的说明本发明，为了达到范例的目的，展示了更多的发明的优选实施例，也展示了技术背景。
图1示出了带有相邻的离合器和变速箱的内燃机的图形表示。
图2示出了图1中按比例放大的离合器和变速箱。
具体实施方式
在图1中，附图标号1标明六缸内燃机，比如柴油发动机，它的曲轴2连接到单片干式离合器，单片干式离合器通常由附图标号3标明，装在离合器壳4中。通过连接到飞轮(图中未示)的发动机的输出轴51，曲轴2不可转动的连接到离合器3的离合器外壳5，同时，它的碟片6不可转动的连接到输入轴7，输入轴是可旋转的安装在变速箱的外壳8中的，变速箱用附图标号9标明。主轴10和中间轴11也是可旋转的安装在外壳8中的。
从图2中可以清楚看到，齿轮12可旋转的安装在输入轴7上，并通过连接套13锁定在轴上，连接套设置有同步装置，不可转动的但是可以轴向移动的安装在轴套14上，轴套14不可转动的连接到输入轴7上。通过连接套13，可转动的安装在主轴10上的齿轮15相对于输入轴7也是锁定的。连接套1 3处于中间位置时，齿轮12和15分别从他们各自的轴7和10上分离。齿轮12和15分别于齿轮16和17接合，齿轮16和17不可转动的连接到中间轴11。采用可旋转的固定方式布置在中间轴11上的还有齿轮18、19和20，它们分别与齿轮21、22和23啮合，齿轮21、22和23可旋转的安装在主轴10上，分别通过连接套24和25锁定在主轴10上，在所示的说明性的实施例中，连接套24和25没有同步装置。此外，另一个齿轮28可旋转的安装在主轴10上，与中间齿轮30啮合，中间齿轮30可旋转的安装在独立轴29上，接着与中间轴齿轮20啮合。齿轮28通过连接套26锁定在轴上。
齿轮副12，16和15，17以及连接套13组成具有低速档段LS和高速档段HS的同步拼合齿轮。齿轮副15，17和齿轮副21，18，22，19，23，20以及三个齿轮28，20和30一起也组成具有四个前进档和一个倒车档的基本变速箱。主轴10的输出端直接连接到传动轴(图中未示)，传动轴将驱动力传递到驱动轮(图中未示)。另一种选择是，主轴10的输出端连接到范围档位段(图中未示)，范围档位段接着连接到传动轴。
连接套13，24，25和26可如图2中箭头所示移动，结合箭头所示获得档位段。连接套13，24，25，每个都有三个位置，两个传动位置和一个空档位置N(中间位置)。连接套26有一个传动位置和一个空档位置N。连接套的移动是由图2中图表指示的各自的伺服装置40，41，42和43引起的，所述伺服装置可以是在上面说明的变速箱类型中使用的气动操作的活塞/气缸布置，这种变速箱在市场上被称为I-shift。
当连接到控制单元45的电子变速杆46处于自动换档位置时，伺服装置40，41，42和43由包含一个微机的电子控制单元45(参看图1)，依靠传递给控制单元的代表各种发动机和车辆数据的信号而控制，这些信号至少包括发动机转速、车速、油门踏板位置和发动机制动的开启/关闭(如果适当)。当选择器在手动换档位置时，在驾驶员的指令下，通过变速杆46进行换档。
控制单元45需要来自于控制燃油喷射的发动机控制单元50的发动机转速和/或发动机转矩。
在图1和2中，附图标号32标明连接到中间轴11的动力输出装置。动力输出装置通常包括安装在变速箱侧壁或后端壁的外壳。通过接合和分离装置(图中未示)，动力输出装置32的输入轴(图中未示)采用可旋转的固定方式连接到中间轴11。动力输出装置32的接合和分离装置由控制单元45控制。
车辆的驾驶员通过控制动力输出装置32的控制器33来要求动力输出装置32的结合与分离，控制器33连接到控制单元45。从而，当动力输出装置32接合的时候，它因此由发动机1通过盘式离合器3、拼合齿轮12，16或15，17和中间轴11驱动。动力输出装置32在动力输出装置的至少一个输出轴(图中未示)上通常装备有一种或多种传动可能性。想要被驱动的机构连接到动力输出装置32的输出轴。
依据本发明，控制单元45设计成使得当控制单元45收到来自于控制器33表明动力输出装置32已接合的输入信号时，控制器45将发动机转速控制为发动机1的怠速。在发动机1的转速被控制为怠速之前，控制单元45首先检查满足了合适的给定条件，比如，车辆是静止的，和/或，应用了布置在车辆中的停车制动装置(图中未示)。
当发动机1下降到怠速的时候，控制单元45分离盘式离合器3，然后等待，直到中间轴11的转速已经下降到了较低的速度，典型的，动力输出装置32的中间轴和输入轴之间的差为30rpm或更低。中间轴11的转速降低可以被加快，比如，通过布置在中间轴11上的中间轴制动装置34(仅图2中显示)。中间轴制动装置34的制动功能由控制单元45控制。
如例证性实施例所示，变速箱装备有拼合齿轮零件12，16，15，17，13，14。因此，在依据本发明的方法中的下一步是，控制单元45选择适合动力输出装置32和/或由动力输出装置驱动的设备的拼合齿轮比。拼合齿轮通常选择成使得发动机转速尽可能低，但是发动机仍然能够提供足够的转矩。关于这些的信息存储在控制单元45中。
当恰当的拼合齿轮接合的时候，动力输出装置32由控制单元45通过动力输出装置的接合和分离装置(图中未示)接合。控制单元45采用这样一种方式调节盘式离合器的再接合，就是，如果动力输出装置的接合和分离装置是盘式离合器类型，优先选择较低的转速。如果动力输出装置的接合和分离装置是爪式连接器类型，盘式离合器3采用这样一种方式滑动，就是，消除任何齿轮齿抵靠着爪式连接器中齿轮齿位置。当动力输出装置32接合的时候，如果合适的通过转矩控制程序，盘式离合器3完全接合。
依据本发明的一个有利的实施例，控制单元45被设计成，在动力输出装置32接合之后，考虑动力输出装置32和/或考虑由动力输出装置驱动的设备(图中未示)，控制发动机1的转速。
依据本发明，控制单元45首先记录要求通过控制器33的分离，通过控制单元45，动力输出装置32的分离以相应方式发生。同样在这里，一个可选实施例是，控制单元45在发动机1的转速被控制为怠速之前，首先检查满足了合适的给定条件(参看接合方法)。在控制单元45将发动机1的转速降低到怠速，然后降低中间轴11的转速之后，控制单元45通过动力输出装置32的结合与分离装置分离动力输出装置32。然后，控制单元45与盘式离合器3采用合适的方式联接在一起，完成发动机的控制。
在本发明的一个实施例中，车辆驾驶员通过指示灯和/或显示器或连接到车辆的另外的信息装置上的信息，车辆驾驶员可以方便的设置关于动力输出装置的接合/分离功能的反馈。
本发明也可以应用于没有拼合齿轮零件的变速箱。

Claims (8)

1.一种用于依靠联接的动力输出装置(32)的自动接合方法，该动力输出装置(32)由布置在车辆中的发动机(1)，通过自动盘式离合器(3)驱动，该自动盘式离合器(3)接着连接到自动多级齿轮变速箱(9)，在变速箱(9)中布置有用于驱动动力输出装置(32)的轴(11)，至少一个用于控制变速箱(9)的控制单元(45)，盘式离合器(3)和发动机(1)，该接合方法的特征在于以下步骤：
-控制单元(45)通过控制器(33)记录动力输出装置(32)被要求接合，控制器(33)连接到控制单元(45)，用于控制动力输出装置(32)；
-控制单元(45)记录车速为零或几乎为零；
-控制单元(45)将发动机(1)的转速控制为怠速或几乎为怠速；
-控制单元(45)分离盘式离合器(3)；
-控制单元(45)接合动力输出装置(32)；
-控制单元(45)与盘式离合器(3)联接在一起。
2.如权利要求1所述的用于依靠联接的动力输出装置(32)的自动接合方法，其特征在于，该方法还包括步骤，在已经执行了动力输出装置(32)的接合之后，考虑动力输出装置(32)和/或由动力输出装置(32)驱动的设备，控制单元(45)使发动机(1)的转速适应。
3.依据前面权利要求中的一个的用于依靠联接的动力输出装置(32)的自动接合方法，其特征在于，该方法还包括步骤，在动力输出装置(32)的接合发生之前，控制单元(45)确保驱动动力输出装置的变速箱(9)的轴(11)的转速下降。
4.依据前面权利要求中的任何一个的用于依靠联接的动力输出装置(32)的自动接合方法，其特征在于，该方法还包括步骤，当变速箱(9)装备有拼合齿轮(12，16，15，17，13，14)的时候，控制单元(45)确保在盘式离合器(3)分离之后，考虑动力输出装置(32)和/或由动力输出装置驱动的设备而选择拼合齿轮。
5.依据前面权利要求中的任何一个的用于依靠联接的动力输出装置(32)的自动接合方法，其特征在于，该方法还包括步骤，通过调节转速和/或，特别的，在爪式连接器安装在轴(11)和动力输出装置(32)之间的情况下，通过阻止齿轮齿抵靠在爪式连接器中的齿轮齿位置，控制单元(45)确保动力输出装置(32)本身的接合是采用最佳的方式发生的。
6.一种用于依靠联接的动力输出装置(32)的自动分离方法，该动力输出装置(32)由布置在车辆中的发动机(1)，通过自动盘式离合器(3)驱动，该自动盘式离合器(3)接着连接到自动多级齿轮变速箱(9)，在变速箱(9)中安装有用于驱动动力输出装置(32)的轴(11)，至少一个用于控制变速箱(9)的控制单元(45)，盘式离合器(3)和发动机(1)，该分离方法的特征在于以下步骤：
-控制单元(45)通过控制器(33)记录动力输出装置(32)被要求分离，控制器(33)连接到控制单元(45)，用于控制动力输出装置(32)；
-控制单元(45)将发动机(1)的转速控制为怠速或几乎为怠速；
-控制单元(45)分离盘式离合器(3)；
-控制单元(45)分离动力输出装置(32)；
-控制单元(45)与盘式离合器(3)联接在一起。
7.依据权利要求6所述的用于依靠联接的动力输出装置(32)的自动分离方法，其特征在于，该方法还包括步骤，在动力输出装置(32)的分离发生之前，控制单元(45)确保驱动动力输出装置的变速箱(9)的轴(11)的转速下降。
8.依据权利要求6或7所述的用于依靠联接的动力输出装置(32)的自动分离方法，其特征在于，该方法还包括步骤，在动力输出装置(32)的分离发生之后，控制单元(45)将发动机(1)的转速控制为怠速或几乎为怠速。
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