專利名稱：機(jī)動車輛中換高速檔傳動的過程和機(jī)動車輛動力裝置單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
按照下面的專利的權(quán)利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及一種在機(jī)動車輛中換高速檔齒輪傳動的過程，所述機(jī)動車輛包括帶有發(fā)動機(jī)制動裝置的內(nèi)燃機(jī)、自動盤式離合器、帶有制動裝置的多級變速箱，該制動裝置安置在變速箱中用于制動中間軸。按照專利的權(quán)利要求4的前序部分，本發(fā)明還涉及用于所述過程的裝置。
背景技術(shù)：
在本申請中，動力裝置包括車輛的內(nèi)燃機(jī)、盤式離合器和變速箱；傳動系包括發(fā)動機(jī)、變速箱和驅(qū)動輪。
隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，并且使用控制計(jì)算機(jī)和多個(gè)執(zhí)行器，例如伺服電動機(jī)，使精確調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、在發(fā)動機(jī)和變速箱之間的自動盤式離合器的接合和分離、以及變速箱相對于另一個(gè)的連接裝置，從而使緩和變速總是在正確的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下獲得成為可能，所以自動多級變速箱型自動變速箱在重型車輛中越來越普遍。與具有行星齒輪級和在輸出端具有液動轉(zhuǎn)矩變換器的傳統(tǒng)自動變速箱相比，這種類型的自動變速箱的優(yōu)點(diǎn)在于一方面，尤其是考慮到在重型車輛中的使用，這種變速箱更簡單、更堅(jiān)固并能夠以比傳統(tǒng)自動變速箱低很多的成本制造；另一方面，它更高效，這意味著燃料消耗可能更低。
多級變速箱通常由輸入軸、中間軸和主軸構(gòu)成，中間軸具有至少一個(gè)齒輪與輸入軸的齒輪相嚙合，主軸的齒輪與中間軸上的齒輪相嚙合。主軸也連接到輸出軸，輸出軸經(jīng)由，例如驅(qū)動軸，連接到驅(qū)動輪。在變速箱中，每對齒輪相對其它對齒輪具有不同的傳動比。由于將轉(zhuǎn)矩從發(fā)動機(jī)傳遞到驅(qū)動輪的不同對齒輪，而獲得不同的傳動。每個(gè)傳動通常都是同步的，但也存在變化，至少一些傳動是不同步的。速度適應(yīng)必須以其它方式作用并具有很高的精確性，例如借助中間軸制動(中間軸的減速)或者發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制(轉(zhuǎn)速增加/減少)。中間軸制動使中間軸的速度相對迅速地適合于要選擇的新的較低傳動比率，也就是說，中間軸制動發(fā)生在換高速檔時(shí)。
車輛發(fā)動機(jī)的電子控制系統(tǒng)隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展也已經(jīng)受到影響并變得更精確、更快速并更適合于發(fā)動機(jī)和周圍環(huán)境的一般狀態(tài)。整個(gè)燃燒過程可以安裝每個(gè)工作狀態(tài)精確地被控制。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速因此可以被精確地控制。發(fā)動機(jī)也可以安裝由發(fā)動機(jī)制動裝置，作為輔助制動器首先被使用。輔助制動器主要地被用于重型車輛，主要目的是節(jié)省車輛的行車制動器，尤其在很長的下坡時(shí)，希望為了保持適當(dāng)?shù)某Ｋ俣苿印?br> 術(shù)語“發(fā)動機(jī)制動裝置”包括若干不同類型的發(fā)動機(jī)制動器。發(fā)動機(jī)制動器可以是壓縮制動、排氣制動(排氣管中的閥門)、連接到例如內(nèi)燃機(jī)輸出軸的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)(集成式起動機(jī)交流發(fā)動機(jī))。
在帶有多級(通常是自動的)變速箱的車輛換高速檔過程中，除了使用發(fā)動機(jī)制動裝置制動車輛本身之外，也就是說除了車輛車輪制動器的補(bǔ)充之外，已知使用一種發(fā)動機(jī)制動裝置，例如壓縮制動。通過由發(fā)動機(jī)制動裝置制動發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)從高速到低速的更快的速度適應(yīng)。圖1示出了與換高速檔相關(guān)的基本階段，也就是說變速到具有較低傳動比的較高傳動。圖1示出了對于給定發(fā)動機(jī)類型的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相對時(shí)間的比較。
根據(jù)圖1，階段“a”表示正常驅(qū)動狀態(tài)，該狀態(tài)存在于開始變速之前。階段“b”表示，只要一確定換高速檔即將發(fā)生，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的去除，也就是說對于現(xiàn)有傳動接合的爪形聯(lián)接器(連接套筒)變得沒有轉(zhuǎn)矩了。階段“c”表示爪形聯(lián)接器的分離。階段“d”表示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速減小以便使之適合于要選擇的新的傳動比。只要發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)適應(yīng)，就可能開始以新的齒輪傳動驅(qū)動車輛。階段“e”因此表示屬于所選的新齒輪傳動的新的爪形聯(lián)接器的接合。階段“f”表示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的恢復(fù)，階段“g”表示在發(fā)生換高速檔后的正常駕駛狀態(tài)。要注意的是，發(fā)動機(jī)和變速箱之間的盤式離合器在換高速檔過程中不分離，但發(fā)動機(jī)曲軸與中間軸連結(jié)，從而發(fā)動機(jī)制動裝置調(diào)整發(fā)動機(jī)和中間軸的轉(zhuǎn)速。因此，為了在換高速檔時(shí)不感到不舒適，相對精確的速度適應(yīng)是必要的。在變速到不同步的齒輪時(shí)，精確的速度適應(yīng)更加重要。
為了縮短車輛在換高速檔時(shí)驅(qū)動力的不連續(xù)，如果發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可以盡快改變到新的傳動則是有利的。在上坡時(shí)，當(dāng)車輛在驅(qū)動力不連續(xù)時(shí)損失了更多速度時(shí)，這尤為有利。從SE-C-502154中介紹了一種排氣制動，在換高速檔的過程中，當(dāng)達(dá)到特定操作參數(shù)時(shí)可選擇排氣制動，以致引起發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的快速減小。以這種方式，據(jù)說因?yàn)閮H在換高速檔總數(shù)的一小部分引入排氣制動。
關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動機(jī)制動的布置已經(jīng)從瑞典專利申請9804439-9中獲知。這種布置通過在換高速檔時(shí)減小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而適合于發(fā)動機(jī)制動，為此包括對信號敏感的專門裝置，所述信號響應(yīng)于引起變速的需要而產(chǎn)生，以便引起搖臂的氣門間隙的發(fā)生。
上述自動盤式離合器，也就是說布置在發(fā)動機(jī)和變速箱之間，通常通過關(guān)于節(jié)氣門操縱桿位置、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和盤式離合器的位置的信息而調(diào)整。離合器位置的控制參數(shù)以及在發(fā)動機(jī)和變速箱之間的接合程度主要是駕駛員(也可以是巡航控制配置)如何放置節(jié)氣門操縱桿。
為了在換高速檔時(shí)改變速度而使用發(fā)動機(jī)制動裝置的一個(gè)缺點(diǎn)是，內(nèi)燃機(jī)不得不進(jìn)入相對窄的轉(zhuǎn)速范圍(例如1600至1200+-50rpm)，為了使新傳動的接合舒適。已經(jīng)完成發(fā)動機(jī)速度適應(yīng)之后，在發(fā)動機(jī)能夠開始將正驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳遞到變速箱的輸入軸之前，齒輪接合伺服自身要求一定反作用時(shí)間。而且，發(fā)動機(jī)制動功能中的怠速時(shí)間本身可以意味著，需要包括當(dāng)車輛上坡行駛時(shí)的安全余量，車輛上坡行駛會使車輛的平均速度變差。
在換高速檔時(shí)使用中間軸制動的缺點(diǎn)在于，當(dāng)中間軸制動已經(jīng)完成對于新傳動的速度同步并且新傳動已經(jīng)接合時(shí)，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和變速箱輸入軸的轉(zhuǎn)速不同步。然后，必須使用在發(fā)動機(jī)和變速箱之間的盤式離合器，以便使發(fā)動機(jī)和變速箱輸入軸之間的轉(zhuǎn)速差同步。如果這種同步不相對緩慢地發(fā)生，那么在傳動系中獲得太大的正轉(zhuǎn)矩，如果同步太快，相反會導(dǎo)致車輛顛簸并且傳動系會遭受不必要的應(yīng)力。而且，由于顛簸，車輛的舒適性也會降低。因此很長的變速階段(發(fā)動機(jī)和輸入軸之間的大轉(zhuǎn)速差異)趨向變得很長時(shí)間。
因此，在裝備有多級變速箱的車輛中，需要找出換高速檔的解決方案，該解決方案能夠更迅速但依然舒適地進(jìn)行所選的新齒輪的速度適應(yīng)。這是下面所描述的本發(fā)明的主題。

發(fā)明內(nèi)容
關(guān)于本發(fā)明的過程和裝置的本發(fā)明問題的解決方法分別如專利權(quán)利要求1和4所述。其它權(quán)利要求描述了優(yōu)選實(shí)施例和本發(fā)明的過程(權(quán)利要求2和3)的發(fā)展以及裝置(權(quán)利要求5和6)。
根據(jù)本發(fā)明的過程涉及機(jī)動車輛中換高速檔的過程，所述機(jī)動車輛包括帶有發(fā)動機(jī)制動裝置的內(nèi)燃機(jī)、自動盤式離合器、多級變速箱，在該多級變速箱的殼體中安裝輸入軸、中間軸和主軸，以及用于制動中間軸的制動裝置，當(dāng)發(fā)生換高速檔時(shí)，盤式離合器分離并且中間軸從主軸分離。該方法的特征在于制動裝置被促動，從而中間軸的轉(zhuǎn)速適合于所選擇的緊鄰齒輪傳動，同時(shí)由于發(fā)動機(jī)制動裝置被促動，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速適合于在新齒輪傳動中的輸入軸轉(zhuǎn)速。
根據(jù)本發(fā)明的裝置涉及機(jī)動車輛的動力裝置，該機(jī)動車輛包括帶有發(fā)動機(jī)制動裝置的內(nèi)燃機(jī)、自動盤式離合器、多級變速箱，該多級變速箱具有至少一個(gè)中間軸，該中間軸安裝在殼體內(nèi)、并有至少一個(gè)齒輪與安裝在殼體內(nèi)的輸入軸上的齒輪嚙合，以及制動裝置，當(dāng)盤式離合器分離時(shí)該制動裝置可以快速地制動中間軸的轉(zhuǎn)動，多級變速箱還有一個(gè)安裝在殼體內(nèi)的主軸，該主軸具有與中間軸上的齒輪相嚙合的齒輪，在中間軸和主軸上的每對相互嚙合的齒輪中的至少一個(gè)齒輪可轉(zhuǎn)動的安裝在其軸上并可被連接裝置鎖定，用于某些前進(jìn)齒輪傳動的至少一個(gè)連接裝置缺乏同步功能，安裝盤式離合器以便將驅(qū)動力從發(fā)動機(jī)的輸出軸傳遞到變速箱的輸入軸，控制單元至少具有發(fā)動機(jī)控制功能，發(fā)動機(jī)制動裝置的控制功能和盤式離合器控制功能，控制單元信號輸入到控制單元中，所述信號表示所選擇的傳動和不同發(fā)動機(jī)和車輛數(shù)據(jù)，所述發(fā)動機(jī)、車輛數(shù)據(jù)包括至少發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、變速箱的輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)速和離合器位置；控制單元這樣安置，使得當(dāng)換高速檔發(fā)生時(shí)，盤式離合器分離并且中間軸從主軸分離。動力裝置的特征在于，該控制單元也具有所述制動裝置的控制功能，并且該控制單元這樣安置，使得中間軸的轉(zhuǎn)速適于所選的緊鄰齒輪傳動，同時(shí)促動發(fā)動機(jī)制動裝置以便使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速適合于輸入軸的轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明的過程和裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，相對已有技術(shù)更快速且保持舒適地完成換高速檔。在不同的齒輪之間、在不同的轉(zhuǎn)速下獲得用于換高速檔時(shí)的更短的變速時(shí)間。時(shí)間的節(jié)省根據(jù)情況有所變化。
在本發(fā)明的過程和裝置的實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速稍微高于變速箱輸入軸轉(zhuǎn)速時(shí)，盤式離合器的再次接合發(fā)生。
與所述已知的發(fā)動機(jī)制動裝置相比較，更快速地獲得正傳動系轉(zhuǎn)矩，也就是說，由于傳動系已經(jīng)接收了在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1300rpm而不是1200rpm下驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)開始更快地驅(qū)動車輛。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不是必須同樣地降低，這會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)驅(qū)動力不連續(xù)的時(shí)間更短。而且，消除了齒輪嚙合伺服的反作用時(shí)間。此外，當(dāng)上坡行駛時(shí)不必須具有安全余量。本發(fā)明表示，利用一點(diǎn)剩余的發(fā)動機(jī)原動能量來提供傳動系轉(zhuǎn)矩，而不是在發(fā)動機(jī)制動裝置中斷開能量。
與只使用變速箱制動相比較，因?yàn)榕c在盤式離合器的再接合操作的開始時(shí)的輸入軸轉(zhuǎn)速相比，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相對同步，所以，由于本發(fā)明的變速時(shí)間沒有變得有點(diǎn)長，更長的傳動級是可能的。這是由于使用了發(fā)動機(jī)制動裝置。通過控制發(fā)動機(jī)制動裝置，也可能在盤式離合器再接合開始時(shí)選擇最優(yōu)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速水平。最優(yōu)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速水平的選擇取決于變速快速性、變速舒適性和離合器磨損的選擇。
也假設(shè)車輛在換高速檔時(shí)沒有損失速度，并且所選擇的新傳動和輸出軸轉(zhuǎn)速的乘積是，按照較早速度的例子，在換高速檔過程中恒定1200rpm。如果車輛在變速時(shí)損失速度或者增加速度，但是需要在發(fā)動機(jī)制動裝置和變速箱制動中考慮速度變化，可以使用相同的理論。需要時(shí)間降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速直到1200rpm。利用本發(fā)明，在可能再次在傳動系中驅(qū)動之前，可能只需要將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速減小到，例如，1300rpm。這樣有助于縮短驅(qū)動力中斷時(shí)間，也就是指對于換高速檔的時(shí)間。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不用必須降低到1200rpm的原因是，發(fā)動機(jī)和變速箱之間的盤式離合器對于速度差不像尤其是不同步的爪形聯(lián)接器的傳動(不同步傳動)那樣敏感。當(dāng)發(fā)生變速時(shí)，這種同步裝置，與盤式離合器相比，立刻使軸的轉(zhuǎn)速同步，也就是說在非常短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生速度適應(yīng)。另一方面，盤式離合器允許更多的滑動。因此，如果不同步傳動已經(jīng)在1300rpm的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下接合(根據(jù)以前的例子)，那么結(jié)果會是顛簸和不舒適的變速。另一方面，如果盤式離合器在相同的1300rpm的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下作用，那么可以獲得傳動系中的更平衡的滑動和更緩和的轉(zhuǎn)矩變化，這會導(dǎo)致舒適的變速。
本發(fā)明的另一些有利實(shí)施例可以從從屬的權(quán)利要求中看出。


參考附圖，在下文中本發(fā)明將被詳細(xì)的描述，它通過實(shí)例表明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和技術(shù)背景。
圖1表示了通過相對于時(shí)間的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的比較，在換高速檔過程中的基本階段。
圖2大體上表示了一個(gè)動力裝置。
圖3表示了圖2中放大比例的盤式離合器和變速箱。
具體實(shí)施例方式
在圖2中，附圖標(biāo)記1表示一個(gè)六缸內(nèi)燃機(jī)，例如一個(gè)柴油發(fā)動機(jī)，它的曲軸2連接到一個(gè)由附圖標(biāo)記3表示的單盤干式盤式離合器上，離合器裝入離合器箱4中。雙盤型式的能夠代替單盤盤式離合器使用。通過發(fā)動機(jī)的輸出軸51(見圖3)，曲軸2被不可旋轉(zhuǎn)的連接到離合器3的離合器殼5上，而它的盤6被不可旋轉(zhuǎn)的連接到輸入軸7，該輸入軸7被可旋轉(zhuǎn)的安裝在通常由附圖標(biāo)記9表示的變速箱的殼體8內(nèi)。主軸10和中間軸11也被可旋轉(zhuǎn)的安裝在殼體8內(nèi)。還要說明的是，發(fā)動機(jī)控制單元48，變速器控制單元45和被連接到變速器控制單元45上的手動齒輪選擇器46。變速器控制單元45和發(fā)動機(jī)控制單元48適合用于互相通訊。
從圖3可以非常清楚的看到，齒輪12被可旋轉(zhuǎn)的安裝在輸入軸7上，同時(shí)可以通過連接套筒13鎖在這根軸上，連接套筒13設(shè)有同步裝置并不可旋轉(zhuǎn)的安裝但可以在轂14上進(jìn)行軸向移動，轂14不可旋轉(zhuǎn)的連接到輸入軸。通過連接套筒13，可旋轉(zhuǎn)的安裝在主軸10上的齒輪15也可相對于輸入軸7鎖住。對于每個(gè)齒輪，連接套筒13和轂14帶有爪形聯(lián)接器(未標(biāo)明)用于把齒輪12、15相對于軸7鎖住。當(dāng)套筒13位于中心位置上時(shí)，齒輪12和15分別從它們的軸7和10上脫離。齒輪12和15分別和齒輪16和17相嚙合，齒輪16和17不可旋轉(zhuǎn)的連接到中間軸11上。以旋轉(zhuǎn)固定方式布置在中間軸11上的還有齒輪18、19和20，它們分別和齒輪21、22和23相嚙合，齒輪21、22和23被可旋轉(zhuǎn)安裝在主軸10上，并可以通過連接套筒24和25分別鎖在主軸上，連接套筒24和25在這個(gè)說明性的實(shí)施例中沒有同步機(jī)構(gòu)。又一個(gè)齒輪28被可旋轉(zhuǎn)的安裝在主軸10，并可以和可旋轉(zhuǎn)的安裝在單獨(dú)軸29上的中間齒輪30相嚙合，也可以和中間軸齒輪20相嚙合。齒輪28通過連接套筒26可以鎖在它的軸上。相應(yīng)的爪形聯(lián)接器(未標(biāo)明)對所有的齒輪都存在。
齒輪對12、16和15、17以及連接套筒13組成了具有低齒輪傳動級別LS和高齒輪傳動級別HS的分離傳動裝置。齒輪對15、17和齒輪對21、18，22、19，23、20以及28、30也形成了具有四組前進(jìn)齒輪傳動和一組后退齒輪傳動的基本的變速箱。以旋轉(zhuǎn)固定方式布置在主軸輸出端的是齒輪31，它形成了在行星類型的兩級范圍齒輪傳動中的太陽齒輪1，該兩級范圍齒輪傳動由附圖標(biāo)記32標(biāo)明，它的行星輪架33以旋轉(zhuǎn)固定的方式被連接到軸34上，軸34形成了變速箱的輸出軸。該范圍齒輪傳動32的行星輪35和環(huán)齒輪36相嚙合，環(huán)齒輪36通過連接套筒37可相對變速箱殼體8鎖住用于低范圍LR，并可相對行星輪架33鎖住用于高范圍HR。
連接套筒13、24、25、26和37可以如圖2箭頭所示移動，可獲得結(jié)合箭頭所示的齒輪傳動級別。
通過圖2所示的伺服機(jī)構(gòu)40、41、42、43和44產(chǎn)生位移，這些伺服機(jī)構(gòu)可能是用于上述類型變速箱中的氣動工作的活塞/氣缸類型的布置，它在市場上以Geartronic命名。
當(dāng)連接到控制單元45上的電子齒輪選擇器46處于自動變速位置時(shí)，根據(jù)輸入控制單元的、代表發(fā)動機(jī)和車輛的不同數(shù)據(jù)的信號，伺服機(jī)構(gòu)40、41、42、43和44由包括微型電腦的變速器控制單元45(見圖2)控制，這些數(shù)據(jù)至少包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車輛速度、節(jié)氣門踏板位置和適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機(jī)制動裝置開啟/關(guān)閉。當(dāng)選擇器位于手動變速的位置上時(shí)，換檔根據(jù)駕駛員的命令通過齒輪選擇器46進(jìn)行。
控制單元45也根據(jù)節(jié)氣門踏板位置和供應(yīng)到氣動活塞/氣缸布置47的空氣量控制燃料噴射，也就是說發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，通過這種方法盤式離合器3被分離或接合。
自動離合器3的位置在換檔時(shí)根據(jù)節(jié)氣門操縱桿48的位置、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩和離合器3的位置被控制單元45調(diào)節(jié)，以便于產(chǎn)生柔和的換檔。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)動機(jī)1被裝備某種發(fā)動機(jī)制動裝置。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)制動裝置是壓縮制動器52。在本創(chuàng)新思想的范圍內(nèi)也可能使用其他類型的發(fā)動機(jī)制動裝置。在換高速檔過程中，壓縮制動器52通過發(fā)動機(jī)控制單元48由變速器控制單元45控制。
根據(jù)本發(fā)明，變速箱9被裝備有一個(gè)中間軸制動器50。中間軸制動器50通常包括一個(gè)盤式離合器(僅僅示意表示)，其由液壓活塞(未示)控制的制動力與可變力一起推壓盤式離合器。活塞的壓力和因此產(chǎn)生的中間軸制動器的制動力被變速器控制單元45調(diào)節(jié)。中間軸制動器的其它類型也是可能的，例如不同類型的盤式制動器。
本發(fā)明中的換高速檔能夠由車輛駕駛員啟動，或者根據(jù)存儲在變速器控制單元45中的齒輪選擇策略由自動系統(tǒng)啟動。假設(shè)，例如低齒輪傳動級別LS和低范圍位置被接合，并啟動從一檔齒輪傳動換到三檔齒輪傳動的換檔操作。然后，變速器控制單元45首先控制發(fā)動機(jī)控制單元48以至于調(diào)整進(jìn)入發(fā)動機(jī)1的燃料供應(yīng)量，使得車輛傳動系中產(chǎn)生無轉(zhuǎn)矩或者實(shí)際上無轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)，也就是說從發(fā)動機(jī)1的曲軸2到變速箱9的輸入軸7傳輸?shù)霓D(zhuǎn)矩將實(shí)際上為零。當(dāng)輸入軸7上的轉(zhuǎn)矩實(shí)際上為零，變速器控制單元45使盤式離合器3分離。在盤式離合器3被分離后，一檔齒輪傳動被分離，也就是說，連接套筒25移動到了中間位置。一檔齒輪傳動的齒輪23因此從主軸10上分離，從而中間軸11也從主軸10上分離。當(dāng)變速器控制單元45記錄了盤式離合器3和中間軸11分離，變速器控制單元45給出一個(gè)發(fā)動機(jī)制動裝置52將開始減少發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速到一個(gè)恰好高于用于第三檔齒輪傳動的轉(zhuǎn)速的信號，和一個(gè)中間軸制動器將開始減少中間軸11的轉(zhuǎn)速以至于用于第三檔齒輪傳動的中間軸11的轉(zhuǎn)速和主軸10的轉(zhuǎn)速同步的信號。速度傳感器(未標(biāo)出)測量發(fā)動機(jī)曲軸2、中間軸11和主軸10的旋轉(zhuǎn)速度。通過速度傳感器，一旦變速器控制系統(tǒng)45記錄已達(dá)到中間軸11正確的速度，變速器控制系統(tǒng)45就給出一個(gè)信號以至于伺服機(jī)構(gòu)41改變連接套筒24的位置，齒輪21被鎖在主軸10上，同時(shí)第三檔齒輪傳動接合。由于輸入軸7在換高速檔時(shí)通過齒輪12和16被連接到中間軸11上的事實(shí)，輸入軸7被制動到和中間軸相同的程度上。為了節(jié)省時(shí)間，發(fā)動機(jī)1的轉(zhuǎn)速不總是減少到輸入軸7的新的轉(zhuǎn)速，根據(jù)本發(fā)明，而是到恰好高于輸入軸的新轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動機(jī)1達(dá)到要求的速度時(shí)，變速器控制單元45使盤式離合器3以只有輕微的滑移接合以至于最后的速度差被同步。當(dāng)發(fā)動機(jī)1的速度稍微高于輸入軸7轉(zhuǎn)速，也就是說驅(qū)動情況下，在傳動系中一個(gè)小的正轉(zhuǎn)矩被獲得。由于第一檔齒輪傳動和第三檔齒輪傳動的速度差，因此作用由發(fā)動機(jī)1具有的原動能量的部分形成，以驅(qū)動車輛前行。在換高速檔中花費(fèi)大部分時(shí)間的是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的下降。中間軸11的速度下降發(fā)生的更快，因?yàn)橄鄬τ趤碜灾虚g軸制動器50的可能可用的制動效能來說它只包括較小的質(zhì)量。因此，中間軸11通常比發(fā)動機(jī)更快地達(dá)到新的所需的速度。
根據(jù)本發(fā)明，由于發(fā)動機(jī)1和中間軸11的速度下降的并行發(fā)生的事實(shí)，也由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不像輸入軸速度減少的那么快，根據(jù)已知的領(lǐng)域，在換高速檔過程中僅僅發(fā)動機(jī)制動裝置起作用時(shí)，將會獲得較短的發(fā)動機(jī)制動時(shí)間。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中，速度的選擇依靠換檔快速性，換檔舒適性和離合器磨損的選擇。
根據(jù)本發(fā)明換高速檔的過程和裝置可應(yīng)用在所有的換高速檔，包括變速箱9的非同步換高速檔。
根據(jù)本發(fā)明的換高速檔可能在沒有燃料供給的情況下發(fā)生，例如下坡行駛時(shí)。然而，本發(fā)明大多數(shù)用在，根據(jù)所知領(lǐng)域中當(dāng)用于換高速檔時(shí)間不足夠短時(shí)的上坡斜率的情況。有可能將選擇功能引入控制單元，以便于根據(jù)本發(fā)明功能僅僅在換高速檔過程中車輛的行駛阻力超過某個(gè)值時(shí)被啟動。
根據(jù)本發(fā)明的功能可以被一個(gè)、兩個(gè)或者多個(gè)控制單元執(zhí)行。
齒輪位置傳感器可以是一個(gè)直接布置在變速箱內(nèi)的傳感器或者它也可以是非直接，也就是說被接合的齒輪傳動可以通過發(fā)動機(jī)1輸出軸和變速箱9分別的旋轉(zhuǎn)速度的相互關(guān)系來決定。
權(quán)利要求
1.一種在機(jī)動車輛中換高速檔齒輪傳動的過程，該機(jī)動車輛包括帶有發(fā)動機(jī)制動裝置(52)的內(nèi)燃機(jī)(1)，自動盤式離合器(3)，多級變速箱(9)，在變速箱殼體(8)中安裝有輸入軸(7)，中間軸(11)和主軸(10)，以及用于制動中間軸(11)的制動裝置(50)，在換高速檔發(fā)生處和換高速檔發(fā)生時(shí)，盤式離合器(3)被分離并且中間軸(11)和主軸(10)分離，其特征在于制動裝置(50)被促動以至于中間軸(11)的轉(zhuǎn)速適合于被選擇的緊鄰的齒輪傳動，同時(shí)由于促動發(fā)動機(jī)制動機(jī)構(gòu)(52)，發(fā)動機(jī)(1)的轉(zhuǎn)速適合于在新齒輪傳動中輸入軸(7)的轉(zhuǎn)速。
2.如權(quán)利要求1中的在機(jī)動車輛中換高速檔齒輪傳動的過程，其特征在于該方法也包括再次以新的齒輪傳動將中間軸(11)連接到主軸(10)并再次接合盤式離合器(3)的過程。
3.如權(quán)利要求2中的在機(jī)動車輛中換高速檔齒輪傳動的過程，其特征在于當(dāng)發(fā)動機(jī)(1)具有的轉(zhuǎn)速稍微高于輸入軸(7)速度時(shí)，盤式離合器(3)發(fā)生再次接合。
4.用于機(jī)動車輛的動力裝置，該機(jī)動車輛包括帶有發(fā)動機(jī)制動裝置(52)的內(nèi)燃機(jī)(1)，自動盤式離合器(3)，多級變速箱(9)，該變速箱具有安裝在殼體(8)上的至少一根中間軸(11)，并具有與安裝在殼體(8)上的輸入軸(7)上的齒輪(12，15)相嚙合的至少一個(gè)齒輪(16，17)，和在盤式離合器(3)發(fā)生分離時(shí)、可以使中間軸(11)的旋轉(zhuǎn)迅速制動的制動裝置(50)，安裝在殼體上、帶有齒輪(21，22，23)的主軸(10)，所述齒輪(21，22，23)與中間軸(11)上的齒輪(18，19，20)相嚙合；在中間軸(11)和主軸(10)上的每個(gè)嚙合齒輪對中的至少一個(gè)齒輪可旋轉(zhuǎn)安裝在它的軸上并可以通過連接裝置(24，25)被鎖住，在它們中至少用于一些前進(jìn)齒輪傳動的連接機(jī)構(gòu)缺乏同步功能，這里盤式離合器(3)被布置以將驅(qū)動能量從自發(fā)動機(jī)(1)輸出軸(51)傳遞到變速箱的輸入軸(7)，控制單元(48，45)至少帶有發(fā)動機(jī)控制功能、用于發(fā)動機(jī)制動裝置(52)的控制功能和盤式離合器控制功能，代表選擇的齒輪傳動和發(fā)動機(jī)和車輛的不同數(shù)據(jù)的控制單元(48，45)的信號被送入控制單元，所述發(fā)動機(jī)和車輛的數(shù)據(jù)至少包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、變速箱輸入軸和輸出軸(7)的轉(zhuǎn)速以及盤式離合器位置；在換高速檔發(fā)生時(shí)，控制單元(45)被這樣安置，以致分離離合器(3)和使中間軸(11)從主軸(10)上分離；其特征在于，控制單元(45)也有用于所說的制動裝置(50)的控制功能，并且當(dāng)換高速檔發(fā)生時(shí)，控制單元(45)被這樣布置，以致促動制動裝置(50)使得中間軸(11)的轉(zhuǎn)速適合于選擇的緊鄰的齒輪傳動，同時(shí)促動發(fā)動機(jī)制動裝置(52)以便使發(fā)動機(jī)(1)的轉(zhuǎn)速適合于輸入軸(7)的轉(zhuǎn)速。
5.如權(quán)利要求4中的用于機(jī)動車輛的動力裝置，其特征在于控制單元(45)被布置以使盤式離合器(3)在稍微高于選擇的新齒輪傳動中的輸入軸(7)速度的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下再次接合。
6.如權(quán)利要求4和5之一的用于機(jī)動車輛的動力裝置，其特征在于，發(fā)動機(jī)制動裝置是壓縮制動器(52)。
全文摘要
機(jī)動車輛中換高速檔齒輪傳動的過程，該機(jī)動車輛包括帶有發(fā)動機(jī)制動裝置(52)的內(nèi)燃機(jī)(1)、自動盤式離合器(3)、多級變速箱(9)，在該多級變速箱(9)的殼體(8)中安裝輸入軸(7)、中間軸(11)和主軸(10)，以及用于制動中間軸(11)的制動裝置(50)，當(dāng)發(fā)生換高速檔時(shí)，盤式離合器(3)分離并且中間軸(11)從主軸(10)分離，制動裝置(50)被促動，從而中間軸(11)的轉(zhuǎn)速適合于所選擇的緊鄰齒輪傳動，同時(shí)由于發(fā)動機(jī)制動裝置(52)被促動，發(fā)動機(jī)(1)的轉(zhuǎn)速適合于在新齒輪傳動中輸入軸(7)的轉(zhuǎn)速。
文檔編號B60W10/10GK1652951SQ03811226
公開日2005年8月10日 申請日期2003年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月17日
發(fā)明者埃里克·勞里, 斯萬特·卡爾松, 馬庫斯·斯滕 申請人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司