專利名稱：用于機動車的驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于機動車的驅動裝置，包括一個內燃機引擎和一個自動換檔變速箱，所述自動檔變速箱具有一個推進連接到引擎機軸的輸入軸，并通過一個連接到變速檔選擇器的控制裝置來進行控制，所述驅動裝置還具有傳動控制功能和引擎控制功能，向所述驅動裝置饋送表示所選擇的變速檔和不同引擎的信號以及車輛數(shù)據(jù)，所述車輛數(shù)據(jù)至少包括引擎速度、傳動輸入軸的轉速以及車速。
在今天的自動換檔系統(tǒng)中，關于車輛行進阻力(包括旋轉阻力、空氣阻力和道路傾斜度)的信息被用于以最佳方式選擇變速檔。因此盡可能精確地估計車輛行進阻力是很重要的。估計車輛行進阻力的一種方法是將引擎扭矩(它是與當前燃料注入量相對應的扭矩)與車輛加速度和質量進行比較(阻力＝對車輪的驅動阻力-車輛質量×車輛加速度)。但是這種方法涉及到很多不確定的因素。例如當一個輔助設備(如冷卻扇、空氣壓縮機或AC壓縮機)工作時，這意味著扭矩信號可能被直接用于估計車輛行進阻力，而沒有補償對該輔助設備的扭矩。當一個或多個輔助設備工作時，當前燃料注入量表明存在較大的車輛行進阻力，實際上正是這種情況。此外，燃料品質、引擎磨損和不同引擎之間的差別也會導致這種結果。
本發(fā)明的目的在于實現(xiàn)一種通過介紹所描述的類型的用于機動車的驅動裝置，它對實際車輛行進阻力提供了更可靠的估計，從而可以改善對變速檔的選擇。
根據(jù)本發(fā)明，這通過變速箱的輸入軸與一個扭矩傳感器的協(xié)作來實現(xiàn)，所述扭矩傳感器根據(jù)所述輸入軸上的扭矩向所述控制裝置提供一個信號，并且該控制裝置被設置為連續(xù)地記錄輸入軸上的當前扭矩，以利用由扭矩傳感器所提供的扭矩信號來計算當前車輛行進阻力，并在所計算出的車輛行進阻力的基礎上選擇一個變速檔。
通過本發(fā)明，當選擇一個變速檔時利用對車輛行進的實際阻力來估計正在工作中的輔助設備的影響、燃料品質或引擎磨損情況。
下面將參照附圖中所示的例子更詳細地描述本發(fā)明，其中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的驅動裝置的簡要示圖，圖2用放大的比例示出了圖1中的離合器和變速箱。
在圖1中，附圖標記1表示一個六缸內燃機引擎，例如一個柴油機引擎，其機軸2耦合到一個整體上用附圖標記3來表示的單盤形干盤(single-disc dry-disc)離合器，所述離合器封閉在一個離合器罩(clutch bell)4內。除了單盤形離合器外，也可以采用雙盤形離合器。機軸2牢固地連接到離合器外殼5，而它的盤6牢固地連接到一個輸入軸7(圖2)，所述輸入軸可轉動地安裝在一個整體上用附圖標記9來表示的變速箱的外殼8內。一個主軸10(圖2)和一個中間軸11(圖2)可轉動地安裝在外殼8內。
從圖2中可以很清楚地看到，一個齒輪2可轉動地安裝在輸入軸7上，并且可以借助于一個提供有同步裝置的嚙合套13鎖定到該軸上。所述嚙合套13不可轉動地、但是可軸向移動地安裝在一個不可轉動地連接到輸入軸的轂(hub)14上。借助于嚙合套13，一個可轉動地安裝在主軸10上的齒輪15可相對于輸入軸7被鎖住。齒輪12和15分別與齒輪16和17相嚙合，齒輪16和17分別不可轉動地連接到中間軸11。附加的齒輪18、19分別不可轉動地連接到中間軸11，并分別與主軸10上齒輪21、22和23相嚙合，并且可借助于嚙合套24和25分別鎖定到主軸上。所述嚙合套24和25在所示例子中不具有同步裝置。一個附加的齒輪28可轉動地安裝在主軸10上，并與一個可轉動地安裝在一個分離的軸29上的中間齒輪30相嚙合。該中間齒輪30依次與一個中間軸齒輪20相嚙合。齒輪28可借助于一個嚙合套26鎖定到其軸上。
齒輪對12、16和15、17以及嚙合套13形成了一個分離器組，低檔為LS，高檔為HS。齒輪對15、17與齒輪對21、18、22、19、23、20和28、30共同構成了帶有四速前向和一個反向的主齒輪組。在主軸10的輸出端處不可轉動地安裝了一個齒輪31，構成了一個行星類型的二檔齒輪組中的恒星齒輪，整體上用附圖標記32來表示，其行星齒輪架33不可轉動地安裝到一個軸34上，形成了變速箱的輸出軸。二檔齒輪組32的行星齒輪35與一個環(huán)齒輪36相嚙合，所述環(huán)齒輪可以借助于一個嚙合套37在低檔LR相對于變速箱外殼8被鎖定，在高檔HR相對于行星齒輪架33被鎖定。嚙合套37還具有一個位于低檔LR和高檔HR之間的空檔位置NR，在所述空檔位置下，輸出軸34從主軸10被釋放。
如圖2中用箭頭所示，嚙合套13、24、25、26和37是可移動的，在箭頭上方提供了齒輪位置。這種位移通過伺服裝置40、41、42、43和44來實現(xiàn)，在圖2中簡要示出，所述伺服裝置可以是上述類型的變速箱中所使用的氣動操作的活塞汽缸裝置，該變速箱以Geartronic的名稱來銷售。所述伺服裝置由一個電子控制單元45(圖1)來控制，該電子控制單元包括微型計算機，根據(jù)饋入到該控制單元中的、表示不同引擎的信號和車輛數(shù)據(jù)來進行控制，所述車輛數(shù)據(jù)至少包括引擎速度、車速、離合器和油門踏板位置，在適當?shù)那闆r下，當一個電子變速檔選擇器46在其自動位置連接到控制單元45時，還包括引擎制動的開關狀態(tài)。如果所述選擇器處在手動換檔的位置，當司機經(jīng)由變速檔選擇器46發(fā)出命令時發(fā)生換檔。所述控制單元45還根據(jù)油門踏板位置和提供給氣動活塞汽缸裝置47的空氣供給來控制燃料注入，即控制車速，通過所述活塞汽缸裝置來使離合器3嚙合及脫離。
傳動控制單元45以已知的方式來編程，使得當車輛保持靜止、變速檔選擇器46處在空檔位置時離合器46保持嚙合。這意味著當輸出軸34脫離時引擎驅動輸入軸7，并且進而驅動中間軸11。由中間軸所驅動的輔助設備，例如用于給變速箱加潤滑油的油泵，在該位置被驅動?？刂茊卧?5還被編程為當車輛保持靜止、變速檔選擇器從空檔位置移動到一個齒輪嚙合位置時，即移動到自動換檔位置或者移動到由司機選擇的起始齒輪(starting off gear)位置時，首先釋放離合器3，然后借助于圖2所示的中間軸制動器50來制動中間軸11，以停車，所述中間軸制動器可以是已知類型的剎車裝置，并由控制單元45所控制。通過被制動以停車或至少接近于停車的中間軸11，控制單元45現(xiàn)在開始在主組中對一個起始齒輪進行換檔，該起始齒輪提供了由自動傳動或司機所選擇的總的齒輪傳動比。在所選擇的起始齒輪(例如第一個齒輪)嚙合之后，當司機踩下加速器時，油門踏板將作為反向的離合器踏板來工作，隨著開節(jié)流閥的增大，它通過傳動控制單元連續(xù)增加離合器的嚙合度。
當直接由司機啟動或通過自動控制裝置根據(jù)存儲在傳動控制單元45中存儲的變速檔選擇方案啟動換檔過程時(其中所述變速檔選擇方案考慮到了不久的將來車輛周圍的環(huán)境如何)，傳動控制單元45首先控制引擎控制單元48來調節(jié)提供給引擎的燃料供給，以便在車輛驅動鏈中生成無扭矩狀態(tài)或實際上的無扭矩狀態(tài)。換句話說，從引擎機軸2到變速箱9的輸入軸7的扭矩傳動必須為零，或者至少實際上為零。傳動控制單元45接收關于燃料注入量的連續(xù)信息，并通過燃料注入量記錄當前引擎扭矩。
傳動單元45也通過一個連接到輸入軸的扭矩傳感器60來接收關于變速箱輸入軸7上的當前扭矩的連續(xù)信息。所述傳感器可以是已知的類型，并可用在實驗室條件下。該傳感器利用由扭矩傳感器60提供的信號來計算當前的車輛阻力。傳動控制單元45從而根據(jù)對車輛行進的實際阻力來確定變速檔和嚙合力矩，而不是根據(jù)由一個或多個工作中的輔助設備的負載所引起的引擎負荷來確定。附圖標記61總體上表示一個或多個輔助設備，這些輔助設備由在離合器3之前的一個或多個引擎驅動器/裝有引擎的動力輸出裝置62來驅動。輔助設備，例如液壓泵、冷卻扇、發(fā)電機、空氣壓縮機或AC壓縮機，可以由引擎來驅動進行工作，或者可以通過手動和/或耦合到引擎控制單元48的自動控制器63來停止工作。
上面已經(jīng)參照步進非同步自動換檔變速箱對本發(fā)明進行了說明，但使用自動換檔傳動的輸入軸上的扭矩傳感器、以及利用扭矩傳感器所提供的扭矩信號來計算車輛行進阻力并選擇變速檔的原理顯然并不局限于這類自動傳動裝置，而是可以用在其他類型的自動傳動裝置上，如使用扭矩變換器和行星傳動步驟的傳動裝置。
權利要求
1.用于機動車的驅動裝置，包括一個內燃機引擎(1)和一個自動換檔變速箱，所述自動換檔變速箱具有一個推進連接到引擎機軸的輸入軸，并通過一個連接到變速檔選擇器(46)的控制裝置(45，48)來進行控制，所述驅動裝置具有傳動控制功能和引擎控制功能，向所述驅動裝置饋送表示所選擇的變速檔和不同引擎的信號以及車輛數(shù)據(jù)，所述車輛數(shù)據(jù)至少包括引擎速度、傳動輸入軸的轉速以及車速，其特征在于，變速箱的輸入軸(7)與一個扭矩傳感器(60)協(xié)同工作，所述扭矩傳感器根據(jù)所述輸入軸上的扭矩向所述控制裝置提供一個信號，并且控制裝置(45，48)被設置為連續(xù)地記錄輸入軸上的當前扭矩，以利用由扭矩傳感器所提供的扭矩信號來計算當前車輛行進阻力，并在所計算出的車輛行進阻力的基礎上選擇一個變速檔。
2.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于，所述變速箱是一個步進變速箱，并具有一個經(jīng)由盤形離合器(3)連接到引擎機軸的輸入軸(7)，所述步進變速箱(9)具有至少一個安裝在外殼中的中間軸(11)，所述中間軸(11)具有至少一個與輸入軸上的齒輪(12，15)相嚙合的齒輪(16，17)，一個安裝在外殼內的主軸(10)，其具有與中間軸上的齒輪(17，18，19，20)相嚙合的齒輪(15，21，22，23)，中間軸和主軸上的每對相互嚙合的齒輪中至少一個齒輪可轉動地安裝在其軸上，并可通過嚙合裝置(13，24，25)來鎖定，其中至少一部分前向齒輪缺少同步功能。
全文摘要
用于機動車的驅動裝置，包括一個內燃機引擎(1)和一個不同步的自動換檔變速箱(9)。離合器和變速箱通過一個電子傳動控制單元(45)來控制，所述傳動控制單元與一個引擎控制單元(48)進行通信，向所述驅動裝置饋送表示由一個變速檔選擇器(46)所選擇的變速檔的信號和表示不同引擎的信號以及車輛數(shù)據(jù)。變速箱的輸入軸與一個扭矩傳感器(60)協(xié)同工作，所述扭矩傳感器根據(jù)所述輸入軸上的扭矩向傳動控制單元提供一個信號，該傳動控制單元被設置為連續(xù)記錄輸入軸上的當前扭矩，以利用由扭矩傳感器所提供的扭矩信號來計算當前車輛行進阻力。這里在所計算出的車輛行進阻力的基礎上進行變速檔選擇。
文檔編號F16H61/02GK1662403SQ03814159
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月17日 優(yōu)先權日2002年6月17日
發(fā)明者安德爾斯·埃瑞克森, 馬庫斯·斯蒂恩 申請人:沃爾沃·拉斯特韋格納公司