用于在机动车行驶期间分离机动车变速器的辅助动力输出装置的方法
【专利摘要】本发明涉及用于在机动车行驶期间分离机动车变速器(1)的辅助动力输出装置(4)的方法，其中，辅助动力输出装置(4)的形状锁合的换档元件(3)被触发且由此被打开。为了可以在不中断机动车行驶的情况下执行可靠的分离，一旦放置在机动车的机动车变速器(1)与发动机(AM)之间的分离离合器(TK)在下次被操作并且/或者在机动车变速器(1)中的下次档位变换期间中断换档元件(3)与机动车变速器(1)的从动侧(AB)的连接，那么就在换档元件(3)起先没有打开的情况下仍执行对换档元件(3)的触发。此外，本发明还涉及机动车的驱动系统、电脑程序以及具有该电脑程序的数据载体。
【专利说明】用于在机动车行驶期间分离机动车变速器的辅助动力输出装置的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于在机动车行驶期间分离机动车变速器的辅助动力输出装置的方法，其中，辅助动力输出装置的形状锁合的换档元件被触发且由此被打开。此外，本发明还涉及机动车的驱动系统、电脑程序以及具有该电脑程序的数据载体。
【背景技术】
[0002]商用车的变速器尤其是通常具有辅助动力输出装置，相应的商用车的附加机组可通过该辅助动力输出装置在相应的变速器的输出侧旁接入和运行。在此，在该附加机组运行时，通过相应的辅助动力输出装置汲取相应的驱动力矩，所述附加机组可以根据商用车的类型例如是液压泵、切割机、垃圾压实机等。为了可以执行辅助动力输出装置的满足需求的联接和分离，换档元件通常配属于辅助动力输出装置，其中，这种换档元件大多实施为形状锁合的换档元件，例如爪式离合器。
[0003]除了静态的辅助动力输出装置(相应的附加机组可仅在车辆静止时通过该静态的辅助动力输出装置运行)以外，商用车的机动车变速器通常也配备有非静态的辅助动力输出装置(相应的附加机组也可在机动车行驶期间通过该非静态的辅助动力输出装置运行)。然而，因为附加机组大多仅具有受限的、允许的运行范围，所以仅在变速器的特定的传动级中允许非静态的辅助动力输出装置的接入，并且此外在非静态的辅助动力输出装置运行期间禁止档位变换。在相应的机动车行驶时，在非静态的辅助动力输出装置联接期间可以执行的是:通常仅在车辆静止时分离该辅助动力输出装置是可行的，这是因为在机动车的牵引运行或惯性运行期间妨碍打开扭矩负载的、形状锁合的换档元件。换档元件的在传递扭矩时存在的内摩擦将换档元件保持在闭合位置，并且只要可施加的操作力超过摩擦力，就会阻止其成功打开。
[0004]由DE 10 2008 040 757 Al得知用于分离变速器的辅助动力输出装置的方法，其中，在分离过程中，辅助动力输出装置的形状锁合的换档元件为了打开而被触发。然而，这在此仅例外地在相应的机动车行驶期间，例如在严重的变速器故障的情况下是可能的。然而，这种分离也可以在没有机动车驾驶员的预先指令的情况下执行。
【发明内容】
[0005]由之前描述的现有技术出发，本发明的任务是提供用于分离机动车变速器的辅助动力输出装置的方法，其中，通过该方法可在不中断机动车行驶的情况下执行可靠的分离。此外，本发明的任务是提供机动车的可实现之前提到的方法的驱动系统。
[0006]该任务由从权利要求1的前序部分结合其特征部分得知的方法技术观点来解决。随后的从属权利要求给出本发明的相应有利的改进方案。在机动车的驱动系统方面，该任务通过权利要求8的技术指导来解决。关于电脑程序以及包含该电脑程序的存储介质方面参考权利要求9和10。
[0007]根据本发明，在用于机动车行驶期间分离机动车变速器的辅助动力输出装置的方法中，为了打开和因此分离辅助动力输出装置而触发辅助动力输出装置的形状锁合的换档元件。机动车变速器在此是机动车的驱动系统的一部分，其中，可通过该辅助动力输出装置，在机动车行驶期间使附加机组(例如垃圾压实机、切割机或类似装置)运行。辅助动力输出装置因此构造为非静态的辅助动力输出装置。
[0008]根据本发明的机动车变速器是自动变速器，其可特殊地实施为自动换档变速器、自动转换变速器、无级的功率分支变速器等。在此，机动车变速器可以如下方式由多个变速器组装配成，即，分开档组前置或后置于主组，并且/或者范围选择档组后置于主组。应用根据本发明的机动车变速器的机动车优选是商用车，例如货车或乡镇的或农用的商用车，例如拖拉机。形状锁合的换档元件尤其实施为爪式离合器，但同样也可良好地实现为惯性同步件。
[0009]本发明现在包括如下技术指导，S卩，一旦放置在机动车的变速器与发动机之间的分离离合器被重新操作并且/或者通过变速器中的切换而中断了换档元件与变速器的从动侧的连接，那么就在换档元件起先还没有打开的情况下仍执行对换档元件的触发。换言之，如果形状锁合的换档元件在触发时仍没有被打开，一旦下次触发位于机动车的变速器与发动机之间的分离离合器，那么就仍实施触发。为此替选或补充地，一旦通过变速器中的相应的切换来切断从变速器中的形状锁合的换档元件的放置区域到变速器的从动侧的动力流，那么换档元件仍会被触发。
[0010]这种设计方案在此具有如下优点，S卩，相应通过两个单个措施或者其组合可以使驱动系统在辅助动力输出装置的形状锁合的换档元件的区域中如下程度地松弛，即，可利用提供的换档力来打开换档元件。如果变速器仅在驱动侧与机动车的发动机分离并且随后在从牵引运行变换至惯性运行的情况下驱动系统的张紧(Verspannung)仅由机动车的拖拽力矩和联接的附加机组形成，那么这已经可能是足够的。然而，通过分离离合器的驱动侧的分离和通过变速器中的相应切换来中断动力流至变速器的从动侧尤其导致了充分的卸载，以便可以安全地打开辅助动力输出装置的形状锁合的换档元件。
[0011]而在DE 10 2008 040 757 Al的情况中，仅在例外情况下，例如在严重的变速器故障的情况下可以执行辅助动力输出装置的分离。然而，在DE 10 2008 040 757 Al中未详细描述如何能够进行这种分离过程。
[0012]利用“仍”执行对换档元件的触发的表达在本发明的意义中一方面理解为，从第一次触发开始就不中止对换档元件的触发，即，永久地尝试打开换档元件。但另一方面在此也提到执行对换档元件的重新触发，即，从第一次尝试开始就在此期间中断对换档元件的触发。
[0013]此外根据本发明，优选以车辆驾驶员用于分离辅助动力输出装置的预先规定来执行对换档元件的触发。但为此替选地，也可在强制执行分离的情况下，例如在严重的变速器故障的情况下开始触发。尤其是在辅助动力输出装置按照车辆驾驶员的预先规定来分离的情况下，在起先没有打开换档元件的情况下不输出故障讯号，并且也没有激活变速器的保护功能，以便起先不限制机动车的行驶能力并可采取其它根据本发明的措施用以分离辅助动力输出装置。相应的附加机组通过辅助动力输出装置的起先持续的运行在此发生了问题，这是因为仍以适用于附加机组的运行的传动比继续行驶。如果随后进行档位变换，那么最迟在下次的档位变换期间通过根据本发明的措施来执行换档元件的打开。
[0014]在机动车变速器实施为可正常地在负载的情况中并因此牵引力不中断地执行档位变换的变速器的情况下，通过相应的控制，利用牵引力中断来特殊地执行下次的档位变换，以便实现驱动系统在换档元件的区域中的松弛。
[0015]根据本发明的实施形式，在第一次触发换档元件之后询问换档元件的成功打开，其中，在起先没有打开换档元件的情况下暂且中断触发，并且一旦分离离合器被操作并且/或者换档元件与从动侧的连接中断，才执行重新触发。在此期间的触发中断在此具有如下优点，即，降低换档元件的操作装置的磨损。进一步优选地，在第一次触发换档元件与针对打开的询问之间等待预先限定的时间间隔。也就是说首先等待:辅助动力输出装置是否能够不在第一次触发的过程中，必要时在相应长时间的尝试后在不借助其它的措施的情况下分离，从而在可能的情况下能够取消分离离合器的操作范围内的和/或变速器内的切换范围内的其它措施。
[0016]在本发明的改进方案中，在以组结构方式实施变速器的情况下和在将换档元件布置在主组的传动部(Vorgelege)中的情况下，在下次的档位变换期间，在变速器的主组和/或后置于主组的范围选择档组中执行切换至空档。在这样构造的机动车变速器的情况下，在主组或后置的范围选择档组中切换至空档导致驱动系统在辅助动力输出装置的换档元件的区域中的期望的松弛，从而该换档元件相应地可被容易地挂出。机动车变速器中的下次的档位变换在此以如下方式可能被改变，即，即使在主组和/或范围选择档组中自身未执行切换的情况下也实现上面提到的切换至空档。随后，虽然下次的档位变换的持续时间可能会延长，但在没有相应的空档切换和辅助动力输出装置的挂出可能性的情况下，可靠地阻止了从对于附加机组的运行来说允许的档位变换至后续档位，该后续档位的传动比不适用于附加机组。
[0017]特别优选地，在之前提到的设计方案的情况下，首先尝试主组中的空档切换，其中，这尤其是在非同步的主组中由于总是一起运行的附加机组而可能不会被执行。如果相应地由于附加机组的额外的拖拽力矩而不可实现在主组中切换至空档，那么随后才执行在后置的范围选择档组中的空档切换。因为在范围选择档组的范围内大多需要较小的换档力，所以这可导致辅助动力输出装置的换档元件与变速器的从动侧之间的连接的所期望的中断。
[0018]针对在相应的变速器中能通过传动级在换档元件上产生的换档力能够发生变化的情况下，在本发明的另一实施形式的范围内，在下次档位变换的过程中，在中断换档元件与从动侧的连接的切换中最大地调节换档力。以这种方式提高了如下机会，即，尽管总是存在附加机组的拖拽力矩，但相应的切换是可行的。
[0019]本发明另一有利的实施形式是在分离离合器的操作期间如下程度调节地闭合分离离合器，即，直到驱动力矩平衡拖拽力矩。由此，驱动系统可在待打开的换档元件的区域中以如下方式几乎无力矩地构造，即，在驱动侧输入的力矩平衡拖拽力矩，即，机动车的拖拽力矩和一起运行的附加机组的拖拽力矩。特别优选地，分离离合器在闭合时的这样调节的滑差运行在变速器中的下次档位变换结束时执行。当必要时即使以最大的换档力也不能执行变速器中的相应切换，那么这在此可以与之前描述的变型方案组合地应用。在此，也可能会有针对性地作用到发动机的马达控制件上，以便在发动机那侧提供充足的扭矩。因为变速器控制设备无论如何都在档位变换的范围内邻近地作用到马达控制设备上，所以这可以在自动换档变速器的变速器控制设备作用到相应的马达控制设备期间无问题地执行。
[0020]为此替选地，也能够以如下方式以驱动力矩相应地平衡拖拽力矩，S卩，分离离合器在其操作期间被相应地调节地打开。在此也可发生等价的滑差运行，从而在待打开的换档元件的区域中实现无力矩的或几乎无力矩的驱动系统。这可在此同样在变速器的下次的换档变换期间，或者也不依赖于档位变换地执行，其中，在最后提到的情况下发生针对车辆驾驶员的舒适性的降低，这是因为在档位变换期间，机动车的牵引力被短暂地中断。
[0021]在两个之前提到的情况中，调节分离离合器也可根据机动车和辅助动力输出装置的计算出的拖拽力矩执行，这是因为通常要给变速器控制设备提供为此所必需的数据。
[0022]根据本发明的解决方案也可具体化为电脑程序，该电脑程序在变速器控制设备的处理器中运行，根据软件指导处理器执行配属的代表本发明的方法步骤。在该文献中，能由电脑读取的介质也属于本发明的主题，之前描述的电脑程序可取出地存储在该介质中。
[0023]本发明并不局限于并列的权利要求或其从属权利要求的特征的所给出的组合。此外得出如下可能性:相互组合来源于权利要求、接下来对实施形式的描述或直接来源于附图的各特征。权利要求通过使用附图标记来参考附图应该不限制权利要求的保护范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]本发明的随后阐述的、有利的设计方案在附图中示出。其中:
[0025]图1示出具有以组结构方式的机动车变速器的、根据本发明的驱动系统的一部分的不意图；
[0026]图2示出用于分离图1的机动车变速器的辅助动力输出装置的根据本发明的方法的流程图；
[0027]图3相应于根据本发明的第一设计可能性地以细节图示出图2的方法的部分流程;和
[0028]图4相应于根据本发明的替选的设计可能性地以细节图示出图2的方法的部分流程。
【具体实施方式】
[0029]由图1得知根据本发明优选的实施形式的商用车的部分驱动系统的示意图。在该驱动系统中，发动机AM可以以内燃机的形式在从动侧通过位于中间的分离离合器TK与机动车变速器I的驱动侧AN连接。机动车变速器I在此实施为组结构方式的自动化的换档变速器，并且由非同步的主组HG、前置于主组HG的同步的分开档组SG和后置于主组HG的同步的范围选择档组BG装配成。范围选择档组BG在此以行星齿轮结构方式实施，而分开档组SG和主组HG由各圆柱齿轮级形成，圆柱齿轮级在主组HG的情况下可以通过非同步的爪式离合器，以及在分开档组SG的情况下可以通过惯性同步件分别接入动力流，并且由此限定机动车变速器I的不同的档位。随后，发动机AM的驱动运动可以在分离离合器TK闭合的情况下，通过分开档组SG、主组HG和范围选择档组BG相应地传动到机动车变速器I的从动侧AB上，商用车的驱动系统的接下来对于本领域技术人员来说充分公知的组件与该从动侧联结。
[0030]像此外从图1中看到的那样，分开档组SG和主组HG具有共同的传动部2，其中，在传动部2的中间轴VW的端部上设置有形状锁合的、用于联结辅助动力输出装置4的换档元件3，通过该辅助动力输出装置可以驱动附加机组5。换档元件3起先在此实施为爪式离合器，该爪式离合器在闭合状态中将附加机组5的驱动装置抗相对转动地与中间轴VW联接。触发形状锁合的、用于打开和闭合同一中间轴的换档元件3在此通过机动车变速器I的起先未进一步示出的变速器控制件调节，变速器控制件此外也控制自动化的换档变速器的档位变换，并且可以在档位变换期间，以及在商用车的起动过程的情况中邻近地作用到发动机AM的同样未进一步示出的马达控制设备以及分离离合器TK上。
[0031]辅助动力输出装置在该情况下实施为非静态的辅助动力输出装置，S卩，可通过该辅助动力输出装置驱动的附加机组5也可以在商用车行驶期间运行。除了联接辅助动力输出装置4以外，在此特别地也可以在商用车行驶期间执行辅助动力输出装置的分离。在此，通过变速器控制件来执行图2中作为流程图所示出的方法，现在应该借助图2和图3讨论该方法，在所述附图中详细示出了根据本发明的方法的细节方面:
[0032]在开始的时候联接了辅助动力输出装置4，从而在商用车行驶期间驱动附加机组5。在此，在机动车变速器I中选择了适用于附加机组5运行的传动比，其中，在附加机组5仍接入的情况下禁止档位变换，以便不会变换至在转速或扭矩方面不适用于附加机组5的其它传动比。
[0033]当商用车I的车辆驾驶员在第一步骤SI中预先地切断了附加机组5并进而分离了辅助动力输出装置4，那么根据本发明的方法在变速器控制件那侧被实施(anstossen)。随后，在步骤S2中如下地触发换档元件3，S卩，导致换档元件打开。必要时，在此也通过变速器控制件来同时触发分离离合器TK，以便同样打开该分离离合器并执行机动车变速器I与发动机AM的分离。然而，因为商用车总是处于行驶中并且至少建立了中间轴VW并因此还有换档元件3与机动车变速器I的从动侧AB的联接，所以驱动系统基于商用车的牵引运行或在分离离合器TK打开的情况下基于商用车的所使用的惯性运行而被拉紧，从而会妨碍打开换档元件3。
[0034]但是，因为可施加在换档元件3上的换档力可能足够用于无需其它措施地打开换档元件，所以在步骤S3中首先启动时间间隔t，并且在步骤S4中检查时间间隔是否结束。在此，在时间间隔t结束之前总是会回跳至步骤S4之前，而在时间间隔结束之后则过渡至步骤S5。
[0035]在步骤S5中，在变速器控制件那侧询问换档元件3是否被成功打开并因此分离辅助动力输出装置4。如果这是肯定的，那么直接变换到步骤S6，其中，以正常的方式和方法继续调节机动车变速器I并中止根据本发明的方法。相反地，如果在步骤S5中没有成功打开，那么首先中断换档元件3的进一步触发，并且此外在步骤S7中不将警告信号输出至车辆驾驶员，以及不变换至机动车变速器I的紧急运行。随后，商用车此外利用联接的辅助动力输出装置4以机动车变速器I的相应允许的档位运行，直到要么基于车辆驾驶员的档位操作，要么基于变速器控制件的预先规定来执行机动车变速器I中的档位变换。从该时间点开始，利用步骤S8来开始机动车变速器I中的改变的档位变换，这在细节上借助另一附图3来描述。
[0036]机动车变速器I中的随后的档位变换在步骤S9中通过打开分离离合器TK开始，以便执行机动车变速器I的驱动侧AN与发动机AM的相应分离。即使在常规的档位变换的情况下基于非同步的主变速器HG而执行的该步骤已经导致驱动系统的一定的松弛，从而必要时已经可以挂出换档元件3。
[0037]在随后的步骤SlO中，在变速器执行机构中的变速器控制件上通过主压力调节而建立最大的压力和因此最大的换档力。此外，在步骤Sll中尝试:将主变速器HG以最大的换档力切换至空档，然而这由于机组5的附加于车辆的拖拽力矩上的拖拽力矩而可能是不够的。在步骤S12中询问是否可以执行将主变速器HG切换至空档。如果这是肯定的，那么直接过渡至步骤S13，在该步骤中，换档元件3被重新触发而打开。因为在布置辅助动力输出装置4方面，基于打开的分离离合器TK不仅中断了与发动机AM的连接，而且还基于处于空档的主变速器HG中断了与从动侧AB的联接，所以驱动系统在中间轴VW的区域内如下程度地松弛，即，可以打开换档元件3。随后又过渡到步骤S6，并且继续机动车变速器I的正常的换档活动和其它运行。
[0038]相反地，如果在步骤12中没有切换至空档，那么则过渡至步骤S14，在该步骤中执行将范围选择档组BG以最大的换档力切换至空档。因为在范围选择档组的范围内通常需要较小的换档力，所以在此尽管附加机组5总是被驱动但仍可以执行切换至空档的机会却更高。随后，在步骤S15中检查是否在范围选择档组BG中成功地切换至空档。在肯定的情况下又过渡至步骤S13并执行对换档元件3的重新触发。
[0039]相反地，如果范围选择档组BG的空档切换也是不可能的，那么则在步骤S16中执行分离离合器TK的可调节的闭合。在此，分离离合器TK以如下方式操作并以滑差运行的方式运行，即，将驱动力矩传递至机动车变速器的驱动侧AN，驱动力矩平衡车辆和附加机组5的由变速器控制件计算出的拖拽力矩。随后，驱动系统被几乎无负载地切换，从而一方面不仅可以无问题地执行主组HG中的空档切换，而且还可以执行换档元件3的打开。如果在此发动机AM的空转扭矩是不足够的，那么在档位变换期间发生的马达引导过程中变速器控制件对马达控制设备进行作用并间接地调节较高的马达侧的扭矩。在通过滑差式分离离合器TK调节相应的马达侧的驱动力矩之后，在步骤S13中执行对换档元件3的重新触发并在其打开之后过渡至步骤S6。
[0040]由图4还得知该方法连接于步骤S8的替选的改进方案。不同于之前描述的并且在图3中示出的变型方案，在此，分离离合器TK在步骤S17中，在机动车变速器中的下次档位变换时被调节地打开，也就是说，通过分离离合器TK的相应的滑差运行，在驱动侧AN上重新产生驱动力矩，该驱动力矩平衡车辆与附加机组5的计算出的拖拽力矩。随后又实现几乎无负载的驱动系统，接着在步骤S18中执行对换档元件3的重新触发并可以分离辅助动力输出装置4。随后又过渡至步骤S6，并且因此过渡至机动车变速器I的常规运行。
[0041]借助根据本发明的方法，也在机动车行驶期间无问题地执行辅助动力输出装置的分离。
[0042]附图标记列表
[0043]I机动车变速器
[0044]2传动部
[0045]3换档元件
[0046]4辅助动力输出装置
[0047]5附加机组
[0048]AM发动机
[0049]TK分离离合器
[0050]HG主组
[0051]SG分开档组
[0052]BG范围选择档组
[0053]AN驱动侧
[0054]AB从动侧
[0055]Vff中间轴
[0056]T时间间隔
[0057]SI至S18 方法的单个步骤。
【权利要求】
1.用于在机动车行驶期间分离机动车变速器(I)的辅助动力输出装置(4)的方法，其中，所述辅助动力输出装置(4)的形状锁合的换档元件(3)被触发且由此被打开，其特征在于，一旦放置在所述机动车的机动车变速器(I)与发动机(AM)之间的分离离合器(TK)在下次被操作并且/或者在所述机动车变速器(I)中的下次档位变换期间中断所述换档元件(3)与所述机动车变速器(I)的从动侧(AB)的连接，那么就在所述换档元件(3)起先没有打开的情况下仍执行对所述换档元件(3)的触发。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一次触发所述换档元件(3)之后询问所述换档元件的成功打开，其中，在起先没有打开所述换档元件(3)的情况下暂且中断触发，并且一旦所述分离离合器(TK)在下次被操作并且/或者所述换档元件(3)与所述从动侧(AB)的连接中断，就执行重新触发。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在第一次触发所述换档元件(3)与对打开进行询问之间等待时间间隔(t)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在以组结构方式实施所述机动车变速器(I)的情况下并且在将所述换档元件(3)布置在主组(HG)的传动部(2)中的情况下，在下次的档位变换期间，在所述机动车变速器(I)的主组(HG)和/或后置于所述主组(HG)的范围选择档组(BG)中执行至空档的切换。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在存在换档力的变化可能性的情况下，所述换档力在所述下次的档位变换期间被最大地调节。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述下次操作期间如下程度调节地闭合所述分离离合器(TK)，即，直到驱动力矩平衡拖拽力矩。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述下次操作期间如下程度调节地打开所述分离离合器(TK)，即，直到驱动力矩平衡拖拽力矩。
8.机动车的驱动系统，所述驱动系统包括带有至少一个辅助动力输出装置(4)的机动车变速器(I)，其中，所述至少一个辅助动力输出装置(4)在行驶期间能通过根据权利要求1至7中任一项所述的方法来分离。
9.根据权利要求8所述的驱动系统的机动车变速器(I)的电脑程序，所述驱动系统能根据权利要求1至7中任一项所述的方法来运行，其中，用于分离所述机动车变速器(I)的辅助动力输出装置(4)的例行程序通过相应的储存在软件中的控制指令来实现。
10.具有根据权利要求9所述的电脑程序的数据载体。
【文档编号】B60K17/28GK104343958SQ201410325412
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】英戈·索特, 托马斯·哈芬, 梅尔乔·莫罗-奥利韦罗斯 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司