專利名稱：用于執(zhí)行換檔的傳動系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及傳動系統(tǒng)，具體來說涉及瞬時型傳動系統(tǒng)、包括該 傳動系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)、用于4丸行換檔的方法、以及^皮-沒置成控制該 傳動系統(tǒng)和才丸4亍換檔的傳動控制單元。
背景技術：
瞬時傳動系統(tǒng)被這樣設置，即，4吏得在當前齒4侖仍被嚙合的同 時能夠選擇新的齒輪。在已選擇了新的齒輪時，釋放初始的齒輪。 因此在換檔期間，對于至少一個換檔類型，扭矩^皮基本上連續(xù)不斷 地提供給傳動系統(tǒng)的輸出。因此，這種換檔被稱作是瞬時的，因為 在選l奪新的齒4侖時沒有延遲，而對于傳統(tǒng)的傳動系統(tǒng)，則必須耳又消 選擇當前齒輪，經(jīng)過空檔階段，且然后選擇新的齒輪。
在 一 些已知的瞬時型傳動系統(tǒng)中，如在WO2004/099654 、 WO2005/005868 、 WO2005/005869 、 WO2005/024261 和 WO2005/026570中描述的那些瞬時型傳動系統(tǒng)，在某些情況下可能 發(fā)生的換檔沖突和換檔控制問題可能導致傳動的故障。
上述已知的傳動才幾構具有多個4侖系，以在傳動系統(tǒng)的豐lr入軸與 輸出軸之間傳遞動力。對于第一輪系，第一齒輪可轉(zhuǎn)動地安裝在傳 動系統(tǒng)的輸入軸或輸出軸之一上，而第二齒4侖固定在另一軸上，與 第一齒輪相嚙合。第二輪系包括按相似方式設置的第三和第四齒 輪。傳動系統(tǒng)還包括至少一個齒輪選擇機構，其位于可轉(zhuǎn)動地安裝的齒專侖之間，該齒輪選擇機構^皮i殳置以選4奪性地鎖定這些齒專侖而^f吏
其隨安裝它們的軸一起轉(zhuǎn)動。當來自一輪系的一齒輪被鎖定以隨軸 一起轉(zhuǎn)動時，動力經(jīng)過該4侖系在iir入軸與#r出軸之間傳遞。
傳動才幾構的設置是這樣的，即，當動力通過4侖系之一在輸入軸 與輸出軸之間傳遞時，在無需首先脫開第一輪系的情況下，齒輪選 擇機構通過將第二輪系的可轉(zhuǎn)動地安裝的齒輪鎖定在其軸上，而可 以在動力作用下選4奪確斤的l侖系。因jt匕一瞬間，動力同時經(jīng)過兩個壽侖 系在輸入軸與輸出軸之間傳遞。新的輪系隨后超速驅(qū)動第一輪系， 并且選4奪才幾構脫開第 一齒4侖。動力隨后〗又通過新的4侖系在輸入軸與 輸出軸之間傳遞。既然換檔時不需要打開離合器，傳動系統(tǒng)在換檔 過程中提供連續(xù)的動力。
對于與其有關的每個可轉(zhuǎn)動地安裝的齒輪，瞬時齒輪選擇機構 通常具有四種運4于—莫式
在兩個扭矩方向上都完全嚙合(完全嚙合)；
在兩個4a矩方向上老卩脫離(空檔)；
在正4丑矩方向上嚙合，而在反4丑矩方向上脫離；
在正4丑矩方向上脫離，而在反4丑矩方向上嚙合。
最后兩種才莫式可以使非連續(xù)傳動比變速箱能夠在不中斷扭矩 的情況下在負荷作用下立即升高或降低傳動比。在 一 些實施例中不
需要具有空檔位置。
然而，在已知的傳動系統(tǒng)中存在一種固有的故障才莫式，該已知 的傳動系統(tǒng)包括多個選擇組件，并具有最后兩種運行才莫式，在這兩 種運行才莫式中為了選擇新的齒4侖必須運^亍兩個選^奪組件。也就是據(jù)換檔類型這可能導致傳動系統(tǒng)鎖死或嚙合件跳開。
例如，傳動系統(tǒng)通常包括至少三個4侖系，并有可能包4舌四個至 六個輪系。具有四個4侖系以及所有選4奪^l4勾均安裝在相同軸上的常 規(guī)布局的傳動系統(tǒng)，通常需要兩個瞬時齒輪選擇機構。第一齒輪選 擇機構被設置以選捧性地嚙合第一輪系和第二輪系，而第二齒輪選
擇機構被設置以選擇性地嚙合第三輪系和第四輪系。每一齒輪選擇 機構均包括第 一和第二嚙合件組，所述第 一和第二嚙合件組具有相 對的端部并且扭矩傳遞的方向也固定相反。這^是供了先天就能防止 上述故障^f莫式的故障保險設置，這種設置中換檔是從選擇機構的一 側(cè)上的齒輪換到同一選擇機構的另一側(cè)上的齒輪，例如，當?shù)谝贿x 擇機構在第 一輪系與第二輪系之間選擇時或當?shù)诙x擇機構在第 三輪系與第四輪系之間選擇時。
上述故障才莫式僅可能發(fā)生在當從可由一個齒庫侖選擇才幾構嚙合 的齒輪轉(zhuǎn)換成由可另 一齒輪選擇機構嚙合的齒輪進行換檔時，例
如，當在上面所<提到的四速傳動系統(tǒng)中的第二4侖系與第三4侖系之間 轉(zhuǎn)換時，因為這需要第一和第二齒輪選擇機構兩者的運動。
大多數(shù)已知的瞬時齒輪選擇機構包括用于控制嚙合件運行的 致動組件，該嚙合4牛包4舌所謂的"只又叉"布置。即，兩個嚙合件組 均由單個撥叉控制，該撥叉具有用于控制第一嚙合件組的運動的第
一部分和用于控制第二嚙合件組的運動的第二部分(雙頭)。因此， 在允許第一和第二嚙合件組的一些獨立運動的同時，單個致動影響 了兩個嚙合件組的運動/運4于。例如，單個f丈動可能導致一組與齒庫侖 脫離嚙合，而同時另一組仍保持與齒輪嚙合。發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該 設置可能是導致在需要多個齒輪選擇機構的運動來選擇新的齒輪 時發(fā)生齒輪選擇沖突的一個重要原因。WO 2006/123128通過一種傳動系統(tǒng)解決了這個問題，其中傳 動機構包括閉鎖機構以防止某些換檔沖突的發(fā)生，然而所公開的系 統(tǒng)大幅增加了傳動才幾構的重量和慣性。
WO 2005/026570中^^開的傳動系統(tǒng)理i侖上能夠用于解決這個 問題，然而在實踐中電^P茲致動的齒輪選擇機構卻是非常難以實現(xiàn) 的，因為為了成功的換檔而獲得可靠的嚙合和脫離所需的控制程 度，對^^茲場的運行進行控制是困難的。此外，運行中的傳動系統(tǒng)所 需的換檔類型的范圍超出了此類傳動系統(tǒng)的控制能力。
在WO 2004/099654、 WO 2005/005868、 WO 2005/005869及
WO 2005/024261中描述的"義又叉"型瞬時齒4侖選擇才幾構的另 一個
問題是，當傳動系統(tǒng)以低速運行時，在換檔期間由致動器通過盤簧 施加于驅(qū)動地嚙合的嚙合件組上的偏壓力可能大于嚙合件與擋塊
(dog)之間的摩擦力。如果出現(xiàn)這種情況，嚙合件可能會在新的 齒4侖嚙合以前與當前齒4侖意外脫離，乂人而導至丈動力的在夾失。這對汽 車應用而言是不可接受的。
已知瞬時系統(tǒng)的另 一個問題是，當車輛^丸行kick-down式換檔 (力口速降檔，accelerating down shifts )時，新的齒4侖4皮嚙合時汽車 有顛簸的趨勢。這導致乘車人乘坐得非常不舒服。由于齒輪幾何形 狀的差異所導致的新嚙合的齒輪不能超速驅(qū)動先前的齒輪，因此換 低檔中產(chǎn)生了另一個問題。當解決這個問題時，以前的系統(tǒng)使用在 嚙合新的l侖系之前完全脫離當前4侖系的方法。4旦是通過這種方法， 在動力傳遞時具有司機可以覺察到的實質(zhì)中斷，因此該方法不是最 佳方案。因此，非常希望在沒有實質(zhì)動力中斷(即，沒有汽車司枳』 可察覺的動力中斷)的情況下完成kick-down式換檔的方法。對于 瞬時傳動系統(tǒng)來說這是一個非常重要的待解決問題，因為為了使此 類傳動系統(tǒng)適用于道^各車輛，就必須能夠以可4妄受的方式才丸4亍 kick-down式換檔。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明致力于提供一種傳動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、傳動控制系 統(tǒng)和齒輪選擇方法，其能夠緩解上述問題中的至少 一項。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個方面，^是供了一種傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)包 括選4奪組件，其被設置以在傳動比之間進行瞬時選擇而沒有實質(zhì)的 扭矩中斷，所述選擇組件包括第 一和第二嚙合件組以及致動系統(tǒng)，
該致動系統(tǒng)具有第一致動件，用于使第一嚙合件組移動；第二致 動件，用于使第二嚙合件組移動；第一致動裝置，用于致動第一致 動件；以及第二致動裝置，用于獨立于第一致動裝置來致動第二致動件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)包 括第一軸；第一齒輪元件，可轉(zhuǎn)動地安裝在第一軸上；第一齒輪 選擇組件，包括第一和第二嚙合件組，該第一齒輪選擇組件被設置 成選擇性地鎖定第一齒輪而使其隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，所述選擇來源 于下列運行模式，所述運行模式包括沿順時針和逆時針方向鎖定 第 一齒輪件以便隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動；沿順時針方向鎖定第 一齒輪件 以便隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿逆時4十方向上不鎖定；沿逆時針方向 鎖定第 一 齒輪件以便隨第 一 軸 一 起轉(zhuǎn)動，而沿順時針方向上不鎖 定；并且所述第一齒輪選擇組件還包括致動系統(tǒng)，用于在運行模式 間進行選擇，該致動系統(tǒng)具有第一致動件，用于使第一嚙合件組 移動；第二致動件，用于使第二嚙合件組移動；第一致動裝置，用
于致動第一致動件；以及第二致動裝置，用于獨立于第一致動裝置 來致動第二致動件。
每個嚙合件組均具有單獨的致動器，確保了第 一和第二嚙合件 纟且的運4于是相互獨立的，這允i午〗也們的運動可^皮獨立地^空制。這4吏 得以這樣的方式控制來傳動，即，防止嚙合件在低速換檔期間意外月充離，并通過防止齒4^f牛凈皮鎖定而隨第一軸沿相反方向轉(zhuǎn)動來防止
發(fā)生鎖死。這克服了與WO2004/099654、 WO2005/005868、 WO 2005/005869、 WO 2005/024261和WO 2005/026570相關的問題。 優(yōu)選地，第二齒輪選擇組件類似于第一齒輪選擇組件。
第 一齒輪選擇組件可設置成選擇下列運行模式沿順時針或逆 時針方向不鎖定齒輪件以便隨第一軸一起轉(zhuǎn)動。因此，齒輪件能夠 完全脫離。
有利地，第一和第二致動裝置中的至少一個是電子可控的，并 且也可以是電力驅(qū)動、枳4成驅(qū)動、氣動或液壓驅(qū)動的。
有利地，第 一和第二致動器件中的至少 一個可以可滑動地安裝 在支架上，并且這個致動裝置或每個致動裝置被設置成沿著該支架 的雙向驅(qū)動它們各自的致動件。優(yōu)選地，致動系統(tǒng)包括彈性裝置， 以沿軸向方向偏壓第 一和/或第二嚙合件組。該彈性裝置^皮i殳置成朝 向未嚙合的齒4侖件偏壓嚙合件的運動。
有利地，傳動系統(tǒng)可包括第二齒輪件，可轉(zhuǎn)動地安裝在第一 軸上；以及第二齒輪選擇組件，用于選擇性地鎖定第二齒輪件以使 其隨第一軸一起轉(zhuǎn)動。第二齒輪選擇組件可被設置成鎖定第二齒輪 件而使其隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，所述選擇來源于下列運行模式，所述 運行模式包括沿順時針和逆時針方向鎖定齒輪件以便隨第一軸一 起轉(zhuǎn)動；沿順時針方向鎖定齒輪件以便隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿逆 時針方向不鎖定；沿逆時4十方向鎖定齒4侖件以<更隨第 一軸一起轉(zhuǎn) 動，而沿順時4十方向不鎖定。
第二齒輪選擇組件可以選擇以下運行模式沿順時針或逆時針 方向不鎖定齒輪件以便隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動。第二齒輪選擇組件包括第一和第二嚙合件組，該第一和第二 嚙合件組被設置成選擇性地鎖定第二齒輪以使其隨第一軸一起轉(zhuǎn) 動；以及致動系統(tǒng)，用于在運行模式之間選擇，該致動系統(tǒng)具有 第一致動件，用于使第一嚙合件組移動；第二致動件，用于使第二 嚙合件組移動；第一致動裝置，用于致動第一致動件；以及第二致 動裝置，用于獨立于第一致動裝置來致動第二致動件。
有利地，該齒輪選擇組件或每個齒輪選擇組件被如此設置，即， 當驅(qū)動力初L傳遞時，第 一和第二嚙合4牛組中的一組驅(qū)動;也嚙合已。齒 合的齒輪件，而另一嚙合件組則處于空載狀態(tài)。
優(yōu)選地，該選擇組件或每個選擇組件被如此設置，即，當減速 力被傳遞時，第一嚙合件組與已嚙合的齒輪件相嚙合，而第二噴合 件組處于空載狀態(tài)，以及當驅(qū)動力被傳遞時，第二嚙合件組驅(qū)動地 嚙合已嚙合的齒輪件，而第 一嚙合件組則處于空載狀態(tài)。
有利地，致動系統(tǒng)可以一皮設置成朝向未嚙合的齒專侖偏壓^皮加載 的嚙合件組，而不需要使被加載的嚙合件組與已嚙合的齒輪分離。
有利地，傳動系統(tǒng)包括電子可編程控制系統(tǒng)，以控制該齒4侖選 擇組件或每個齒輪選擇組件的運行。例如，控制系統(tǒng)可包括處理裝 置，該處理裝置可一皮編程，以控制選4奪組件的運4于。這可以通過適 當?shù)捻樞蚩刂苼矸乐箓鲃酉到y(tǒng)發(fā)生鎖死。
控制系統(tǒng)可一皮i殳置成，在致動另 一齒專侖選擇組件來嚙合新的齒 輪之前，使得空載的嚙合件組從與已嚙合的齒輪件的嚙合中移出。 這是防止在需要運行多個選擇組件的換檔期間當發(fā)生扭矩反向時 傳動系統(tǒng)鎖死的一個重要因素，因為它使該嚙合件組從當前齒輪的 嚙合中移出，否則，如果發(fā)生扭矩反向這將鎖定傳動系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)還可以設置成朝向未嚙合的齒4侖偏壓加載的嚙合件 組，直到加載的嚙合件組能夠自由運動。
有利地，傳動系統(tǒng)包括用于在收到換檔請求時確定傳動系統(tǒng)中 的^^矩方向的裝置。優(yōu)選地，傳動系統(tǒng)包"^舌傳感器裝置，如用于沖企 測至少一個傳動部件的轉(zhuǎn)速或傳動輸入的速度傳感器，并且控制系 統(tǒng)從傳感器裝置確定轉(zhuǎn)速變化率。這使得傳感器裝置能夠確定傳動
系統(tǒng)中的4丑矩方向，即，是否施力口了加速力或制動力。
傳動系統(tǒng)也可包4舌用于防止傳動系統(tǒng)中的4丑矩方向在換檔期 間改變的裝置。
有利地，控制系統(tǒng)被設置為發(fā)出控制信號來調(diào)整驅(qū)動源的輸
出。優(yōu)選地，控制系統(tǒng)通過諸如控制器局域網(wǎng)(CAN)總線的通信 裝置連接到發(fā)動機控制單元?？刂菩盘栔甘景l(fā)動機控制單元根據(jù)需 要調(diào)整發(fā)動機輸出?？刂葡到y(tǒng)還可以被設置成發(fā)出用于控制離合器 裝置的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的夾持負荷的控制信號。優(yōu)選地，控制 系統(tǒng)控制離合器致動器的運行，進而控制離合器裝置。通過控制離 合器和發(fā)動機控制系統(tǒng)來提供最佳換檔效果。
有利地，傳動系統(tǒng)包括用于在進行換檔前執(zhí)行4企查程序的裝 置，以確定狀態(tài)是否適于進行換檔。優(yōu)選地，控制系統(tǒng)被設置成執(zhí) 4亍這一功能。
有利地，傳動系統(tǒng)包括用于當執(zhí)行檢查程序的裝置確定狀態(tài)不 適于進行換檔時推遲換檔的裝置。優(yōu)選地，這是由控制系統(tǒng)4丸行。
有利地，傳動系統(tǒng)包括用于確定哪個/哪些齒輪被嚙合的裝置。 優(yōu)選地，這通過用于4企測每個齒輪選纟奪組件的第一和第二嚙合件組位置的裝置來實現(xiàn)。控制系統(tǒng)被設置成基于用于檢測第 一和第二嚙合件組的位置的裝置的輸出來確定哪個/哪些齒4侖件被嚙合。
傳動系統(tǒng)可以包括可轉(zhuǎn)動地安裝在第 一軸上的第三齒輪件，并且其中傳動系統(tǒng)被設置為選擇性地鎖定第三齒輪件以使其隨第一
軸一起轉(zhuǎn)動，所述選擇來源于運行模式，所述運行模式包括沿順時針和逆時針方向鎖定齒輪件以便隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動；沿順時針方向鎖定齒輪件以便隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿逆時針方向上不鎖定；沿逆時針方向鎖定齒輪件以便隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿順時針方向上不鎖定。優(yōu)選地，第三齒輪件通過第一選擇組件鎖定以便隨第一軸一起轉(zhuǎn)動， <旦是，可^f吏用單獨的組件。
對于第三齒4侖件，傳動系統(tǒng)可以選才奪以下運行才莫式沿順時針或逆時針方向不鎖定該齒4侖件以Y更隨第一軸一起轉(zhuǎn)動。
第 一齒輪選擇組件優(yōu)選地設置成，通過將空載的嚙合件組從與第 一齒輪件的嚙合中移出并與第三齒輪件驅(qū)動地嚙合而嚙合第三齒輪件，同時第一齒輪件仍然與加載的嚙合件組嚙合，以在第一與第三齒壽侖件之間實現(xiàn)齒l侖變化。因此，第一齒4侖選擇組件一皮設置成，選擇性地鎖定第一和第三齒輪件以使其隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，至少是暫時地隨第一軸一起轉(zhuǎn)動。通常，這僅發(fā)生在換檔期間的非常短的時間段內(nèi)，因為當選擇了新的齒輪時加載的構件組變成空載，并且控制系統(tǒng)被設置成將其與它的齒輪件分離并將其移動到與新的齒輪件嚙合。
第一齒輪選擇組件優(yōu)選地設置成將空載的嚙合件組從與第三齒輪件的嚙合中移出并與第 一齒輪件驅(qū)動地嚙合，同時第三齒輪元件仍與加載的嚙合件組相嚙合，以實現(xiàn)第 一與第三齒輪件間的齒輪變化。該系統(tǒng)中可以包括任何可行數(shù)量的齒輪選擇組件。優(yōu)選地，傳動系統(tǒng)至少包括三個齒輪選擇組件，其均類似于第 一齒輪選擇組件。通常，每個齒輪選擇組件將選擇性地鎖定兩個齒輪件以使其隨軸一起轉(zhuǎn)動。通常，每個可轉(zhuǎn)動地安裝的齒輪件將構成輪系的一部分，該輪系在第一軸與第二軸之間傳遞動力。優(yōu)選地，傳動系統(tǒng)包括三至三十個之間的4侖系，并且更優(yōu)選地是包括四至二十一個之間的輪系，而且更優(yōu)選地包括四至八個之間的輪系。所需的輪系的數(shù)量耳又決于實際應用。例:^，汽車通常包4舌四至六個專侖系，而卡車可能有二十一個輪系。第一齒輪件可以是第一輪系的一部分，該第一輪系包括固定在第二軸上的第四齒輪。第二齒輪件可以是第二輪系
的一部分，該第二4侖系包括固定在第二軸上的第五齒輪，而第三齒輪件可以是第三輪系的一部分，該第三輪系包括固定在第二軸上的
第六齒輪。 .
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)包
括第一和第二可轉(zhuǎn)動的軸；以及用于將動力從一個軸傳遞至另一
軸的裝置，該裝置包括第一和第二齒輪件，每一個齒輪件都可轉(zhuǎn)動
地安裝在第一軸上并在其上形成有驅(qū)動結構；齒輪選^^組件，用于選擇性地在第 一軸與第 一齒輪件之間或在第 一軸與第二齒輪件之間傳遞扭矩，所述選4奪組件包括第一和第二嚙合件組，它們能夠從與第一和第二齒輪件的嚙合中移進和移出；以及致動系統(tǒng)，其中齒輪選擇組件被如此設置，即，使得當驅(qū)動力被傳遞時，第一和第二嚙合件組中的一組驅(qū)動地嚙合已嚙合的齒專侖件，而另 一嚙合件組則處于空載狀態(tài)，并且該致動系統(tǒng)包括第一致動件，用于4吏第一嚙合件組移動；第二致動件，用于使第二嚙合件組移動；第一致動裝置，用于致動第一致動件；以及第二致動裝置，用于獨立于第一致動裝置來致動第二致動件，并且其中致動系統(tǒng)被設置成，將空載有利地，第一和第二嚙合件組被設置為，在使用中隨第一軸一起轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，第一軸是輸入軸，而第二軸是輸出軸，并且動力從輸入軸傳遞至輸出軸。優(yōu)選地，選擇組件被如此i殳置，即，使得當?shù)谝缓偷诙Ш霞M嚙合第一和第二齒輪件之一時，在加速與減
速之間運動時產(chǎn)生的空轉(zhuǎn)(backlash)小于或等于四度。
優(yōu)選地，第一和第二齒輪件的驅(qū)動結構分別由第一和第二組擋塊組成。例如，第一和第二組擋塊中的每一個都包4舌兩個至十二個之間的擋塊，這些擋塊分別均勻地分布在第一和第二齒輪上。優(yōu)選地，第一和第二組擋塊中的每一個都包括兩個至四個之間的擋塊，并且最優(yōu)選地是三個擋塊。
優(yōu)選地，第一和第二嚙合件組包括兩個至八個之間的構件，更優(yōu)選地是包括兩個至四個之間的構件，以及更優(yōu)選地仍是三個構件。
有利地，第一軸可包括這樣設置的鍵槽，即，使得第一和第二嚙合件組能夠沿著該4定槽軸向地滑動，并在徑向上限制兩個嚙合件組的位置。優(yōu)選地，鍵槽的橫截面是T形、狹槽形及燕尾槽形之一。
優(yōu)選地，致動組件包括至少一個彈性裝置，該至少一個彈性裝置被設置成當嚙合件處于空載狀態(tài)時，將第 一和第二嚙合件組中的至少一個移進與第一和第二齒輪件的嚙合中。優(yōu)選地，該彈性裝置或每個彈性裝置被設置成當嚙合件與齒輪件驅(qū)動地嚙合時，朝向第一或第二齒輪件偏壓第 一和第二嚙合件組中的至少 一組。
傳動系統(tǒng)還可以包括安裝在第一軸上的第三和第四齒輪、以及第二齒輪選擇組件，以在第 一與第二軸之間提供附加的傳動比。才艮據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動源以及具有上述特征的組合的任何一個的傳動系統(tǒng)。
優(yōu)選地，驅(qū)動系統(tǒng)包括用于監(jiān)測驅(qū)動源的運4亍狀態(tài)并在某些運行狀態(tài)下獨立于驅(qū)動源的驅(qū)動器自動調(diào)節(jié)驅(qū)動源的輸出的驅(qū)動源控制系統(tǒng)。例如，控制系統(tǒng)被設置成調(diào)整發(fā)動機的輸出速度/扭矩。
驅(qū)動系統(tǒng)還包括用于調(diào)整/人驅(qū)動源傳遞至傳動系統(tǒng)的4a矩的離合器裝置以及用于檢測離合器裝置的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)動運動的裝置。這使得控制系統(tǒng)能夠減少離合器的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的夾持負荷，以使其能夠在選擇新的齒輪前滑動，從而使在選擇新的齒輪時傳動系統(tǒng)所產(chǎn)生的扭矩峰值至少部分地被離合器裝置的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的進一步相對轉(zhuǎn)動運動吸收。
有利地，傳動系統(tǒng)包括用于才企測傳動系統(tǒng)中的4丑矩方向的裝置。例如，傳動控制系統(tǒng)可設置成，通過比較用于檢測離合器裝置的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)動運動的裝置的輸出來確定傳動系統(tǒng)中的扭矩方向?？商鎿Q地，或附加地，用于^:測傳動系統(tǒng)中的扭矩方向的裝置可以包括車輛加速度傳感器、用于#全測至少一個傳動構件的張力的傳感器、以及用于確定轉(zhuǎn)動傳動構件的速度變化率的傳感器中的至少一個。
有利地，控制系統(tǒng)被設置成，調(diào)整驅(qū)動源和/或離合器裝置的輸出，以確保傳動系統(tǒng)中的扭矩不會在換檔期間改變方向。例如，通過適當?shù)卦黾?、減少和/或保持發(fā)動機速度，和/或適當?shù)卦黾印p少和/或保持離合器夾持負荷。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種用于在傳動系統(tǒng)中^L行換檔的方法，該傳動系統(tǒng)具有第一和第二齒專侖件，可轉(zhuǎn)動地安裝在第一軸上；第一齒輪選擇組件，用于選擇性地鎖定第一齒輪件以使其隨第一軸一起轉(zhuǎn)動；以及笫二齒輪選擇組件，用于選擇性地鎖定
第二齒輪件以使其隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動，其中每個齒輪選擇組件均包
括第一和第二嚙合件組；以及致動系統(tǒng)，用于致動第一和第二嚙合件組，以鎖定它們各自的齒輪而使其隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，所述選擇來源于下列運行模式，所述運行模式包括沿順時針和逆時針方向鎖定齒輪件以便隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動；沿順時針方向鎖定齒輪件以1更隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿逆時針方向上不鎖定；沿逆時針方向鎖定齒4侖ff以《更隨第一軸一起4爭動，而沿順時4十方向上不鎖定；以及控制系統(tǒng)，用于控制傳動系統(tǒng)的運4亍，包括在通過另一齒l侖選4奪組件來選擇新的齒輪件之前將空載的嚙合件組與當前嚙合的齒輪件分離。
該方法防止了在涉及第 一和第二齒4侖選擇組件的換檔中發(fā)生鎖死，因為它確保了選擇組件不會鎖定齒輪件而使其隨第 一軸一起沿相反方向轉(zhuǎn)動。所以，即使是在換檔中發(fā)生扭矩反向這種非常危險的情況，傳動也不會鎖死。
例如，如果第一齒輪沿加速和減速方向被鎖定而轉(zhuǎn)動(完全嚙合)，并且第二嚙合件組驅(qū)動地嚙合第一齒輪，那么第一嚙合件組處于空載狀態(tài)。在第二齒輪選擇組件嚙合第二齒輪件之前，第一致動器將第一嚙合件組從與第一齒輪件的嚙合中移出。因此，第一齒輪件不再完全嚙合，而是僅沿加速和減速方向之一纟皮鎖定而轉(zhuǎn)動，并且在另 一 方向上不鎖定。然后在第 一 齒輪件仍然與第 一 齒輪選擇組件嚙合的同時，第二齒輪選擇組件通過互補的嚙合件組選4奪第二齒4侖件(加速或減速的方向，以符合扭矩的方向)，并且因此沖丸4亍瞬時換檔。如果在換檔期間扭矩發(fā)生反向，傳動系統(tǒng)不會鎖死，因為這兩個齒輪件都沿同一方向^^皮鎖定而轉(zhuǎn)動，并且都在另一方向上不鎖定。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的這方面可用于瞬時傳動系統(tǒng)的一些實施例，所述瞬時傳動系統(tǒng)只用 一個致動器來控制第 一和第二嚙合件組兩者，或每一嚙合件組使用單獨的致動器。舉例來說，本發(fā)明的
這 一 方面適用于WO 2004/099654 、 WO 2005/005868 、 WO2005/005869、 WO 2005/024261中所4葛述的類型的瞬時4專動系統(tǒng)的一些實施例，其內(nèi)容結合于此4故為參考。
當從第 一齒輪件沿加速和減速方向被鎖定而隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動的位置開始時，本方法包括將空載的嚙合件組與第 一 齒輪件分離，并且通過相應的嚙合件組選擇第二齒輪件。當進行加速升檔(accelerating upshift )時，本方法包4舌在第二齒專侖選4奪組件通過其加速嚙合件組嚙合第二齒4侖件之前，將減速嚙合件組/人與第 一齒壽侖4牛的p齒合中移出。當進4亍減速升檔(decelerating upshift )時，方法包括在第二齒輪選擇組件通過其減速嚙合件組嚙合第二齒輪件之前，將加速嚙合件組從與第一齒輪件的嚙合中移出。
當從第二齒4侖件沿加速和減速方向纟皮鎖定而隨第一軸一起轉(zhuǎn)動的位置開始，本方法包括將空載的嚙合件組與第二齒4侖件脫離，并且通過相應的嚙合件組選擇第一齒輪件。在進行加速降檔時，本方法包括在第一齒輪選擇組件通過其加速嚙合件組嚙合第一齒輪件之前，將減速嚙合件組從與第二齒輪的嚙合中移出。當進行減速降檔(decelerating downshift )時，本方法包括在第 一齒4侖選4奪組件通過其減速嚙合件組嚙合第 一齒輪件之前，將加速嚙合件組從與第二齒4侖的嚙合中移出。
有利地，本方法包括確定傳動系統(tǒng)中的扭矩方向，以確定將哪個嚙合件組從與已嚙合的齒輪件的嚙合中移出。優(yōu)選地，這包括測量至少一個傳動參數(shù)，并且控制系統(tǒng)根據(jù)測量出的參數(shù)來確定傳動系統(tǒng)中的扭矩方向。例如，它可以包括監(jiān)測至少一個傳動構件的轉(zhuǎn)速并通過計算轉(zhuǎn)速的變化率來確定4丑矩的方向。有利地，本方法包括確定哪個齒輪目前正被嚙合。優(yōu)選地，這 包括確定每個齒輪選擇組件的運行狀態(tài)，以確定哪個齒輪目前正被 嚙合。這可以包4舌確定每個選擇組件的第 一 和第二嚙合件組的位
置，以確定哪個齒4侖目前正^皮p齒合。
有利地，本方法包括在嚙合新的齒輪件之前減小離合器裝置中 的離合器夾持負荷，直到離合器裝置的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間有相對
運動。離合器夾持負荷減小至滑動點(slip point)而不打開離合器
值，則允許離合器裝置輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的進一步相對轉(zhuǎn)動運 動。因此，由于選沖奪新的齒輪件時產(chǎn)生的沖擊所導致的4壬何」扭矩峰
Y直至少部分地:故吸收。
有利地，本方法包括確定離合器的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間是否存 在相對運動。優(yōu)選地，這包括監(jiān)測離合器裝置的輸入側(cè)和輸出側(cè)中 的至少一個的轉(zhuǎn)速，并且最優(yōu)選地是監(jiān)測離合器的兩側(cè)。有利地， 本方法包括調(diào)整離合器片之間的夾持負荷，以保持滑動狀態(tài)。
有利地，本方法包括調(diào)整驅(qū)動源速度以在嚙合新的齒輪元件之 前使其與新的齒4侖速度同步。
有利地，本方法包括調(diào)整施加于傳動系統(tǒng)的扭矩，以確保傳動 系統(tǒng)中的扭矩在換檔期間不會改變方向。優(yōu)選地，這包括調(diào)整驅(qū)動 源速度和/或離合器夾持負荷，以確保傳動系統(tǒng)中的扭矩在換檔期間 不會改變方向。
本方法還包括在換檔完成之后恢復離合器夾持負荷并將發(fā)動 機的控制權返還給用戶。有利地，本方法包括執(zhí)行檢查程序，以確定是否能在不發(fā)生傳
動系統(tǒng)鎖死的情況下進行換檔。有利地，本方法可以包括如果檢 查程序表明不能安全地#1行換檔則推遲換檔。例如，控制系統(tǒng)可以 中止換檔或?qū)⑵渫七t一個預定時間量，如IO至IOO ms，然后執(zhí)行 換檔，或者可替換地，可以#丸行至少一次進一步的4全查，以確定狀 態(tài)是否已變成能夠安全地執(zhí)行換檔，并且只有當狀態(tài)適合時才執(zhí)行 換檔。優(yōu)選地，控制系統(tǒng)在換檔期間連續(xù)監(jiān)測被檢查的參數(shù)。
用于每一齒輪選擇機構的致動系統(tǒng)均包括第一致動器，用于
致動第一嚙合件組；以及第二致動器，用于獨立于第一嚙合件組來 致動第二嚙合件組。
有利地，本方法包括測量傳動系統(tǒng)輸出件的轉(zhuǎn)速。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種用于在瞬時傳動系統(tǒng)中執(zhí) 行換檔的方法，其包括執(zhí)行檢查程序以確保運行狀態(tài)適于執(zhí)行所請 求的換檔，并且如果狀態(tài)不合適，則中止換檔。
這是一種用于防止傳動系統(tǒng)鎖死的可替^方法，因為控制系統(tǒng) 將僅在其一企測到能夠安全地執(zhí)行換檔的狀態(tài)時才會允許扭^于換檔。 這種方法可以獨立4吏用或與上述方法結合4吏用。
有利地，本方法包括在啟動換檔之前檢查扭矩的方向。本方法 還可以包括在執(zhí)行換檔之前確定嚙合件組的位置。
根據(jù)另 一方面，提供了 一種用于在瞬時傳動系統(tǒng)中執(zhí)行換檔的 方法，其包括控制輸入到傳動系統(tǒng)的扭矩，以確保扭矩方向在換檔 期間不會改變。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)最危險的情況之一就是換檔期間扭 矩方向發(fā)生改變。如果4a矩在4奐檔期間具有不變的已知方向，則事件的自然順序會防止上述故障模式。當扭矩方向在換檔期間換擋之 前不久或在換檔期間突然發(fā)生反向時，有可能發(fā)生上述故障才莫式。
這是一種用于防止傳動系統(tǒng)鎖死的可替代方法，因為控制系統(tǒng) 防止了傳動系統(tǒng)中的扭矩方向在換檔期間發(fā)生改變的可能性。這種 方法可以獨立4吏用或與上述4壬<可一種方法結合4吏用。
有利地，本方法包括調(diào)整發(fā)動機速度和/或離合器夾持負荷，以 確保傳動系統(tǒng)中的扭矩方向在換檔期間不會發(fā)生變化。
根據(jù)另 一方面，提供了 一種用于在瞬時傳動系統(tǒng)中執(zhí)行加速降
檔(kickdown式換檔)的方法，該傳動系統(tǒng)具有第一和第二4侖系； 以及控制系統(tǒng)，用于控制傳動系統(tǒng)的運行，所述方法包括自動減少 離合器裝置中的離合器夾持負荷，直到離合器裝置的輸入側(cè)與輸出 側(cè)之間產(chǎn)生相對運動，并且自動調(diào)節(jié)驅(qū)動源的輸出，以在嚙合新的 輪系之前使其與待嚙合的新輪系大體上同步，并且同時當前的輪系 仍嚙合。
通過減少傳動系統(tǒng)中扭矩峰值的大小，這有助于使換檔平穩(wěn)， 因為發(fā)動機與新的傳動比同步，并且離合器裝置處于滑動狀態(tài)，這 使得由嚙合新的齒輪件所產(chǎn)生的沖擊能夠造成離合器裝置的輸入 側(cè)與輸出側(cè)之間的進一步相》寸運動。
有利地，本方法可以包括在保持當前的輪系仍嚙合的同時嚙合 新的輪系，因為換檔需要兩個選擇組件的運動。
有利地，本方法可以包括在嚙合新的輪系之前將加載的嚙合件 組與當前的輪系分離，因為換檔僅需要一個選擇組件的運動。優(yōu)選地，傳動系統(tǒng)包括第一和第二齒輪件，可轉(zhuǎn)動地安裝在 第一軸上；齒輪選擇系統(tǒng)，用于選擇性地鎖定第一和第二齒輪件以 使其隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，所述選擇來源于下列運行模式，所述運行 模式包括沿順時針和逆時針方向鎖定齒輪件以便隨第 一軸一起轉(zhuǎn) 動；沿順時針方向鎖定齒輪件以便隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿逆時針 方向上不鎖定；沿逆時針方向鎖定齒4侖件以便隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動， 而沿順時4十方向上不鎖定。
有利;也，中斷或減少傳動系統(tǒng)中的4丑矩可以通過調(diào)整驅(qū)動源的 輸出來實現(xiàn)，例如通過驅(qū)動源控制系統(tǒng)短暫地切斷對驅(qū)動源的能源
/燃料供應。可替換:地，或附加地，中斷或減少傳動系統(tǒng)中的4丑矩可 以通過調(diào)整離合器裝置的運行狀態(tài)來實現(xiàn)。例如，離合器的輸入側(cè) 與輸出側(cè)之間的夾持負荷可以使用離合器致動器來調(diào)整。優(yōu)選地， 離合器裝置被隨時打開以便中斷扭矩。
有利地，選擇系統(tǒng)包括第一齒輪選擇組件，該第一齒輪選擇組 件被設置為，鎖定至少第一齒輪件以使其隨第一軸一起轉(zhuǎn)動。在一 些實施例中，第一齒輪選擇組件被設置為，鎖定第一和第二齒輪件 以使其隨第一軸一起轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，選擇系統(tǒng)包括第二齒輪選擇組 件，其被設置為，鎖定第二齒輪件以使其隨第一軸一起轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選地，第一軸上可轉(zhuǎn)動地安裝有第三齒輪件。優(yōu)選地，第一 選擇組件或第三選擇組件被設置為，選擇性地將第三齒輪件與第一
軸鎖定在一起，所述選擇來源于下列運行模式，所述運行模式包括 沿順時針和逆時針方向鎖定齒輪件以便隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動；沿順時 針方向鎖定齒輪件以便隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿逆時針方向上不鎖 定；沿逆時針方向鎖定齒4侖件以1更隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿順時針 方向上不鎖定。根據(jù)發(fā)明的另 一 方面，提供了 一種用于在傳動系統(tǒng)中執(zhí)行加速
降檔(kickdown式換檔)的方法，該傳動系統(tǒng)具有第一和第二齒 輪件，可轉(zhuǎn)動地安裝在第一軸上；齒輪選擇系統(tǒng)，用于選擇性地鎖 定第 一和第二齒輪件以使其隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動，所述選擇來源于下 列運行模式，所述運行模式包括沿順時針和逆時針方向鎖定齒輪 件以便隨第 一軸一起轉(zhuǎn)動；沿順時針方向鎖定齒輪件以便隨第 一軸 一起^"動，而沿逆時4十方向上不鎖定；沿逆時4十方向鎖定齒l侖4牛以 便隨第一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿順時針方向上不鎖定，所述方法包括在 當前的齒4侖件嚙合的同時選沖奪新的齒l侖件，并且短暫地中斷或減少 傳動系統(tǒng)中的扭矩，以使當前的齒輪件完全分離。
根據(jù)另一方面，提供了一種傳動控制單元，其被編程成才艮據(jù)上 述結構中的至少一個來控制瞬時傳動系統(tǒng)的運4亍和/或#^亍上述方 法中的至少一個。


現(xiàn)將參照附圖僅以實例的方式描述本發(fā)明的實施例，附圖中相 同的標號表示相同的特;f正，其中
圖la是包括根據(jù)本發(fā)明的傳動系統(tǒng)的汽車驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖lb是根據(jù)本發(fā)明的傳動系統(tǒng)的總布置的截面圖2是示出了齒輪(為清晰起見，省略了輪齒) 一側(cè)上的一組 擋塊的布置的示意圖3是示出了選擇機構與齒輪一側(cè)上的擋塊相互作用的示意
圖4是選擇機構的嚙合件的透視圖；圖5a-5f以圖解的方式示出了選擇機構的運行；
圖6a-6d以圖解的方式示出了當執(zhí)行加速升檔時需要兩個選擇 才幾構的運動來選4奪新的齒專侖；
圖7a-7d以圖解的方式示出了當執(zhí)行減速升檔時需要兩個選擇 機構的運動來選擇新的齒輪；
圖8a-8d以圖解的方式示出了當執(zhí)行加速降檔時需要兩個選擇 才幾構的運動來選一奪新的齒4侖，以及
圖9a-9d以圖解的方式示出了當才丸4亍減速降檔時需要兩個選沖奪 機構的運動來選<^新的齒輪。
具體實施例方式
圖la是根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。例如，驅(qū)動系統(tǒng)可 用于，如汽車和卡車等的車輛，并且包4舌發(fā)動才幾80;發(fā)動才幾控制 單元82;傳感器系統(tǒng)84,用于確定傳動系統(tǒng)中的扭矩方向；離合 器裝置86,諸如摩4察離合器等；傳動系統(tǒng)88;以及傳動控制單元 90。
發(fā)動機80通常是車輛中的內(nèi)燃機，但也可以是用于電動車的 電動機或其他任何適合的驅(qū)動源。發(fā)動機82的輸出在很大程度上 耳又決于裝載了節(jié)流閥(throttle,油門)專lT入裝置81 (通常是節(jié)流閥 踏板)的驅(qū)動器，該節(jié)流閥輸入裝置通過節(jié)流閥接口 83和發(fā)動機 控制單元82連接到發(fā)動機。發(fā)動機控制單元82被設置為根據(jù)從用 戶和傳動控制單元卯得到的指令來監(jiān)測和調(diào)整發(fā)動機80的輸出。 發(fā)動^L控制單元82可以是節(jié)流閥電位器型系統(tǒng)，或者可替換地是 電子控制系統(tǒng)(有時被稱為"線控駕駛"系統(tǒng))。發(fā)動才幾控制單元82通過控制器局域網(wǎng)(CAN)總線與傳動控 制單元90通信。
傳動控制單元90是一種軟件驅(qū)動的自動化控制系統(tǒng)，其被編 程以產(chǎn)生平穩(wěn)的換檔并防止某些傳動故障模式的發(fā)生，例如由于未 被允許的換檔而導致的傳動鎖死。為了完成其主要任務，傳動控制 單元90分別使用離合器致動器92和發(fā)動才幾控制單元82而通過離 合器86和發(fā)動機80來控制傳動系統(tǒng)88中換檔操作的順序、傳動 系統(tǒng)中的扭矩。為了實現(xiàn)這一目標，傳動控制單元卯4妻收輸入， 以確定傳動系統(tǒng)中4丑矩的方向。這可以/人玉見有的用于才企測發(fā)動4幾和 4亍馬史速度的車輛傳感器以及傳動系統(tǒng)的幾4可學知識計算出，或者可 以從離合器傳感器93或傳動扭矩方向傳感器84獲得。傳動控制單 元90還石角定選才奪纟且ff 29、 31、 33的運4亍一犬,態(tài)， <列^口，通過才艮才居4專 動系統(tǒng)的知識來確定它們的位置并控制選4奪組件29、 31、 33的致 動，和/或通過4吏用一個或多個傳動位置傳感器96?？蛇x地，傳動 控制單元90也可以接收來自下列裝置中的一個或多個的輸入傳 動輸出軸速度傳感器98、以及用于手動和半自動傳動的用戶操作齒 專侖選纟奪輸入裝置94。
傳動系統(tǒng)中的扭矩值部分地由發(fā)動機80的輸出決定，并且部 分地由離合器86的運作狀態(tài)決定，這決定了根據(jù)離合器的輸入側(cè) 與輸出側(cè)之間的夾持負荷而可傳遞到傳動系統(tǒng)的最大允許扭矩(離 合器扭矩極限)。離合器的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的夾持負荷由傳動 控制單元90通過離合器致動器92確定。降低離合器片之間的夾持 負荷允許離合器裝置86的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)動運動(滑 動)以限制傳遞的4丑矩i"直。
輸入和輸出離合器傳感器93分別檢測離合器86的輸入側(cè)和輸 出側(cè)的速度。傳感器93的讀數(shù)由傳動控制單元卯監(jiān)測，根據(jù)從傳 感器93接收的凄t據(jù)，傳動控制單元確定滑動是否正發(fā)生以及扭矩的方向。傳動控制單元90被設置來控制離合器致動器92,并選拷:
離合器夾持負荷，以便向傳動系統(tǒng)8 8傳遞所需量的扭矩。
驅(qū)動系統(tǒng)可包括一個或多個離合器夾持負荷傳感器(未示出)，
以檢測離合器86的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的滑動。
用于確定傳動系統(tǒng)中4a矩方向的可選的傳感器系統(tǒng)84可包招-力口速計，用于確定該車輛是加速還是減速，如水銀開關； 一對測壓元件，被設置以檢測傳動部件的張力，其中根據(jù)每個測壓元件的輸出的比較，可以確定扭矩方向(參見WO 2005/005869);傳感器，用于4企測節(jié)流閥位置；和/或，傳感器，用于在確定轉(zhuǎn)動的傳動部件(如輸出軸)的速度變化率。在每一種情況下，均是傳動控制單元90基于從所用傳感器接收到的信號來確定扭矩的方向。
確定^f專動系統(tǒng)中的4丑矩方向的4壬4可其4也適當方式都可以4吏用。
可選地，系統(tǒng)可以包括用于^r測傳動系統(tǒng)的輸出速度的速度傳感器98。這可以協(xié)助傳動控制單元90確定哪個齒4侖被嚙合，因為它可以被編程有傳動比的數(shù)據(jù)，并從離合器傳感器93的輸出側(cè)獲得輸入速度。此外，速度傳感器98的讀數(shù)可被傳動控制單元90用來考慮變化道^各條件對傳動系統(tǒng)88中的扭矩方向的影響。
圖lb示出了傳動系統(tǒng)88的布局，其中包括輸出軸l;輸入軸3以及第一、第二、第三、第四、第五和第六輪系(或傳動比)5、 7、 9、 11、 12、 14 (第1、第2、第3、第4、第5和第6)，凈皮設置以在輸入軸3與輸出軸1之間傳遞動力。第一輪系5包括第一齒4侖13,通過軸承可轉(zhuǎn)動地安裝在輸入軸3上；以及第二齒輪15,固定在輸出軸1上并與第一齒輪13相嚙合。第二輪系7包括第三齒4侖17,可轉(zhuǎn)動i也安裝在^T入軸3上；以及第四齒4侖19，固定在輸出軸1上并與第三齒4侖17相嚙合。第三4侖系9包括第五齒4侖21，可轉(zhuǎn)動地安裝在輸入軸3上；以及第六齒4侖23,固定在輸出軸1上并與第五齒輪21相嚙合。第四輪系11包括第七齒輪25，可轉(zhuǎn)動地安裝在輸入軸3上；以及第八齒輪27，固定在輸出軸1上并與第七齒輪25相嚙合。第五輪系12包括第九齒輪16，可轉(zhuǎn)動地安裝在輸入軸3上；以及第十齒4侖18，固定在輸出軸l上并與第九齒輪16相嚙合。第六輪系14包括第十一齒輪22，可轉(zhuǎn)動地安裝在輸入軸3上；以及第十二齒輪24，固定在輸出軸l上并與第十一齒4侖22相口齒合。
第一、第二和第三選4奪才幾構29、 31、 33也安裝在llr入軸3上。每個選4奪才幾構29、 31、 33均凈皮-沒置為，通過選擇性i也鎖定可專爭動地安裝在輸入軸3上的齒4侖以〗吏其隨輸入軸3 —起轉(zhuǎn)動而經(jīng)由4侖系選沖奪性i也在l命入軸3與舉命出軸1之間4專遞動力。第一選4奪才幾構29被設置為，選擇性地根據(jù)第1傳動比鎖定第一齒輪13并根據(jù)第2傳動比鎖定第三齒輪17以使它們隨輸入軸3 —起轉(zhuǎn)動。第二選擇機構31被設置為，選擇性地根據(jù)第3傳動比鎖定第五齒輪21并根據(jù)第4傳動比鎖定第七齒輪25以使它們隨輸入軸3 —起轉(zhuǎn)動。第三選l奪4幾構33 ^皮i殳置為，選擇性地4艮據(jù)第5傳動比鎖定第九齒4侖16并根據(jù)第6傳動比鎖定第十一齒輪22以使它們隨輸入軸3 —起轉(zhuǎn)動。
當齒輪被選擇機構嚙合時，它就被鎖定而隨輸入軸3 —起轉(zhuǎn)動。所以，對于第三輪系9,當?shù)诙x擇機構31嚙合第五齒輪21并且第一和第三選擇機構29、 33處于空檔(沒有齒4侖;陂嚙合)時，動力通過第三輪系9在輸入軸3與輸出軸1之間傳遞。
選擇和致動才^
每個選4奪才幾構29、 31、 33都是類4以的，并且以類似、的方式安裝在輸入軸3上?，F(xiàn)將描述第一換檔機構29的結構及其選擇性地嚙合第一和第三齒輪13、 17的方式。但是，其大體結構和工作原理均可適用于第二和第三選4奪才幾構31、 33及其各自的齒4侖。
齒l侖選l奪才幾構29 ^皮i殳置以p齒合^f立于第一和第三齒4侖13、 17上的驅(qū)動結構20。每個齒專侖13、 17上的驅(qū)動結構20均由擋塊組組成(類似的驅(qū)動結構位于第五、第七、第九和第十一齒4侖21、 25、 16、22上)。
第一擋塊組20位于第一齒4侖13的一側(cè)上。擋塊優(yōu)選地與第一齒輪一體成形，但這不是必須的。第一擋塊組20由圍繞齒輪端面沿圓周均勻分布的三個擋塊組成，即， 一對擋塊的中心之間對著的角大約是120。(參見圖2和3 )。第二擋塊組20，由三個擋塊組成，以類似的方式布置在第三齒輪17的一側(cè)上。使用三個擋塊是因為這種布置提供了大的嚙合窗口 (即，擋塊之間的空間)，以接受嚙合元件，還因為其固有的自動定心作用以及均勻負荷分配。大的嚙合窗口為第一齒輪選擇機構29在向齒輪13、 17傳遞動力之前完全嚙合齒輪13、 17提供了更大的可能。如果第一齒輪選擇機構29在^又部分地嚙合齒輪時驅(qū)動齒^&,可能導致?lián)鯄K和/或第一換檔才幾構29的損壞。
第一和第三齒輪13、 17間隔地安裝在輸入軸3上，并設置為-使包纟舌第 一和第二擋塊組的 一側(cè)互相面只于。
第一齒輪選擇機構29包括第一和第二嚙合件組35、 36以及致動組件38。
第一和第二嚙合件組35、 36安裝在輸入軸3上且位于第一齒輪13與第三齒輪17之間。第一嚙合件組35包括三個構件28，它們圍繞輸入軸3均勻分布，以^f吏它們的底面向內(nèi)，并且構件28的軸線大致平行。第二嚙合件組36由三個構件30組成，它們類似地圍繞輸入軸3布置。
嚙合件組35、 36安裝在套筒34上，套筒34安裝在輸入軸3上且位于第一齒輪3與第二齒輪5之間(參見圖l和3)。嚙合件組35、 36被設置為，隨輸入軸3 —起轉(zhuǎn)動^f旦能夠響應于致動組件38的切換動作而沿套筒34和輸入軸3軸向地滑動。為了《更于此目的，套筒34包括形成在其曲面上的六個鍵槽41，而每個嚙合件28、 30在其底部均具有互補的結構。4建槽41可具有大致呈T形的4侖廓，以使構件在徑向和切線方向(而不是軸向)上^皮限制在4建槽41內(nèi)(參見圖2)?？商鎿Q地，鍵槽41可具有狹槽或燕尾槽的輪廓以在徑向上限制構件，或具有任何其他合適的形狀。
優(yōu)選地，構件祐:設置成靠近輸入軸3以防止由于負載區(qū)域的大徑向距離造成的明顯懸臂影響，從而減少了結構性故障的可能性。
構件組35、 36設置成這樣，即，使得特定的一組構件處于交替的鍵槽41內(nèi)，并且構件組35、 36能夠沿套筒34滑動。每一構件組中的構件通過環(huán)形連4妄件10(M皮此剛性;也連4妄并作為一個整體運動。每一構件組均能夠獨立于其它構件組運動。連接器件100具有形成在其外曲面中的凹槽102，該凹槽圍繞連4妄器構件完全延伸。優(yōu)選地，第一嚙合件組35中的構件28與它的連4妄器件100 —體成形，雖然這不是必須的。構件28在連4妄器100周圍均勻分布。第二嚙合件組36由三個構件30組成，它們被第二連接器件100以類似的固定布置保持。當?shù)谝慌c第二構件組35、 36之間有相對運動時，第一構件組35的連4妄器件100移動越過第二構件組36,并且第二構件組36的連接器件100滑動越過第一構件組35。
第一構件組35中的每個構件28均具有第一端部28a，其被設置為與附于第 一齒輪13上的第 一擋塊組20相嚙合；以及第二端部28b,其^皮i殳置為與第三齒輪17上的第二擋塊組20嚙合。第一 和第二端部28a、 28b通常有同才羊的結構^旦方向相反，例如第一端 部28a ^皮設置為在第一齒輪13的減速(反扭矩方向)過程中與第 一擋塊組20相嚙合，而第二端部28b被設置為在第三齒輪17的加 速(正扭矩方向)過程中與第二擋塊組20相嚙合。第二構件組36 中的每個構件30均類似地布置，除了第一端部30a被i殳置為在第 二齒輪15的加速過程中與第一擋塊組20相嚙合，并且第二端部30b 被i殳置為在第三齒4侖17的減速過程中與第二擋塊組20嚙合。
當?shù)谝缓偷诙Ш霞M35、 36都與齒輪相嚙合時，動力在輸 入軸3與車lr出軸1之間4專遞，無i侖齒專侖是正在力口速還是正在減速。
每個構4牛的第一和第二端部28a、 30a、 28b、 30b包4舌用于口齒 合擋塊20的噴合面43、斜面45、端面42，并且可以包括肩部44 (參見圖4 )。端面42通過緊靠齒4侖的側(cè)面而限制嚙合件28、 30的 軸向運動。嚙合面43可以具有角度以補充擋塊20a的側(cè)面，乂人而 當噴合件28、 30轉(zhuǎn)動到嚙合時，產(chǎn)生面對面的4妄觸以減少磨損。 優(yōu)選地，每一斜面45成螺S走形地成形并遠離端面42傾殺牛。斜面45 的傾斜角是這樣的，即，使得斜面的距離端面42最遠的邊與端面 42的平面之間的縱向距離大于擋塊20的高度。這確保了當嚙合件 28、 30與擋塊20之間有相對轉(zhuǎn)動運動而導致殺牛面45朝與擋塊20 嚙合的方向運動時傳動系統(tǒng)不會鎖死。擋塊20不會撞擊嚙合件28、 30的側(cè)面而是與殺牛面45 e齒合。當擋塊20與p齒合^f牛28、 30之間發(fā) 生進一步的相對轉(zhuǎn)動運動時，擋塊20滑過斜面45,并且斜面的螺 旋形表面使得嚙合件28、30沿著輸入軸3遠離擋塊20軸向地運動， 因此傳動系統(tǒng)不會鎖死。
齒輪選擇機構被設置成這樣，即，使得在選擇新的齒輪時它自 然就能防止傳動系統(tǒng)鎖死的發(fā)生。當?shù)谝缓偷诙M35、 36的構件交4昔時，如圖3,第一構件組 35的第 一端吾p 28a的p齒合面43與第二才勾寸牛纟且36的第 一端吾卩30a的 嚙合面43相鄰。當?shù)谝缓腕识嫾M35、 36都與一個齒4侖完全嚙 合時，擋塊20位于每對相鄰的噴合面43之間。擋塊20和構件端 部的尺寸優(yōu)選地是這樣，即，當齒4侖從加速運動至減速時，加速構 件的嚙合面43與減速構件的嚙合面43之間的每個擋塊幾乎沒有運 動，反之亦然，以確^呆齒4侖幾乎沒有或沒有空轉(zhuǎn)。
致動組件38包4舌第一和第二致動器46、 64以及第一和第二致 動件48、 58。第一和第二致動器46、 64是力發(fā)生器致動器并且優(yōu) 選地是電力系統(tǒng)(例如，電-才幾系統(tǒng)或電-液系統(tǒng))的一部分。第一 和第二致動器件48、 58是扭4成驅(qū)動件，其將力從第一和第二致動 器46、 64傳遞至嚙合件組35、 36,且優(yōu)選地為可單獨控制的撥叉 的形式。因此，第一嚙合件組35通過第一撥叉48而#1第一致動器 46致動，而第二嚙合件組36通過第二撥叉58而被第二致動器64 致動。因此，第一和第二嚙合件組35、 36相互完全獨立地運動而 不同于已知的系統(tǒng)，如WO 2004/099654的系統(tǒng)，其中只有一個致 動器來控制兩個嚙合件組的致動。在已知系統(tǒng)中，雖然兩個嚙合件 組能夠相對于4皮此運動，但每個嚙合件組的致動是相互關聯(lián)的，因 為只有一個致動器來啟動運動。
每個撥叉48、 58被設置為圍繞其各自的嚙合件組的凹槽102 延伸大約180度，并且包括位于凹槽102內(nèi)的半圓形部分。每個嚙 合件組35、 36可以相對于其各自的撥叉48、 58轉(zhuǎn)動，并且通過致 動件48、 58向連接器件100施加力而使得嚙合件35、 36沿輸入軸 3軸向地移動。
可選地，致動組件38可以包括彈性裝置，例如螺旋彈簧(未 示出)。彈簧被設置成，當?shù)谝缓偷诙Ш霞M35、 36處于與齒輪 的驅(qū)動嚙合而不能運動時，偏方向運動。例3。，撥叉48、 58可以于它們的遠端懸4圭在支架中， 并可設置為克服彈簧的作用而相對于支架運動有限量。致動器纟皮設
置成作用于支架。如果嚙合件組:故加載，雖然支架仍然;故致動器移 動，但嚙合件仍保持嚙合并且通過彈簧件而被偏壓得遠離嚙合的齒 輪。當嚙合件變成空載時，彈簧件將迫使它們從與齒輪的嚙合中離開。
第一和第二致動器46、 64的運4亍，以及由此產(chǎn)生的第一和第 二嚙合件組的運動由傳動控制單元90控制。當使用傳動位置傳感 器96時，它們被設置以確定選4奪機構29、 31 、 33在傳動系統(tǒng)中的 運行狀態(tài)。通常，位置傳感器96監(jiān)測致動件48、 58的位置和由此 產(chǎn)生的嚙合件組的位置，以確定它們是否與齒4侖嚙合。然而，在某 些應用中，他們可被設置為直接監(jiān)測嚙合件組的位置以獲得同樣的 效果。通常設置有與嚙合件組或致動件48、 58相同數(shù)目的位置傳 感器96。在這種情況下，每個選擇才幾構29、 31、 33具有兩個^f立置 傳感器， 一共設置了 6個。
方便地，位置傳感器96可包括在致動器46、 64內(nèi)以提供緊湊 布局。位置傳感器96可以是任何合適的類型，如霍爾效應型傳感器。
如果不^f吏用位置傳感器96，嚙合件組35、 36的位置由傳動控 制單元90根據(jù)已知傳動系統(tǒng)的幾何形狀和嚙合件組35、 36的控制
驅(qū)動來計算。
傳動控制單元卯是由軟件驅(qū)動的電子邏輯控制系統(tǒng)，該軟件 被設置為控制第一和第二致動器48、 64的運行并進而控制第一和 第二嚙合件組35、 36的運行。它是一串程序，4吏傳動控制單元90 能夠自動控制傳動以防止發(fā)生換檔沖突。通過使用第一和第二致動 器46、 64以及第一和第二致動〗牛而能夠完全獨立;l也4空制第一和第二嚙合件組35、 36的致動，這具有以下優(yōu)勢，即，應用由每個致 動器所施加的偏壓力的大小和時間能夠^皮獨立JU青確地控制。這意 味著，即使在低齒輪轉(zhuǎn)速下，嚙合件組35、 36也不會與嚙合的齒 輪意外分離，從而不會缺失動力。
可選地，傳動控制單元90可以具有兩層次的4空制用于控制 選擇機構29、 31、 33的運行的第一層次控制、以及用于監(jiān)控對第 一層次的控制的運行的第二層次控制，以確保第 一層的控制正確運行。
傳動系統(tǒng)88可以是完全自動的，即，當發(fā)動機控制單元80沖企 測到預定的運行狀態(tài)時(例如當發(fā)動機80達到特定齒輪的特定速 度時)，由傳動控制單元90進行齒輪選才奪。可替換地，齒4侖選才奪可 以由驅(qū)動系統(tǒng)的用戶啟動齒輪選拷:輸入裝置94(例如變速桿(手動) 或靠近方向盤的開關(半自動))完成。傳動系統(tǒng)88可這樣設置， 即，使得在自動與手動模式之間選擇成為可能。
現(xiàn)在參照附圖5a-5f描述第一齒輪選擇機構29的運行，為了清 晰，圖5a-5f僅通過第一和第二構件組35、 36中的一個構件的相對
位置來示意性地示出每組的運動。
圖5a示出了處于空檔位置的第一和第二構件組35、 36，即， 沒有構件組與齒輪嚙合。圖5b示出了響應于來自輸入裝置94的換 檔請求在第一和第二致動器46、 64的作用下第一和第二構件組移 動到與第一齒輪13相嚙合。優(yōu)選地，在第一次換檔時離合器打開。
圖5c示出了當?shù)谝积X輪13完全嚙合時的狀況，即，構件28、 30與第一擋塊組20交4晉。第一和第二致動器46、 64^皮這樣設置，即，使得致動件48、 58保持第一和第二構件組35、 36與第一齒輪 13相。齒合。因此，減速時動力通過第一構件組35乂人第一齒l侖13傳 遞至輸入軸3,而加速時動力通過第二構件組36 乂人第一齒專侖13傳 遞至輸入軸3。
在使用第一輪系5加速(第一齒輪13沿圖5c中箭頭B的方向 轉(zhuǎn)動)的同時，第一構件組35的構件的嚙合面43沒有^皮加載，而 第二構件組36的構件的嚙合面43 ^皮加載。當用戶或發(fā)動才幾控制單 元82希望嚙合第二4侖系7時，來自輸入裝置94或發(fā)動4幾控制單元 82的信號被發(fā)送至傳動控制單元90。傳動控制單元90發(fā)送信號至 離合器致動器92,以減少離合器夾持負荷，直到傳動控制單元卯 基于從離合器傳感器93接收到的信號而檢測到離合器的輸入側(cè)與 ^T出側(cè)之間的相只t凈爭動運動(滑動)。例:^口， 4專動4空制單元90可枱r 測到轉(zhuǎn)速的大約1%的差異。傳動控制單元90也致動第一致動器 46以驅(qū)動第一致動器件48，這導致第一構件組35的構件28在套 筒34內(nèi)沿鍵槽41軸向地滑動，從而使第一構件組35與第一齒輪 13分離(參見圖5d)。
第二致動器64被啟動，以使第二致動件58并由此使第二構件 組36朝向第三齒專侖17移動。然而，由于第二構件組36 ^皮加載， 即，第二構件組36正在驅(qū)動第一齒輪13,所以它不能與第一齒輪 13脫離，并且第二構件組36保持不動，第二驅(qū)動器64朝向第三齒 壽侖17偏壓第二構件組。
當?shù)谝粯嫾M35沿輸入軸3軸向地滑動時，嚙合面43嚙合第 二組擋塊20(參見圖5e)。嚙合造成的扭矩峰值通過允許離合器86 的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的進一步相對轉(zhuǎn)動而降到最低。然后構件28 開始沿圖5e中箭頭C的方向驅(qū)動第三齒4侖17,故動力在輸入軸3 與輸出軸l之間通過第二輪系7傳遞。當發(fā)生這種情況時，第二構 件組36不再一皮力。載，則可以自由地與第一組擋塊20分離。由于第二構件組36 一皮第二致動器64偏壓，它在套筒34內(nèi)沿著4建槽41軸 向地滑動，因此完成第一齒輪13與輸入軸3脫離。第二構件組36 沿^t槽41滑動，直到它與第三齒4侖17嚙合，因此完成第三齒4侖17 與輸入軸3接合(參見圖5f )。
傳動控制單元90利用離合器致動器92來恢復離合器夾持負 荷，并將發(fā)動機80的控制權返還給司機。
該選擇輪系的方法基本消除了扭矩中斷，因為第二輪系7在第 一輪系5脫離之前嚙合，因此暫時地，第一和第二專侖系5、 7同時 被嚙合并鎖定以隨輸入軸3 —起轉(zhuǎn)動，直到新嚙合的齒輪超速傳動 原先的齒輪。因此換檔是瞬間發(fā)生的。
當齒4侖;故第一和第二構件組35、 36兩者嚙合時，可以4吏用在 兩種狀態(tài)中轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生非常短暫的空轉(zhuǎn)的齒輪對來加速或減速?？?轉(zhuǎn)是當從加速運動至減速時擋塊從加速構件的嚙合面43移動到減 速構件的嚙合面43時所經(jīng)歷的無效運動，反之亦然。傳統(tǒng)的擋塊 型傳動系統(tǒng)具有約30度的空轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的用于汽車的典型傳 動系統(tǒng)中的空轉(zhuǎn)小于四度。
空轉(zhuǎn)通過使換檔期間嚙合件與擋塊之間所需的間隙(即，擋塊 與緊隨的嚙合件之間的間隙(參見圖5b中的尺寸"A"))最小化來 減小。擋塊與緊隨的嚙合件之間的間隙在0.5 mm-0.03 mm的范圍 內(nèi)，且通常小于0,2mm?？辙D(zhuǎn)也是保持角(即，嚙合面43的角) 的函數(shù)，該保持角與擋塊20a的嚙合面上的切口角一樣。無論擋塊 與嚙合面43之間是否存在相對運動，保持角均產(chǎn)生影響。保持角 越小，所經(jīng)歷的空轉(zhuǎn)就越短暫。保持角通常介于O與15度之間。
在通過類似的過程實現(xiàn)減速的同時，從第二輪系7轉(zhuǎn)換到第一 輪系5。當在第二輪系7減速時，第一構件組35的構件的嚙合面43沒 有被加裁，而第二構件組36的構件的嚙合面43被加載。當用戶或 發(fā)動機控制單元82想要嚙合第一輪系5時，信號從輸入裝置94或 發(fā)動機控制單元82發(fā)送至傳動控制單元90。傳動控制單元發(fā)送信 號至離合器致動器92,以減少離合器夾持負荷，直到傳動控制單元 90基于從離合器傳感器93收到的信號檢測到離合器的輸入側(cè)與輸 出側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)動運動(滑動)。傳動控制單元90然后通過發(fā)動 機控制單元82使發(fā)動機轉(zhuǎn)速與選出的新齒輪同步。傳動控制單元 90致動第一致動器46軸向地移動第一致動件48，導致第一構件組 35在鍵槽41中沿著輸入軸3在第一齒l侖13的方向上軸向;也滑動， 因此使第 一構件組35與第三齒輪17分離。
傳動控制系統(tǒng)啟動第二致動器64,然而，因為第二構件組36 被加載，即，第二構件組與第三齒輪17上的擋塊20驅(qū)動地嚙合， 它保持不動但被推向齒輪13。
當?shù)谝粯嫾M35在鍵槽41中軸向地滑動并且與第一齒輪13 上的擋塊20相嚙合，并開始驅(qū)動第一齒輪13時，使得動力通過第 一輪系5在輸入軸3與輸出軸1之間傳遞。嚙合造成的扭矩峰值由 于速度同步步驟而被最小化。但是，如果產(chǎn)生了扭矩峰值，它的影 響可以通過離合器86的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的進一步相對轉(zhuǎn)動來 緩解。當發(fā)生這種情況時，第二構件組36不再被加載，并且第二 致動器64的偏壓導致它在4建槽41內(nèi)沿著輸入軸3朝向第一齒4侖13 軸向地滑動，因此完成第三齒4侖17的分離。第二構件組36繼續(xù)在 鍵槽41中沿著輸入軸3滑動直至其嚙合第一齒輪13,從而完成第 一齒輪13與輸入軸3相接合。
傳動控制單元90使用離合器致動器92來恢復離合器夾持負 荷，并且將發(fā)動機80的控制權返還給司機。Kick-down式換檔，是指從較高的輪系換檔到較低的輪系，但 其中產(chǎn)生了加速，例如當車輛正行上山坡并且司機選擇了較低檔位 以加速上坡時，需要短暫的扭矩中斷來允許驅(qū)動構件組脫離。舉例 來說，當在第2檔加速時，第三齒輪17被第一和第二嚙合件組35、 36完全嚙合，并且第一構件組35驅(qū)動地嚙合擋塊20。當用戶通過 輸入裝置94或發(fā)動才幾控制單元82請求kick-down式換檔時，傳動 控制單元卯使用離合器致動器92來減少離合器夾持負荷，直到離 合器的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)動運動(滑動)被傳動控制單 元90通過離合器傳感器93的讀數(shù)4企測到。發(fā)動才幾速度隨后^皮調(diào)整 為與新的檔速(本例中為第l檔)同步，這通常涉及增加發(fā)動機速 度。傳動控制單元卯能夠使速度同步，因為它編程有與每一輪系 的傳動比相關的信息，故能夠確定當前嚙合的齒4侖和待選擇的新齒 輪。以這種方式使發(fā)動機速度同步使得當嚙合新的齒輪時具有平穩(wěn) 的效果，并且防止了選擇齒輪時車輛的不穩(wěn)行駛。離合器夾持負荷 隨后被進一步減少如節(jié)流閥，以保持新的速度比。然后通過致動第 一和第二致動器46、 64 4吏加載的構件組35和空載的構件組36與 第三齒輪17分離，從而使得在空載的組36嚙合第一齒輪13之前 將加載的組與第三齒輪17分離。嚙合所造成的扭矩峰值由于速度 同步步驟而最小化。但是，如果產(chǎn)生了扭矩峰值，它的影響通過離 合器86的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的進一步相對轉(zhuǎn)動運動而緩解。在 實踐中，優(yōu)選地通過將離合器可傳遞的扭矩減少為零，或接近于零， 或者至少低到足以使緣動器46、 64能夠在分離加載的構件組35之 前移動嚙合組。雖然換檔不是完全瞬時的，^旦它是非?？斓牟⑶覄?力中斷低于以前的方法，甚至有可能不會被司機察覺。第一構件組 35隨后移動經(jīng)過到與第一齒4侖13嚙合以完成kick-down式換檔。 之后，扭矩被發(fā)動機控制單元82恢復，離合器夾持負荷被離合器 致動器92恢復并且發(fā)動機80的控制權返還給用戶。當空載的第二構件組36與第三齒輪17分離時，它能可替換地 保持在空檔位置，直到加載的第一構件組35與第三齒輪17分離后。 此后，第二構件組36能夠移動到與第一齒輪13嚙合，之后，扭矩 和離合器被恢復。這種換檔并非瞬時的。
傳動系統(tǒng)布局
在圖lb所示的傳動系統(tǒng)結構中，所有的選擇機構29、 31、 33 都安裝在輸入軸3上。傳動系統(tǒng)這樣設置，即，使得第一齒輪選擇 機構29的第一嚙合件組35的減速驅(qū)動面可與第一齒輪13嚙合， 而加速驅(qū)動面可與第三齒輪17嚙合(參見圖1)。第一齒輪選擇裝 置29的第二嚙合件組36這樣i殳置，即，1吏得加速驅(qū)動面可與第一 齒輪13嚙合，而減速面可與第三齒4侖17嚙合。
第二選擇機構31的第一嚙合件組35這樣設置，即，使得減速 驅(qū)動面可與第五齒輪21嚙合，而加速驅(qū)動面可與第七齒輪25嚙合。 第二嚙合件組36這樣設置，即，使得加速驅(qū)動面可與第五齒輪21 嚙合，而減速面可與第七齒l侖25 。齒合。
第三選擇機構33的第 一嚙合件組35這樣設置，即，使得減速 驅(qū)動面可與第九齒輪16嚙合，而加速驅(qū)動面可與第十一齒輪22嚙 合。第二嚙合件組36這樣設置，即，使得加速驅(qū)動面可與第九齒 4侖16口齒合，而減速面可與第十一齒4侖22-齒合。
需要兩個齒4^擇機構的運動的新齒I6^擇
存在于已知的瞬時傳動系統(tǒng)中的故障模式之一是，如果在需要 兩個齒輪選擇機構的運動的換檔過程中發(fā)生了扭矩反向，例如當在 2檔和3檔之間選擇時，在最壞情況下傳動系統(tǒng)可能會鎖死而導致 災難性故障。本發(fā)明以三條途徑解決這一問題(l)在嚙合新的傳動比之前， -使具有嚙合面43的嚙合件組在與傳動系統(tǒng)中的4丑矩方 向相反的方向上分離；(2)控制施加于傳動系統(tǒng)88的扭矩，以確 保在換檔期間扭矩不會改變方向；以及(3)執(zhí)行安全檢查程序， 以確保在進行換檔前傳動系統(tǒng)中的狀態(tài)適于允許進行換檔。
在嚙合新的傳動比之前使具有嚙合面43的嚙合件組在與傳動 系統(tǒng)中的扭矩方向相反的方向上分離通常涉及將空載的構件組從 與當前嚙合的齒輪的嚙合中移出而進入空檔位置。在大多數(shù)情況 下，當換檔啟動時其他選擇機構將已經(jīng)處于空檔位置，并且因此不 需要在執(zhí)行換檔之前移動它們組中的嚙合件。如果在嚙合新的傳動 比之前，具有嚙合面43的嚙合件已經(jīng)在與傳動系統(tǒng)中的扭矩方向 相反的方向上分離，并且換檔期間發(fā)生了4丑矩方向，傳動系統(tǒng)88 不會鎖死，因為已嚙合的構件組的斜面45將使得已嚙合的構件組 從已嚙合的齒壽侖向外移動，乂人而使它能夠移動越過擋塊20。
由傳動控制單元90在換檔之前#4居從離合器傳感器93中的至 少 一個和/或傳感器系統(tǒng)84得到的讀凄t來確定換檔前傳動系統(tǒng)中的 扭矩方向、以及通過發(fā)動^L控制單元82和/或由使用離合器致動器 92的離合器86所傳遞的扭矩來控制發(fā)動機80的輸出，來實現(xiàn)對施 加于傳動系統(tǒng)88的4丑矩的控制，以確^f呆在4奐檔期間:扭矩不會改變 方向。這種設置提供了對施加于傳動系統(tǒng)的扭矩進行控制的靈活 性，也有助于實現(xiàn)平穩(wěn)的換檔，因為離合器夾持負荷可以被調(diào)整， 以吸收當嚙合新的齒輪時所產(chǎn)生的扭矩峰值。
在使嚙合件移動之前傳動控制單元90執(zhí)行檢查程序，以確保 狀態(tài)可安全地執(zhí)行換檔，即，不會發(fā)生鎖死。這包括檢查嚙合件組 的位置及傳動系統(tǒng)中的扭矩方向。如果單元90確定狀態(tài)不適于新 的齒輪與新的齒輪選擇機構嚙合，則傳動控制單元90可以中止換 檔或?qū)Ш涎舆t一'J、段時間，例如1至80毫秒，或直至它確定狀 態(tài)適于繼續(xù)進4亍。例如，如果突發(fā)事件阻止換檔在預定時間內(nèi)終止，比方i兌在10毫秒內(nèi)4呆持啟動，傳動控制單元90可識別到這一點并
才丸4亍換檔。在突發(fā)事件結束之后啟動換檔之前，控制系統(tǒng)卯可4妄
指示等4寺一,殳預定時間，如1至20毫秒，以確4呆傳動系統(tǒng)充分穩(wěn)、 定適于進行換檔。這并不影響司機感受到的換檔質(zhì)量，因為事件發(fā) 生不到100毫秒，通常不會^皮車輛的司才幾察覺。
解決上述故障才莫式的三種方法可4皮此獨立地或一起用在傳動 系統(tǒng)88中。最好的結果是通過使用全部三種技術來獲得，因為如 果一種操作方法沒有成功地執(zhí)行，比如由于軟件錯誤，則其他的方 法將可作為備^f分系統(tǒng)。而且，雖然在嚙合新的傳動比之前^f吏具有嚙 合面43的噴合件組在與傳動系統(tǒng)中的4丑矩方向相反的方向上分離 能夠獨立地防止鎖死，但是這種方法并不希望嚙合件跳開嚙合，因 為這可能產(chǎn)生噪聲并磨損部件。此外，如果具有嚙合面43的嚙合 件在與傳動系統(tǒng)中的:^丑矩方向相反的方向上沒有分離，這可能導致 在執(zhí)行kick-down式換擋(加速降檔)時出現(xiàn)問題，因為短暫的扭 矩中斷有時需要已嚙合的構件組與從當前的齒輪移開。
現(xiàn)將參照圖6a至9d描述需要兩個齒4侖選4奪4幾構的運動的新齒 輪選擇，圖中示出了在下列狀態(tài)下在2檔與3檔之間一系列齒輪變 化(1 )加速升檔(圖6a-6d )， ( 2 )減速升檔(圖7a-7d )， ( 3 )加 速降檔(圖8a-8d)，以及(4)減速降檔(圖9a-9d)。不過， 一般 原則適用于任何其他需要兩個選擇機構的運動的換檔，例如在五或 六速度傳動系統(tǒng)中的4檔與5檔之間選擇時。
加速升檔
當在2檔加速時，第 一齒輪選擇機構29的第 一構件組35驅(qū)動 地嚙合第三齒輪17上的擋塊20,同時第二構件組36被卸載。第二 齒輪選擇機構31的第一和第二嚙合件組35、 36處于空檔位置(見 圖6a)。當齒輪變化被發(fā)動機控制單元82或由用戶通過輸入裝置94啟動時，傳動控制單元90優(yōu)選地一艮據(jù)離合器傳感器93和/或傳 感器系統(tǒng)84來確定傳動系統(tǒng)中的4丑矩方向，在該情況下，是在加 速方向上。4艮據(jù)這一點，傳動控制單元90確定哪個構件組纟皮力口載 以及哪個構件組一皮卸載。傳動控制單元卯發(fā)送信號至離合器致動 器92以減少離合器夾持負荷，直到傳動控制單元90檢測到離合器 的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)動運動(滑動)，優(yōu)選地才艮據(jù)從離 合器傳感器93接收到的信號來檢測，并指示發(fā)動機控制單元82使 發(fā)動才幾速度與選中的新齒專侖21同步。傳動控制單元90致動第二致 動器64并使減速構件從與第三齒輪17的嚙合移出(見圖6b)。發(fā) 動才幾控制單元82調(diào)節(jié)發(fā)動才幾80的輸出和/或離合器致動器92調(diào)整 離合器夾持負荷，以確保換檔期間傳動系統(tǒng)中的扭矩保持在加速方 向。當減速構4牛分離時，傳動控制單元90確定狀態(tài)是否適于^Vf亍 換檔，如果狀態(tài)適于，它使第二選擇機構31的加速構件36移動到 與第五齒4侖21上的擋塊20相嚙合(參見圖6c)。如果狀態(tài)不適于， 控制單元卯中止換檔。
當?shù)谖妪Xl侖21嚙合時，即刻地，動力同時經(jīng)過2檔和3檔在 輸入軸3與輸出軸1之間傳遞。嚙合造成的扭矩峰值由于轉(zhuǎn)速同步 步驟而被最小化。但是如果產(chǎn)生了扭矩峰值，它的影響可以通過離 合器86的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的進一步相對轉(zhuǎn)動而緩解。當?shù)谖?齒輪21嚙合時，第一選擇機構的加速構件與第三齒輪17上的擋塊 20之間的夾持負荷被充分地降低，以通過傳動控制單元90啟動第 一致動器46而使得第一加速構件能夠與第三齒輪17分離。然后傳 動控制單元90 ^f吏減速構件35朝向第五齒4侖21移動而與第五齒專侖 21嚙合以充分嚙合3檔(參見圖6d )。
離合器夾持負荷由離合器致動器92恢復，同時將發(fā)動機80的
控制權返還給司機。減速升檔
當在2檔減速時，第一齒輪選擇機構29的第二構件組36與第 三齒l侖17上的擋塊20嚙合，而第一構件組35 ^皮卸載。第二齒壽侖 選擇機構31的第一和第二嚙合件組35、 36處于空檔位置(參見圖 7a)。當齒輪變化^皮發(fā)動機控制單元82或由用戶通過輸入裝置94 啟動時，傳動控制單元90確定傳動系統(tǒng)中的扭矩方向，優(yōu)選地才艮 據(jù)傳感器系統(tǒng)84和/或離合器傳感器93確定，在該情況下，扭矩方 向是在減速方向上。根據(jù)這一點，傳動控制單元90確定明^個構件 從與第三齒輪17的嚙合移出，在該情況下，是被卸載的加速構件。 傳動控制單元90發(fā)送信號至離合器致動器92以減少離合器夾持負 荷，直到離合器傳感器93檢測到離合器86的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間 的相對轉(zhuǎn)動運動(滑動)，并指示發(fā)動機控制單元82使發(fā)動機速度 與選中的新齒專侖21同步。傳動控制單元90還致動第一致動器46 并使加速構件從與第三齒輪17的嚙合移出(參見圖7b)。發(fā)動機控 制單元82調(diào)整發(fā)動機80的輸出和/或離合器致動器92調(diào)整離合器 夾持負荷，以確保在換檔期間傳動系統(tǒng)中的扭矩保持在減速方向 上。當加速構件35脫離時，傳動控制單元90確定狀態(tài)是否適于4丸 行換檔，如果狀態(tài)適于，則它4吏第二選才,4幾構31的減速構件35移 動到與第五齒4&21上的擋塊20相嚙合(參見圖7c)。如果狀態(tài)不 適于，控制單元90中止換檔。
當?shù)谖妪X輪21被嚙合時，即刻地，動力同時經(jīng)過2檔和3檔 在輸入軸3與輸出軸1之間傳遞。嚙合造成的4丑矩峰值由于轉(zhuǎn)速同 步步驟而被最小化。^旦是如果產(chǎn)生了扭矩峰值，它的影響通過離合 器86的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的進一步相對轉(zhuǎn)動而緩解。當?shù)谖妪X 輪21被嚙合時，第一選擇機構29的減速構件36與第三齒壽侖17上 的擋塊20之間的夾持負荷被充分減少，以通過傳動控制單元90驅(qū) 動第二致動器64而使得它們能夠與第三齒輪17分離。傳動控制單元卯還使加速構件36朝向第五齒專侖21移動而與第五齒4侖21嚙合 以完全嚙合3檔(參見圖7d )。
離合器夾持負荷被離合器致動器92恢復，同時發(fā)動機80的控
制斗又一皮返還主會司才幾。
加速降擋(kick-down式換擋)
當在3檔加速時，第二齒輪選擇機構31的第二構件組36驅(qū)動 地嚙合第五齒4侖21上的擋塊20,而第一構件組35被卸載。第一齒 輪選擇機構29的第一和第二嚙合件組35、 36處于空檔位置(參見 圖8a)。當齒4侖變化一皮發(fā)動才幾控制單元82或由用戶通過輸入裝置 94啟動時，傳動控制單元90確定傳動系統(tǒng)中的4丑矩方向，優(yōu)選地 根據(jù)傳感系統(tǒng)84和/或離合器傳感器93確定，在該情況下，扭矩是 在加速方向上。才艮據(jù)這一點，傳動控制單元90確定哪個構件乂人與 第三齒輪17的嚙合移出，在該情況下，是被卸載的減速件35。離 合器致動器92調(diào)整離合器，直到傳動控制單元90檢測到離合器86 的輸入側(cè)與輸出側(cè)的相對轉(zhuǎn)動運動(滑動)。當?shù)谌Xl侖17嚙合并 根據(jù)需要調(diào)整離合器夾持負荷時，傳動控制單元卯還指示發(fā)動機 控制單元82調(diào)整發(fā)動機速度以使其與新齒輪的速度同步，從而大 體上保持相同的車速。發(fā)動機控制單元82能夠完成這項工作，因 為傳動控制單元90被編程有與每個輪系的傳動比相關的信息，并 能通過位置傳感器96確定當前嚙合的齒輪以及根據(jù)從發(fā)動機控制 單元82或輸入裝置94 4妄收到的輸入來確定選中的新齒4侖。以這種 方式使發(fā)動機速度同步使得當嚙合新的齒輪時具有平穩(wěn)的效果，并 能防止車輛在選擇齒輪時不穩(wěn)行駛。傳動控制單元90驅(qū)動第二致 動器64并使減速構件從與第五齒輪21的嚙合移出(參見圖8b)。 當減速構件脫離時，傳動控制單元90確定狀態(tài)是否適于執(zhí)行換檔， 如果狀態(tài)適于，它使第一選擇機構29的加速構件移動到與第三齒輪17上的擋塊20相嚙合(參見圖8c)。如果狀態(tài)不適于，傳動控 制單元90中止^灸檔。
當?shù)谌X輪17嚙合時，即刻地，動力同時經(jīng)過2檔和3檔在 輸入軸3與輸出軸1之間傳遞。發(fā)動才幾控制單元82調(diào)整發(fā)動才幾80 的輸出，并且/或離合器致動器92調(diào)整離合器夾持負荷，以確保換 檔期間傳動系統(tǒng)中的扭矩保持在加速方向上。傳動控制單元卯驅(qū) 動第二致動器64,而加速構件36從與第五齒輪21的嚙合移出。傳 動控制單元90還^f吏減速構件36進向第三齒l侖17移動而與第三齒 輪17嚙合以充分嚙合2檔(參見圖8d )。
發(fā)動機控制單元82對發(fā)動機輸出作出任何必要的調(diào)整，然后 再將發(fā)動機的控制權返還給用戶。離合器致動器92完全恢復離合 器夾持負荷。
減速降檔
當在3檔減速時，第二齒輪選擇機構31的第一構件組35與第 五齒輪21上的擋塊20相嚙合，而第二構件組36被卸載。第一齒 輪選擇機構29的第一和第二嚙合件組35、 36處于空檔位置(參見 圖9a)。當齒4侖變化^皮發(fā)動才幾控制單元82或由用戶通過輸入裝置 94啟動時，傳動控制單元90優(yōu)選地才艮據(jù)傳感系統(tǒng)84和/或離合器 傳感器93來確定傳動系統(tǒng)中的4丑矩方向，在該情況下，4丑矩方向 是在減速方向上。根據(jù)這一點，傳動控制單元90確定哪個構件從 與第五齒輪21的嚙合移出，在該情況下，是被卸載的加速構件36。 傳動控制單元90發(fā)送信號至離合器致動器92以減少離合器夾持負 荷，直到控制單元卯檢測到離合器的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的相對 轉(zhuǎn)動運動(滑動)，并指示發(fā)動機控制單元82使發(fā)動機速度與選中 的新齒4侖同步。傳動控制單元90致動第二致動器64并4吏加速構件 36從與第五齒輪21的嚙合中移出(參見圖9b)，并指示發(fā)動才幾控制單元82調(diào)整發(fā)動才幾80的輸出和/或指示離合器致動器92調(diào)整離 合器夾持負荷，以確保換檔期間傳動系統(tǒng)中的扭矩保持在減速方 向。當加速構件35分離時，傳動控制單元90確定狀態(tài)是否適于扭^ 行換檔，如果狀態(tài)適于，傳動控制單元9(H吏第一選擇4幾構29的減 速件36移動到與第三齒4侖17上的擋塊20相嚙合(參見圖9c)。如 果狀態(tài)不適于，控制單元90中止換檔。
當?shù)谌X4侖17嚙合時，即刻地，動力同時經(jīng)過2檔和3檔在 輸入軸3與輸出軸1之間傳遞。嚙合產(chǎn)生的扭矩峰值由于轉(zhuǎn)速同步 步驟而被最小化。但是，如果產(chǎn)生扭矩峰值，它的影響通過離合器 86的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的進一步相對轉(zhuǎn)動運動而緩解。當?shù)谌X 輪17嚙合時，第二選擇機構31的減速構件35與第五齒輪21上的 擋塊20之間的離合器夾持負荷^皮充分降^氐，以通過傳動控制單元 90致動第一致動器46而^f吏它們與第五齒專侖21分離。傳動控制單元 90還使加速構件35朝向第三齒4侖17移動而與第三齒輪17嚙合以 充分嚙合2檔(參見圖9d )。
離合器夾持負荷被離合器致動器92恢復，并且發(fā)動機80的控 制權返還給司機。
對上述實施例所估文的^f奮改均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，對 于安裝在輸入軸3上的任何數(shù)量的選擇機構可重復上述設置。此外，
選4奪組件和可轉(zhuǎn)動安裝的齒4侖可以安裝在^r出軸上，而固定齒4侖安 裝在輸入軸上。
傳動系統(tǒng)可用于任何車輛，例如，公路車、賽車、卡車、摩托 車、自行車、火車、電車、長途客車、除土車(如推土一幾和挖掘機)、 吊車、水艇(如氣墊船和輪船)、飛行器(包括飛機和直升機)，以 及軍用車輛。該系統(tǒng)還可用于任何具有第一和第二可轉(zhuǎn)動體的才幾器 中，在該才幾器中動力以可變的轉(zhuǎn)速和4丑矩特點乂人一個可轉(zhuǎn)動體傳遞至另一個，該4幾器諸如運輸系統(tǒng)和包括車床、4先床和專用制造系統(tǒng) 的制造設備。
瞬時型齒輪選擇機構的使用帶來改進的性能、低油耗和低排 放，因為齒輪變化期間的動力中斷被基本消除。此外，該系統(tǒng)具有 比傳統(tǒng)變速箱更加緊湊的設計，因此使得變速箱重量的減少。
權利要求
1. 一種傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)包括選擇組件，所述選擇組件被設置為在傳動比之間進行瞬時選擇而沒有實質(zhì)的扭矩中斷，所述選擇組件包括第一和第二嚙合件組以及致動系統(tǒng)，所述致動系統(tǒng)包括第一致動件，用于使所述第一嚙合件組移動；第二致動件，用于使所述第二嚙合件組移動；第一致動裝置，用于致動所述第一致動件；以及第二致動裝置，用于獨立于所述第一致動裝置來致動所述第二致動件。
2. —種傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)包4舌第一軸；第一齒4侖件，可 轉(zhuǎn)動地安裝在所述第一軸上；第一齒輪選擇組件，包括所述第 一嚙合件組和第二嚙合件組，并^皮i殳置為選擇性地鎖定所述第 一齒輪以^吏其隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動，所述選才奪來源于下列運 行才莫式，所述運行模式包括沿順時針和逆時針方向鎖定所述 第 一齒輪件以便隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動；沿順時針方向鎖定所 述第 一齒4侖件以〗更隨所述第 一軸一起4爭動，而沿逆時4十方向上 不鎖定；沿逆時針方向鎖定所述第一齒輪件以1更隨所述第一軸 一起轉(zhuǎn)動，而沿順時4十方向上不鎖定；并且所述第一齒4侖選擇 組件還包4舌致動系統(tǒng)，用于在所述運4亍才莫式之間進4亍選4奪，所 述致動系統(tǒng)具有第一致動件，用于使所述第一嚙合件組移動； 第二致動件，用于使第二嚙合件組移動；第一致動裝置，用于 致動所述第一致動件；以及第二致動裝置，用于獨立于所述第 一致動裝置而致動所述第二致動件。
3. 才艮據(jù)權利要求1或2所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述第一和第二 致動裝置中的至少 一個是可電子控制的。
4. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述第一 和第二致動裝置中的至少一個是電力驅(qū)動、；〖幾械驅(qū)動、氣動或 液壓馬區(qū)動的。
5. 才艮據(jù)前述權利要求中任一項所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述第一 和第二致動件中的至少一個可滑動地安裝在支架上，并且所述 致動裝置或每個致動裝置被設置為沿著所述支架的雙向驅(qū)動 其各自的致動件。
6. 才艮據(jù)前述片又利要求中4壬一項所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述致動 系統(tǒng)包括用于沿軸向偏壓所述第 一和/或第二嚙合件組的彈性裝置。
7. 根據(jù)權利要求2以及從屬于權利要求2的權利要求3至6中任 一項所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述第一齒輪選擇組件能夠選擇 下列運行模式沿順時針或逆時針方向不鎖定所述齒輪件以便 隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動。
8. 根據(jù)權利要求2以及從屬于權利要求2的權利要求3至7中任 一項所述的傳動系統(tǒng)，包括第二齒輪件，可轉(zhuǎn)動地安裝在所 述第一軸上；以及第二齒l侖選4奪組件，用于選4奪性地鎖定所述 第二齒輪件以使其隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動。
9. 根據(jù)權利要求8所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述第二齒輪選擇組 件被設置為鎖定所述第二齒輪件以使其隨所述第一軸一起轉(zhuǎn) 動，所述選沖奪來源于下列運朽"漠式，所述運4于才莫式包4舌沿順 時針和逆時針方向鎖定所述齒輪件以便隨所述第一軸一起轉(zhuǎn) 動；沿順時針方向鎖定所述齒輪件以便隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn) 動，而沿逆時針方向上不鎖定；沿逆時針方向鎖定所述齒4侖件 以<更隨所述第 一軸一起4爭動，而沿順時4十方向上不鎖定。
10. 根據(jù)權利要求9所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述第二齒4侖選擇組 件可以選4奪下列運行^莫式沿順時針或逆時4十方向不鎖定所述 第二齒輪件以便隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動。
11. 根據(jù)權利要求9或IO所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述第二齒輪 選擇組件包括第一和第二嚙合件組，被設置為選擇性地鎖定 所述第二齒4侖以4吏其隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動；以及致動系統(tǒng)， 用于在所述運行模式之間進行選擇，所述致動系統(tǒng)具有第一 致動件，用于^吏所述第一嚙合件組移動；第二致動件，用于<吏 所述第二嚙合件組移動；第一致動裝置，用于致動所述第一致 動件；以及第二致動裝置，用于獨立于所述第一致動裝置而致 動所述第二致動件。
12. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述齒輪 選擇組件或每個齒輪選擇組件被這樣設置，即，當驅(qū)動力被傳 遞時，所述第一和第二嚙合件組中的一個驅(qū)動地嚙合已嚙合的 齒輪件，而另一嚙合件組則處于空載狀態(tài)。
13. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述齒輪 選擇組件或每個齒輪選擇組件被這樣設置，即，當減速力被傳 遞時，所述第一嚙合件組嚙合已嚙合的齒4侖件，而所述第二嚙 合件組處于空載狀態(tài)，并且當驅(qū)動力被傳遞時，所述第二嚙合 件組驅(qū)動地嚙合已嚙合的齒4侖件，而所述第 一嚙合件組則處于 空載狀態(tài)。
14. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述致動 系統(tǒng)一皮設置為，朝向未嚙合的齒專侖偏壓加載的嚙合件組而無需 將加載的嚙合件組與已嚙合的齒輪分離。
15. 根據(jù)前述4又利要求中任一項所述的傳動系統(tǒng)，包括用于控制所制系統(tǒng)。
16. 根據(jù)權利要求15所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被設 置為，在致動另一齒輪選擇組件以嚙合新齒輪之前，使空載的 嚙合件組從與已嚙合的齒輪件的嚙合中移出。
17. 根據(jù)權利要求15或16所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng) 被設置為，朝向未嚙合的齒輪偏壓加載的嚙合件組，直到加載 的嚙合件組自由運動。
18. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的傳動系統(tǒng)，包括用于在收到 換檔請求時確定所述傳動系統(tǒng)中的4丑矩方向的裝置。
19. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的傳動系統(tǒng)，包括用于防止換 檔期間所述傳動系統(tǒng)中的4丑矩方向發(fā)生改變的裝置。
20. 根據(jù)權利要求19所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被設 置為，發(fā)出控制信號以調(diào)整驅(qū)動源的輸出。
21. 根據(jù)斥又利要求19或20所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng) 被設置為，發(fā)出用于控制離合器裝置的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的 夾持負荷的控制信號。
22. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的傳動系統(tǒng)，包括用于在進行 換檔之前執(zhí)行檢查程序以確定狀態(tài)是否適于進行換檔的裝置。
23. 根據(jù)權利要求22所述的傳動系統(tǒng)，其中，用于在進行換檔之 前執(zhí)行一企查程序的工具^皮設置為，如果狀態(tài)不適于換檔，則中止換檔。
24. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的傳動系統(tǒng)，包括用于確定哪 些齒輪被嚙合的裝置。
25. 根據(jù)權利要求24所述的傳動系統(tǒng)，包括用于檢測每個齒輪選 擇組件的所述第 一和第二嚙合件組的位置的裝置。
26. 根據(jù)權利要求25所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被設 置為，根據(jù)用于檢測所述第一和第二嚙合件組的位置的裝置的 輸出來確定哪些齒l侖件-陂嚙合。
27. 根據(jù)權利要求2以及從屬于權利要求2的權利要求3至26中 任一項所述的傳動系統(tǒng)，包括可轉(zhuǎn)動地安裝在所述第一軸上的 第三齒輪件，并且其中，所述傳動系統(tǒng)被設置為，選擇性地鎖 定所述第三齒輪件以使其隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動，所述選擇來 源于下列運行一莫式，所述運行才莫式包括沿順時針和逆時針方 向鎖定所述齒4侖件以Y更隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動；沿順時針方向 鎖定所述齒豸侖件以1^更隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿逆時針方向 上不鎖定；以及沿逆時4十方向鎖定所述齒l侖件以〗更隨所述第一 軸一起壽爭動，而沿順時4十方向上不鎖定。
28. 才艮據(jù)權利要求27所述的傳動系統(tǒng)，其中，相對于所述第三齒 輪件，所述傳動系統(tǒng)可以選擇下列的運行4莫式沿順時針或逆 時針方向不鎖定所述齒輪件以便隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動。
29. 根據(jù)權利要求27或28所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述第一齒輪 選擇組件被設置為，在所述第一齒輪件仍被加載的嚙合件組嚙 合的同時，通過4吏空載的嚙合件組^^與所述第一齒輪件的嚙合 中移出并與所述第三齒輪件進入驅(qū)動嚙合來嚙合所述第三齒 輪件，以實現(xiàn)所述第一齒輪件與第三齒輪件之間的齒輪變化。
30. 根據(jù)權利要求27至29中任一項所述的傳動系統(tǒng)，其中，所述 第一齒4侖選4奪組件祐:i殳置為，在所述第三齒l侖件仍然一皮加載的 嚙合件組嚙合的同時，使空載的嚙合件組從與所述第三齒輪件 的嚙合中移出并與所述第一齒4侖件進入驅(qū)動嚙合，以實現(xiàn)所述 第 一齒輪件與第三齒輪件之間的齒輪變化。
31. 4艮據(jù)前述權利要求中4壬一項所述的傳動系統(tǒng)，包4舌至少三個齒 輪選擇組件。
32. —種傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)包4舌第一和第二可轉(zhuǎn)動的軸、以 及用于將動力從所述軸中的一個傳遞至另 一軸的裝置，所述裝 置包括第一和第二齒輪件，每一齒輪件都可轉(zhuǎn)動地安裝在所 述第 一軸上，并且所述第 一和第二齒輪件上形成有傳動結構； 齒輪選擇組件，用于選擇性地在所述第一軸與所述第一齒輪件 之間以及在所述第一軸與所述第二齒輪件之間傳遞扭矩，所述齒輪選擇組件包括第 一和第二嚙合件組以及致動系統(tǒng)，所述第 一和第二嚙合件組能從與所述第 一和第二齒輪件的嚙合中移進和移出，其中，所述齒輪選擇組件被這才羊設置，即，當驅(qū)動 力一皮傳遞時，所述第 一和第二p齒合4牛組中的 一組驅(qū)動地嚴齒合已 嚙合的齒l侖件，接著另一嚙合件組則進入空載狀態(tài)，并且所述 致動系統(tǒng)包括第一致動件，用于4吏所述第一嚙合件組移動； 第二致動件，用于使所述第二嚙合件組移動；第一致動裝置， 用于致動所述第一致動件；以及第二致動裝置，用于獨立于所 述第一致動裝置而致動所述第二致動件，并且其中，所述致動 系統(tǒng)^皮設置為，^f吏空載的嚙合件組移進與未嚙合的齒4侖件的驅(qū) 動嚙合以實現(xiàn)齒壽侖變化。
33. —種驅(qū)動系統(tǒng)，包括驅(qū)動源和才艮據(jù)前述權利要求中任一項所述 的傳動系統(tǒng)。
34. 才艮據(jù)4又利要求33所述的驅(qū)動系統(tǒng)，包4舌用于監(jiān)測所述驅(qū)動源自動地調(diào)整所述驅(qū)動源的輸出的驅(qū)動源控制系統(tǒng)。
35. 根據(jù)權利要求33或34所述的驅(qū)動系統(tǒng)，包括用于調(diào)整從所述 驅(qū)動源傳遞至所述傳動系統(tǒng)的4丑矩的離合器裝置。
36. 根據(jù)權利要求35所述的驅(qū)動系統(tǒng)，包括用于檢測所述離合器 裝置的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)動運動的裝置。
37. 根據(jù)權利要求36所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述傳動控制系統(tǒng) 被設置為，通過比較用于檢測所述離合器工具的輸入側(cè)與輸出 側(cè)之間的相對轉(zhuǎn)動運動的裝置的輸出來確定所述傳動系統(tǒng)中 的4丑失巨方向。
38. 根據(jù)權利要求33至37中任一項所述的驅(qū)動系統(tǒng)，包括用于檢 測所述傳動系統(tǒng)中的^L矩方向的裝置。
39. 根據(jù)權利要求33至38中任一項所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述 控制系統(tǒng)被設置為，調(diào)整所述驅(qū)動源和/或所述離合器裝置的 專lT出以確J呆:換檔期間所述傳動系統(tǒng)中的4丑頭巨不會改變方向。
40. —種用于在傳動系統(tǒng)中沖丸行換檔的方法，所述傳動系統(tǒng)具有第一和第二齒輪件，可轉(zhuǎn)動地安裝在第一軸上；第一齒輪選擇組件，用于選擇性地鎖定所述第一齒輪以 使其隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動；第二齒輪選擇組件，用于選擇性地鎖定所述第二齒輪以使其隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動，其中，每一齒輪選擇組件均包括 第一和第二嚙合件組以及致動系統(tǒng)，所述致動系統(tǒng)用于致動所述第 一和第二嚙合件組以鎖定它們各自的齒輪而使其隨第一軸轉(zhuǎn)動，所述選擇來源于下列運行模式，所述運行模式包括 沿順時針和逆時針方向鎖定所述齒輪件以 <更隨所述第 一 軸一起轉(zhuǎn)動；沿順時針方向鎖定所述齒輪件以^_隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿逆時4十方向上不鎖定；沿逆時4f方向鎖定所述齒4侖 件以1"更隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿順時4十方向上不鎖定；以 及控制系統(tǒng)，用于控制所述傳動系統(tǒng)的運行，包括在通過 另 一齒輪選擇組件選擇新的齒輪件之前，使空載的嚙合件組與 當前嚙合的齒輪件分離。
41. 根據(jù)權利要求40所述的方法，包括當從所述第一齒輪件沿 加速和減速方向^皮鎖定而隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動的位置開始 時，使空載的嚙合件組與所述第一齒輪件分離，并且通過相應 的嚙合件組來選擇所述第二齒輪件。
42. 根據(jù)權利要求41所述的方法，包括當執(zhí)行加速升檔時，在 所述第二齒4侖選擇組件通過其加速嚙合件組而嚙合所述第二齒輪件之前，使減速嚙合件組從與所述第 一齒輪件的嚙合中移出。
43. 根據(jù)權利要求41或42所述的方法，包括當執(zhí)行減速升檔時， 在所述第二齒輪選擇組件通過其減速嚙合件組而嚙合所述第 二齒輪件之前，使所述加速嚙合件組從與所述第 一齒輪件的嚙 合中移出。
44. 根據(jù)權利要求41至43中任一項所述的方法，包括當從所述 第二齒輪件沿加速和減速方向被鎖定而隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動的位置開始時，使空載的嚙合件組與所述第二齒輪件分離， 并且通過相應的嚙合件組選擇所述第一齒4侖件。
45. 根據(jù)權利要求44所述的方法，包括當執(zhí)4亍力o速降檔時，在 所述第 一齒輪選擇組件通過其加速嚙合件組嚙合所述第 一齒 輪件之前，使所述減速嚙合件組從與所述第二齒輪件的嚙合中移出。
46. 根據(jù)權利要求44或45所述的方法，包括當執(zhí)行減速降檔時， 在所迷第一齒輪選擇組件通過其減速嚙合件組嚙合所述第一 齒輪件之前，使所述加速嚙合件組從與所述第二齒輪件的嚙合 中移出。
47. 才艮據(jù)權利要求40至46中任一項所述的方法，包括確定所述傳 動系統(tǒng)中的扭矩方向，以判斷哪個嚙合件組從與已嚙合的齒輪 件的嚙合中移出。
48. 才艮據(jù)權利要求47所述的方法，包^^測量至少一個傳動參^:， 并且所述控制系統(tǒng)4艮據(jù)所測量的參凄t確定所述傳動系統(tǒng)中的 4a頭巨方向。
49. 才艮據(jù)權利要求48所述的方法，包4舌監(jiān)測至少一個傳動部件的 轉(zhuǎn)速并通過計算轉(zhuǎn)速的變化率來確定扭矩方向。
50. 根據(jù)權利要求40至49中任一項所述的方法，包括確定哪個齒 4侖當前一皮嚙合。
51. 根據(jù)權利要求50所述的方法，確定每一選擇組件的運行狀態(tài)， 以確定哪個齒4侖當前凈皮嚙合。
52. 根據(jù)權利要求49或50所述的方法，包括確定每一選擇組件的 所述第一和第二嚙合件組的位置，以確定哪個齒4侖當前-皮嚙 合。
53. 根據(jù)權利要求40至52中任一項所述的方法，包括在嚙合新的 齒輪件之前，減少離合器裝置中的離合器夾持負荷，直到所述 離合器裝置的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間產(chǎn)生相對運動。
54. 根據(jù)權利要求53所述的方法，包括確定所述離合器的輸入側(cè) 與輸出側(cè)之間是否存在相對運動。
55. 根據(jù)權利要求53或54所述的方法，包括監(jiān)測所述離合器裝置 的輸入側(cè)的轉(zhuǎn)速。
56. 才艮據(jù)權利要求53至55中任一項所述的方法，包括監(jiān)測所述離 合器裝置的輸出側(cè)的轉(zhuǎn)速。
57. 才艮據(jù)權利要求53至56中任一項所述的方法，包括調(diào)整所述離 合器片之間的夾持負荷，以維持滑動狀態(tài)。
58. 才艮據(jù)4又利要求40至57中任一項所述的方法，包括在嚙合新的 齒輪件之前調(diào)整驅(qū)動源速度，以使其與新齒輪速度同步。
59. 才艮據(jù)權利要求40至58中任一項所述的方法，包括調(diào)整施加于 所述傳動系統(tǒng)的扭矩，以確保換檔期間所述傳動系統(tǒng)中的扭矩 不會 文變方向。
60. 根據(jù)權利要求59所述的方法，包括調(diào)整驅(qū)動源速度和/或夾持 負荷，以確保換檔期間所述傳動系統(tǒng)中的扭矩不會改變方向。
61. 根據(jù)權利要求53至60中任一項所述的方法，包括恢復夾持負 荷并在換檔完成之后將發(fā)動機的控制權返還給用戶。
62. 根據(jù)權利要求40至61中任一項所述的方法，包括執(zhí)行檢查程 序，以確定是否能夠在所述傳動系統(tǒng)不鎖死的情況下完成換檔。
63. 根據(jù)權利要求62所述的方法，包括如果所述檢查程序表明執(zhí) 行換檔不安全則中止換檔。
64. 根據(jù)權利要求40至63中任一項所述的方法，其中每一齒輪選 沖奪才幾構的致動系統(tǒng)包括用于致動所述第 一嚙合件組的第 一致 動器以及用于獨立于所述第 一組而致動所述第二嚙合件組的 第二致動器。
65. 根據(jù)權利要求40至64中任一項所述的方法，包括測量傳動輸 出件的轉(zhuǎn)速。
66. —種用于在瞬時傳動系統(tǒng)中執(zhí)行換檔的方法，包括執(zhí)行檢查程 序以確保運行狀態(tài)適于進行所請求的換檔，如果不適于，則中 止換檔。
67. 根據(jù)權利要求66所述的方法，包括在啟動換檔之前檢查扭矩方向。
68. —種用于在瞬時傳動系統(tǒng)中執(zhí)行換檔的方法，包括控制輸入至 所述傳動系統(tǒng)的扭矩，以確保扭矩的方向在換檔期間不會改
69. 根據(jù)權利要求68所述的方法，包括調(diào)整發(fā)動機速度和/或離合 器夾持負荷，以確保所述傳動系統(tǒng)中的扭矩方向不會在換檔期 間改變。
70. —種用于在瞬時傳動系統(tǒng)中執(zhí)行加速降檔(kickdown式換檔) 的方法，所述瞬時傳動系統(tǒng)具有第 一和第二輪系以及控制系 統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于控制所述傳動系統(tǒng)的運4亍，所述方法包 括自動減少所述離合器裝置中的離合器夾持負荷直到所述離 合器裝置的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間產(chǎn)生相對運動，并自動調(diào)整驅(qū) 動源的輸出以在嚙合新的輪系之前使其與4寺嚙合的新專侖系大 致同步，而同時當前4侖系仍^皮嚙合。
71. 根據(jù)權利要求70所述的方法，包括對于需要兩個選擇組件 的運動的換檔，在當前輪系仍被嚙合的同時嚙合新的輪系。
72. 根據(jù)權利要求70或71所述的方法，包括對于只需一個選擇 組件的運動的換檔，在嗜合新的4侖系之前4吏加載的嚙合件組與 當前4侖系分離。
73. 根據(jù)權利要求70至72中任一項所述的方法，其中，所述傳動 系統(tǒng)包括第一和第二齒輪件，可轉(zhuǎn)動地安裝在所述第一軸上； 齒輪選擇系統(tǒng)，用于選擇性地鎖定所述第一和第二齒輪件以使 其隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動，所述選擇來源于下列運行模式，所 述運行模式包括沿順時針和逆時針方向鎖定所述齒輪件以便 隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動；沿順時針方向鎖定所述齒輪件以便隨 所述第一軸一起4爭動，而沿逆時4十方向上不鎖定；沿逆時4十方 向鎖定所述齒4侖件以〗更隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿順時針方 向上不鎖定。
74. 根據(jù)權利要求70至73中任一項所述的方法，其中，通過調(diào)整 所述驅(qū)動源的輸出來實現(xiàn)中斷或減少傳動系統(tǒng)中的扭矩。
75. 根據(jù)權利要求70至74中任一項所述的方法，其中，通過調(diào)整 離合器裝置的運行狀態(tài)來實現(xiàn)中斷或減少傳動系統(tǒng)中的扭矩。
76. 根據(jù)權利要求75所述的方法，包括短暫地打開所述離合器裝置。
77. 根據(jù)權利要求70至76中任一項所述的方法，包括在最初加載的嚙合件組從當前齒輪釋放之后完全嚙合新的齒輪件。
78. 根據(jù)權利要求70至77中任一項所述的方法，其中，所述選擇系統(tǒng)包括第一選才奪組件，所述第一選4奪組件^皮:沒置為，至少鎖定所述第一齒輪件以使其隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動。
79. 根據(jù)權利要求78所述的方法，其中，所述選擇系統(tǒng)包括第二選擇組件，所述第二選擇組件被設置為，鎖定所述第二齒輪件以4吏其隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動。
80. 根據(jù)權利要求78或79所述的方法，包括可轉(zhuǎn)動地安裝在所述第一軸上的第三齒輪。
81. 根據(jù)權利要求80所述的方法，其中，所述第一選4奪組件或第三選擇組件被設置為，選擇性地鎖定所述第三齒輪件與所述第一軸，所述選擇來源于下列運行模式，所述運行模式包括沿順時針和逆時針方向鎖定所述齒輪件以〗更隨所述第一軸一起轉(zhuǎn)動；沿順時針方向鎖定所述齒輪件以<更隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿逆時針方向上不鎖定；沿逆時針方向鎖定所述齒專侖件以《更隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿順時針方向上不鎖定。
82. —種用于在傳動系統(tǒng)中4丸4亍加速降檔(kickdown式4奐檔)的方法，所述傳動系統(tǒng)具有第一和第二齒輪件，可轉(zhuǎn)動地安裝在所述第一軸上；齒輪選擇系統(tǒng)，用于選擇性地鎖定所述第一和第二齒輪件以使其隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動，所述選擇來源于下列運行模式，所述運行模式包括沿順時針和逆時針方向鎖定所述齒4侖件以i^更隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動；沿順時4十方向鎖定所述齒4侖件以1更隨所述第 一軸一起壽爭動，而沿逆時4十方向上不鎖定；沿逆時^"方向鎖定所述齒4侖件以1"更隨所述第 一軸一起轉(zhuǎn)動，而沿順時4十方向上不鎖定，所述方法包4舌在當前的齒壽侖件-波嚙合的同時選擇新的齒輪件以及短暫地中斷或減少所述傳動系統(tǒng)中的4丑矩，以完全脫離當前的齒4侖一f牛。
83. —種傳動控制單元，所述傳動控制單元被編程為控制^^據(jù)權利要求1至32中任一項所述的瞬時傳動系統(tǒng)的運行和/或執(zhí)行根據(jù)權利要求40至82中任一項所述的方法。
全文摘要
一種包括選擇組件(27、29、31)的傳動系統(tǒng)，該選擇組件被設置為在傳動比之間進行瞬間選擇而不產(chǎn)生實質(zhì)的動力中斷，所述選擇組件(27)包括第一和第二嚙合件組(35、36)以及致動系統(tǒng)(38)，所述致動系統(tǒng)具有第一致動件(48)，用于使第一嚙合件組(35)移動；第二致動件(58)，用于使第二嚙合件組(36)移動；第一致動裝置(46)，用于致動第一致動件(48)；以及第二致動裝置(64)，用于獨立于第一致動裝置(46)來致動第二致動件(58)。一種用于在傳動系統(tǒng)中執(zhí)行換檔的方法，該傳動系統(tǒng)具有第一和第二齒輪件(17、21)，可轉(zhuǎn)動地安裝在第一軸(3)上；第一齒輪選擇組件(29)，用于選擇性地鎖定第一齒輪(17)以使其隨第一軸(3)一起轉(zhuǎn)動；以及第二齒輪選擇組件(31)，用于選擇性地鎖定第二齒輪(21)以使其隨第一軸(3)一起轉(zhuǎn)動，其中每個齒輪選擇組件(29、31)均包括第一和第二嚙合件組(35、36)以及致動系統(tǒng)(38)，該致動系統(tǒng)用于致動第一和第二嚙合件組(35、36)以鎖定其各自的齒輪(17、21)從而根據(jù)下列運行模式轉(zhuǎn)動第一軸(3)沿順時針和逆時針方向鎖定齒輪件(17、21)以便隨第一軸(3)一起轉(zhuǎn)動；沿順時針方向鎖定齒輪件(17、21)以便隨第一軸(3)一起轉(zhuǎn)動，而沿逆時針方向上不鎖定；沿逆時針方向鎖定齒輪件(17、21)以便隨第一軸(3)一起轉(zhuǎn)動，而沿順時針方向上不鎖定；以及控制系統(tǒng)(90)，用于控制傳動系統(tǒng)的運行，包括在通過其它齒輪選擇組件(29、31)選擇新的齒輪件(17、21)之前，使空載的嚙合件組(35、36)與目前嚙合的齒輪件(17，21)分離。
文檔編號B60W10/10GK101490446SQ200780026353
公開日2009年7月22日 申請日期2007年5月11日 優(yōu)先權日2006年5月11日
發(fā)明者威廉·韋斯利·馬丁, 安東尼·約瑟夫·蔡爾德 申請人:哲若希福有限公司