專利名稱：換擋裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如權利要求1的前序部分所述的用來操作換擋裝置的方法。
背景技術：
大型商用車的變速器分成一個主變速器部分、一個分速副變速器以及一個范圍副變速器。主要裝在商用車上的現(xiàn)代變速器帶有一個通過氣動系統(tǒng)支持的換擋裝置，該換擋裝置在分速副變速器和范圍副變速器內執(zhí)行氣動式換擋，而在主變速器部分內的換擋由駕駛員手動執(zhí)行，并且在施加作用力方面可以通過氣動系統(tǒng)支持。
DE 198 39 854 A1公開了一種換擋裝置，其中一個伺服支持裝置支持駕駛員的換擋力。其中，支持的壓縮空氣的供給應當減少，例如當操縱汽車離合器時才允許供給。為此需要設置輔助的能夠減少供給的閥。DE 198 39 854 A1的公開內容的全部內容作為本發(fā)明的背景。
DE 100 29 497 A1公開了一種用于多擋汽車變速器的電-氣動換擋裝置，其中通過許多受控制的閥使由多個部件組成的變速器換擋，并且同時對該換擋裝置進行電子監(jiān)控以避免誤操作。為此這些閥被一個汽車中央控制計算機控制。DE 100 29 497 A1的公開內容的全部內容應該作為本說明書的內容。未涉及支持力的影響。
DE 102 17 482公開了一種電-氣動的換擋單元，在該種換擋裝置中為汽車變速器設有一個換向閥，該變速器包括一個由駕駛員在換擋桿上手動換擋的主變速器部分以及一個通過閥以電-氣動方式換擋的分速副變速器。分速副變速器的換擋可以由駕駛員通過換擋桿上的開關手動預選。一個傳感器或者開關識別駕駛員手動操縱離合器并將這個信號進一步傳遞給電子控制裝置，后者將閥打開。設有一個換向閥，該換向閥以每一個輸入口與閥的一個輸出管路連接。每次在有離合器操縱信號時，這些閥打開而且總是打開兩個閥中的在上次在換擋桿上操縱用于分速副變速器的開關時預選的那一個閥。換向閥的一個輸出口通過一根氣動管路與一個氣動的伺服支持裝置連接，該伺服支持裝置在主變速器部分內手動換擋時支持駕駛員。換向閥只允許空氣從分速副變速器的兩個閥中的一個閥供給到該氣動管路，從而供給到伺服支持裝置內，而另一個連接管路被換向閥關閉。這樣就可以避免用于分速副變速器的連接的控制缸對于其兩個控制方向得到空氣供給。只有連接管路，從而只有被預選的控制缸的那部分應該得到空氣，其中不重要的是，該預選是由駕駛員實時重新進行的，還是在上一次相應地在換擋桿上操縱開關時獲得的。控制缸的兩側中的哪一側獲得空氣對于氣動管路，從而對于伺服支持裝置是同等重要的。伺服支持裝置在離合器接合時應當總是獲得空氣。如果在主變速器部分內的換擋過程中在分速副變速器里沒有進行換擋，那么在操縱離合器時已經在上一次對分速副變速器換擋中就已經被控制和接通的那個閥被再次控制。因此這個閥允許空氣流入到換向閥，從而流入到伺服支持裝置中，而不使分速副變速器的控制缸自身改變位置。
在帶有主變速器和范圍副變速器的換擋變速器中，在范圍副變速器進行換擋時可以選擇主變速器部分內的擋位，并且可以施加一個或大或小的手動換擋力克服一個鎖止主變速器的鎖止栓。如果換擋變速器配有一個伺服支持裝置，通過已經施加的手動換擋力限定的該伺服支持裝置被觸發(fā)，也就是說，在伺服支持裝置內已經建立起一種完全確定的壓力。如果現(xiàn)在在范圍副變速器內的換擋結束，那么鎖止栓允許在主變速器內換擋。已經被施加壓力的伺服支持裝置會如同一根預緊彈簧那樣工作，并且將換擋滑桿和換擋結合套加速到很高的速度，這會導致在滑動套筒到達同步器時，同步器不再鎖止而是在產生大噪音的情況下打滑。這類伴有產生滑動噪音(Ratschgeruschen)的換擋明顯損害了同步器以及所有換擋部件的壽命。而且它能導致在變速器損壞前就已經對換擋裝置的噪音以及功能產生不滿，因此導致計劃外的車間停留返工。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，在沒有大的額外花費的情況下確定換擋裝置的支持介質的供給并且避免損壞。
這個目的通過一種具有權利要求1特征的用來減少換擋裝置上的伺服支持的方法。由從屬權利要求得出其構成。
汽車變速器的換擋裝置包括一個由駕駛員在一根換擋桿上手動換擋的主變速器部分、一個通過一些閥換擋的范圍副變速器和一個用于切換在主變速器部分內的擋位的伺服支持裝置，所述范圍副變速器的換擋可以由駕駛員手動地在換擋桿上預選。一個電子控制裝置操縱所述閥。對于該換擋裝置建議一種用于減少伺服支持的方法，其中首先通過合適的機構在手動換擋的主變速器部分內的空擋位置進行識別，然后通過空擋位置的識別，開始在范圍副變速器部分內的換擋。然后以滯后于在范圍副變速器內的換擋的開始的方式接通用于主變速器部分的伺服支持。用于識別空擋位置的合適的機構例如可以是一個此外還對用于啟動鎖止功能(Anlasssperrfunktion)的信號進行范圍調整(Bereichstellung)的裝置，啟動鎖止功能僅在主變速器部分處于空擋位置時才允許操縱啟動器，以便避免在發(fā)動機起動時汽車的不希望的向前沖(Vorwrtsspringen)。在許多汽車上裝有一個這樣的裝置。
在該方法的一個有利的結構中，在開始換擋后，對在范圍副變速器內的換擋的結束進行識別和確定，并且在識別了范圍副變速器中的換擋結束后，接通用于主變速器部分的伺服支持。換擋結束的識別例如可以通過以合適的機構測量換擋滑桿的換擋路徑、聯(lián)鎖裝置(Interlock)以及換擋軸進行。
在另一種有利的結構中，在換擋開始后，在經過一個預定的時間之后才延遲地接通用于主變速器部分的伺服支持。在相同的變速器油溫和相同的轉速時總是在相同的時間內進行范圍副變速器的充分換擋，這就意味著，通過識別在主變速器部分內的空擋信號，可以進行伺服支持的延遲的接通，使得該伺服支持精確地與在范圍副變速器內的換擋的結束同時發(fā)生。在一種方法構成中測量變速器油溫，并且直到延遲地接通用于主變速器部分的伺服支持的所預定的時間長度根據(jù)測量的變速器油溫確定。直到延遲地接通用于主變速器部分的伺服支持的所預定的時間長度在另一中結構中根據(jù)變速器轉速確定，該轉速同樣也被測量。
在一個尤其有利的方案中，經過一段預定的時間之后，直到該段時間的終點才進行用于主變速器部分的伺服支持的延遲的接通，在該段時間的終點，在范圍副變速器內的換擋結束通常被估計到。在變速器通常的油溫中，例如80℃時，在范圍副變速器內的換擋過程持續(xù)了一段示例的并可以試驗的方式測量的時間。這個以試驗的方式測量的時間預先編程在控制裝置中并且作為期望的換擋時間。
如果在范圍副變速器內的換擋結束時，在主變速器部分內的伺服支持才接通，那么伺服支持裝置沒有被預先加載，并且避免滑動換擋(Ratschschaltungen)和損傷。


下面借助于附圖詳細解釋本發(fā)明，其中圖1變速器結構的示意圖；圖2帶換擋圖(Schaltbild)的典型換擋手柄(Schaltgriff)的視圖；圖3換擋裝置的結構視圖；圖4時域的換擋過程的視圖。
具體實施例方式
圖1示出了一個汽車2，它包括一個發(fā)動機4、一個變速器6以及一個位于兩者之間的離合器8。變速器6具有一個主變速器部分10、一個分速副變速器12以及一個范圍副變速器14。主變速器部分10由駕駛員通過一根換擋桿16手動換擋。變速器6通過連接線18與一個電子控制裝置20連接。通過一根輸入管路72使一個設置在變速器6的殼體內的閥門組60與一個儲氣罐34連接。一個安裝在殼體上或其內的伺服支持裝置74與換擋桿或與主變速器部分10內的被換擋桿操縱的元件有效連接。
圖2示出了一個在換擋圖28的放大視圖中的示例的換擋桿16，該換擋圖稱之為“疊加H(berlagertes-H)”。在換擋桿16的側邊設有一個撥動開關22，用于預選分速副變速器12的換擋。在換擋桿16的前側設有另一個撥動開關24，通過該撥動開關使范圍副變速器14換擋。兩個撥動開關22、24都是電開關，它通過電連接線26與控制裝置20連接。在用換擋圖28換擋時，在前進擋中，換擋桿16的每個終端位置配屬于兩個傳動擋，這兩個傳動擋區(qū)別在于范圍副變速器14的速比間隔。在撥動桿位“慢速”時，傳動比被切換到一至四擋和倒擋；而在撥動桿位“快速”時，擋位被切換到五至八擋。主變速器部分10的空擋位置表示在三擋和四擋之間或者七擋和八擋之間的擋槽(Gasse)內。
駕駛員必須通過換擋桿16上的撥動開關24預選范圍副變速器14的切換。只要在主變速器部分10中被手動置入空擋位置，就實施該切換。
分速副變速器12通過在換擋桿16側邊的撥動開關22預選在位置“L”或者“S”上，并且通過操縱離合器8進行換擋。圖3示出了一個離合器踏板62，它操縱一個與控制裝置20連接的電開關64。在分速副變速器12內的換擋的許可在該布局結構中在開關64閉合的情況下由控制裝置20確定，其中在兩個電氣動的二位三通閥(3/2-Wege-Ventil)36和38持久駐有空氣。閥36和38與電子控制裝置20連接并且根據(jù)換擋桿16上的撥動開關22的開關位置被控制。在離合器踏板62踩下時，空氣允許進入到分速副變速器12的控制缸40左邊的腔室內或右邊的腔室內，此時另一個腔室通過閥36或38被排氣。
同上所述，駕駛員必須通過換擋桿16上的撥動開關24預選范圍副變速器14的切換。只要在主變速器部分10內手動置入空擋位置，就執(zhí)行該切換。在空擋位置上，一個機械地耦合到換擋運動上的主止回閥42將空氣從儲氣罐34釋放到兩個電氣動的二位三通閥44和46。閥44和46與電子控制裝置20連接并且根據(jù)換擋桿16上的撥動開關24的開關位置被控制。在由主止回閥42識別空擋位置時通過相應受控制的閥44或46允許空氣進入到范圍副變速器14的控制缸48的左腔室或者右腔室內，此時另一個腔室通過不被控制的閥46或44被排氣。
為了避免誤換擋，在換擋裝置中必須有附加的保護措施。為此設置了一個擋槽鎖止缸(Gassensperrzylinder)54，其優(yōu)選在范圍副變速器的慢速傳動擋上在變速器6的某個輸出轉速之上時防止從換擋圖28的右邊的換擋槽切換到左邊的換擋槽內，也就是說防止從第三或第四傳動擋切換到第一或第二傳動擋。這樣就應當避免駕駛員錯誤地掛入第一而不是第五傳動擋，當他忘記通過撥動開關24預選范圍副變速器的快速傳動時。在范圍副變速器的快速傳動擋上可以使用相同的裝置，用于防止從第八傳動擋切換到第五傳動擋。傳感器50測量變速器6的輸出轉速，并且作為信號進一步傳遞給電子控制裝置20。電子控制裝置20在過高的輸出轉速時發(fā)出一個信號給二位三通閥52，該閥允許空氣從儲氣罐34通過管路94到達擋槽鎖止缸54，其柱塞通過一根轉向桿56嚙合到換擋軸58內并且將換擋軸朝換擋圖28右邊的換擋槽推擠。該結構可以由駕駛員以提高的作用力克服，因此在極限情況下允許傳動擋切換在換擋圖28的左邊的換擋槽里。
在一個預定的車速之上時，一個副鎖止器(Gruppensperre)抑制范圍副變速器14切換到慢速傳動并且不僅保護范圍副變速器14的同步器而且保護主變速器部分10的同步器。車速通過傳感器50對應于變速器輸出轉速來測量且作為信號進一步傳遞給控制裝置20?？刂蒲b置20根據(jù)該信號來控制閥44或46并且只在出現(xiàn)相應的允許的信號時才允許切換到慢速傳動。
閥36、38、42、44、46、52和54共同安裝在作為一個共同殼體的閥門組60內，該閥門組被直接安裝在一個其內裝有變速器6的換擋軸58的殼體上。這樣得到一個裝配在變速器6內的閥門組60的緊湊的整體(圖1)。有利的是，通過在各個閥之間很短的管路長度得到很短的響應時間和切換時間。閥門組60和控制裝置20之間的電連接可以通過一個在閥門組60上的中央電接頭進行。閥門組60能夠連接在一個現(xiàn)有的變速器上，而不必在結構上改變變速器。
一根輸出管路76從閥36通向分速副變速器12的控制缸40以及通向換向閥80的一個第一輸入口78。一根輸出管路82從閥38通向分速副變速器12的控制缸40以及通向換向閥80的一個第二輸入口84。如果換向閥80從其中一個輸入口78或者84獲得空氣，該換向閥將封閉另一個輸入口84或78。這樣就沒有空氣到達控制缸40的一個不需要空氣的工作腔室內。換向閥80的一個輸出口86與一根氣動管路88連接，在該氣動管路上連接伺服支持裝置74。如果氣動的管路和通過這些閥的出口有足夠的尺寸，那么流過氣動管路88的空氣就足以在伺服支持裝置74中產生一個足夠的力。
圖4顯示了針對不同的參與換擋的元件在主變速器部分10和在范圍副變速器14內的時域換擋過程。其中表示了一個換擋過程，即從在范圍副變速器14置入慢速擋位情況下的在主變速器部分10內置入的第四擋切換到在范圍副變速器14置入快速擋位情況下的在主變速器部分10內置入的第一擋。實際上對應于在分速副變速器12內不換擋的前提下從第四擋換到第五擋。
在時間軸t上首先是在作為初始擋位的第四擋的行駛狀態(tài)，然后過渡到從第四擋到第五擋的換擋過程，接著是在第五擋的行駛狀態(tài)。在第四擋行駛期間預選第五擋。換擋過程分為在范圍副變速器14內的換擋和在主變速器部分10內的換擋。在兩個換擋過渡時輕微重疊地接通伺服支持裝置，本例中在識別空擋位置后，通過大約延遲至0.3秒地接合該伺服支持裝置。
在以第四擋行駛期間換擋桿16按照換擋圖28位于第四擋的位置，即使當在換擋桿16上操縱撥動開關24用于預選范圍副變速器14換擋到第五擋時也保持如此。用于對分速副變速器12換擋進行預選的撥動開關22在整個換擋過程中保持不變。通過操縱離合器踏板62使離合器位置從“關閉”變化到“打開”后，然后換擋桿16被朝空擋位置的方向推動。通過換擋桿16的運動操縱和打開主止回閥42，并且允許空氣到達閥44(“MV GPL”)和46(“MV GPS”)。在預選范圍副變速器換擋時閥46(“MV GPS”)被打開(0＝＞1)，同時閥44(“MV GPL”)關閉(1＝＞0)，閥52也同樣關閉，擋槽鎖止缸54解除鎖止。在通過換擋桿16達到空擋位置后，空擋位置識別從0切換到1并且伺服支持裝置被延遲地接通。在延遲時間到期之后或者在識別出在范圍副變速器14內置入快速擋位之后，只要離合器踏板62是被操縱的，閥38(“MV GVS”)就會被控制裝置20打開并允許空氣通過換向閥80到達伺服支持裝置74。
在這段時間期間，范圍副變速器14完全從慢速擋位狀態(tài)切換到到快速擋位狀態(tài)。接著在離合器8繼續(xù)打開時換擋桿16被推擠到對于按照換擋圖28的第五擋的擋位上，空擋位置的信號從1切換到0。主變速器部分10內的同步過程結束后，才到達第五擋的擋位。主止回閥42又被關閉并且阻止空氣流入閥44和46。離合器62之后再次被接合，汽車以第五擋行駛。
附圖標記清單2 汽車 46閥4 發(fā)動機48控制缸6 變速器 3050傳感器8 離合器52閥10主變速器部分 54擋槽鎖止缸12分速副變速器 56轉向桿14范圍副變速器 58換擋軸16換擋桿 3560閥門組18連接線62離合器踏板20控制裝置 64開關22撥動開關 72輸入管路24撥動開關 74伺服支持裝置26連接線 4076輸出管路28換擋圖78輸入口34儲氣罐80換向閥36閥82輸出管路38閥84輸入口40控制缸 4586輸出口42主止回閥 88氣動管路44閥94管路
權利要求
1.一種用來減少在用于汽車變速器(6)的換擋裝置上的伺服支持的方法，該汽車變速器包括一個在一根換擋桿(16)上由駕駛員手動換擋的主變速器部分(10)、一個通過閥(44、46)換擋的范圍副變速器(12)、一個用于切換在主變速器部分(10)內的擋位的伺服支持裝置(74)和一個操縱所述閥(44、46)的電子控制裝置(20)，所述范圍副變速器的換擋可以在換擋桿(16)上由駕駛員手動預選，其特征在于對在手動換擋的主變速器部分(10)內的空擋位置進行識別，通過空擋位置的識別，開始在范圍副變速器(14)內的換擋，并且延遲地接通伺服支持。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于對在范圍副變速器(14)內的換擋的結束進行識別，并且在識別該結束之后，接通伺服支持。
3.按照權利要求1的方法，其特征在于所述延遲的接通在經過一個預定的時間之后進行。
4.按照權利要求3的方法，其特征在于測量變速器油溫，并且根據(jù)測量的變速器油溫確定所述預定的時間。
5.按照權利要求3的方法，其特征在于測量變速器輸出轉速，根據(jù)測量的變速器輸出轉速確定所述預定的時間。
6.按照權利要求3的方法，其特征在于經過一段預定的時間之后，直到該段時間的終點才進行所述延遲的接通，在該段時間的終點，在范圍副變速器(14)內的換擋結束通常被估計到。
7.按照權利要求6的方法的，其特征在于按照通常在預定的油溫下所需要的換擋時間來決定所述預定的時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于汽車變速器(6)的換擋裝置，該換擋裝置包括一個由駕駛員在一根換擋桿(16)上手動換擋的主變速器部分(10)、一個通過閥(44、46)換擋的范圍副變速器(12)、一個用于切換在主變速器部分(10)內的擋位的伺服支持裝置(74)和一個操縱所述閥(44、46)電子控制裝置(20)，所述范圍副變速器的換擋可以由駕駛員在換擋桿(16)上預選。在一種用來減少伺服支持的方法中，對手動換擋的主變速器部分(10)的空擋位置進行識別，通過空擋位置的識別，開始在范圍副變速器(14)內的換擋，并且延遲地接通伺服支持。
文檔編號F16H59/40GK1705838SQ200380101756
公開日2005年12月7日 申請日期2003年11月22日 優(yōu)先權日2002年11月28日
發(fā)明者D·菲舍爾, K·施佩特 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司