專利名稱：汽車的自動(dòng)化的多組式變速器及其運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求要求1的前序部分所述的汽車的自動(dòng)化的多組式變速器以及一種按權(quán)利要求11的前序部分所述的用于運(yùn)行這種變速器的方法。
背景技術(shù)：
多組式變速器包括兩個(gè)或更多個(gè)大部分情況下串聯(lián)設(shè)置的變速器，通過這些變速器的組合可實(shí)現(xiàn)高的擋位數(shù)。所述多組式變速器越來越多地構(gòu)成自動(dòng)化的換擋變速器，例如包括輸入組、主組和后置組。這樣的變速器尤其用在商用車中，因?yàn)樗试S具有精細(xì)擋位分級的大的擋位數(shù)并且具有高的效率。此外與手動(dòng)的換擋變速器相比較特征在于沒有操作失誤的危險(xiǎn)，但有高的操作舒適度，并且與傳統(tǒng)的自動(dòng)變速器相比較在制造和運(yùn)行成本方面是尤其經(jīng)濟(jì)的。由結(jié)構(gòu)方式?jīng)Q定，傳統(tǒng)的多組式換擋變速器如所有不在負(fù)載下?lián)Q擋的手動(dòng)的或自動(dòng)化的換擋變速器在換擋時(shí)發(fā)生牽引力中斷，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的能流始終通過打開離合器而中斷，以便已掛上的擋位無負(fù)載地脫開，借助于發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置、變速器制動(dòng)器和/或同步器在中性位置使得變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)同步到選擇的或預(yù)定的目標(biāo)擋的連接轉(zhuǎn)速并且掛到目標(biāo)擋。通過牽引力中斷產(chǎn)生由于速度損失而導(dǎo)致的行駛功率的損失以及也許導(dǎo)致提高的燃料損耗。在轎車中牽引力中斷由于行駛動(dòng)力學(xué)的損失通常僅干擾地作用，例如在面向運(yùn)動(dòng)的行駛方式中如此，而在重型的商用車中在上坡時(shí)車速減速，使得升擋是不可能的并且發(fā)生不期望的降擋過程、爬行行駛或者甚至附加的起動(dòng)過程。變速器的速比間隔的設(shè)計(jì)原則上由內(nèi)燃機(jī)最大轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)比數(shù)量決定。但是對于在各個(gè)擋位級中車輛的可行駛性和換擋頻率，車輛的功率重量比是決定性的。因此對于規(guī)定的車輛總重確定內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)。但因?yàn)樯逃密囋陂L途中經(jīng)常未裝滿，即僅部分裝載或未裝載，或者在遠(yuǎn)的行程中走非常平坦的路線，所以內(nèi)燃機(jī)經(jīng)常以明顯的功率過剩運(yùn)行，這歸咎于運(yùn)行點(diǎn)是針對一定的車輛總重進(jìn)行設(shè)計(jì)的。這又不必要地提高燃料耗費(fèi)。這樣不期望的功率過剩的降低通過具有相對快的后橋傳動(dòng)比的變速器設(shè)計(jì)是可能的。但實(shí)際上已經(jīng)證明，在這樣構(gòu)思的變速器中產(chǎn)生明顯較高的換擋頻率。這由于與之相關(guān)的經(jīng)常的牽引力中斷對于駕駛員來說會顯得非常不舒服。在滿載的車輛的行駛運(yùn)行中，產(chǎn)生的牽引力中斷甚至感覺為不可接受的，其中不采用超速擋，并且具有相對非?？斓暮髽騻鲃?dòng)比的變速器分級顯得不利。本申請人已經(jīng)建議一系列用于自動(dòng)化的多組式變速器的解決方案來降低或甚至避免這樣的牽引力中斷。尤其見DE 102006024370AUDE 102005046894A1和未預(yù)先公開的 DE 102008001200。在此牽引力支持基本上基于，多組式變速器的結(jié)構(gòu)方式允許在換擋期間作為中間擋的直接擋的切換。此外，通過動(dòng)力換擋離合器暫時(shí)建立驅(qū)動(dòng)軸與從動(dòng)軸的直接連接，因此嵌牙接合的主變速器變得無負(fù)載，使得可以在閉合起動(dòng)離合器時(shí)將已掛上的原擋無負(fù)載地脫開、使變速器同步并且掛到目標(biāo)擋。在此，動(dòng)力換擋離合器將力矩傳遞到變速器從動(dòng)端上，其中在原擋與目標(biāo)擋之間的轉(zhuǎn)速下降時(shí)利用釋放的動(dòng)態(tài)力矩，以便基本上補(bǔ)償牽引力中斷。如DE 102006024370A1顯示的，動(dòng)力換擋離合器例如可以設(shè)置在兩擋的輸入變速器與三擋的主變速器之間或者在起動(dòng)離合器與輸入變速器之間。在DE 102005046894A1中動(dòng)力換擋離合器設(shè)置在分域變速器內(nèi)，該分域變速器設(shè)在主變速器之后。DE 102008001200 建議雙離合器裝置，該雙離合器裝置具有起動(dòng)離合器用于使驅(qū)動(dòng)軸與變速器輸入軸連接， 并且具有動(dòng)力換擋離合器用于使驅(qū)動(dòng)軸與從動(dòng)側(cè)的變速器主軸直接連接，其中雙離合器優(yōu)選能通過一個(gè)共同的調(diào)節(jié)裝置操作，該調(diào)節(jié)裝置有選擇地能使兩個(gè)離合器中的一個(gè)或另一個(gè)或者兩個(gè)離合器都進(jìn)入打開位置或閉合位置。另外由WO 2007/009594A1已知一種以中間軸結(jié)構(gòu)方式的構(gòu)成為雙離合器變速器的自動(dòng)化的多組式變速器。該多組式變速器包括分段變速器，主變速器并且必要時(shí)分域變速器設(shè)置在該分段變速器之后。所有非直接的前進(jìn)擋在能流中通過同樣的中間軸運(yùn)行。直接擋在能流中有選擇地經(jīng)過另一個(gè)功率路徑。因此得到在主變速器內(nèi)與直接擋相鄰的一組擋位的可動(dòng)力換擋性。通過雙離合器，根據(jù)換擋的不同情況，選擇的前進(jìn)擋功率路徑和直接擋功率路徑的交接控制是可能的。一個(gè)離合器控制一個(gè)功率路徑，另一個(gè)離合器控制另一個(gè)功率路徑。如果一個(gè)離合器閉合并且另一個(gè)離合器打開，那么從而同時(shí)可以在主變速器中切換兩個(gè)擋位。在換擋期間的時(shí)間上交接的情況下，變速器輸入功率減少的份額經(jīng)過一個(gè)功率路徑并且變速器輸入功率增加的份額經(jīng)過另一個(gè)功率路徑。從而可以在負(fù)載下實(shí)現(xiàn)換擋。已知的變速器的動(dòng)力換擋可能性基于雙離合器的使用。

發(fā)明內(nèi)容
由此本發(fā)明的目的在于，使得具有能動(dòng)力換擋的擋位的已知的多組式變速器以及用于運(yùn)行這種變速器的方法得到繼續(xù)改進(jìn)和柔性化，尤其為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)力換擋性，這樣的動(dòng)力換擋性不必然要求使用雙離合器和/或中間擋換擋性。該目的的解決方案由獨(dú)立權(quán)利要求的特征得到，而本發(fā)明的有利的結(jié)構(gòu)和進(jìn)一步方案可見相應(yīng)配設(shè)的從屬權(quán)利要求。本發(fā)明的認(rèn)識基于，通過與起動(dòng)離合器的換擋狀態(tài)無關(guān)地能同步地切換的附加的輸入常量級(Eingangskonstant)，在自動(dòng)化的多組式變速器中可以允許一定數(shù)量的能在負(fù)載下切換的換擋，該輸入常量級在繞開起動(dòng)離合器下能直接由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此本發(fā)明由汽車的自動(dòng)化的多組式變速器出發(fā)，該多組式變速器包括至少兩個(gè)在動(dòng)力系中在能流中前后接連設(shè)置的變速組；離合器裝置，該離合器裝置具有至少一個(gè)起動(dòng)離合器，通過該起動(dòng)離合器能建立在發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與配屬于第一變速組的變速器輸入軸之間的連接；換擋裝置，借助于該換擋裝置能建立在變速器輸入軸與配屬于第二變速組的變速器主軸之間的連接，其中變速器主軸構(gòu)成為變速器從動(dòng)軸或者至少與變速器從動(dòng)軸作用連接；以及元件，通過所述元件能執(zhí)行牽引力支持的換擋。為了解決提出的任務(wù)本發(fā)明此外設(shè)定，第一變速組構(gòu)成為具有至少三個(gè)輸入常量級的分段變速器 (Splittergetriebe)，發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的第一輸入常量級能借助于跨接起動(dòng)離合器的動(dòng)力換擋離合器進(jìn)行切換。按本發(fā)明的結(jié)構(gòu)尤其有利地在多組式變速器中使用，尤其能用于載重汽車、巴士或?qū)Ｓ密囕v，其中具有自動(dòng)化變速器控制裝置的三個(gè)變速組在能流中前后接連設(shè)置，其中第一變速組構(gòu)成為至少三擋的分段變速器，第二變速組構(gòu)成為多擋主變速器并且第三變速組構(gòu)成為兩擋分域變速器(Bereichsgetriebe)。分段變速器和主變速器能以節(jié)省結(jié)構(gòu)空間的中間軸結(jié)構(gòu)方式構(gòu)成為變速齒輪傳動(dòng)裝置。在此，力矩流優(yōu)選平行地經(jīng)過兩個(gè)共同配屬于分段變速器和主變速器的中間軸， 因此得到變速器的軸和齒輪的恰當(dāng)?shù)妮d荷分配。設(shè)置在后面的分域變速器能以行星齒輪結(jié)構(gòu)方式構(gòu)成有例如內(nèi)部的太陽輪、由行星齒輪架引導(dǎo)的行星齒輪組以及外部的齒圈。在一種變速器結(jié)構(gòu)中，能設(shè)置具有倒擋的三擋的主變速器，該變速器結(jié)構(gòu)提供具有相當(dāng)精細(xì)的擋位分級的特別高的擋位數(shù)，例如該擋位分級對于重型載重汽車是有利的。 由三個(gè)分速擋、三個(gè)主變速器擋和兩個(gè)分域變速器擋組合得到十八個(gè)前進(jìn)擋和最多六個(gè)倒擋，其中十七個(gè)前進(jìn)擋和兩個(gè)倒擋能有意義地利用。在這種結(jié)構(gòu)中，倒數(shù)第二高擋即第十七擋例如構(gòu)成為具有傳動(dòng)比i=l1的直接擋并且最高擋即第十八擋構(gòu)成為具有特別快的傳動(dòng)比i < 1的超速擋。因此一方面并非必然能動(dòng)力換擋的“超級超速擋”(第十八擋)對于較少裝載的車輛(例如在長途公路上空行駛的載貨汽車)來說提供在內(nèi)燃機(jī)中功率過剩的降低并且從而減少消耗。另一方面有利地對于滿載的車輛來說允許在相關(guān)擋位中保持牽引力的動(dòng)力換擋，例如牽引式升擋aughochschaltimg)到直接擋和由直接擋牽引式降擋 (Zugruckschaltung)，因此保證高的行駛舒適度。所有三個(gè)變速組優(yōu)選是同步的，即它們具有帶相應(yīng)的同步元件的同步離合器作為換擋裝置，其中按本發(fā)明附加的發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的輸入常量級能借助于動(dòng)力換擋離合器進(jìn)行切換。動(dòng)力換擋離合器在本發(fā)明的尤其有利的第一實(shí)施形式中同樣能構(gòu)成為同步離合器。但通過迂回引導(dǎo)至曲軸(KurbelwellenumfUhrung)，同步離合器直接與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，使得第一輸入常量級能與起動(dòng)離合器的換擋狀態(tài)無關(guān)地被驅(qū)動(dòng)。此后所有擋位通過動(dòng)力換擋離合器驅(qū)動(dòng)，其中切換第一輸入常量級。所有剩余的擋位通過起動(dòng)離合器驅(qū)動(dòng)。具有相對較小的軸向結(jié)構(gòu)長度的特別緊湊地構(gòu)成的變速器結(jié)構(gòu)有利地如下達(dá)到， 即同步離合器設(shè)置在第一輸入常量級與第二輸入常量級之間，并且同步離合器具有第一換擋元件，該第一換擋元件通過空心軸與離合器裝置的輸入件連接，變速器輸入軸穿過該空心軸，該輸入件與驅(qū)動(dòng)軸連接，并且同步離合器具有與第一換擋元件共同作用的第二換擋元件，該第二換擋元件與第一輸入常量級的能旋轉(zhuǎn)地支承在空心軸上的空套齒輪連接。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施形式中，動(dòng)力換擋離合器構(gòu)成為設(shè)置在第一輸入常量級之前的摩擦離合器。于是參照已知的雙離合器變速器，動(dòng)力換擋離合器和同樣構(gòu)成為摩擦離合器的起動(dòng)離合器一起構(gòu)成為雙離合器，該雙離合器具有一個(gè)與驅(qū)動(dòng)軸連接的共同的輸入件，其中在按本發(fā)明的雙離合器中，起動(dòng)離合器的輸出件與變速器輸入軸連接，并且動(dòng)力換擋離合器的輸出件與第一輸入常量級的能旋轉(zhuǎn)地支承在變速器輸入軸上的空套齒輪連接。另外本發(fā)明由用于運(yùn)行汽車的自動(dòng)化的多組式變速器的方法出發(fā)，該多組式變速器包括至少兩個(gè)在動(dòng)力系中在能流中前后接連設(shè)置的變速組；離合器裝置，該離合器裝置具有至少一個(gè)起動(dòng)離合器，通過該起動(dòng)離合器能建立在發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與配屬于第一變速組的變速器輸入軸之間的連接；換擋裝置，借助于該換擋裝置能建立在變速器輸入軸與配屬于第二變速組的變速器主軸之間的連接，其中變速器主軸構(gòu)成為變速器從動(dòng)軸或者至少與變速器從動(dòng)軸作用連接；以及元件，通過所述元件能執(zhí)行牽引力支持的換擋。為了達(dá)到開頭提到的目的，本發(fā)明設(shè)定，在牽引力支持的換擋的情況下，根據(jù)牽引式升擋或牽引式降擋的不同情況閉合或打開起動(dòng)離合器，相反交接地打開或閉合跨接起動(dòng)離合器的動(dòng)力換擋離合器，通過該動(dòng)力換擋離合器切換第一變速組的發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的輸入常量級。尤其可以設(shè)定，為了在包括三擋的分段變速器、三擋的主變速器和兩擋的分域變速器的變速器中執(zhí)行牽引力支持的換擋，將用于切換第一輸入常量級的動(dòng)力換擋離合器在打開位置與閉合位置之間轉(zhuǎn)換，將起動(dòng)離合器打滑地在打開位置與閉合位置之間轉(zhuǎn)換，將用于切換第二和第三輸入常量級的換擋裝置在一個(gè)換擋位置與一個(gè)中性位置之間轉(zhuǎn)換，將用于建立變速器輸入軸與變速器主軸的連接的換擋裝置保持在不變的換擋位置中，將用于切換主變速器的第一擋和倒擋的換擋裝置保持在不變的換擋位置中，并且將用于分域變速器的范圍轉(zhuǎn)換的換擋裝置保持在不變的換擋位置中。此外可以設(shè)定，為了切換非直接的前進(jìn)擋而建立在驅(qū)動(dòng)軸與變速器主軸之間的能流連接，能流經(jīng)過至少一個(gè)中間軸，而為了切換直接擋一方面變速器輸入軸和從動(dòng)側(cè)的變速器主軸通過配屬的換擋裝置直接地相互連接，并且另一方面變速器輸入軸和發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸通過起動(dòng)離合器彼此連接。在具有作為動(dòng)力換擋離合器的同步離合器的實(shí)施形式中，能動(dòng)力換擋的升擋過程然后始終由一個(gè)擋位出發(fā)，在該擋位中附加的輸入常量級被切換，即閉合同步離合器并且跨接起動(dòng)離合器。在換擋時(shí)打滑地閉合起動(dòng)離合器，而打開動(dòng)力換擋離合器。另外同步離合器在中間的輸入常量級與第三輸入常量級之間切換。所有剩余的同步離合器不變地保持在其換擋位置中。降擋過程按意義以相反的順序進(jìn)行。相反在附加的摩擦離合器作為動(dòng)力換擋離合器的情況下在開始時(shí)或者閉合起動(dòng)離合器或者閉合動(dòng)力換擋離合器，因此得到其他的能動(dòng)力換擋的換擋可能性。


為了詳細(xì)解釋本發(fā)明借助于兩個(gè)實(shí)施例的附圖進(jìn)行說明。其中圖1顯示汽車的多組式變速器的變速器示意圖，包括動(dòng)力換擋離合器，用于控制牽引力支持的換擋；圖2顯示圖1的變速器的換擋圖表；圖3a顯示在第十六擋中的圖1的變速器的力矩流；圖北顯示在從第十六擋換擋到構(gòu)成為直接擋的第十七擋時(shí)的圖1的變速器的力矩流；圖3c顯示在第十七擋中的圖1的變速器的力矩流；圖4顯示汽車的多組式變速器的變速器示意圖的第二實(shí)施形式，包括動(dòng)力換擋離合器用于控制牽引力支持的換擋；圖5顯示圖4的變速器的換擋圖表。
具體實(shí)施例方式因此圖1顯示中間軸變速器1，如該中間軸變速器可以作為多組式變速器例如可以用于長途載重汽車的動(dòng)力系。按本發(fā)明的齒輪組構(gòu)思基本上基于本申請人的已知的結(jié)構(gòu)系列ZF-AS Tronic，它包括兩個(gè)平行的可旋轉(zhuǎn)支承的中間軸19、20和三個(gè)前后接連設(shè)置的變速組2、3和4。發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的第一變速組2構(gòu)成為分段變速器，它按本發(fā)明不是如通常的那樣具有兩個(gè)而是具有三個(gè)輸入常量級K0、KU K2。中間的第二變速組3構(gòu)成為不是通常的嵌牙接合的而是同步的主變速器，該主變速器具有三個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋，其中第三擋和第三輸入常量級K2構(gòu)成共同的齒輪組。從動(dòng)側(cè)的第三變速組4構(gòu)成為行星齒輪變速器GPL/GPS， 該行星齒輪變速器可在兩個(gè)擋位范圍之間轉(zhuǎn)換。三個(gè)輸入常量級K0、K1、K2分別具有安裝在一個(gè)中間軸19上的固定齒輪22、25、觀和安裝在另一個(gè)中間軸20上的固定齒輪23、26、四。由此構(gòu)成的固定齒輪對22-23、25-26、 28-29分別與一個(gè)空套齒輪21、24、27嚙合。中間的輸入常量級Kl和內(nèi)部的第三輸入常量級Κ2可借助于換擋裝置15切換，該換擋裝置構(gòu)成為具有兩個(gè)換擋位置和一個(gè)中性位置的同步離合器Si。同步離合器Sl以通常的可移動(dòng)的同步和切換元件安裝在變速器輸入軸6 上，使得在第一換擋位置中中間的輸入常量級Kl的空套齒輪M并且在第二換擋位置中第三輸入常量級Κ2的空套齒輪27能與變速器輸入軸6抗旋轉(zhuǎn)地連接。在該第一換擋位置與該第二換擋位置之間設(shè)置中性位置。附加的外部的輸入常量級KO按本發(fā)明具有動(dòng)力換擋離合器12，該動(dòng)力換擋離合器構(gòu)成為具有一個(gè)換擋位置和一個(gè)中性位置的同步離合器SO。同步離合器SO具有第一換擋元件14，該第一換擋元件通過空心軸45與離合器裝置9的輸入件10固定連接。輸入常量級KO的空套齒輪21能旋轉(zhuǎn)地支承在空心軸45上。變速器輸入軸6同心地穿過空心軸 45并且在其發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的端部上與離合器裝置9的構(gòu)成為摩擦離合器Cl的起動(dòng)離合器11的輸出件48連接。離合器裝置9的輸入件10又與未描述的發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸5 尤其是曲軸連接。與第一換擋元件14對應(yīng)的第二換擋元件13與空套齒輪21連接，以至同步離合器SO在一個(gè)換擋位置中使得空套齒輪21力鎖合地與驅(qū)動(dòng)軸5連接，也就是說，實(shí)現(xiàn)離合器裝置9至輸入常量級KO的迂回引導(dǎo)至曲軸，并且否則處于中性位置。在分段變速器2與設(shè)置在其之后的主變速器3之間設(shè)置另一個(gè)構(gòu)成為同步離合器 S2的換擋裝置16。通過同步離合器S2在第一換擋位置中驅(qū)動(dòng)側(cè)的變速器輸入軸6能與配設(shè)于主變速器3的從動(dòng)側(cè)的變速器主軸7連接。在第二換擋位置中變速器主軸7能與主變速器第二擋的空套齒輪30連接。另外設(shè)置中性位置。但是通過同步離合器S2不能在內(nèi)部的輸入常量級K2的空套齒輪27與變速器主軸7之間建立連接。同步離合器S2按本發(fā)明與相鄰的第三輸入常量級K2完全解耦。主變速器3具有三個(gè)前進(jìn)擋1. Gg、2. Gg、3. Gg以及一個(gè)倒擋R. Gg。第一擋和第二擋分別包括兩個(gè)固定齒輪34、35或31、32和一個(gè)空套齒輪33或30。第三擋與分段變速器 2的第三輸入常量級K2共同實(shí)現(xiàn)。倒擋R. Gg包括兩個(gè)固定齒輪37、38、一個(gè)空套齒輪36和兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承的用于是旋轉(zhuǎn)方向反向的中間齒輪39、40，中間齒輪一方面與相應(yīng)配屬的固定齒輪37或38并且另一方面與空套齒輪36嚙合。為了接通第一擋和倒擋R. Gg,換擋裝置17設(shè)有同步離合器S3。通過該同步離合器S3，配屬的空套齒輪33或36根據(jù)位置的不同情況能與變速器主軸7抗旋轉(zhuǎn)地連接或者處于中性位置中。第二擋能通過同步離合器S2接通。第三擋能通過同步離合器Sl接通。在兩個(gè)中間軸變速組2和3之后設(shè)置構(gòu)成為行星齒輪變速器的分域變速器4。此外變速器主軸7的從動(dòng)側(cè)的端部與太陽輪41連接。行星齒輪組43通過行星齒輪架44在中央的太陽輪41與外部的齒圈42之間引導(dǎo)。行星齒輪組43 —方面與太陽輪41嚙合并且另一方面與外部的齒圈42嚙合。行星齒輪架44在從動(dòng)側(cè)與變速器從動(dòng)軸8連接。為了切換分域變速器4設(shè)置有利地構(gòu)成為同步離合器S4的換擋裝置18。同步離合器S4在第一換擋位置中使齒圈42與殼體35連接并且在第二換擋位置中使齒圈42與行星齒輪架44或變速器從動(dòng)軸8連接。在第一換擋位置中，變速器從動(dòng)軸8與變速器主軸7 的轉(zhuǎn)速比相應(yīng)于行星齒輪變速器的傳動(dòng)比，在第二換擋位置中分域變速器4閉鎖地一起運(yùn)動(dòng)，即直接傳動(dòng)。在三個(gè)變速組2、3、4組合時(shí)得到用于前進(jìn)擋的3X3X2 = 18個(gè)可能的換擋位置并且用于倒擋的3X1X2 = 6個(gè)可能的換擋位置，其中17個(gè)能動(dòng)力換擋的前進(jìn)擋和2個(gè)倒擋在車輛運(yùn)行時(shí)可有意義地利用。各個(gè)擋位的能流和能動(dòng)力換擋的換擋由在圖2中的圖表描述。在該圖表中列Cl 表示起動(dòng)離合器11列SynO, SynU Syn2、Syn3、Syn4表示同步離合器SO、Si、S2、S4，常量 K0、K1、K2、擋位1丄8、2.68、范圍1^、!1的配屬的換擋位置用1”表示以及用“0”表示中性位置。在具有第一擋至第九擋的低擋位范圍L與具有第十擋至第十八擋的高擋位范圍H之間在分域變速器4中區(qū)分開。不能動(dòng)力換擋的換擋相應(yīng)通過粗線標(biāo)識。由圖表可見，換擋“第二擋-第三擋”、“第五擋-第六擋”、“第七擋-第八擋”、“第十一擋-第十二擋”、“第十四擋-第十五擋”、和“第十六擋-第十七擋”在牽引式升擋和牽引式降擋的情況下受到牽引力支持。第十七擋是直接擋(DD)。第十八擋設(shè)計(jì)為超速擋(OD)。下面用于執(zhí)行牽引力支持的換擋的方法在描述的變速器1中以牽引式升擋到直接擋的例子解釋。在原擋中的力矩流、在負(fù)載下交接時(shí)的力矩流并且在目標(biāo)擋中的力矩流在圖3a至圖3c中用點(diǎn)描述。首先變速器處于第十六擋中。如在圖3a中可見的那樣，在此起動(dòng)離合器11是打開的并且因此驅(qū)動(dòng)有效地被跨接。在同步離合器SO閉合時(shí)驅(qū)動(dòng)經(jīng)過第一輸入常量級K0。 在同步離合器Sl閉合時(shí)經(jīng)過第三輸入常量級K2輸出并且另外直達(dá)從動(dòng)軸8。在從第十六擋換擋到第十七擋或直接擋的情況下，設(shè)置在前面的輸入常量級KO 的動(dòng)力換擋離合器12或同步離合器SO以及在第二輸入常量級Kl與第三輸入常量級K2之間的換擋裝置15或同步離合器Sl打開，而交接地使起動(dòng)離合器11在沿閉合方向打滑時(shí)控制直到實(shí)現(xiàn)在變速器從動(dòng)軸8與驅(qū)動(dòng)軸5之間的轉(zhuǎn)速相同(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)并且然后被完全閉合。從而力矩流暫時(shí)在兩個(gè)擋位上分支開，如在圖北中描述的那樣，其中在第十六擋上的力矩流在時(shí)間上降低并且在第十七擋上的力矩流上升。變速器輸入軸6和變速器主軸7 在該換擋期間通過配屬的換擋裝置16或同步離合器S2彼此連接。用于切換主變速器3的第一擋和倒擋的換擋裝置17或同步離合器S3不變地保持在中性位置中。另外變速器主軸 7與變速器從動(dòng)軸8作用連接，其中齒圈42和分域變速器4的行星齒輪架44彼此閉鎖，使得分域變速器4以變速器主軸7的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，即設(shè)定在高擋位范圍中。圖3c顯示在直接擋即第十七擋中的力矩流。通過完全接合起動(dòng)離合器11和閉合直達(dá)變速器主軸7的同步離合器S2、并且通過借助于同步離合器S4閉鎖直達(dá)變速器從動(dòng)軸8的分域變速器S4實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。圖4顯示具有離合器裝置9'的另一個(gè)中間軸變速器Γ。取代構(gòu)成為同步離合器SO的動(dòng)力換擋離合器12，在本實(shí)施形式中設(shè)置構(gòu)成為摩擦離合器C2的動(dòng)力換擋離合器 12'。動(dòng)力換擋離合器12'與起動(dòng)離合器11 一起構(gòu)成雙離合器，該雙離合器具有一個(gè)共同的輸入件10'或兩個(gè)彼此連接成一件的輸入件。動(dòng)力換擋離合器12'的輸出件46通過空心軸47與第一輸入常量級KO的空套齒輪21'連接。其余的結(jié)構(gòu)相應(yīng)于上述變速器1的結(jié)構(gòu)。最后圖5顯示類似于圖3的配屬的擋位圖，其中不能動(dòng)力換擋的換擋又相應(yīng)通過粗線標(biāo)識。重要的是，能動(dòng)力換擋的擋位的更多的“三組合”通過各一個(gè)不能動(dòng)力換擋的擋位彼此分開。在該變速器1'中的牽引力支持的擋位按意義類似于示例地對于變速器1解釋的換擋。附圖標(biāo)記列表
1、1'中間軸變速器
2、2'變速組、分段變速器
3變速組、主變速器
4變速組、分域變速器
5驅(qū)動(dòng)軸
6變速器輸入軸
7變速器主軸
8變速器從動(dòng)軸
9、9'離合器裝置
10,10'離合器輸入件
11起動(dòng)離合器
12動(dòng)力換擋離合器、同步離合器SO
12'動(dòng)力換擋離合器、摩擦離合器S2
13換擋元件
14換擋元件
15換擋裝置、同步離合器Sl
16換擋裝置、同步離合器S2
17換擋裝置、同步離合器S3
18換擋裝置、同步離合器S4
19中間軸
20中間軸
21,21'空套齒輪
22固定齒輪
23固定齒輪
24空套齒輪
25固定齒輪
26固定齒輪
27空套齒輪
28固定齒輪
29固定齒輪
30空套齒輪
31固定齒輪
32固定齒輪
33空套齒輪
34固定齒輪
35固定齒輪
36空套齒輪
37固定齒輪
38固定齒輪
39中間齒輪
40中間齒輪
41太陽輪
42齒圈
43行星齒輪組
44行星齒輪架
45空心軸
46動(dòng)力換擋離合器輸出件
47空心軸
48起動(dòng)離合器輸出件
l.Gg主變速器前進(jìn)擋
2. Gg主變速器前進(jìn)擋
3. Gg主變速器前進(jìn)擋
R. Gg主變速器倒擋
Cl摩擦離合器
C2摩擦離合器
GPL/GPS行星齒輪變速器
KO分段變速器第一輸入常量級
Kl分段變速器第二輸入常量級
K2分段變速器第三輸入常量級
SO同步離合器
Sl同步離合器
S2同步離合器
S3同步離合器
S4同步離合器
權(quán)利要求
1.汽車的自動(dòng)化的多組式變速器，包括至少兩個(gè)在動(dòng)力系中在能流中前后接連設(shè)置的變速組0、2'、3)；離合器裝置(9、9')，該離合器裝置具有至少一個(gè)起動(dòng)離合器(11)， 通過該起動(dòng)離合器能建立在發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸(5)與配屬于第一變速組0、2')的變速器輸入軸(6)之間的連接；換擋裝置(16)，借助于該換擋裝置能建立在所述變速器輸入軸(6) 與配屬于第二變速組(3)的變速器主軸(7)之間的連接，所述變速器主軸(7)構(gòu)成為變速器從動(dòng)軸或者至少與變速器從動(dòng)軸(8)作用連接；以及用于執(zhí)行牽引力支持的換擋的元件，其特征在于第一變速組0、2')構(gòu)成為具有至少三個(gè)輸入常量級(K0、K1、K2)的分段變速器，發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的第一輸入常量級(KO)能借助于動(dòng)力換擋離合器(12、12')切換，所述動(dòng)力換擋離合器跨接起動(dòng)離合器(11)。
2.按權(quán)利要求1所述的多組式變速器，其特征在于動(dòng)力換擋離合器(12)構(gòu)成為同步離合器(SO)。
3.按權(quán)利要求2所述的多組式變速器，其特征在于同步離合器(SO)具有第一換擋元件(14)，該第一換擋元件通過空心軸0 與離合器裝置(9)的輸入件(10)連接，變速器輸入軸(6)穿過該空心軸，該輸入件與驅(qū)動(dòng)軸( 連接，并且同步離合器(SO)具有與第一換擋元件(14)共同作用的第二換擋元件(13)，該第二換擋元件與第一輸入常量級(KO)的能旋轉(zhuǎn)地支承在空心軸G5)上的空套齒輪連接。
4.按權(quán)利要求1所述的多組式變速器，其特征在于動(dòng)力換擋離合器(12')構(gòu)成為摩擦離合器(C2)。
5.按權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的多組式變速器，其特征在于動(dòng)力換擋離合器(12) 設(shè)置在第一輸入常量級(KO)與第二輸入常量級(Kl)之間。
6.按權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的多組式變速器，其特征在于動(dòng)力換擋離合器 (12')設(shè)置在第一輸入常量級(KO)之前。
7.按權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的多組式變速器，其特征在于動(dòng)力換擋元件(12') 和起動(dòng)離合器(11)構(gòu)成為摩擦離合器(Cl、C2)，兩個(gè)摩擦離合器構(gòu)成一個(gè)雙離合器，該雙離合器具有一個(gè)共同的與驅(qū)動(dòng)軸( 連接的輸入件(10')，起動(dòng)離合器(11)的輸出件 (48)與變速器輸入軸(6)連接，并且動(dòng)力換擋離合器(12')的輸出件06)與第一輸入常量級(KO)的能旋轉(zhuǎn)地支承在變速器輸入軸(6)上的空套齒輪Ol')連接。
8.按權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的多組式變速器，其特征在于設(shè)置多個(gè)同步離合器 (Si、S2、S3、S4)用于切換分段變速器0、2')的至少第二和第三輸入常量級(ΚΙ、K2)以及用于切換其它變速組(3、4)的傳動(dòng)比。
9.按權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的多組式變速器，其特征在于三個(gè)變速組0、2'、3、 4)在能流中前后接連設(shè)置，其中第一變速組0、2')構(gòu)成為至少三擋的分段變速器，第二變速組C3)構(gòu)成為多擋的主變速器，并且第三變速組(4)構(gòu)成為兩擋的分域變速器。
10.按權(quán)利要求9所述的多組式變速器，其特征在于分段變速器0、2')和主變速器 (3)以中間軸結(jié)構(gòu)形式構(gòu)成，并且后置的分域變速器以行星結(jié)構(gòu)形式構(gòu)成。
11.汽車的自動(dòng)化的多組式變速器的運(yùn)行方法，該多組式變速器包括至少兩個(gè)在動(dòng)力系中在能流中前后接連設(shè)置的變速組0、2'、3)；離合器裝置(9、9')，該離合器裝置具有至少一個(gè)起動(dòng)離合器(11)，通過該起動(dòng)離合器能建立在發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸(5)與配屬于第一變速組0、2')的變速器輸入軸(6)之間的連接；換擋裝置(16)，借助于該換擋裝置能建立在所述變速器輸入軸(6)與配屬于第二變速組(3)的變速器主軸(7)之間的連接，所述變速器主軸(7)構(gòu)成為變速器從動(dòng)軸或者至少與變速器從動(dòng)軸(8)作用連接；以及用于執(zhí)行牽引力支持的換擋的元件，其特征在于在牽引力支持的換擋的情況下，根據(jù)牽引式升擋或牽引式降擋的不同情況，閉合或打開起動(dòng)離合器(11)，相反交接地打開或閉合動(dòng)力換擋離合器(12、12')，該動(dòng)力換擋離合器跨接起動(dòng)離合器(11)，通過該動(dòng)力換擋離合器切換第一變速組0、2')的發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的輸入常量級(KO)。
12.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于為了在包括三擋的分段變速器0、2')、 三擋的主變速器C3)和兩擋的分域變速器的變速器中執(zhí)行牽引力支持的換擋，將用于切換第一輸入常量級(KO)的動(dòng)力換擋離合器(12、12')在一個(gè)打開位置與一個(gè)閉合位置之間轉(zhuǎn)換，將起動(dòng)離合器(11)打滑地在一個(gè)打開位置與一個(gè)閉合位置之間轉(zhuǎn)換，將用于切換第二和第三輸入常量級(K1、K2)的換擋裝置(1 在一個(gè)換擋位置與一個(gè)中性位置之間轉(zhuǎn)換，將用于建立變速器輸入軸(6)與變速器主軸(7)的連接的換擋裝置(16)保持在不變的換擋位置中，將用于切換主變速器C3)第一擋和倒擋的換擋裝置(17)保持在不變的換擋位置中，并且將用于分域變速器的范圍轉(zhuǎn)換的換擋裝置(18)保持在不變的換擋位置中。
13.按權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于為了切換直接擋，將變速器輸入軸 (6)和變速器主軸(7)通過配屬的換擋裝置(16)直接連接并且通過起動(dòng)離合器(11)與發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸(5)連接。
14.按權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于為了切換非直接的前進(jìn)擋，分別建立在驅(qū)動(dòng)軸( 與變速器主軸(7)之間的、經(jīng)過至少一個(gè)中間軸(19、20)的能流連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車的自動(dòng)化的多組式變速器及其運(yùn)行方法，該多組式變速器包括至少兩個(gè)在動(dòng)力系中在能流中前后接連設(shè)置的變速組(2、2′、3)；離合器裝置(9、9′)、該離合器裝置具有至少一個(gè)起動(dòng)離合器(11)，通過該起動(dòng)離合器能建立在發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸(5)與配屬于第一變速組(2、2′)的變速器輸入軸(6)之間的連接；換擋裝置(16)，借助于該換擋裝置能建立在所述變速器輸入軸(6)與配屬于第二變速組(3)的變速器主軸(7)之間的連接，所述變速器主軸(7)構(gòu)成為變速器從動(dòng)軸或者至少與變速器從動(dòng)軸(8)作用連接；以及用于執(zhí)行執(zhí)行牽引力支持的換擋的元件。在此設(shè)定，第一變速組(2、2′)構(gòu)成為具有至少三個(gè)輸入常量級(K0、K1、K2)的分段變速器，發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的第一輸入常量級(K0)能借助于跨接起動(dòng)離合器(11)的動(dòng)力換擋離合器(12、12′)切換。
文檔編號F16H37/04GK102197242SQ200980141912
公開日2011年9月21日 申請日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者R·霍夫曼 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司