专利名称：双离合器变速箱的操作装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于具有驱动发动机的机动车的操作装置，该发动机的驱动转矩可从一个驱动轴经过一个变速箱传递到一个从动轴，其中变速箱具有包括各变速级的并列变速支路，它们各可与转矩通量接通或与转矩通量分离及在其之间可连续传递转矩，及涉及这种变速箱的操作方法。
这种变速箱例如以所谓的双离合器变速箱被公知，其中设有两个并列的变速支路，它们各借助一个离合器可与驱动轴分离。对于一个换挡过程在每个变速支路中置入一个变速级，例如在第一变速支路中置入第1挡及在第二变速支路中置入第2挡，及转矩通量通过离合器的操作在过渡转换中这样被转换在第一离合器打开期间，第二离合器闭合，于是牵引力中断减小地从第一变速支路转换到第二变速支路。如果所有的驱动转矩通过第二变速支路传递时，此时在无负载的第一变速支路中可选择变速比，例如从第1挡向第3挡换挡，及转矩通量可通过第一离合器的闭合及第二离合器同时的打开被连续地转换到第一变速支路及由此转换到下一变速级。
显然，借助两个变速支路构成了两个独立的部分变速箱，以致在每个变速支路中与另一变速支路无关地选挡及置挡，因此在以往对每个变速支路配置一个自身的致动器以进行譬如选挡及换挡操作，一个致动器的操作可与配置给另一变速支路的致动器无关地进行。
在传统的致动器上，例如在执行选挡过程的致动器上，移动一个换挡指，以使得它与各个换挡叉形成配合及实现换挡过程，这时换挡指通过换挡叉操作其滑动耦合器进行换挡，在置入一个挡的情况下换挡指不再能进行选挡运动，该运动相当于换挡指转换到另一换挡叉。
该传统技术的缺点在于，需要设有双重的彼此相同的致动器来转换各变速支路中的变速级，这尤其对安装空间及制作成本起到不利的影响。
因此本发明的任务在于，提供一种开始部分所述类型的变速箱，其中可借助单个致动器实现在多个变速支路中的换挡操作。在双离合器变速箱上则可借助一个共用的致动器实现两个变速支路的换挡操作。
此外，本发明的任务在于，缩短用于变速级转换所需的时间及由此改善舒适性及可操作性。
根据本发明该任务将这样来解决借助一个操作部件通过换挡部件可换挡到一个变速级，及在该变速级已转换状态中同一操作部件可操作至少另一换挡部件，以转换另外的变速级。
其中特别有利的是，操作部件从与一个换挡部件的配合到与另一换挡部件配合的转换即使在一个已置入的变速级上也是可能的。
合乎目的地，在一个或多个变速级的已换挡状态中仍保留一个中立通道，该通道足够宽，用以允许操作部件的选挡运动。
非常有利的是，换挡部件行程滞后地跟随操作部件，该行程滞后等于或大于中立位置与一个挡位置之间换挡部件的行程，这譬如是这样实现的该换挡叉口的宽度等于或大于换挡指的宽度加上换挡叉的中立位置与换挡叉的这些挡位置之间的距离的和，或在换挡部件与操作部件之间具有一个间隙，该间隙等于或大于中立位置与一个挡位置之间换挡部件的行程。
在本发明的一个实施例中，其中构成具有至多两个变速级的、由同一换挡部件操作各变速级组，其中这些组的换挡部件根据它们对操作部件的接合点在空间上按顺序排列，特别有利的是一个组包括仅一个变速级和/或一个组包括一个变速级及在同一变速支路中按其变速比顺序的下一变速级和/或一个组包括一个变速级及一个倒车挡，例如换挡部件被这样布置，即同一变速支路中按其变速比顺序的下一变速级至少可用下下一个换挡部件换挡，需要时甚至可用下一个换挡部件换挡。在本发明的一个具体的实施例中，合乎目的地，第一组仅包括第1挡，第二组包括第3挡及第5挡，第三组包括第2挡及第4挡，及第四组包括第6挡及倒车挡。在本发明的另一个具体的实施例中，合乎目的地，第一组仅包括第1挡，第二组包括第2挡及第4挡，第三组包括第3挡及第5挡，及第四组包括第6挡及倒车挡。
根据本发明的另一构思，特别有利地，操作部件在一个换挡过程后被移动到一个位置上，该位置允许作为下一可能待换挡的变速级很快地换挡。合乎目的地，例如在一种布置中，第1挡及第2挡构成一个换挡组，在置入第1挡的情况下，操作部件与所属的换挡部件形成配合。
在一种变速箱上，在自动工作方式中可通过一个控制装置进行变速级选择，及在手动工作方式中可通过变速级选择装置启动变速级选择，特别有利的是，在手动工作方式中操作部件在一个换挡过程后被移动到一个位置上，从该位置开始可很快地到达下一高变速级及下一低变速级。在一个有利的实施例中，操作部件在一个换挡过程后被移动到一个位置上，该位置在行程上位于下一高变速级及下一低变速级的换挡部件之间。
在该实施例的变速箱上，在自动工作方式中特别有利的是，操作部件在一个换挡过程后被移动到一个位置上，从该位置开始可很快地到达同一变速支路的按其变速比顺序的下一变速级。它例如可这样地实现，操作部件在一个换挡过程后与当前变速级的换挡部件保持配合。
在这种变速箱上，特别合乎要求的还在于，在自动工作方式中在大负荷加速的情况下，操作部件在一个换挡过程后被移动到一个位置上，从该位置开始可很快地到达下一高变速级，它例如可这样地实现操作部件在一个换挡过程后与下一高变速级的换挡部件保持配合。
以下将借助附图以例子的方式来描述本发明，附图为
图1a一个换挡致动装置的结构，图1b一个操作部件及一个换挡部件，图2一个换挡叉口及换挡指，图3a在中立位置上的换挡部件及操作部件，图3b换挡部件与操作部件之间的交替作用，图4一个换挡曲线图，图5一个变速箱的概要结构，图6a一个挡位图，图6b一个挡位图，及图7一个流程图。
图1表示一个换挡致动装置的结构例，其中设有一个用于产生选挡运动的驱动装置100及一个用于产生换挡运动的驱动装置101。驱动装置100借助一个运动链103与一个操作部件104相连接；换挡运动将借助运动链102传递到该操作部件104上。借助驱动装置100产生操作部件104在选挡方向W上的运动，由此操作部件104的换挡指可与换挡叉105a，105b或105c形成连接。驱动装置101的运动的作用在于，通过运动链102的转换使操作部件104这样地运动，即在换挡方向S上产生换挡叉105a，105b或105c的换挡运动，由此借助换挡部件，例如滑动耦合器置入一个相应的变速级。
图1b表示具有换挡指及换挡叉151a，151b及151c的操作部件150。通过操作部件150在选挡反向W的运动，操作部件150的换挡指与换挡叉151a，151b或151c形成配合。在该图1b中操作部件150的换挡指与换挡叉151b相配合，由此导致移动换挡叉151b的换挡运动S，于是可转换到配置给它的相应变速级。
在该结构的换挡变速箱中是通过换挡叉的移动来置入变速级。为此使换挡叉从一个中立位置移动到一个挡位上。通过换挡叉从中立位置开始的移动，可以此方式转换到两个变速级上-每一侧一个变速级。在换好挡的状态中各换挡叉口不再重叠，由此操作部件的换挡指不再能与其它换挡叉配合。为了使操作部件的换挡指能与其它换挡叉配合，换挡叉必需处于中立位置。在传统的换挡变速箱上换挡指以很小的间隙配合在换挡叉口中，这样当移动换挡叉时换挡指不会在换挡叉口中被夹住。
图2表示一个换挡叉的换挡叉口202及一个与它形成配合的操作部件的换挡指201的例子。根据本发明，在该换挡指201与换挡叉口202之间设有一个特别大的间隙204，它有利地等于或大于换挡行程、即换挡叉从中立位置移动到挡位上走过的距离。由该间隙204引起换挡叉口202及由此换挡叉行程滞后地跟随操作部件的换挡指201，该行程滞后由间隙204确定，其方式为，当换挡指201运动时，在与换挡叉口202的腿202a或202b产生接触前，先走完该间隙204。
图3a表示具有四个这样的滑动耦合器304的布置，它们具有特别宽的换挡叉口305，在其中可插入换挡指301。在该视图中所有四个换挡叉304均在中立位置上，通过移动行程306a或306c移动到挡位302或303上可转换变速级。根据这个非常有利的构型，换挡叉口的宽度305等于或大于换挡指的宽度306b及换挡行程306a及306c。
这样一来，如图3b所示，可以实现换挡指351例如操作了换挡叉356及移动到挡位352上，由此置入了一个变速级及仍留有一定宽度的中立位置通道355，可使换挡指351在选挡方向W移动，以便操作另一换挡叉、如换挡叉357，其方式是使它移动到挡位353。这时还可获得中立位置通道355，以致换挡指351可到达另一换挡叉，以进行操作。
在图4中表示出这种结构的一个可设想的换挡曲线图。该图以换挡行程S相对时间的变化作出，其中N表示中立位置及E表示挡位。换挡指的运动以401表示，曲线402表示第一换挡叉的运动，曲线403表示第二换挡叉的运动。在时刻0上，两个换挡叉及换挡指均位于中立位置。换挡指在向挡位的方向上运动及经过了换挡指与换挡叉的叉口腿之间的该半个间隙。在时刻1上，该间隙被走完及换挡指接触到换挡叉口的腿上，由此操作换挡叉及将它移动到终端位置。为了置入另一挡，该换挡指移回到中立位置，这时换挡叉由于换挡指与换挡叉口之间的间隙而停留在终端位置上。在时刻3及时刻4之间发生选挡过程，这时换挡指从第一换挡叉转换到第二换挡叉。为了置入下一挡，换挡指这时操作第二换挡叉，其中首先该半间隙直到时刻5被走完，然后才拨动换挡叉，在时刻6达到该挡终端位置。这时由于该间隙换挡指可移动到中立位置上，而不会使第二换挡叉从挡位上移出。在时刻7及时刻8之间再发生一次选挡过程，这时换挡指与第一换挡叉形成配合及通过换挡运动在时刻9脱开相应的挡。这时该换挡叉被移动到中立位置上。然后在时刻10上换挡指再回到中立位置N，及在该位置上与另外的换挡叉配合进行另外的换挡过程。
图5非常概要及示范地表示一个变速箱的结构，其中可有利地使用上述的方案。由变速箱输入轴503及504，及变速箱输出轴505及506构成两个并列的变速支路，它们通过离合器组502与驱动轴501相连接。在该实施例中，变速箱输入轴504构成包围变速箱输入轴503的空心轴。离合器组502包括两个离合器从动盘502a及502b，由它们构成两个离合器。这里离合器从动盘502a配置给第一变速箱输入轴503，后者驱动第1挡的齿轮507，第3挡的齿轮509及第5挡的齿轮511。离合器从动盘502b配置给第二变速箱输入轴504，后者驱动第2挡的齿轮508，第4挡的齿轮510及第6挡的齿轮512。此外，该结构还包括一个变速箱从动轴519，这里在该轴上包括两个倒车级513及514，它们各被配置给变速箱输入轴503或504。在该实施例中，在变速箱输出轴505及506上设有变速级的惰齿轮及相关的滑动耦合器。在另一实施例中，在变速箱输入轴503或504上至少设置一些惰齿轮也是合乎要求的。借助该变速箱结构，一方面构成变速级组，它们借助滑动耦合器515，516，517或518及由此也借助换挡叉来换挡，另一方面这些变速级组-它们也可能仅具有一个变速级-包括在配置给离合器从动盘502a或502b的变速支路中。以此方式，通过离合器从动盘502a及502b的操作在其变速比次序上相继的变速级之间过渡的转换中可作到减小牵引力中断的换挡。对于换挡到同一变速支路的变速级，需要在换挡过程期间通过相关离合器的打开使能量流中断，因此在此情况下特别重要的是，换挡过程可被很快地进行。
在图6b中以H-挡位图表示出一种特别有利的挡位布置建议，它例如可使用在刚才所述的变速箱结构上，它使得这种快速换挡成为可能。这里具有四个换挡通道，其中每个换挡通道相应于一组可借助换挡叉操作的变速级。第一换挡通道包括第1挡，第二换挡通道包括第3挡及第5挡，第三换挡通道包括第2挡及第4挡及第四换挡通道包括倒车挡及第6挡。根据上述变速箱结构第1，3及5挡被配置给一个离合器从动盘，挡2，4和6，以及倒车挡被配置给另一离合器从动盘。如果力图达到一种布置，在该布置中仅具有一个挡的换挡组-例如该例中的第1挡-被设置在位于选挡方向W的边缘通道中，则在一个点、如点651上得到一个易于控制的参考点，用于了解驱动位置。此外有利的是，倒车挡被配置给一个换挡组，其所属的换挡叉位于最上位置，因此在机械折断时该换挡指不会掉在倒车挡的换挡通道中。另外有利地，同一变速支路的相邻挡至少位于相邻换挡通道中。时间上较不苛刻的是向上一挡或下一挡变速挡的转换，但这里选挡行程不应大于两个换挡通道，因为在换挡后应尽快地使原来挡脱开。这些原则用图6b中所示的布置可以满足。
图6a表示一种可满足所述原则的大部分的布置，仅在第6与4挡之间及第3与1挡之间转换时必需经过两个换挡通道来选择。
图7表示求得选挡位置的流程图。开始时-见框701，它检验是否最新的换挡已结束。如果换挡还未结束，则该程序结束，见框703。如果最新的换挡已结束，则继续检验当前置入的挡是否大于第1挡，见框704。如果当前的挡不大于第1挡，则将第1挡预定为选挡位置的给定值，见框706。因为这里涉及一个起动过程，其中如已置入到第2挡，操作部件将停留在第1挡的换挡通道中，以便在换到第2挡后使第1挡能很快被脱离及然后可进入一个新的准备换挡的位置。如果已置入到大于第1挡的挡，则在自动方式及手动方式之间作出区分，见框705，因为可用有利方式与所选择的工作方式相关地选择换挡通道预选择的不同策略。对于机动车不在自动工作的情况下，也就是应处于手动工作的情况，进行换挡通道的预选择，如框707所示。在手动驾驶方式时最大的换挡可能性是向高一挡或低一挡转换。选挡致动器应尽可能精确地位于这两个挡的换挡通道之间。例如在图6b所示的布置中置入的第2挡意味着选挡准备位置设想处在第3挡的通道及第1挡的通道之间，因为最大换挡可能性是随后换挡到第3挡或第1挡。如果机动车处于自动工作，则预选择换挡通道的策略应有利地根据大负荷加速来进行，见框708。如果未确定出大负荷的加速，-通常是如此，则有利的是，选挡致动器停留在当前所置入挡的通道中。以此方式例如可很快地在同一变速支路的变速级之间进行双重换低挡(Doppelrueckschaltungen)，其中必需进行转矩通量的中断，这时相继地脱开原来的挡及置入新挡，因此要求特别苛刻。在大负荷加速的情况下，几乎没有向低换挡的可能性。最大的可能性是依次地向高换挡到下一高挡。有利地，将下一高挡的换挡通道选择为准备位置，见框709。
本申请一起提交的权利要求书是一种撰写建议而非达到深入的专利保护的成规。本申请人仍保留将至今仅公开在说明书和/或附图中的特征组合继续提出保护。
在从属权利要求中使用的回引指示通过相应从属权利要求的特征对独立权利要求的主题进一步地构型；它们不应被理解为对回引的从属权利要求的特征组合放弃实现一个独立的具体保护。
因为相对优先权日的现有技术这些从属权利要求的主题是特有的且可构成独立的发明，本申请人仍保留将它们作为独立权利要求的主题或部分说明。它们还可以包含其它的独立发明，这些独立发明具有与上述从属权利要求的主题无关的构型。
这些实施例不应被看作对本发明的限制。而在本发明公开的范围内可具有多种变更及修改，尤其是一些变型、单元及组合和/或材料，它们例如是通过个别特征与一般说明及实施形式和权利要求中所描述的及附图中包含的特征或单元或方法步骤的组合或变换，它们对于专业人员鉴于解决其任务来说是可推知的，或通过可组合的特征导致一个新的主题或新的方法步骤或方法步骤顺序，并且是就它们涉及制造、检验及工作方法而言。
权利要求
1.用于具有驱动发动机的机动车的操作装置，该发动机的驱动转矩从一个驱动轴经过一个变速箱传递到一个从动轴，其中变速箱具有包括各变速级的并列变速支路，它们可分别被接入转矩通量或与转矩通量分离及在其之间可连续传递转矩，其特征在于通过一个操作部件可换挡到一个变速级，及在该变速级已转换状态中同一操作部件可操作至少另一换挡部件，以转换另外的变速级，尤其是另一变速支路的变速级。
2.根据权利要求1的操作装置，其特征在于操作部件从与一个换挡部件的配合到与另一换挡部件配合的转换即使在一个已置入的变速级上也是可能的。
3.根据权利要求1或2的操作装置，其特征在于在一个或多个变速级的已换挡状态中仍保留一个通道，该通道足够宽，用以允许操作部件的选挡运动。
4.根据权利要求1至3中至少一项的操作装置，其特征在于换挡部件行程滞后地跟随操作部件，该行程滞后等于或大于中立位置与一个挡位置之间换挡部件的行程。
5.根据权利要求4的操作装置，其中为了与操作部件配合，换挡部件具有一个作用区域如换挡叉口，其特征在于该换挡叉口的宽度等于或大于换挡指的宽度加上换挡叉的中立位置与该换挡叉的这些挡位置之间的距离的和。
6.根据权利要求4的操作装置，其特征在于在换挡部件与操作部件之间具有间隙，该间隙等于或大于在中立位置与一个挡位置之间换挡部件的行程。
7.根据权利要求1至6中至少一项的用于变速箱的操作装置，其中构成具有至多两个变速级的、可由同一换挡部件操作的各变速级组，其中这些组的换挡部件根据它们对操作部件的接合点在空间上按顺序排列，其特征在于一个组包括仅一个变速级和/或一个组包括一个变速级及在同一变速支路中按其变速比顺序的下一变速级和/或一个组包括一个变速级及一个倒车挡。
8.根据权利要求7的操作装置，其特征在于换挡部件被这样布置，即同一变速支路中按其变速比顺序的下一变速级至少可用下下一个换挡部件换挡。
9.根据权利要求7的操作装置，其特征在于换挡部件被这样布置，即同一变速支路中按其变速比顺序的下一变速级可用下一个换挡部件换挡。
10.根据权利要求8的操作装置，其特征在于-第一组仅包括第1挡，-第二组包括第3挡及第5挡，-第三组包括第2挡及第4挡，及-第四组包括第6挡及倒车挡。
11.根据权利要求9的操作装置，其特征在于-第一组仅包括第1挡，-第二组包括第2挡及第4挡，-第三组包括第3挡及第5挡，及-第四组包括第6挡及倒车挡。
12.用于具有驱动发动机的机动车的变速箱操作方法，发动机的驱动转矩可从一个驱动轴经过一个变速箱传递到一个从动轴，其中变速箱具有包括各变速级的并列变速支路，它们可分别被接入转矩通量中或与转矩通量分离及在其之间可连续传递转矩，其特征在于借助一个操作部件通过换挡部件可换挡到一个变速级，及在该变速级已转换状态中同一操作部件可操作至少另一换挡部件，以转换另外的变速级，尤其是另一变速支路的变速级。
13.根据权利要求1的方法，其特征在于在一种配置中，第1挡及第2挡构成一个换挡组，在置入第1挡的情况下，操作部件与所属的换挡部件形成配合。
14.根据权利要求1的方法，其特征在于在一种变速箱上，在自动工作方式中可通过一个控制装置进行变速级选择，及在手动工作方式中可通过变速级选择装置启动变速级选择，在手动工作方式中操作部件在一个换挡过程后被移动到一个位置上，从该位置开始可特别快地到达下一高变速级及下一低变速级。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于操作部件在一个换挡过程后被移动到一个位置上，该位置在行程上位于下一高变速级及下一低变速级的换挡部件之间。
16.根据权利要求1的方法，其特征在于在一种变速箱上，在自动工作方式中可通过一个控制装置进行变速级选择，及在手动工作方式中可通过变速级选择装置启动变速级选择，在自动工作方式中操作部件在一个换挡过程后被移动到一个位置上，从该位置开始可特别快地到达同一变速支路的按其变速比顺序的下一变速级。
17.根据权利要求16的方法，其特征在于操作部件在一个换挡过程后与当前变速级的换挡部件保持配合。
18.根据权利要求1的方法，其特征在于在一种变速箱上，在自动工作方式中可通过一个控制装置进行变速级选择，及在手动工作方式中可通过变速级选择装置启动变速级选择，在自动工作方式中在大负荷加速的情况下，操作部件在一个换挡过程后被移动到一个位置上，从该位置开始可特别快地到达下一高变速级。
19.根据权利要求18的方法，其特征在于操作部件在一个换挡过程后与下一高变速级的换挡部件保持配合。
全文摘要
本发明的任务是提供一种双离合器变速箱，其中可借助单个致动器实现在多个变速支路中的换挡操作。此外可缩短用于变速级转换的时间及改善舒适性及可操作性。该任务将这样来解决借助一个操作部件通过换挡部件可转换到一个变速级，及在该变速级已转换状态中同一操作部件可操作至少另一换挡部件，以转换另外的变速级。合乎目的地，在一个或多个变速级的已换挡状态中仍保留一个中立通道，该通道足够宽，用以允许操作部件的选挡运动。非常有利的是，换挡部件行程滞后地跟随操作部件，该行程滞后等于或大于中立位置与挡位置之间换挡部件的行程，它是这样实现的该换挡叉口的宽度等于或大于换挡指的宽度加上换挡叉的中立位置与挡位置之间的距离的和，或在换挡部件与操作部件之间具有一个间隙，该间隙等于或大于中立位置与挡位置之间换挡部件的行程。
文档编号F16H61/34GK1426517SQ01808695
公开日2003年6月25日 申请日期2001年4月23日 优先权日2000年4月28日
发明者赖因哈德·贝格尔, 古特·希尔特 申请人:卢克摩擦片和离合器两合公司