专利名称：用于机动车辆的多级齿轮传动的变速箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的用于机动车辆的装置，该装置涉及一种多级齿轮传动的变速箱，用于将驱动功率从发动机传送到车辆的驱动轴和驱动轮。
背景技术：
由于微型计算机技术的进一步发展，自动化的多级齿轮传动的变速箱型的自动变速箱在重型车辆中逐渐变得普遍起来，并且使用控制计算机和许多致动器，例如，伺服电机，能够精确地调节发动机速度、发动机和变速箱之间的自动盘式离合器的啮合和脱离、以及与相互有关的变速箱的连接装置的啮合和脱离，因此总是能够获得在正确的发动机速度下的柔和换档。在重型车辆中，这些自动化变速箱经常装备有基础变速箱，该基础变速箱具有不同步的前进齿轮和倒档齿轮以及同步的辅助齿轮，所述辅助齿轮可以串联设置在该基础变速箱之前和/或之后。在基础变速箱之前串联设置的辅助齿轮的例子是拼合齿轮(split gear)，在基础变速箱之后串联设置的辅助齿轮的例子是范围齿轮(range gear)(例如，见SE516751)。关于在基础变速箱的不同步齿轮之间的换档，通过将车辆的发动机的速度精确地控制到该选定的齿轮发生啮合之前的正确速度，使这个选定的齿轮传动同步。当这种精确控制发生时该盘式离合器因此接合。
与构造成具有行星齿轮级并且在输入侧具有液力变矩器的常规的自动变速箱相比，这种类型的自动变速箱的优点是一方面，特别是，就使用在重型车辆中来说，它简单并且更加坚固耐用，并且能够以比常规的自动变速箱低得多的成本制造；另一方面，它具有较高的效率，这意味着较低的燃料消耗是可能的。
根据上面提到的那种类型的多级齿轮传动的变速箱的现有技术，当选定空档位置时，下列情况偶然发生。当传动控制系统接收表示空档位置已经选定的输入信号时，该不同步的基础变速箱被放置在其空档位置。这意味着该基础变速箱的所有齿轮都不接合，因此不能通过该基础变速箱传送力矩。
其缺点是如果当车辆被驱动时发生这种情况，假如车辆的发动机停止，该变速箱就变成无用的。如果发动机不能被控制，那么，因为通过精确控制发动机转速发生齿轮的同步，就不能选择基础变速箱中的新齿轮传动。因此，该基础变速箱中的新齿轮传动不能被接合。因为变速箱可能被损坏，所以该控制系统不允许换档。例如，当转向伺服泵通常被发动机驱动时，被该转向伺服泵驱动的单元停止作用，这意味着该车辆的转向变得缓慢。而且，任何发动机制动器用于车辆制动时都不能接合。
因此在安装有自动多级变速箱的车辆中，其中，基础变速箱是不同步的并且至少一个辅助齿轮是同步的，需要确保该变速箱在车辆被驱动、变速箱处于空档位置并且发动机停止时不会变成无用的。
发明内容
就本发明的装置而言，根据本发明的问题解决方案在专利权利要求1中被描述。其他权利要求描述了根据本发明的装置优选实施例和改进(2和3)。
根据本发明的装置描述了用于机动车辆的多级齿轮传动的变速箱，其包括不同步的基础变速箱、至少一个同步辅助齿轮和至少一个控制单元，该控制单元用于控制该变速箱的齿轮的啮合和脱离并且也控制空档位置。该变速箱的特征在于，该控制单元设置成，当收到了表示空档位置被选择的输入信号时，将同步的辅助齿轮放在空档位置。
根据本发明的该装置的优点是，当车辆被驱动、该变速箱处于空档位置并且发动机停止时，能够啮合齿轮。由于辅助齿轮是同步的，不需要用于使转速同步的外部装置。由于发动机已经停止，因此该变速箱不会变成无用的。
在根据本发明的装置的第一个实施例中，控制单元设置成，在同步的辅助齿轮放置在其空档位置的同时，在不同步的基础变速箱中将先前所选择的齿轮传动保持在啮合状态。
根据本发明的装置的优点是，以这种方式，与在低传动位置(LS)或在高传动位置(HS)啮合辅助齿轮的事实一起，获得通过整个变速箱的总传动。
本发明的另一个实施例从后面的从属权利要求展现。
下面将参考附图详细描述本发明，附图作为例子，示出本发明的优选实施例以及技术背景。
图1示出具有邻近的离合器和变速箱的内燃机的示意图。
图2示出图1的离合器和变速箱的放大图。
具体实施例方式
在图1中，附图标记1表示六缸内燃机，例如，柴油机，其曲轴2连接于附图标记为3的单片干式离合器，该离合器封闭在离合器外壳4内。曲轴2经由发动机的输出轴51以不可旋转方式连接于离合器3的离合器壳5，同时离合器片6以不可旋转方式连接于输入轴7，输入轴7以可旋转方式安装在附图标记为9的变速箱壳体8中。主轴10和中间轴11也以可旋转方式安装在该壳体8中。
如从图2中清楚地所见，齿轮12以可旋转方式安装在输入轴7上，并且可以借助于接合套13可锁定在该轴上，该接合套13具有同步装置并且以不可旋转但可轴向移动的方式安装在毂14上，该毂14以不可旋转的方式连接于该输入轴7。借助于接合套13，以可旋转方式安装在主轴10上的齿轮15相对于输入轴7也是可锁定的。由于接合套13处于中心位置，齿轮12和15均分别与轴7和轴10脱离。齿轮12和15分别与齿轮16和17啮合，齿轮16和17以不可旋转方式连接于中间轴11。以可旋转固定方式设置在中间轴11上的有齿轮18、19和20，它们分别与齿轮21、22和23啮合，齿轮21、22和23以可旋转方式安装在主轴10上，并且分别借助于接合套24和25可以锁定在该主轴上，所述接合套24和25在所示的说明性实施例中没有同步装置。另一个齿轮28以可旋转方式安装在主轴10上并且与中间齿轮30啮合，该中间齿轮30以可旋转方式安装在单独的轴29上，并且又与中间轴齿轮20啮合。齿轮28借助于接合套26可以锁定在其轴上。
齿轮对12-16和15-17以及接合套13形成了具有低传动级LS和高传动级HS的同步拼合齿轮。该齿轮对15-17与齿轮对21-18、22-19、23-20和28-30一起还形成了具有四个前进档和一个倒档的基础变速箱。以可旋转固定方式设置在主轴输出端的是齿轮31，其在附图标记为32的行星式的两级同步范围传动装置中构成中心齿轮，其行星齿轮架33以可旋转固定方式连接于轴34，该轴34构成该变速箱的输出轴。范围传动装置32的行星齿轮35与环形齿轮36啮合，该环形齿轮36借助于接合套37可以相对于变速箱壳体8锁定用于低范围LR，和相对于该行星齿轮架33锁定用于高范围HR。
接合套13、24、25、26和37如图2中的箭头所示是可移动的，可以得到在与箭头结合所示的传动级。接合套13、24、25每个具有三个位置，两个传动位置和一个空档位置N(中心位置)。接合套26具有一个传动位置和一个空档位置N。接合套37具有两个传动位置LR和HR。接合套的移动是分别由图2中示意地示出的各伺服装置40、41、42、43和44实现的，每个可以是上面描述的类型的变速箱中使用的那种类型的气动操作的活塞/汽缸结构，上述类型的变速箱在市场上以I-shift名称出售。
当连接于控制单元45的电子传动选择装置46处于其自动换档位置时，根据输入该控制单元的表示发动机和车辆各种数据信号，伺服装置40、41、42、43和44由包括微型计算机的电子控制单元45(见图1)控制。所述发动机和车辆各种数据信号至少包括发动机速度、车辆速度、加速踏板位置，以及在适当的时候，发动机制动on/off。当选择装置在手动换档位置时，经由该传动选择装置46在驾驶员的命令下进行换档。
控制单元45还经由发送机控制单元50控制燃料喷射。
当在基础变速箱中的不同步传动装置进行换档时，通过对发动机1的旋转速度的精确控制使速度同步。因此，盘式离合器3啮合，使得输入轴7和中间轴11的旋转速度适于新选择的齿轮传动。发动机速度根据喷射的燃料量和发动机制动进行调节。
当发生同步传动装置(即，拼合齿轮和范围齿轮)换档时，速度适应由同步环(图中未示出)实现。当进行这种换档时，盘式离合器3分离。通过在新选择的传动接合完成之前和之后盘式离合器3的分离或接合，根据加速踏板位置和供给到气动活塞/汽缸结构47的空气，控制单元45控制燃料喷射，即，发动机速度。
根据本发明，控制单元45是被编程的，从而，当控制单元45接收了表示要求空档位置的输入信号时，拼合齿轮12、13、15、16、17被放置到其空档位置N。当进行手动换档时通过驾驶员经由传动选择装置46选择空档位置，可以获得用于空档位置的输入信号；或者，当传动选择装置46处于自动位置时，通过控制系统45根据一定的给定输入信号选择换档到空档位置，可以获得用于空档位置的输入信号，例如当车辆在惯性滑行状态(例如见SE516751)并且车辆装有这种功能时。
如果由于任何原因发动机1在驱动期间停止并且同时变速箱9在空档位置时，那么，根据本发明，控制单元45被编程控制以便根据车辆速度使拼合齿轮的低传动级LS或者高传动级HS接合。当经由同步传动装置获得空档位置时，无论该发动机是否已经停止，都能够发生同步。在基础变速箱中与先前的啮合齿轮传动一起获得总的传动，所述先前的啮合齿轮传动在占有空档位置的同时依然保持啮合。
在正常驱动期间，也就是说，在占有空档位置的同时发动机不停止，该控制单元45选择以啮合选定的齿轮传动，也就是说，变速箱中所有的齿轮都可以用来换档。
根据具体的实施例，当车辆停止时，当通过，例如，齿轮选定装置46需要空档换档时，不同步的基础变速箱可以放置在其空档位置，同样，在这种停止状态下，不需要使用发动机而为了所选择的传动使变速箱的输入轴7和中间轴11同步(这通常借助于图中未示出的已知的中间轴制动器实现)。
根据本发明的功能能够以与装有空档位置的范围齿轮相应的方式而获得。
权利要求
1.一种用于机动车辆的多级齿轮传动的变速箱(9)，其包括不同步的基础变速箱(15、17、21、18、22、19、23、20、28、30)、至少一个同步的辅助齿轮(12、13、15、16、17)和至少一个控制单元(45)，该控制单元(45)用于控制该变速箱(9)的齿轮的啮合和脱离也控制空档位置，其特征在于，该控制单元(45)设置成，当收到表示空档位置被选择的输入信号时，将同步的辅助齿轮(12、13、15、16、17)放在空档位置。
2.根据权利要求1的多级齿轮传动的变速箱，其特征在于，该控制单元(45)设置成，在基础变速箱(15、17、21、18、22、19、23、20、28、30)中在占有空档位置的同时将先前所选择的齿轮传动保持在啮合状态。
3.根据前面任何一项权利要求的多级齿轮传动的变速箱，其特征在于，该辅助齿轮由拼合齿轮(12、13、15、16、17)或范围齿轮(32)构成。
全文摘要
一种用于机动车辆的多级齿轮传动的变速箱(9)，其包括不同步的基础变速箱(15、17、21、18、22、19、23、20、28、30)、至少一个同步的辅助齿轮(12、13、15、16、17)和至少一个控制单元(45)，该控制单元(45)用于控制该变速箱(9)的齿轮的啮合和脱离也控制空档位置。该变速箱的特征在于，该控制单元(45)设置成，当收到表示空档位置被选择的信号时，将同步的辅助齿轮(12、13、15、16、17)放在空档位置。
文档编号F16H61/02GK1682046SQ03821404
公开日2005年10月12日 申请日期2003年9月5日 优先权日2002年9月9日
发明者马库斯·斯蒂恩, 拉尔斯·卡尔森 申请人:沃尔沃拉斯特瓦格纳公司