专利名称：电控－气动式换档单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1前序部分的、用于汽车变速器的电控—气动式换档单元，其中所述汽车变速器具有可由驾驶员用手动变速杆手动换档的主变速器部分，可通过阀气动换档的插入式副变速器和可通过阀气动换档的分段式副变速器。
背景技术：
较大商用车的变速器通常分成主变速器部分，插入式副变速器(GV)和分段式副变速器(GP)。在此特别在商用车中的现代变速器具有通过气体力学辅助的换档装置，该换档装置执行插入式副变速器和分段式副变速器中的气动换档，而主变速器部分中的换档由驾驶员手动进行，并且在此可通过气体力学增强施加的力。
为控制现代的汽车变速器，越来越多地使用电子部件。除了其它目的以外，这些部件还用于阻止在变速器内这样的换档，即由于特别的条件，例如特别关于要换的档位导致汽车车速过高，而不允许的换档。
从DE 198 39 854 A1中已知一种换档装置，其中伺服助力装置增强驾驶员的换档力。在此应该减少助力压缩空气的供给，并例如仅当踩下汽车离合器时才允许供给压缩空气。为此需要另外的能够减少压缩空气供给的阀。
从DE 100 29 497 A1中已知一种电控—气动换档单元，其带有防止不允许的换档的保护措施。该用于汽车变速器的电控—气动换档单元具有可通过阀气动换档的插入式副变速器和可通过阀气动换档的分段式副变速器，它们的换档可由汽车驾驶员在变速杆上预选，其中备有用于机械防止手动换入不允许的传动比的锁定装置。此外，还设有用于防止气动换入不允许的汽车变速器传动比的锁定装置和电子控制装置，其中插入式副变速器的阀和分段式副变速器的阀是电磁操作的气压阀，它们布置在共同的外壳内。通过手动变速杆上的与控制装置相连的电开关对它们进行预选，由电子控制装置的信号对它们进行操纵。
在这种情况下，第一锁定装置由换档通道锁定缸组成，当在分段式副变速器的低速档超过一定的变速器输出转速时，其阻止从一个特定的换档通道向另一个特定的换档通道转换，以在驾驶员忘记预选分段式副变速器的相应传动比情况下，禁止汽车驾驶员错误地向不允许的变速档转换。第二锁定装置是分段式副变速器锁定装置，其在超过预定的汽车速度时，防止分段式副变速器向低速档传动比转换，以借此保护分段式副变速器的同步器和主变速器部分的同步器。
通过人工操纵的离合器踏板上的气动阀或者电动开关，中断装置的用于防止气动换入不允许的汽车变速器传动比的锁定作用。
最后DE 102 17 482 A1描述了一种电控—气动换档单元，其中无需大的额外费用就能确定辅助压缩空气的供给。
汽车变速器用的这种电控—气动换档单元包括由驾驶员在变速杆上手动换档的主变速器，通过阀电控—气动换档的插入式副变速器和分段式副变速器。
插入式副变速器的换档由驾驶员通过变速杆上的开关手动预选。传感器或者开关识别汽车驾驶员人工操作汽车离合器，并将该信号传输到电子控制装置，然后电子控制装置使阀打开。
此外，设置了方向阀，其将每个入口与阀的一个输出管道连接。每当存在离合器操作信号时，阀打开，其中每次都是两个阀中的、在上次操作插入式副变速器的开关时在变速杆上预选的阀打开。方向阀的出口通过气压管道与气动伺服助力装置连接，该伺服助力装置在对主变速器进行手动换档时辅助驾驶员。该方向阀仅允许从插入式副变速器的两个阀之一向气压管道并从而向伺服助力装置供气，而另一个连接管道被该方向阀闭锁。由此防止了连接的用于插入式副变速器的工作缸在其两个换档方向上都得到供气。仅仅预选的连接管道并从而仅仅预选的工作缸部分才能得到气体，其中预选是否是驾驶员当前重新进行的，或者是在上次相应地操作变速杆上的开关而进行的，是不重要的。
对于气压管道并从而对于伺服助力装置来说，工作缸两个中的另一个得到空气是一样的。伺服助力装置应该在联结时一直得到空气。如果在主变速器换档过程中，插入式副变速器中不进行换档，则在操作离合器时重新操纵在上次插入式副变速器换档时已经被操纵并接通的同一个阀。由此该阀允许空气通向方向阀并从而通向伺服助力装置，而不用改变插入式副变速器工作缸本身的位置。
这里阀承担了额外的作用，即在每次踩下离合器或者在每次到达离合器分离点的情况下，使空气通向方向阀并从而通向伺服助力装置，从而仅在离合器脱开状态才允许供给增强手动换档力的伺服力。DE102 17 482 A1的公开内容全部是该说明书的主题。
为平顺地换入倒档，已知倒档同步器或者主变速器同步器，但它们是额外的部件，在换入倒档时操作这些部件。
发明内容
本发明的任务是设计一种能够实现平顺换入倒档的汽车变速器用的电控—气动换档单元。
利用权利要求1中给出的特征解决该任务。从属权利要求描述了有利的设计方案。
根据本发明，一旦挂入倒档，即一旦换入倒档通道，则为转换插入式副变速器而已经存在的电磁阀和后接的方向阀一起被操纵。在此压力到达插入式副变速器的缸，从而缸的活塞通过换档拨叉导轨将换档拨叉压靠在已经存在于换档位置的插入式副变速器的同步器接合套上。由此产生的制动力矩根据预编程序的制动时间或者转速识别使相应的插入式副变速器齿轮副减速到接近停止运转，由此可平顺地换入倒档。
电控—气动换档单元的这种设计方案的优点是，不需要额外的部件以构成本身为此存在的制动器，因为插入式副变速器的电磁阀还可被用于进行操纵，由此可省去电子控制装置的一个输出端。
此外，在存在档位识别的情况下，产生的制动力矩还可用于在换高档情况下实现同步。脱开离合器又导致伺服助力装置脱开，并从而进一步保护倒档—换档零件。
下面借助示出了有利实施例的附图详细解释本发明。
在唯一的图中示出了用于平顺挂入倒档的、带有一体的变速器制动器的换档单元的示意图。
具体实施例方式
开始所述类型的电控—气动换档单元对技术人员来说是熟知的，因此在下面的描述中仅探讨对理解本发明重要的部件及其功能。
在换档示意图中用1表示用于通常称为“重叠H形”的档位图的手动变速杆，该手动变速杆备有用于预选插入式副变速器换档的第一开关和转换分段式副变速器换档的第二开关。
2表示离合器的位移传感器；3表示解锁装置，4表示伺服助力装置，5表示插入式副变速器的接合套，6表示插入式副变速器的缸，7表示储气装置，8表示电子控制装置，9表示换档拨叉轴，10表示换档通道锁定装置，其具有通道锁定缸13，11表示分段式副变速器的缸，12表示插入式副变速器的两个电磁阀，14，14’表示阀，15表示分段式副变速器的一个或多个电磁阀，16表示主截止阀。
按如下方式产生制动力矩以使插入式副变速器的一个齿轮副减速，从而平顺挂入倒档，即在离合器打开的情况下，始终根据手动变速杆1上的插入式副变速器的预选开关的位置操纵插入式副变速器的两个电磁阀12之一，由此使气体到达伺服助力装置4和插入式副变速器的缸6，即确认插入式副变速器已经挂入的位置。但由于行程限制，该行程限制在所示实施例中是在换档拨叉导轨19上的可解锁的挡块18，插入式副变速器的活塞17不能通过换档拨叉向接合套5传递力，从而不能产生制动力矩，即换档拨叉在接合套中是自由的。
现在为能够产生希望的制动力矩，必须消除插入式副变速器的活塞的行程限制。为此，设置了另外的机械—气动或者电磁两位三通方向阀14，14’，其在换到倒档通道或者挂入倒档时被操纵，并由此使通过插入式副变速器的电磁阀12引导的气体能够通过解锁装置3使插入式副变速器的活塞17的行程限制解锁。现在换档拨叉可压靠在接合套5上以使其产生需要的制动力矩，并从而按时间控制或者按转速控制地使相应的插入式副变速器的齿轮副减速，以实现平顺挂入倒档。
图1中示出的两位三通方向阀14由换档拨叉轴9机械操纵，从而通过换档拨叉轴9挂入倒档将阀14向换档位置操作，使气体到达解锁装置3。作为另外一种选择，同样在图1中示出的两位三通方向阀14’可电动操作，为此在换档拨叉轴9上布置了电动开关20，该开关在挂入倒档时由换档拨叉轴9操作并随后向控制装置8发出信号，控制装置8又控制阀14’。
在图1中虽然阀14和14’都示出了，但在汽车中它们通常仅择一存在。
在图1中示出了手动变速杆1，其机械操纵换档拨叉轴9。此外，具有所述特征的变速器还可应用于带有由致动器操作的元件的自动变速器中。在识别出表明挂入倒档意愿的信号的情况下，电子控制装置8控制阀14’，由此操纵解锁装置3。同样，例如电磁解锁装置可直接由控制装置8操作。
挡块18形式的可解锁的行程限制是必需的，由此不是在任何其它换档过程中该制动力矩都阻碍同步。
但在存在档位识别的情况下，至少在换高档时，该制动作用可减轻主变速器的同步负担，并从而缩短同步时间。
如果通过阀12切断通向插入式副变速器的缸6的气体供给，则伺服助力装置4也没有气体供给，从而可不用它们的辅助就换入倒档。
如上所述，不需要额外的部件来实现变速器制动；已经存在的插入式副变速器的电磁阀还可用于进行控制。
附图标记1 手动变速杆2 位移传感器离合器3 解锁装置4 伺服助力装置5 接合套GV6 插入式副变速器的缸7 储气装置8 电子控制装置9 换档拨叉轴10 换档通道锁定装置11 分段式副变速器的缸12 插入式副变速器的电磁阀13 换档通道锁定缸14，14’两位三通方向阀15 分段式副变速器的电磁阀16 主截止阀17 插入式副变速器的缸的活塞18 挡块19 换档拨叉导轨20 电动开关
权利要求
1.汽车变速器用的电控-气动换档单元，其中汽车变速器具有主变速器部分，可通过阀气动换档的插入式副变速器以及电子控制装置(8)，其特征在于，为平顺地换入倒档，在向倒档转换并且通过已有的用于插入式副变速器换档的电磁阀(12)使气压到达插入式副变速器的缸(6)时，控制阀(14，14’)，使得其活塞(17)向插入式副变速器的同步器的接合套(5)加载，由此可产生用于使插入式副变速器的齿轮副减速的制动力矩。
2.根据权利要求1的电控-气动换档单元，其中，插入式副变速器的活塞(17)与换档拨叉导轨(19)共同作用，在该换档拨叉导轨上布置了可通过阀(14，14’)解锁的行程限制(18)。
3.根据权利要求2的电控-气动换档单元，其中，行程限制(18)包括挡块，并且借助阀(14，14’)通过解锁装置(3)实现解锁，其中在向倒档转换时，阀(14，14’)提供使插入式副变速器的活塞(17)的解锁装置(3)解锁所必需的气体。
4.根据权利要求1至3之一的电控-气动换档单元，其中，在向倒档转换的情况下，阀(14)被机械操作并使气体到达解锁装置(3)。
5.根据权利要求1至3之一的电控-气动换档单元，其中，在向倒档转换的情况下，操作电动开关(20)，该电动开关通过电子控制装置(8)操作阀(14’)，由此使气体到达解锁装置(3)。
6.根据前述权利要求之一的电控-气动换档单元，其中，按时间控制或者按扭矩控制用于所属插入式副变速器的齿轮副的制动力矩。
7.根据权利要求1至6之一的电控-气动换档单元，其中，在存在档位识别的情况下，在换高档时，产生的制动作用可用于减轻主变速器的同步负担。
8.根据权利要求1至7的电控-气动换档单元在带有自动汽车变速器的汽车中的使用。
9.根据权利要求1至7的电控-气动换档单元在带有由驾驶员手动操作的主变速器部分和可由驾驶员手动预选的插入式副变速器换档的汽车中的使用。
全文摘要
本发明涉及汽车变速器用的电控－气动换档单元，其中汽车变速器具有主变速器部分，可通过阀气动换档的插入式副变速器以及电子控制装置(8)。在向倒档转换的情况下，控制阀(14，14’)并使压力通过插入式副变速器换档用的电磁阀(12)到达插入式副变速器的缸(6)，从而缸(6)的活塞(17)通过换档拨叉导轨(19)将所属的换档拨叉压靠在插入式副变速器的同步器的接合套(5)上。由此产生制动力矩，该制动力矩使相应的插入式副变速器齿轮副减速，从而可平顺地换入倒档。
文档编号F16H61/70GK1836121SQ200480023375
公开日2006年9月20日 申请日期2004年7月21日 优先权日2003年8月16日
发明者迪特尔·菲舍尔 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司