用于机动车辆变速器的换档装置及该换档装置的致动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于具有至少两个档位的机动车辆变速器的换档装置，该至少两个档位能够通过不同的杆进行接合和断开接合。
[0002]本发明还涉及用于对具有至少两个档位的机动车辆变速器的换档装置进行致动的方法。
【背景技术】
[0003]这种类型的换档装置在现有技术中是已知的。通常，机动车辆针对每两个档位具有一个换档离合器组，所述组包括两个换档离合器，该两个换档离合器能够通过共用的滑套来致动。在这种情况下，换档离合器能够是爪式离合器，但优选地是同步换档离合器。优选地，机动车辆变速器是具有中间轴结构的直齿轮变速器。
[0004]在常规的换档装置中，每个滑套联接至换档杆。换档杆各自具有槽，固定在换档轴上的换档指状部能够接合在槽中。在此，换档轴能够平行于换档杆布置。在这种情况下，转动换档轴引起选择操作，在选择操作中，选择特定的换档杆，并且换档轴的纵向运动导致换档操作，其中，致动与换档杆相关联的换档离合器。将换档轴横向于这种换档杆布置也是已知的。在这种情况下，通过换档轴的纵向运动来执行选择，并且通过转动换档轴的过程来启动换档操作。
[0005]使换档轴配备有多个换档指状部也是已知的，其中，每个换档指状部分配至一个换档叉。换档叉各自接合在换档离合器组的相关联的滑套中。在此，换档杆通常在轴向上移动以用于换档并且被转动以选择换档叉。在该背景中还已知的是，在这种类型的换档轴上每个换档离合器设置多个换档指状部，多个换档指状部设置成一个在另一个后方在轴向上偏置。这使得能够使一个档位处于接合状态并且接合另一档位。特别地，这在双离合器变速器的领域中是有意义的。双离合器变速器具有两个变速器部段，在每一种情况下，启动两个变速器部段中的一个变速器部段以用于动力传输，并且停用另一个变速器部段。随后，通常在停用的变速器部段中预先选择“接下来的”档位，使得能够通过两个摩擦离合器的交错致动来执行档位从源(source)档位至接下来的档位的改变。
[0006]对于自动换档变速器和双离合器变速器而言，还已知的实践是，对换档杆中的每个换档杆设置专用的致动器，从而使得换档离合器组能够彼此独立地进行致动。
[0007]使用换档鼓对换档离合器进行致动的实践在车辆变速器领域也是已知的。在此，换档鼓具有换档鼓轮廓(contour)，其中，连接至换档叉的传动特征件接合以使得换档鼓的旋转运动能够转换成换档叉的轴向运动。在双离合器变速器的领域中已知的实践是，对每个变速器部段分配专用的换档鼓。然而，还能够通过仅一个单个的换档鼓来操作两个变速器部段。在后者的情况下，由于按次序的换档次序，所以存在换档时间方面的缺点。此外，单独的换档鼓的由此产生的直径是非常大的，并且因此换档装置在变速器壳体内占据了相对大的空间。
【发明内容】
[0008]考虑到上文的背景情形，本发明的目的是指出改进的换档装置和用于致动换档装置的改进的方法。
[0009]一方面，通过用于机动车辆变速器的换档装置实现了该目的，该机动车辆变速器具有至少两个档位，该至少两个档位能够通过不同的杆接合和断开接合，换档装置:具有壳体；具有至少两个推杆，该至少两个推杆安装在壳体上以使得能够在轴向方向上在中性位置与至少一个换档位置之间运动，并且至少两个推杆能够各自联接至换档离合器或换档离合器组；具有至少两个返回杆，该至少两个返回杆安装在壳体上以使得能够在轴向方向上在中性位置与至少一个换档位置之间运动，其中，返回杆各自联接至推杆中的一个推杆以使得推杆和与推杆相关联的返回杆沿着相反的轴向方向移动；以及具有换档构件，该换档构件安装在壳体上以使得换档构件的换档凸轮能够与推杆对准以用于进行选择，并且换档凸轮能够将推力传输至被选择的杆并且将被选择的杆沿第一轴向方向移动以进行换档操作，其中，至少一个传动特征件还设置在换档构件上以使得在被选择的杆上进行换档操作之前或在被选择的杆上进行换档操作期间，传动特征件能够将推力传输至未被选择的杆以便使所述未被选择的杆移动至中性位置。
[0010]在此，杆中的一个杆还能够分配至驻车锁定装置(例如，如驻车线控驻车锁)。
[0011]在相对应的方法中，通过用于致动机动车辆变速器的换档装置的方法来实现上述目的，该机动车辆变速器具有至少两个档位、特别地上文提到的类型的换档装置，其中，换档装置具有至少两个杆和换档构件，该至少两个杆能够在轴向方向上移动并且各自联接至换档离合器，该换档构件具有换档凸轮并且具有至少一个传动特征件，其中，换档凸轮首先与杆对准并且随后使杆在轴向上移动以便接合目标档位，其中，传动特征件确保了在换档构件的轴向运动期间另一个杆被移动至中性位置或保持在所述位置中。
[0012]根据本发明的换档装置中，推杆能够各自联接至换档离合器或换档离合器组，其中，换档离合器组通常包括两个换档离合器，该两个换档离合器能够通过滑套等致动。在推杆联接至换档离合器组的情况下，换档离合器组中的一个换档离合器通常能够借助于推杆、通过将推力传输至所述推杆而致动。换档离合器组中的另一个换档离合器能够通过将推力施加在与推杆相关联的返回杆上而致动，其中，联接至推杆意味着返回杆构造成致动换档离合器组中的另一个换档离合器。
[0013]因此，优选的是如下情况:在换档装置中的换档操作通过推动运动唯一地实现，其中，换档凸轮将推力施加在或者推杆上或者返回杆上。
[0014]另外优选的是如下情况:在该过程中在换档构件与相应的杆之间的联接设置仅通过换档凸轮搁置在被选择的杆上来实现。因此，在换档凸轮向后运动期间，杆不跟随换档凸轮运动。
[0015]在根据本发明的换档装置中，优选的是能够通过仅一个换档马达使至少两个档位接合和断开接合，其中，换档马达优选地设计成使换档构件转动。特别地，优选的是如下情况:换档构件设计为螺母，该螺母与主轴一起形成主轴驱动器，该换档构件例如能够通过常规的螺杆和螺母形成，但也能够通过滚珠丝杠形成。
[0016]在这种情况下，换档马达例如能够是易于控制的电动马达。
[0017]优选地，推杆和返回杆安装在壳体上使得该两者能够沿相应的换档轴线移动，该换档轴线优选地平行于主轴轴线对准。优选地，该换档轴线设置成平行于机动车辆变速器的轴。
[0018]另外优选的是如下情况:多个杆安装在壳体上使得杆能够平行于彼此移动，杆围绕主轴轴线或纵向轴线分布。
[0019]优选地，推杆中的每个推杆分配至轴向导引部，该轴向导引部在轴向上连接至周向槽。优选地，换档凸轮能够在周向槽中转动。
[0020]通过使换档凸轮在周向槽内转动能够使得执行下述选择操作:在选择操作中，换档凸轮(该换档凸轮还能够被称为换档指状部)与目标杆对准。在该选择操作期间，优选地，螺母不在周向方向上紧紧保持住，因此，螺母沿主轴旋转。随后，为了使被选择的杆在轴向上致动，将螺母或换档构件在周向方向上紧紧保持住，从而确保:给定主轴的合适的旋转方向，螺母进入轴向导引部并且在周向方向上保持在轴向导引部处以便以这种方式使推杆沿第一轴向方向移动。
[0021]因此，优选地，用于机动车辆变速器的换档装置的选择和换档功能以下述方式实施:在主轴驱动器的情况下，阻止螺母相对于主轴转动，从而以此方式引入螺母的在主轴上的轴向运动。另一方面，如果没有阻止螺母相对于主轴的转动或如果在主轴上确实阻止(固定)，则螺母随着主轴旋转。因此，这两种类型的运动能够用于选择和换档功能。
[0022]这种类型的换档装置能够是在轴向方向上和在径向方向上两者均紧凑的结构，特别地与必须致动多个档位的单个换档鼓相比，该换档装置是显著地更紧凑的。
[0023]此外，能够实现短的换档时间。此外，与具有单个换档鼓的换档装置相比，具有在换档次序方面的很大程度的选择自由度。
[0024]在若干实施方式中，通过该换档装置，还能够同时地接合两个档位，并且因此换档装置特别地也适合与双离合器变速器结合使用。
[0025]优选地，螺母的位置通过合适的传感器装置来测量。传感器装置能够包括例如增量式传感器，并且优选地另外具有零点传感器，使得主轴驱动器能够以简单的方式进行校准，尤其在控制单元的重设之后。另外能够设置对杆中的至少一个杆的轴向位置进行检测的传感器。
[0026]根据本发明，通过设置在换档构件上的传动特征件，能够在换档操作期间或换档操作之前，使未被选择的杆运动至中性位置。
[0027]这使得能够显著更快地执行换档操作。
[0028]特别地，在变速器区段内(特别地在自动换档变速器内或在双离合器变速器的变速器部段内)能够使用换档构件的单一的轴向运动来执行实际换档操作(档位接合)和可能已经预先接合了的档位的断开接合操作两者。
[0029]因此，由于断开接合操作和接合操作功能性地相结合，故而在双离合器变速器中能够显著地更快速地执行在同一变速器部段中的多次换档。
[0030]特别地，档位的数量能够比四个更多，并且在双离合器变速器的情况下，档位的数量能够包括例如八个档位(七个前进档和一个倒档)，或者甚至大于七个前进档。在适当的情况下，还能够设置专用的推杆以用于致动驻车锁定装置。随后，优选地，推杆仅与换档凸轮(接合凸轮)接触，但不与传动特征件接触。
[0031]因此，目的被完全地实现。
[0032]在根据本发明的换档装置中，特别优选的是如下情况:两个传动特征件设置在换档构件上以使得在被选择的杆上进行换档操作之前或在在被选择的杆上进行换档操作期间，传动特征件能够将推力传输至未被选择的杆并且传输至与未被选择的杆相关联的返回杆，以便使未被选择的杆和返回杆移动至中性位置。
[0033]通过这种方式，能够确保在变速器区段(例如，自动换档变速器或双离合器变速器的变速器部段)内所有未被选择的推杆和与未被选择的推杆相关联的返回杆移动至中性位置，特别是在与被选择的杆相关联的换档离合器闭合之前。
[0034]不言而喻的是，在合适的情况下，还能够将两个以上的传动特征件设置在换档构件上，尤其是在两个以上的推杆和相关联的返回杆设置在相应的变速器区段中的情况下。特别地，还能够将若干对传动特征件设置在换档构件上，以便在换档操作期间在每一种情况下使推杆和相关联的返回杆移动至中性位置。
[0035]一般而言，可想到的是，传动特征件设计为刚性传动特征件，该刚性传动特征件直接地碰撞相应的未选择的推杆并且/或与未选择的推杆相关联的返回杆以便传输推力。
[0036]然而，特别有利地是如下情况:传动特征件每一者均连接至弹簧装置，其中，弹簧装置设置成并且设计成使得推力从传动特征件经由弹簧装置传输至未被选择的杆和/或与未被选择的杆相关联的杆。
[0037]通过这种方法，特别地，能够在换档凸轮在轴向方向上移动至被选择的杆而使得目标档位被接合之前，通过弹簧装置的力使未被选择的杆和/或与未被选择的杆相关联的杆移动至中性位置。因此，这增