針對(duì)車輛的傳動(dòng)系和用于執(zhí)行負(fù)載變換的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分中詳細(xì)限定的類型的針對(duì)車輛的傳動(dòng)系。此外本發(fā)明還涉及一種用于尤其在根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)系中在摩擦鎖合的切換元件與形狀鎖合的切換元件之間執(zhí)行負(fù)載變換的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]具有自動(dòng)切換變速器的傳動(dòng)系是已公知的，自動(dòng)切換變速器使用形狀鎖合的(fromschlussig)切換元件，然而利用該切換元件只能實(shí)現(xiàn)牽引力中斷的切換。此外，具有動(dòng)力切換變速器的傳動(dòng)系，例如雙離合器變速器和自動(dòng)變速器是已公知的，其中使用了摩擦式切換元件，以便執(zhí)行保持牽引力的切換。
[0003]例如由文獻(xiàn)DE 199 17 724 Al公知了一種針對(duì)機(jī)動(dòng)車的傳動(dòng)系。該傳動(dòng)系包括電機(jī)和兩擋變速器，該兩擋變速器具有兩個(gè)能在軸上轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的浮動(dòng)齒輪，它們能夠由兩個(gè)所配屬的膜片式離合器進(jìn)行切換，以便將轉(zhuǎn)矩傳遞至橋間差速器來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛。
[0004]摩擦鎖合的(reibschlUssig)切換元件在動(dòng)力切換變速器中基于安全原因?qū)嵤楸３謹(jǐn)嚅_(kāi)地或者說(shuō)常開(kāi)式(normally open)實(shí)施的膜片式離合器，也就是說(shuō)，通過(guò)彈簧力一直斷開(kāi)，以便在執(zhí)行器失靈的情況下防止由于同時(shí)掛入兩個(gè)擋而導(dǎo)致變速器閉鎖。另一方面這就意味著，這種切換元件在切換的狀態(tài)下必須通過(guò)執(zhí)行器持久地保持閉合。因?yàn)殡x合器旋轉(zhuǎn)，所以例如需要經(jīng)由軸向軸承或液壓回轉(zhuǎn)接頭進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞。然而這種轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞將造成損失，尤其是在電驅(qū)動(dòng)裝置中這些損失將產(chǎn)生較高的效率損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此本發(fā)明任務(wù)在于，提出前文所述類屬的傳動(dòng)系和方法，其中，能夠安全地并且能夠在盡可能高的效率的情況下執(zhí)行動(dòng)力切換。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1或13的特征來(lái)解決，其中，有利的設(shè)計(jì)方案和另外的優(yōu)點(diǎn)由從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書和附圖得到。
[0007]本發(fā)明提出了一種針對(duì)車輛的，尤其是針對(duì)機(jī)動(dòng)車的傳動(dòng)系，該傳動(dòng)系具有至少一個(gè)電驅(qū)動(dòng)裝置，電驅(qū)動(dòng)裝置能夠經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸與至少一個(gè)第一傳動(dòng)級(jí)和第二傳動(dòng)級(jí)聯(lián)接。給傳動(dòng)級(jí)配屬了至少一個(gè)切換裝置用以對(duì)傳動(dòng)級(jí)進(jìn)行切換。根據(jù)本發(fā)明，將形狀鎖合的切換元件和至少一個(gè)摩擦鎖合的切換元件設(shè)置為切換裝置。為了實(shí)施動(dòng)力切換，在所提出的傳動(dòng)系中設(shè)置的是，每個(gè)傳動(dòng)級(jí)都能夠利用形狀鎖合的切換元件進(jìn)行切換，并且其中至少一個(gè)傳動(dòng)級(jí)不僅能夠利用形狀鎖合的切換元件進(jìn)行切換而且也能夠利用摩擦鎖合的切換元件進(jìn)行切換。
[0008]因此，在根據(jù)本發(fā)明提出的傳動(dòng)系中，使用了具有形狀鎖合的和摩擦鎖合的切換元件的類似雙重實(shí)施的切換裝置，其中，借助摩擦鎖合的切換元件執(zhí)行動(dòng)力切換，在完成切換之后，形狀鎖合的切換元件可以承擔(dān)優(yōu)化效率的轉(zhuǎn)矩傳遞。
[0009]傳動(dòng)系并不局限于兩擋變速器。容易能夠?qū)崿F(xiàn)的是，設(shè)置有另外的齒輪平面或具有另外的切換元件的行星齒輪組。例如，可以在驅(qū)動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)軸之間設(shè)置有前變速部或類似裝置，以便以此來(lái)降低驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速水平。
[0010]在根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)系中所設(shè)置的傳動(dòng)級(jí)可以實(shí)施為圓柱齒輪級(jí)、行星齒輪變速器或相似裝置。牙嵌式離合器優(yōu)選可以設(shè)置為形狀鎖合的切換元件，其優(yōu)選實(shí)施為雙牙嵌式離合器，以便除了實(shí)現(xiàn)空擋置之外還實(shí)現(xiàn)兩個(gè)另外的切換位置。也可以想到的是，使用單一作用的切換元件。
[0011 ] 優(yōu)選可以將膜片式離合器作為摩擦鎖合的切換元件來(lái)使用，膜片式離合器在其未被操作的初始位置中例如通過(guò)彈簧力保持?jǐn)嚅_(kāi)。也可以使用其他的膜片式離合器。
[0012]此外，還提出了一種用于尤其是在根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)系中在摩擦鎖合的切換元件與形狀鎖合的切換元件之間執(zhí)行負(fù)載變換的方法。
[0013]在從閉合的摩擦鎖合的切換元件向斷開(kāi)的形狀鎖合的切換元件進(jìn)行負(fù)載變換的情況下，可以借助行程傳感器監(jiān)控嚙合運(yùn)動(dòng)。
[0014]例如，當(dāng)基于所檢測(cè)到的嚙合運(yùn)動(dòng)而識(shí)別出完全嚙合時(shí)，可以斷開(kāi)摩擦鎖合的切換元件。當(dāng)例如基于所檢測(cè)到的嚙合運(yùn)動(dòng)而在形狀鎖合的切換元件中識(shí)別出齒對(duì)齒姿態(tài)時(shí)，可以緩慢斷開(kāi)摩擦鎖合的切換元件來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差。在產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差之后，當(dāng)已完全執(zhí)行嚙合運(yùn)動(dòng)時(shí)，重新執(zhí)行形狀鎖合的切換元件閉合，并且緊接著斷開(kāi)摩擦鎖合的切換元件。為了解除齒對(duì)齒姿態(tài)可以執(zhí)行負(fù)載回收作為緊急措施用來(lái)進(jìn)行完全嚙合。
[0015]當(dāng)基于所檢測(cè)到的嚙合運(yùn)動(dòng)而在形狀鎖合的切換元件中識(shí)別出部分嚙合時(shí)，可以再次斷開(kāi)形狀鎖合的切換元件，并且緊接著部分?jǐn)嚅_(kāi)摩擦鎖合的切換元件用來(lái)產(chǎn)生滑差狀態(tài)，并且之后再次閉合，從而在形狀鎖合的切換元件中獲得再定向用以解除齒對(duì)齒姿態(tài)。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的方法替選方案的范圍內(nèi)，可以采取策略性判定，即，摩擦鎖合的切換元件或摩擦式離合器在容忍執(zhí)行器損失情況下是否在第二擋級(jí)保持閉合，或者是否應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)從摩擦鎖合的切換元件向形狀鎖合的切換元件的變換。
[0017]在方法的范圍內(nèi)的預(yù)判策略可以設(shè)置的是，對(duì)負(fù)載變換的執(zhí)行依賴于車輛數(shù)據(jù)和/或地形數(shù)據(jù)分析來(lái)執(zhí)行。
[0018]另外的替選的方法可以設(shè)置的是，摩擦鎖合的切換元件在進(jìn)行換擋之后保持閉合，直至執(zhí)行負(fù)載回收或執(zhí)行從牽引載荷到滑差載荷的負(fù)載變換，以便在此之后在摩擦鎖合的切換元件與形狀鎖合的切換元件之間執(zhí)行無(wú)載荷的負(fù)載變換。
【附圖說(shuō)明】
[0019]以下結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。其中:
[0020]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)系的第一實(shí)施變型方案的示意圖，其具有作為傳動(dòng)級(jí)的、能夠在驅(qū)動(dòng)軸側(cè)進(jìn)行切換的圓柱齒輪級(jí)；
[0021]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)系的第二實(shí)施變型方案的示意圖，其具有作為傳動(dòng)級(jí)的、能夠在中間軸側(cè)進(jìn)行切換的圓柱齒輪級(jí)；
[0022]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)系的第三實(shí)施變型方案的示意圖，其具有實(shí)施為行星齒輪變速器的傳動(dòng)級(jí)；
[0023]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)系的第四實(shí)施變型方案的示意圖，其具有兩個(gè)配屬于傳動(dòng)級(jí)的摩擦鎖合的切換元件；并且
[0024]圖5示出說(shuō)明各種根據(jù)本發(fā)明的方法途徑的各種狀態(tài)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]在圖1至圖4中示例性示出了根據(jù)本發(fā)明的針對(duì)車輛的，尤其是機(jī)動(dòng)車的傳動(dòng)系的各種實(shí)施變型方案。傳動(dòng)系包括作為電驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)EM，其直接或者經(jīng)由前變速部I對(duì)驅(qū)動(dòng)軸2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。此外，還設(shè)置有至少兩個(gè)傳動(dòng)級(jí)il和i2，它們經(jīng)由中間軸3與車輛輸出差速器4連接，以便對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)車輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。給傳動(dòng)級(jí)il、i2配屬了切換裝置，為了實(shí)施動(dòng)力切換，切換裝置不僅包括形狀鎖合的切換元件5也包括摩擦鎖合的切換元件6。
[0026]根據(jù)圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)系的第一實(shí)施變型方案，其中，傳動(dòng)級(jí)il和i2實(shí)施為圓柱齒輪級(jí)。第一傳動(dòng)級(jí)il的浮動(dòng)齒輪7和第二傳動(dòng)級(jí)i2的浮動(dòng)齒輪8都配屬于驅(qū)動(dòng)軸2并且可以經(jīng)由形狀鎖合的切換元件5與驅(qū)動(dòng)軸2連接。
[0027]在形狀鎖合的切換元件5的切換位置A中，浮動(dòng)齒輪7和驅(qū)動(dòng)軸2連接，在切換位置B中，浮動(dòng)齒輪8與驅(qū)動(dòng)軸2連接。第一傳動(dòng)級(jí)il的固定齒輪9和第二傳動(dòng)級(jí)i2的固定齒輪10經(jīng)由中間軸3與輸出差速器4連接用來(lái)對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)車輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。經(jīng)由摩擦鎖合的切換元件6，第二傳動(dòng)級(jí)i2的浮動(dòng)齒輪8同樣可以與驅(qū)動(dòng)軸2連接，以便能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力切換。
[0028]圖2中示出了傳動(dòng)系的第二實(shí)施變型方案，其中，與根據(jù)圖1的第一實(shí)施變型方案不同地，兩個(gè)傳動(dòng)級(jí)il和i2的浮動(dòng)齒輪7、8配屬于中間軸3，從而這些浮動(dòng)齒輪能夠經(jīng)由同樣配屬于中間軸3的切換元件5和6進(jìn)行切換。在此所得到的優(yōu)點(diǎn)是，傳動(dòng)級(jí)il和i2的圓柱齒輪可以具有更大的直徑。
[0029]與這兩個(gè)實(shí)施變型方案不相關(guān)地，例如可以通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)從傳動(dòng)級(jí)il向第二傳動(dòng)級(jí)i2的牽引向高切換，即，通過(guò)摩擦鎖合的切換元件6實(shí)現(xiàn)動(dòng)力承受，并且將形狀鎖合的切換元件5從其切換位置A運(yùn)動(dòng)至空擋位置，以便能夠通過(guò)摩擦鎖合的切換元件6實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速匹配或者說(shuō)轉(zhuǎn)速同步，直至切換元件6閉合。在摩擦鎖合的切換元件6閉合的狀態(tài)下，可以將形狀鎖合的切換元件5運(yùn)動(dòng)至切換位置B，并且可以緩慢地?cái)嚅_(kāi)摩擦鎖合的切換元件6，以能夠僅經(jīng)由形狀鎖合的切換元件5實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩傳遞。
[0030]為了例如在形狀鎖合的切換元件5中解除齒對(duì)齒姿態(tài)，可以緩慢地?cái)嚅_(kāi)摩擦鎖合的切換元件6，以便在存在轉(zhuǎn)速差的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)嚙合。尤其在將常開(kāi)型的膜片式離合器作為摩擦鎖合的切換元件6使用的情況下，僅短暫操作該切換元件，并且由此僅產(chǎn)生很小的操作損失。
[0031]根據(jù)圖3示出了傳動(dòng)系的第三實(shí)施變型方案，其中，傳動(dòng)級(jí)il、i2通過(guò)行星齒輪變速器11來(lái)實(shí)現(xiàn)。行星齒輪變速器11的太陽(yáng)輪12與驅(qū)動(dòng)軸2連接。行星齒輪11的行星架13與從動(dòng)級(jí)14連接，從動(dòng)級(jí)經(jīng)由中間軸3與輸出差速器4連接。此外，行星架13能夠經(jīng)由摩擦鎖合的切換元件6與驅(qū)動(dòng)軸2連接。行星齒輪11的齒圈15經(jīng)由形狀鎖合的切換元件5能夠在切換位置B中與驅(qū)動(dòng)軸2連接，或者能夠在切換位置A中與殼體16連接。
[0032]因此，兩個(gè)傳動(dòng)級(jí)il、i2經(jīng)由行星齒輪變速器11來(lái)實(shí)現(xiàn)。在第三實(shí)施變型方案中，不僅可以經(jīng)由形狀鎖合的切換元件5而且也可以經(jīng)由摩擦鎖合切換元件6切換第二擋。在該實(shí)施變型方案中，利用形狀鎖合的切換元件5和摩擦鎖合的切換元件6將不同的軸彼此連接起來(lái)，其中，這兩個(gè)切換元件經(jīng)由同一擋起作用，從而能夠在行星齒輪11中實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)行。
[0033]圖4中示出了第四實(shí)施變型方案，其中，不同于根據(jù)圖1的第一實(shí)施變型方案地設(shè)置有另外的摩擦鎖合的切換元件6A，從而能夠?qū)崿F(xiàn)完整的動(dòng)力切換可能性，這是因?yàn)榻柚鷥蓚€(gè)摩擦鎖合的切換元件6、6A能夠執(zhí)行全部的切換，從而也能夠動(dòng)力切換地執(zhí)行滑行向回切換用以利用余熱。
[0034]與該實(shí)施變型方案不相關(guān)地，也可以通過(guò)所提出的傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)性的造型實(shí)現(xiàn)一種組合結(jié)構(gòu)概念。
[0035]成為根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)系基礎(chǔ)的用于在摩擦鎖合的切換元件6、6A與形狀鎖合的切換元件5之間執(zhí)行負(fù)載變換的方法同樣請(qǐng)求保護(hù)。
[0036]在該方法的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)策略性判定，即，摩擦鎖合切換元件6在容忍執(zhí)行器損失情況下是否在第二擋保持閉合，或者是否應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)向形狀鎖合的切換