CN102213296B - 提供有停车锁定设备的自动手动传动装置 - Google Patents

Abstract

自动手动传动装置(1)，具有：至少一个原动轴(5)；至少一个副轴(7)；多个齿轮对(8，9)，每个机械地耦接该原动轴(5)到该副轴(7)；多个同步器(10)，每个同轴地安装到轴(7)上，耦接到至少一个齿轮对的齿轮(9)上，并适于致动以接合该齿轮(9)到该轴(7)上；多个叉(11)，其致动所述同步器(10)并可运动；停车锁定设备(20)，其可以被致动以防止该副轴(7)的旋转；和连接设备(21)，该连接设备(21)一侧上机械地连接到第一叉(11d)，而另一侧上连接到该停车锁定设备(20)，以将该第一叉(11d)的运动传送到该停车锁定设备(20)，以通过利用该第一叉(11d)的运动而控制该停车锁定设备(20)自身的致动和不致动。

Description

提供有停车锁定设备的自动手动传动装置

技术领域

本发明涉及提供有停车锁定设备(也已知为“停车锁定”)的自动手动传动装置(automaticmanualtransmission)。

本发明有利地应用于双离合器齿轮箱(double-clutchgearbox)中，对其所作的详细的介绍将在下面的说明中进行而不失一般性。

背景技术

双离合器齿轮箱通常提供有停车锁定设备(parkinglockdevice)，其适合于防止一旦车辆自身停车时驱动轮旋转(也即车辆运动)。特别地，当双离合器齿轮箱的离合器正常的打开并且因此当车辆发动机关闭时这些离合器总是打开时，该停车锁定设备是不可缺少的。

该停车锁定设备或者可以设置在齿轮箱的里面以作用于齿轮箱的第二轴上，或者可以设置在分速器(differential)的里面；而且，该停车锁定设备包括致动器(actuator)，该致动器可以是液压、电气或机械类型的，并适于将该停车锁定设备或者设置在静止位置(其中驱动轮的旋转是自由的)，或者设置在锁定位置(其中驱动轮的旋转得以防止)。具有电气致动器的停车锁定设备的示例在专利US6361469B1中有描述。

然而，需要具有专门的致动器用于控制该停车锁定设备，这大大地增加了成本和该停车锁定设备的尺寸。为此，值得注意的是，控制停车锁定设备的致动器需要能够快速地产生(也即在短时间内)相当大的力以克服停车锁定设备可能的干扰，从而总是确保停车锁定设备自身的正确控制；因此，控制该停车锁定设备的致动器需要具有高成本和大尺寸。而且，控制该停车锁定设备的致动器应具有高的可靠性，因为其故障可能使得停靠的车辆以不可控的方式***(如果致动器故障防止停车锁定设备被致动的话)，或者可能防止车辆起动(如果致动器故障防止停车锁定设备失效的话)。

发明内容

本发明的目的在于提供具有停车锁定设备的自动手动传动装置，该自动手动传动装置免于上述的缺点，并且特别地，容易和成本有效的应用，并且是重量轻、紧凑和可靠。

根据本发明，装备有停车锁定设备的自动手动传动装置如所附权利要求中所述的那样。

附图说明

现在将参考附图描述本发明，这些附图表示了其非限制性的实施方式，其中：

图1是根据本发明提供的双离合器齿轮箱的示意图，清楚起见移除了部件；

图2是图1中的双离合器齿轮箱的同步器(synchronizer)的叉(fork)的透视图，清楚起见移除了部件；

图3-5是图1中的双离合器齿轮箱的同步器的叉在三个不同配置中的示意图；和

图6和7是连接设备的示意图，其在一侧上耦接到图3-5中的叉，在另一侧上耦接到停车锁定设备。

具体实施方式

在图1中，数字1整体地表示用于通过内燃机2推进的车辆(未示出)的自动手动传动装置，该内燃机提供有驱动轴3。

该自动手动传动装置1包括伺服辅助的(servo-assisted)双离合器齿轮箱4，其提供有一对互相***的往复地轴向的、独立的原动轴5。而且，双离合器齿轮箱4包括两个串联设置的同轴离合器6，每个适于将各个原动轴5连接到内燃机2的驱动轴3。该双离合器齿轮箱4包括连接到分速器(未示出)的单个的副轴7，其将运动传送到驱动轮(未示出)。

附图中所示的双离合器齿轮箱4具有通过罗马数字表示的六个前向齿轮(第一齿轮I、第二齿轮II、第三齿轮III、第四齿轮IV、第五齿轮V、和第六齿轮VI)和一个倒档齿轮(通过字母R表示)。每个原动轴5和副轴7通过多个齿轮对机械地互相耦接，其中的每个限定出各个齿轮，并包括安装到原动轴5上的原动齿轮8和安装到副轴7上的从动齿轮9。为了允许双离合器齿轮箱4正确运行，所有奇数齿轮(第一齿轮I、第三齿轮III、第五齿轮V)耦接到相同的原动轴5a，而所有偶数齿轮(第二齿轮II、第四齿轮IV和第六齿轮VI)耦接到其他原动轴5b。

每个原动齿轮8接合到各个原动轴5上以再次集成地与原动轴5自身旋转，并永久地与各自的从动齿轮(secondarygear)9啮合；代替地，每个从动齿轮9空转地(idly)安装到副轴7上。而且，双离合器齿轮箱4包括四个同步器10，其中每个同轴地安装到副轴7上，设置在两个从动齿轮9之间(除了第五齿轮V的同步器10，其设置在单个从动齿轮9的侧面)，并适于致动以交替地接合这两个各自的从动齿轮9到副轴7上(也即交替地使得这两个各自的齿轮9有角度地与副轴7集成)。换句话说，每个同步器10包括引导套筒，其可以在一个方向上位移，以将从动齿轮9接合到副轴7上，或者可以在另一个方向上位移，以将其他从动齿轮9接合到副轴7上(除了第五齿轮V的同步器，其将单个从动齿轮9接合到副轴7上)。

每个同步器10设置在两个从动齿轮9之间(除了第五齿轮V的同步器10，其设置在单个从动齿轮9的侧面)，并通过各自的叉11致动，该叉沿着副轴7在两个方向上轴向地位移，以在两个接合位置之间移动同步器10的引导套筒，在每个接合位置，同步器10接合各自的从动齿轮9，而在中间的空转位置，同步器10不接合两个从动齿轮9的任一个(如前所述，第五齿轮V的同步器10具有单个接合位置)。而且，每个叉11通过指状元件(finger)12致动，该指状元件通过单个同速致动器(commonspeedactuator)14的控制轴13而运动，该致动器可以或者是液压的或者是电气的；速度致动器14给予轴向平移运动(也即平行于控制轴13的纵向轴线15)和绕着控制轴13的纵向轴线15的旋转运动。在公开的实施方式中，控制轴13提供有单个指状元件12，其控制所有的叉11；根据不同的实施方式(未示出)，提供有两个独立的指状元件12(也即安装到两个不同的控制轴13，所述控制轴通过两个各自分开的齿轮致动器14致动)，每个控制两个相应的叉11。

如图2中所示，每个叉11通过棒16承载，该棒16轴向地和滑动地安装，以允许叉11自身沿着副轴7在两个方向上轴向地位移。每个棒16与板17集成，其中限定出嘴元件18，也即矩形座，指状元件12可以***其中用于在两个方向上轴向推动板17进而棒16。从图2中显而易见的是，沿着控制轴13的纵向轴线15的轴向平移运动允许***指状元件到给定的嘴元件18内，这样允许选择速度范围，而绕着控制轴13的纵向轴线15的旋转运动允许相应的叉11被位移，从而允许当前选择的范围的速度被接合或解除接合。

每个叉11关联有停止设备(stoppingdevice)19，其例如机械地连接到棒16上，根据已知的弹簧和球结构(spring-and-ballarchitecture)提供，并适于以恒定的、预定的停止力将叉11保持在当前位置。每个停止设备19起到保持叉11在当前位置的功能，避免叉11自身随机的、不受控制的和不想要的运动；很明显，根据下面所述的模式，控制轴13能够应用驱动力到每个叉11上，其充分地高于通过各个停止设备19产生的停止力，以确保叉11自身需要的位移。

如在图3中所示，四个嘴元件18平行地设置，与控制轴13的纵向轴线15对齐，互相等距离地间隔开，并通过大于指状元件12的尺寸的距离互相间隔开，从而允许指状元件12在并排设置的两个嘴元件18之间通过。换句话说，在两个相邻的嘴元件18之间存在空隙，该空隙大于指状元件12，从而允许指状元件12在这样的空隙中通过；这样的特征对于允许指状元件12在嘴元件18之间沿着最短因而最快的路径位移是必要的。

自动手动传动装置1包括停车锁定设备20，其适于通过锁定双离合器齿轮箱4的副轴7的旋转而锁定车辆驱动轮(未示出)的旋转，并在车辆停车时自动地致动。该停车锁定设备20可以直接地(也即通过直接在副轴7上的棘齿)或间接地(也即通过在上的棘齿，该旋转体设置在副轴7的下游，与副轴7有角度地集成，以从副轴7自身接收运动)锁定该双离合器齿轮箱4的副轴7的旋转。

如在图3-7中所示的，自动手动传动装置1包括连接设备21，其一侧上机械地连接到叉11d(其支撑盘17d和致动同步器10d，该同步器接合倒档齿轮R的齿轮9)，另一侧上连接到停车锁定设备20，以将叉11d的运动传送到停车锁定设备20，从而通过使用叉11d的运动而控制停车锁定设备20的致动和不致动。根据优选实施方式，连接设备21包括耦合元件22，其可在不接合位置(在图3、4和6中所示)和接合位置(在图5和7中所示)之间驱动，在不接合位置，叉11d的运动不传送到停车锁定设备20，而在接合位置，叉11d的运动传送到停车锁定设备20，以通过利用叉11d的运动而控制停车锁定设备20的致动和不致动。

根据优选实施方式，叉11d通过接合和不接合倒档齿轮R的运动而控制停车锁定设备20的作动和不作动，因为倒档齿轮R这样的接合和不接合运动在固定的车辆条件下作动，与车辆条件相符，其中停车锁定设备20的致动得以控制。可选地，停车锁定设备20可以受制于叉11a，从而叉11a通过第一齿轮I的接合和不接合运动控制控制停车锁定设备20的致动和不致动，因为当车辆或者固定或者以非常低的速度运动时，第一齿轮I这样的接合和不接合运动也得以致动。

连接设备21包括管状体23，其具有圆柱形的横截面并支撑臂24，该臂24径向地和伸出地(overhangingly)从管状体23突出，并与管状体23自身有角度地集成。臂24支撑销25，该销25***到通过停车锁定设备20的驱动元件27中所设置的座26中；该停车锁定设备20的驱动元件27可运动，以在致动位置(图5中所示)和不致动位置(图4和5中所示)之间位移，在该致动位置，停车锁定设备20被致动，而在不致动位置，该停车锁定设备20不被致动。

而且，连接设备21包括管状套筒28，其绕着管状体23设置并通常独立于管状体23自身(也即其可以绕着管状体23和相对于管状体23——也即有角度地独立于管状体23——自由地旋转)。该管状套筒28支撑臂29，该臂29径向地申出地从管状套筒28突出，并与管状套筒28自身有角度地集成；特别地，臂29相对于臂24从管状体23的相对侧延伸。臂29支撑销30，该销30***到在通过叉11d承载的板17d中所设置的座31内。

该耦合元件22适于使得管状套筒28与管状体23有角度地集成，也即，使得臂29与臂24有角度地集成；使得管状套筒28与管状体23有角度地集成(也即使得臂29与臂24有角度地集成)，这在通过叉11d承载的板17d和停车锁定设备20的驱动元件27之间建立了机械连接，以将来自承载的板17d的运动传送到驱动元件27。

如在图6和7中所示，耦合元件22包括至少两个球32，它们通过管状体23承载，并从管状体23向外突出通过通孔33，以接合在管状套筒28的内表面中所设置的相应的座34。而且，耦合元件22包括驱动元件35，其在不接合位置和接合位置之间可轴向运动，并在球32处具有截顶锥体部(也即楔形)，和电磁致动器36，其在不接合部和接合部之间位移驱动元件35，还包括弹性体，其推动驱动元件35到不接合位置，和电磁体，其在致动时使得驱动元件35从不接合位置位移到接合位置，因而压缩弹性元件。在不接合位置，驱动元件35不径向地推动球32到通孔33的外面以接合管状套筒28的接合座34，从而允许管状套筒28相对于管状体23自由地旋转；相反，在接合位置，驱动元件35径向地推动球32到通孔33外面以接合管状套筒28的座34，从而有角度地限制管状套筒28到管状体23。

该自动手动传动装置1最终包括传动装置控制单元37(在图1中图表地示出)，其驱动齿轮致动器14以接合/不接合齿轮，驱动离合器致动器(未示出)，该离合器致动器控制两个离合器6的打开和闭合，并驱动耦合元件22以通过运动叉11d而致动或不致动停车锁定设备20。最好提供位置传感器38，其连接到传动装置控制单元37并检测停车锁定设备20的位置。

根据可能的实施方式，停车锁定设备20包括机械安全装置，其防止停车锁定设备20在车辆速度不为零或接近零时致动(也即防止驱动轮锁定)。由此，当车辆运动时和耦合元件22故障时，避免停车锁定设备20以意外的或不想要的方式致动。

根据可能的实施方式，停车锁定设备20包括停止设备(类似于叉11的停止设备19)，其例如机械地耦接到驱动元件27，并适于以恒定的预定的停止力保持控制元件27在当前位置。该停止设备起到保持驱动元件27在当前位置的功能，避免控制元件27自身随机的、不受控制的和不想要的运动；显然，齿轮致动器14的控制轴13能够应用驱动力于驱动元件27，其充分地高于通过停止设备产生的停止力，以确保驱动元件27自身想要的运动。

采用齿轮致动器14的停车锁定设备20的致动和不致动通过参考图3-5描述如下。值得注意的是，当车辆在运动(或将要运动)时，齿轮致动器14用于接合和不接合齿轮，而当车辆停车时，齿轮致动器14用于致动和不致动停车锁定设备20。

在图3所示的情形下，没有齿轮被接合，而停车锁定设备20不致动。在图4所示的情形下，倒档齿轮R被接合，停车锁定设备20不致动。在图4所示的情形下，倒档齿轮R接合(但是以“意外的”方式，也即其接合用于驱动停车锁定设备20，而不实际上用于运动车辆)，且停车锁定设备20致动。

当车辆运动时(或将要运动时)，停车锁定设备20从不致动，因此，耦合元件22不致动以释放停车锁定设备20的驱动元件27的板17d(与叉11d集成)的运动。相应地，如图4中所示的，传动装置控制单元37可以通过齿轮致动器14的指状元件12致动板17d，以接合/不接合相应的齿轮(倒档齿轮R和第六齿轮VI)而对停车锁定设备20没有任何影响。

当车辆停靠着时，停车锁定设备20需要不致动(在停车步骤的开始时)和不致动(在停车步骤的结束时)，从而接合元件22被致动以限制板17d(与叉11d集成)到停车锁定设备20的驱动元件27的运动。相应地，如图5所示，传动装置控制单元37通过齿轮致动器14的指状元件12致动板17d，以只在停车锁定设备20的驱动元件27中产生类似的运动，从而致动或不致动停车锁定设备20。

在附图中所示的实施方式中，自动手动传动装置1包括双离合器齿轮箱4；根据另外的实施方式(未示出)，自动手动传动装置1包括单离合器齿轮箱。

上述自动手动传动装置1具有许多优点，因为其允许以简单的、成本有效的、紧凑的和可靠的方式控制停车锁定设备20的致动和不致动。这样的结果的获得基于通过采用齿轮致动器14控制的停车锁定设备20的致动和不致动，当车辆运动时，该齿轮致动器14用于控制双离合器齿轮箱4中的齿轮接合；由此无需提供专门的致动器以控制停车锁定设备20的致动和不致动。值得注意的是，耦合元件22的制造是简单的和成本有效的，因为其必须只起到机械地连接和不连接互相邻近的两个机械元件的功能。

Claims (10)

1.自动手动传动装置(1)，包括：

至少一个原动轴(5)；

至少一个副轴(7)；

多个齿轮对(8，9)，每个齿轮对将该原动轴(5)机械地耦接到该副轴(7)，限定出各个齿轮，并包括安装到该原动轴(5)上的原动齿轮(8)和安装到该副轴(7)上并永久地与该原动齿轮(8)接合的从动齿轮(9)；

多个同步器(10)，每个同步器同轴地安装到副轴(7)或安装到原动轴(5)上，耦接到至少一个齿轮对的从动齿轮(9)或原动齿轮(8)上，并被致动以将该从动齿轮(9)或原动齿轮(8)接合到该副轴(7)上；

多个叉(11)，其致动所述同步器(10)以将从动齿轮(9)或原动齿轮(8)接合/不接合到副轴(7)或原动轴(5)并且可运动；和

停车锁定设备(20)，其是独立于齿轮对的物理设备且能够被致动以直接地或间接地防止该副轴(7)的旋转；

该自动手动传动装置(1)的特征在于：其包括连接设备(21)，该连接设备(21)一侧上机械地连接到第一叉(11d)，而另一侧上连接到该停车锁定设备(20)，以将该第一叉(11d)的运动传送到该停车锁定设备(20)，以通过利用该第一叉(11d)的运动而控制该停车锁定设备(20)的致动和不致动，从而第一叉(11d)的运动能够通过致动相应同步器而被交替用于将从动齿轮(9)或原动齿轮(8)接合/不接合或被用于致动/不致动停车锁定设备。

2.根据权利要求1所述的自动手动传动装置(1)，其中该连接设备(21)包括耦合元件(22)，该耦合元件可在不接合位置和接合位置之间驱动，在该不接合位置，该第一叉(11d)的运动不传送到该停车锁定设备(20)，而在该接合位置，该第一叉(11d)的运动传送到该停车锁定设备(20)，以通过利用该第一叉(11d)的运动而控制该停车锁定设备(20)的致动和不致动。

3.根据权利要求2所述的自动手动传动装置(1)，其中所述耦合元件(22)包括：

驱动元件(35)，其可在不接合位置和接合位置之间运动；和

致动器(36)，其在不接合位置和接合位置之间运动该驱动元件(35)。

4.根据权利要求1所述的自动手动传动装置(1)，其中所述第一叉(11d)致动第一同步器(10d)，该第一同步器(10d)接合倒档齿轮(R)的齿轮(9)。

5.根据权利要求4所述的自动手动传动装置(1)，其中所述第一叉(11d)通过该倒档齿轮(R)的接合和不接合的运动而控制该停车锁定设备(20)的致动和不致动。

6.根据权利要求1所述的自动手动传动装置(1)，包括传动装置控制单元(37)，其驱动所述从动齿轮(9)或原动齿轮(8)的接合和不接合，并驱动所述停车锁定设备(20)的致动和不致动。

7.根据权利要求6所述的自动手动传动装置(1)，包括位置传感器(38)，其连接到所述传动装置控制单元(37)并检测该停车锁定设备(20)的位置。

8.根据权利要求1所述的自动手动传动装置(1)，对于每个叉(11)，包括相应的停止设备(19)，其适于以恒定的和预定的停止力将叉(11)保持在其当前位置。

9.根据权利要求1所述的自动手动传动装置(1)，其中每个叉(11)通过棒(16)承载，其轴向地滑动地安装并支撑板(17)，在该板(17)上限定出相应的嘴元件(18)。

10.根据权利要求1所述的自动手动传动装置(1)，包括：

两个原动轴(5)；和

两个串联设置的同轴的离合器(6)，其中的每个离合器(6)附接到各自的原动轴(5)上。