Коробка передач

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к коробке передач, в частности, для автомобиля. Коробка передач содержит множество наборов зубчатых колес, образующих передаточные ступени. Каждый набор образован неподвижно соединенным с валом передаточным зубчатым колесом и установленным с возможностью соединения с валом плавающим зубчатым колесом. Каждый концевой выходной механизм образован концевым выходным элементом (101, 102, 103, 104 - муфты сцепления) и соединенной с ним вилкой переключения (105, 106, 107, 108). Вилки переключения (105, 106, 107, 108) расположены на валу 109 с возможностью перемещения в осевом направлении. При этом передаточные ступени включаются за счет соединения плавающего зубчатого колеса с несущим его валом с помощью концевого выходного элемента (101, 102, 103, 104). Концевой выходной механизм приводится в действие с помощью концевого исполнительного механизма. Последовательность переключения передаточных ступеней не установлена в концевом исполнительном механизме. Концевой исполнительный механизм содержит, по меньшей мере, один основной исполнительный элемент (111 - переключательный палец), который входит в активное соединение с концевыми выходными элементами (101, 102, 103, 104). При этом обеспечивается возможность включения одной передаточной ступени с помощью первого концевого выходного механизма. А затем, по меньшей мере, один основной исполнительный элемент может вступать в активное соединение с другим концевым выходным механизмом без необходимости выключения включенной перед этим передаточной ступени. Концевой исполнительный механизм также содержит, по меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент (113, 116 - двойные кулачки). Также предложен автомобиль с вышеописанной коробкой передач. В результате достигается создание коробки передач, в которой последовательность переключения передаточных ступеней не установлена в концевом исполнительном механизме; время переключения значительно сокращено и значительно улучшена безопасность; имеет простую конструкцию с возможно меньшим числом деталей; которая проста в управлении без принятия дополнительных мер безопасности. 2 н. и 66 з.п. ф-лы, 26 ил.

Реферат

Изобретение относится к коробке передач, в частности, для автомобиля, которая имеет множество образующих передаточные ступени наборов зубчатых колес, каждая из которых образована неподвижно соединенным с валом зубчатым колесом передачи и установленным с возможностью соединения с валом плавающим зубчатым колесом, при этом передаточные ступени включаются посредством соединения плавающего колеса с помощью концевого выходного элемента, который является частью концевого выходного механизма, который приводится в действие концевым исполнительным механизмом, с несущим его валом, при этом последовательность переключения передаточных ступеней не установлена в концевом исполнительном механизме.

Концевой выходной элемент является элементом, который выполнен с возможностью перемещения для установки передаточного отношения, т.е. который создает соединение между двумя средствами передачи усилия, как, например, муфта сцепления. Этот концевой выходной элемент является частью концевого выходного механизма, который, например, наряду с муфтой сцепления содержит вилку переключения передач, которая соединена с муфтой сцепления с возможностью сдвига с помощью переключательного пальца, который может входить с ним в активное соединение, так что муфта сцепления перемещается для включения или выключения передаточной ступени, при этом переключательный палец является частью концевого исполнительного механизма, который приводит в действие концевой выходной механизм; как концевой исполнительный механизм обозначается вся кинематическая цепь между приводом переключения, соответственно, приводом выбора ступеней передачи и концевым выходным механизмом.

В коробках передач согласно уровню техники взаимодействие концевого выходного механизма и концевого исполнительного механизма выполняется так, что включение передаточной ступени может осуществляться лишь тогда, когда не включена никакая другая передаточная ступень. Для того чтобы включить передаточную ступень, необходимо прежде обязательно выключить все другие передаточные ступени. Таким образом, размеры раскрывов вилки переключения передач, с которыми может входить в соединение переключательный палец с целью переключения через соответствующую вилку переключения передач муфты сцепления, выполнены так, что переключательный палец может входить в соединение с другой вилкой переключения, когда муфта сцепления с вилкой переключения, с которой он как раз находится в соединении, находится в нейтральном положении. Относительно известной коробки передач с ручным переключением с Н-образной схемой переключения это проявляется в том, что движение выбора передач рычага переключения передач можно выполнять из одного переключательного коридора в другой только через нейтральный коридор, при этом при перемещении рычага из одного переключательного коридора в нейтральный коридор всегда выключается как раз включенная передаточная ступень. Передаточные ступени, которые могут переключаться с помощью одной и той же муфты сцепления, и без того нельзя включать одновременно. Таким образом, для процесса переключения необходимо выключить старую передаточную ступень, осуществить движение выбора и затем включить новую передаточную ступень; в течение этого времени передача момента через открытое сцепление, включаемое при трогании автомобиля с места, прервана, поскольку ветвь во время процесса переключения не должна нести нагрузку. Если необходим выбор переключательного коридора, то процесс переключения становится относительно длительным, что, в частности, при автоматической коробке передач с прерыванием тяги проявляется мешающим образом и оказывает влияние на безопасность, например, при обгоне или поворотах и т.п.

В частности, для переключаемых под нагрузкой коробок передач, в которых передаточные ступени образуют группы, между которыми можно выполнять переключения под нагрузкой без прерывания тягового усилия, например, за счет того, что передаточные ступени окружены различными параллельными передаточными ветвями, которые соответствуют разным выходным элементам фрикционного сцепления, так что за счет приведения в действие фрикционного сцепления в переходном переключении может вызываться постоянное переключение момента с одной ветви в другую ветвь, известны варианты выполнения соединения концевого выходного механизма и концевого исполнительного механизма, которые обеспечивают включение передаточной ступени без необходимости выключения другой, при необходимости уже включенной передаточной ступени. Таким образом, можно с помощью единственного концевого исполнительного механизма включать одновременно несколько передаточных ступеней в нескольких ветвях коробки передач за счет того, что сначала включается одна передаточная ступень в одной ветви, затем переключательный палец - без необходимости выключения соответствующей передаточной ступени - может входить в соединение с другими переключающими вилками для включения другой передаточной ступени. В этой связи заявитель ссылается на собственную заявку DE 10020821 A1, полное содержание которой включено в данное описание.

Обычно образуют две группы передаточных ступеней, при этом относительно интервала передаточных чисел следующие друг за другом передаточные ступени принадлежат к разным группам. Например, в ступенчатой коробке передач с одной передачей заднего хода и шестью передачами переднего хода одна группа содержит передачи 1, 3 и 5, а другая группа - заднего хода R, 2, 4 и 6.

В такой коробке передач существует возможность включения передаточной ступени в передаточной ветви, включенной в поток передачи момента с помощью фрикционного сцепления, а затем включения передаточной ступени в другой, еще разомкнутой ветви передаточной ступени, в которую затем должно осуществляться переключение за счет отклонения потока момента в соответствующую ветвь. Во время процесса ускорения, например, в то время как в замкнутой передаточной ветви включена, например, третья передача, можно в другой ветви включить четвертую передачу во время переключения на более высокую передачу. Однако, если вдруг необходимо выполнить переключение вниз на вторую передачу, то сначала необходимо выключить четвертую передачу и затем включить вторую передачу, что приводит, в частности, к очень большой потере времени, если вторая и четвертая передачи переключаются разными муфтами сцепления.

Кроме того, может возникнуть неблагоприятная ситуация при переключении коробки передач, в которой в разомкнутой ветви передачи включены более одной передаточных ступеней, что представляет очень большую опасность для безопасности, поскольку как только эта ветвь будет включена в поток момента, то одновременно задействуются несколько передаточных ступеней с различными передаточными числами, что может приводить к блокировке или даже к разрушению коробки передач.

Дополнительно к этому стали известны так называемые коробки передач с переключательным валиком, в которых концевые выходные механизмы передаточных ступеней приводятся в действие с помощью поворотного переключательного валика. Например, в переключательном валике выполнены кулисообразные канавки, которые проходят по поверхности цилиндрического переключательного валика как в окружном направлении, так и в осевом направлении, так что при повороте переключательного валика вокруг его продольной оси вилки переключений, которые с помощью скользящих в канавках элементов кинематически соединены с переключательным валиком, выполняют движение в направлении оси переключательного валика. Последовательность переключения передаточных ступеней относительно поворота переключательного валика задается ходом канавок. Такие коробки передач с переключательным валиком обеспечивают при соответствующем выполнении канавок перекрывающееся выключение старой передаточной ступени и включение новой передаточной ступени, за счет чего достигается определенный выигрыш во времени в процессе переключения и тем самым уменьшение длительности прерывания тяги, однако переключения возможны лишь в строгой последовательности, так что прямое переключение, например, с первой на третью передачу также невозможно, как и прямое переключение, например, с пятой передачи в передачу заднего хода.

Задачей изобретения является создание коробки передач, например, автоматизированной ступенчатой коробки передач, переключаемой под нагрузкой коробки передач, коробки передач с двойным сцеплением с распределенными, по меньшей мере, на два разных вала передаточными ступенями и т.п., в которой последовательность переключения передаточных ступеней не установлена в концевом исполнительном механизме, в которой время переключения значительно сокращено и значительно улучшена безопасность. Кроме того, коробка передач должна иметь простую конструкцию с возможно меньшим числом деталей и быть простой в управлении без принятия дополнительных мер безопасности.

Задача решена за счет того, что в коробке передач, в которой концевой исполнительный механизм содержит, по меньшей мере, один основной исполнительный элемент, такой как переключательный палец, который, например, за счет осевого сдвига переключательного вала, на котором он расположен, входит в активное соединение с концевыми выходными механизмами, которые образованы, например, вилками переключений и соединенными с ними муфтами сцепления, так что обеспечивается возможность включения передаточной ступени, например, за счет того, что переключательный вал, на котором расположен, по меньшей мере, один основной исполнительный элемент поворачивается и может затем входить в активное соединение с другим концевым выходным механизмом без необходимости выключения включенной перед этим передаточной ступени, концевой исполнительный механизм содержит, по меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент. Этот концевой исполнительный механизм согласно изобретению по меньшей мере, с, одним основным и одним вспомогательным элементом в последующем называется иногда активным зацеплением (active interlock). Очевидно, что это понятие может быть предметом заявок на торговый знак и его значение в этой связи с заявкой на торговый знак не следует понимать ограничительно.

Согласно особенно предпочтительному варианту выполнения, по меньшей мере, в момент введения одного основного исполнительного элемента в активное соединение с концевым выходным механизмом, по меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент выполнен с возможностью введения в активное соединение, по меньшей мере, с одним другим концевым выходным механизмом, например, в определенном положении основной исполнительный механизм входит в соединение с концевым выходным механизмом и при этом одновременно входят в соединение вспомогательные исполнительные элементы с другими концевыми выходными механизмами. При приведении в действие концевого выходного механизма для включения передаточной ступени с помощью, по меньшей мере, одного основного исполнительного элемента, например, за счет поворота переключательного вала, предпочтительно приводится в действие одновременно другой концевой выходной механизм с помощью, по меньшей мере, одного вспомогательного исполнительного механизма для выключения относящихся к нему передаточных ступеней. Особенно целесообразно, что тем самым обеспечивается возможность включения одновременно только одной передаточной ступени, и что на основании перекрывающегося выключения старой передаточной ступени и включения новой передаточной ступени, а также уже осуществленного движения выбора, обеспечивается значительная экономия времени.

Согласно другому, также особенно предпочтительному примеру выполнения, в коробке передач, в которой передаточные ступени образуют группы, которые можно заменять без прерывания усилия тяги, по меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент входит в активное соединение, по меньшей мере, с одним другим концевым выходным механизмом той же группы, как только, по меньшей мере, один основной исполнительный элемент входит в активное соединение с концевым выходным механизмом одной группы. В этом примере выполнения особенно целесообразно, что при приведении в действие концевого выходного механизма одной группы для включения передаточной ступени с помощью, по меньшей мере, одного основного исполнительного элемента одновременно приводится в действие, по меньшей мере, один другой концевой выходной механизм той же группы с помощью, по меньшей мере, одного вспомогательного исполнительного элемента для выключения относящихся к нему передаточных ступеней. По меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент предпочтительно не входит в активное соединение ни с одним концевым выходным механизмом другой группы, по меньшей мере, в момент введения одного основного исполнительного элемента в активное соединение с концевым выходным механизмом одной группы. Весьма целесообразно, что таким образом в каждой группе обеспечивается возможность включения одновременно одной передаточной ступени, а не нескольких передаточных ступеней одной группы.

Согласно особенно предпочтительному примеру выполнения концевых выходных механизмов соединительные элементы, такие как вилки переключения, имеют первую функциональную зону для захвата основного исполнительного элемента и вторую функциональную зону для захвата вспомогательного исполнительного элемента, так что каждый концевой выходной механизм выполнен с возможностью приведения в действие с помощью основного исполнительного элемента или с помощью вспомогательного исполнительного элемента. При этом в коробке передач, по меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент расположен на выполненном с возможностью поворота при приведении в действие переключательного вала, а вторая функциональная зона выполнена так, что при повороте переключательного вала с вспомогательного исполнительного элемента на вторую функциональную зону передается усилие в направлении выключения соответствующей передаточной ступени, которое равно или больше усилия, необходимого для выключения. Соединение между вспомогательным исполнительным элементом и концевым выходным механизмом не должно быть пригодным также к передаче усилия для включения передаточной ступени.

В другом примере выполнения является предпочтительным выполнение, по меньшей мере, одного вспомогательного исполнительного элемента, которое обеспечивает соединение вспомогательного исполнительного элемента, по меньшей мере, с двумя концевыми выходными механизмами. Для этого, по меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент имеет особенно большую ширину в осевом направлении переключательного вала, которая предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно соответствует ширине двух раскрывов вилки переключения и общему расстоянию между ними.

Согласно особенно предпочтительному примеру выполнения, по меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент и вторые функциональные зоны взаимодействуют друг с другом так, что при повороте переключательного вала происходит выключение передаточной ступени независимо от направления поворота. Исходя из исходного положения, в котором переключательный вал находится в среднем положении относительно своего поворота, и в котором также основной исполнительный элемент вошел в зацепление с первой функциональной зоной концевого выходного механизма, происходит включение передаточной ступени за счет того, что переключательный вал поворачивается вправо или влево, при этом в любом случае, по меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент приводит в действие соответствующую ему передаточную ступень (ступени) в смысле выключения.

В примере выполнения особенно предпочтительным является, когда для этого, по меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент и вторые функциональные зоны выполнены симметрично.

В особенно предпочтительном примере выполнения, по меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент имеет кулачковые концевые зоны, а вторые функциональные зоны имеют взаимодействующие с ними выемки.

В другом, также особенно предпочтительном примере выполнения, вторые функциональные зоны имеют две кулачковые концевые зоны, а, по меньшей мере, один вспомогательный исполнительный элемент имеет взаимодействующие с ними выемки.

При этом передача усилия между вспомогательным исполнительным элементом и второй функциональной зоной осуществляется через вершину кулачковых концевых зон, при этом в другом примере выполнения является также очень целесообразным, когда передача усилия между вспомогательным исполнительным элементом и второй функциональной зоной осуществляется через боковые поверхности кулачковых концевых зон.

Предпочтительным является то, что образованный, по меньшей мере, из одного приводимого в действие вручную элемента выбора и одного приводимого в действие вручную переключательного элемента исполнительный блок коробки передач с концевым исполнительным механизмом выполнен с возможностью установки в виде отдельной структурной группы на предварительно смонтированную коробку передач с отверстием для зацепления концевого исполнительного механизма с, по меньшей мере, одним концевым выходным механизмом.

Целесообразным является то, что для блока исполнительных механизмов коробки передач и исполнительного блока коробки передач используется одно и то же отверстие.

В соответствии с другой идеей изобретения концевой исполнительный механизм выполнен так, что с помощью соответственно выполненного вспомогательного исполнительного элемента обеспечивается возможность установки определенного нейтрального положения переключения. Согласно идее изобретения после включения передаточной ступени можно изменять положение основного исполнительного элемента, например переключательного пальца, относительно концевого исполнительного элемента, например переключательного раскрыва с последующей вилкой переключения, т.е. информация о том, какая передаточная ступень включена, не следует однозначно из положения основного исполнительного элемента. В обычных системах согласно уровню техники, в которых переключательный палец после включения передаточной ступени не может быть выведен из переключательного раскрыва, нейтральное положение после входа в нейтральный коридор является однозначным. Для того чтобы для данного изобретения также было возможно однозначно задавать нейтральное положение, может быть предусмотрен отдельный переключательный коридор, в котором соответственно выполненный вспомогательный исполнительный элемент вступает во взаимодействие со всеми концевыми исполнительными механизмами, с помощью которых включена передаточная ступень, и вызывает выключение включенной передаточной ступени. Для этого может быть предусмотрен продленный в осевом направлении переключательного вала, на котором размещен основной исполнительный элемент и вспомогательный исполнительный элемент, переключательный кулачок в качестве вспомогательного исполнительного элемента, который может вступать во взаимодействие одновременно, по меньшей мере, с двумя переключательными раскрывами, так что в осевом положении переключательного вала всегда может быть выключена включенная передаточная ступень за счет поворота переключательного вала. Поскольку при этом должно происходить лишь выключение передаточной ступени, а не дополнительное включение новой передаточной ступени, то поворот переключательного вала относительно переключения между двумя передаточными ступенями можно предпочтительно осуществлять со значительно меньшим углом поворота, например, с одной третью угла поворота. Ограничение угла поворота для установки нейтрального положения можно обеспечивать с помощью соответствующего управления исполнительным механизмом для поворота переключательного вала, при этом информацию об осевом положении переключательного вала можно привести во взаимосвязь с нейтральным положением, а соответствующие сигналы измерения пути осевого положения, например, сигналы датчика пути или установочные сигналы исполнительного механизма переключательного вала можно использовать для осевого перемещения переключательного вала. В качестве альтернативного решения или дополнительно к этому, можно использовать кулису для ограничения угла поворота для установки нейтрального положения. Установка заданного нейтрального положения особенно предпочтительна при запуске двигателя внутреннего сгорания, при остановке автомобиля или в аналогичных ситуациях. Кроме того, может быть предпочтительной запирающая функции парковки, состоящая из блокировки коробки передач за счет одновременного включения двух передаточных ступеней, при этом с помощью предложенного нейтрального положения эту парковочную блокировку можно быстро и просто снова отключать.

В другом предпочтительном варианте выполнения может быть предусмотрено приведение в действие обычной парковочной блокировки с помощью исполнительных механизмов переключения коробки передач. Так, например, парковочную блокировку можно активировать и деактивировать посредством введения в дополнительный блокировочный коридор. При этом можно дополнительно включать первую передаточную ступень, а затем при включенной передаточной ступени можно приводить в действие парковочную блокировку за счет выхода из переключательного коридора включенной передаточной ступени и перехода в положение активирования парковочной блокировки.

Предпочтительным является то, что концевые выходные элементы образуют две группы на расстоянии друг от друга вдоль оси поворота своего направления действия.

Согласно другой идее изобретения может быть особенно предпочтительным использовать активное зацепление в соединении с автоматизированной ступенчатой коробкой передач, передаточные ступени которой образованы парами зубчатых колес между двумя валами, например, входным валом коробки передач и выходным валом коробки передач, при этом во время процесса переключения сцепление отделяет приводной вал от входного вала коробки передач и поэтому во время процесса переключения возникает прерывание тягового усилия. При этом можно фазовый угол в процессах переключения, в которых происходит смена переключательного коридора между основным и вспомогательным исполнительным элементом, выбирать так, что в процессе переключения перекрывается выключение включенной передаточной ступени и включение вновь включаемой передаточной ступени. Это приводит к более быстрому времени переключения и к более коротким прерываниям тягового усилия. В обычных системах с переключательным пальцем, который сначала выключает включенную передаточную ступень, затем меняет переключательный коридор и после этого включает вновь включаемую передаточную ступень, примерно после одной трети общего пути сдвигающей муфты устраняется геометрическое замыкание с включенной передаточной ступенью, затем осуществляется переход через синхронизацию и нейтральную ступень, а затем образуется геометрическое замыкание с новой передаточной ступенью. Согласно изобретению можно сократить процесс переключения за счет того, что движение включения новой передаточной ступени начинается уже с помощью основного исполнительного элемента, когда разъединено геометрическое замыкание с включенной передаточной ступенью, т.е. синхронизация вновь включаемой передаточной ступени начинается практически одновременно с разъединением геометрического замыкания с включенной передаточной ступенью.

Согласно другой идее изобретения коробка передач может быть выполнена так, что в парах зубчатых колес предусмотрено одно единственное устройство синхронизации, при этом это устройство синхронизации после выключения включенной передаточной ступени приводится в действие с помощью основного исполнительного элемента, например переключательного пальца, до достижения заданной скорости вращения входного вала коробки передач для вновь включаемой передаточной ступени. После достижения заданной скорости вращения основной исполнительный элемент перемещают в переключательный коридор вновь включаемой передаточной ступени, и он включает новую передачу. Понятно, что для этого процесса синхронизации и включения и выключения передач можно применять различные основные исполнительные элементы. Эта система может быть предусмотрена, в частности, для коробки передач с двойным сцеплением с двумя ветвями передачи так, что в каждой ветви передачи предусмотрено лишь одно устройство синхронизации для всех передаточных ступеней одной ветви передачи. Более подробное описание этого содержится в немецкой заявке DE 10133695.3, полное содержание которой включено в данное описание. Переключение вверх с одной передаточной ступени на другую передаточную ступень происходит при этом так, что сначала уменьшается момент в соответствующей ветви передачи за счет, например, выключения сцепления с приводным валом, затем с помощью вспомогательного исполнительного элемента или с помощью основного исполнительного элемента выключается включенная передача, и с помощью основного исполнительного элемента в переключательном коридоре самой высокой передачи коробки передач приводится в действие устройство синхронизации за счет перемещения соответствующей переключательной гильзы самой высокой передачи коробки передач без включения этой передачи, и тем самым свободно вращающийся входной вал коробки передач согласовывается с заданной скоростью вращения вновь включаемой передачи. После достижения заданной скорости вращения включается новая передача с помощью переключательного пальца. В предпочтительном варианте выполнения для уменьшения расстояний, которые проходит переключательный вал с основным и вспомогательным исполнительными элементами, предусмотрено приведение в действие устройства синхронизации без зацепления основного исполнительного элемента с концевым выходным механизмом самой высокой передаточной ступени, например, без перемещения переключательного пальца в переключательный раскрыв самой высокой передаточной ступени, за счет размещения на переключательном вале, а также на концевом выходном механизме соответствующих управляющих частей, таких как секторные конусы, кулачки и т.п. Эти управляющие части приводят во время поворота переключательного вала к выключению действительно включенной передаточной ступени и/или во время осевого перемещения переключательного вала для выбора другого переключательного коридора - к перемещению концевого выходного механизма, например, сдвигающей гильзы, самой высокой передачи так, что хотя устройство синхронизации приводится в действие, однако эта передача не включается, так что можно исключить чрезмерные перемещения туда и обратно переключательного вала.

В частности, в коробке передач с двойным сцеплением с, по меньшей мере, двумя ветвями передачи, которые выполнены с возможностью соединения независимо друг от друга с приводным блоком, как, например, с двигателем внутреннего сгорания, и в которых одна ветвь передачи передает приводной момент с помощью действующей передачи на приводные колеса, в то время как в другой ветви (ветвях) передачи уже включена передача, следующая за действующей передачей, может быть предпочтительным применение к этой вновь включаемой передаче так называемых стратегий предварительного выбора. Стратегии предварительного выбора предусматривают предупредительный выбор вновь включаемой передачи, для того чтобы при инициируемом самим водителем или логикой управления желаний переключения возможно быстро и эффективно выполнить это переключение для дальнейшего задуманного водителем движения автомобиля. При уже включенной передаче при правильном прогнозе воспринимаемое водителем переключение происходит лишь за счет передачи момента с одной ветви передачи на другую ветвь передачи за счет размыкания и замыкания соответствующих сцеплений между приводным валом и соответствующими входными валами коробки передач.

При этом преимуществом данного изобретения является то, что с помощью концевого исполнительного механизма можно приводить основные исполнительные элементы после переключения передачи в ветви передачи немедленно в нейтральное положение, и они не должны оставаться в переключательном коридоре включенной передачи. При этом могут учитываться наряду с аспектом техники управления также аспекты техники безопасности, например, защита от перекручивания для нового автомобиля. Предпочтительными могут быть следующие стратегии предварительного выбора.

Выбор следующей более высокой передачи

После процесса переключения, т.е. когда сцепление нагружает действующую передачу одной ветви передачи моментов вращения, включается следующая, по отношению к действующей передаче более высокая передача в другой, не нагруженной ветви передачи. Если более высокой передачи нет, то включается самая высокая передача в этой ветви. За счет этого обеспечивается защита от перекручивания при переключении момента вращения в эту ветвь передачи. Включенная до этого передача выключается в этом процессе переключения с помощью вспомогательных исполнительных элементов. Сцепление в этой ветви передачи остается разомкнутым, пока не будет инициировано требование на переключение включенной передачи из переключательной логики.

Предварительный выбор более низкой передачи

После того как в ненагруженной ветви передачи в соответствии с указанными выше действиями включена следующая более высокая передача, исполнительный механизм коробки передач переводится в нейтральное положение без выключения включенной передачи. После этого выполняется установка в направлении выбора в переключательный коридор передачи, которая предпочтительно меньше действующей передачи и которая находится в ненагруженной ветви передачи включенной передачи. Особенно предпочтительной является, например, передача, в которой при сигнале на понижение со стороны водителя переключательная логика вычисляет в качестве целесообразной передачу для максимальной мощности, при этом эта передача может изменяться во время работы в этом положении коробки передач, в соответствии с чем может изменяться также положение исполнительного механизма выбора. В ручном режиме, в котором водитель активно выбирает следующую ступень передачи автомобиля, установленный переключательный коридор может быть коридором передачи, которая имеет следующую более низкую передачу по отношению к действующей передаче. В другом варианте выполнения при сильном ускорении автомобиля, например, при нажатии на педаль газа за заданное пороговое положение, может выбираться переключательный коридор с передачей, на которую переключится автомобиль, если он будет продолжать движение с той же скоростью, например, передача с высоким передаточным числом (ускоряющая передача) для экономного режима автомобиля. Понятно, что в соответствии с действительной ситуацией движения выполняется движение выбора и за счет этого можно постоянно держать наготове альтернативную передачу включенной в ненагруженной ветви коробки передач с помощью простого переключающего/выключающего движения.

Коробки передач согласно изобретению могут быть выполнены в соответствии с другими соображениями, в которых не должно учитываться смежное расположение, как в известных системах, расположенных рядом относительно их передаточного числа передач, например, передач 1 и 2 в одном переключательном коридоре, а передач 3 и 4 - в смежном переключательном коридоре, поскольку во время включения новой передачи с помощью основного исполнительного элемента можно выключать включенную передачу с помощью вспомогательного исполнительного элемента без дополнительных процессов выбора. Для сокращения времени переключения вновь включаемая передача может быть уже предварительно выбрана, пока еще включена включенная передача. Движение переключения можно уже инициировать, когда включенная передача еще не выключена, так что исполнительный механизм переключения коробки передач может получить перед процессом переключения переходное время и не должен перемещаться из положения покоя, поскольку, как известно, переход из положения покоя занимает особенно много времени и задерживает процесс переключения.

Для обеспечения особенно быстрых процессов переключения может быть предпочтительным также в коробке передач с одной ветвью с одним входным валом коробки передач и одним выходным валом коробки передач предварительно выбирать следующую вероятную передачу. Предпочтительными могут быть следующие критерии предварительного выбора в зависимости от ситуации движения, соответственно, от положения рычага выбора коробки передач еще перед требованием на переключение на другую передачу.

Рычаг выбора находится в положении движения (D) или в ручном режиме работы (М; отдельные передачи выбираются водителем, например, с помощью толчкового переключателя), включена передача переднего хода. Как только в этом режиме движения автомобиль движется со скоростью выше порогового значения, заданного для каждой включенной передачи, измеряется положение педали газа или продольное ускорение автомобиля для предварительного выбора следующей более высокой или более низкой передачи относительно включенной передачи. При ускоряющемся автомобиле предварительно выбирается следующая более высокая передача, а при замедляющемся автомобиле - следующая более низкая передача. Для исключения ненужных движений установки можно предусмотреть гистерезисную полосу для процесса предварительного выбора. При самой высокой передаче предварительно выбирается следующая более низкая передача. В передаче 1 при скорости выше заданной пороговой скорости можно предварительно выбирать передачу 2, а при более низкой скорости - нейтральную передачу коробки передач.

В нейтральном положении (N) рычага выбора предварительно выбирается передача 1. Предпочтительным является расположение передачи 1 и передачи заднего хода в одном переключательном коридоре.

В положении заднего хода (R) рычага выбора предварительно выбирается передача 1 или в качестве альтернативы нейтральное положение.

Если логическая схема коробки передач уже определила намерение на переключение, то можно выполнять ускоренную смену передач за счет следующих мер, поскольку после распознавания намерения на переключение, как правило, должны проходить занимающие время процессы, такие как, например, уменьшение момента двигателя и сцепления, при этом в коробке передач согласно изобретению это время можно использовать для предварительного выбора вновь включаемой передачи без опасности нагрузки исполнительным механизмом переключения.

Как только логическая схема переключения выбрала вновь включаемую передачу, определяется соответствующее положение предварительного выбора и перемещение в нее. При всех перемещениях предварительного выбора основной исполнительный элемент сначала перемещается в направлении нейтрального положения, а именно, по меньшей мере, настолько, чтобы вывести основной исполнительный элемент из переключательного коридора включенной передачи. Затем или же в ходе комбинированного перемещения с движением переключения выбирается переключательный коридор вновь включаемой передачи. Если правильная передача уже предварительно выбрана, то логическая схема переключения разрешает переключение. Величина свободного хода основного исполнительного элемента в раскрывах переключательных коридоров зависит от их выполнения и может заноситься в логическую схему переключения с целью оптимизации движения переключения. Для этого можно заносить в память, например, электронно-перепрограммируемую постоянную память (EEPROM), неизменные величины с программируемым кодом или соответствующие регу