Изобретение касается устройства управления, в частности, для автомобилей с двигателем, системой передачи крутящего момента, как, например, фрикционным сцеплением, и коробкой передач, например, ступенчатой коробкой передач.
Далее, изобретение касается способа настройки, как например, управления и регулировки, манипулирования системой передачи крутящего момента и/или коробкой передач для автоматического управления этими агрегатами.
Такие устройства управления, выполняя цель автоматического управления коробкой передач и/или сцеплением, обладают преимуществом, состоящим в комфортности процесса переключения передач и/или сцепления, который может быть инициирован водителем автомобиля, как, в частности, водителем легковых автомобилей или грузовых автомобилей, или же самостоятельно вводится с помощью разработанной программы благодаря условиям эксплуатации и параметрам рабочего состояния.
Такие устройства управления стали известны для автоматического управления процессом переключения передач, а также процессом выбора позиции включения коробки передач.
Эти устройства управления, которые, в частности, автоматизируют процесс переключения передач и направление управления переключением, имеют сервопривод, как, например, гидравлический цилиндр, так что управление в направлении переключения или выбора позиции включения коробки передач может осуществляться независимо друг от друга.
Далее, при автоматическом переключении необходим еще один сервопривод для управления сцеплением, что в общей сложности делает необходимым для выполнения каждой функции управления наличие своего собственного сервопривода.
Далее, стало известно устройство управления названного выше вида, которое осуществляет управление процессами переключения и выбора позиции включения коробки передач через валы управления переключением передач. Подобные валы управления переключением передач размещены внутри коробки передач.
Для достижения настройки коробки передач может быть целесообразно, если при автоматическом процессе переключения ступеней передач будут учтены защитные функции. Такие функции защищают, например, коробку передач и/или устройство управления от повреждения, если в функции управления или, например, при введении в зацепление шестерен возникает ошибка. Настоящее изобретение касается, далее, более ранней заявки ФРГ - DE 19609924, содержание которой явно относится к содержанию раскрытия настоящей заявки.
Далее, в соответствии с изобретением может быть целесообразно, если названная выше система передачи крутящего момента управляется по методу отслеживания момента. Метод отслеживания момента определяет управляемый передаваемый крутящий момент в основном после возникновения момента вращения двигателя, причем передаваемый крутящий момент, как, например, момент сцепления, расположен в диапазоне некоторых задаваемых допусков или границ - около или выше значения приложенного момента вращения двигателя. Настоящее изобретение касается далее заявки ФРГ - DE 19504847, содержание которой явно относится к содержанию раскрытия настоящей заявки.
В основу настоящего изобретения была положена задача создать такие устройства, которые изготовлены с незначительными затратами деталей и материала и которые могут наипростейшим образом устанавливаться на коробке передач или на картере сцепления для осуществления автоматического управления процессом переключения, выбора позиции включения коробки передач и/или для управления сцеплением.
Далее, в основу настоящего изобретения была положена задача создания интегрированной системы управления, с помощью которой можно целенаправленно осуществлять управление коробкой передач и системой передачи крутящего момента.
Далее, в основу изобретения положена задача создания устройства управления, которое за счет использования передаточных редукторов уменьшает число сервоприводов.
Далее, в основу изобретения положена задача создания устройства, которое за счет использования периодичности в процессе переключения передач и/или в процессе выбора ступеней передачи и/или в процессе сцепления может иметь более простую конструкцию и, в результате этого, например, меньший размер, и, таким образом, требует меньшего монтажного пространства.
Далее, должно быть создано устройство, которое может быть изготовлено очень просто и экономично.
Согласно изобретению в названном выше устройстве, в частности, для автомобилей с двигателем, системой передачи крутящего момента, как например, фрикционным сцеплением и коробкой передач, где система передачи крутящего момента имеет первое средство для включения и/или для выключения сцепления или для манипулирования крутящим моментом, передаваемым системой передачи крутящего момента, коробка передач имеет, по меньшей мере, второе средство для управления процессом переключения передач в пределах ступеней переключения, при необходимости, третье средство для управления процессом выбора положения переключения между ступенями переключения передач, получают за счет того, что электронное управляющее устройство управляет соответственно одним сервоприводом, который соответственно целенаправленно управляет одним средством из трех средств для управления процессом сцепления, процессом переключения передач или процессом выбора позиции включения коробки передач.
Далее, в названном выше устройстве управления, в частности, для автомобилей с двигателем, системой передачи крутящего момента, как, например, фрикционным сцеплением и коробкой передач, где система передачи крутящего момента имеет первое средство для включения и/или выключения сцепления или для манипулирования крутящим моментом, передаваемым системой передачи крутящего момента, коробка передач имеет, по меньшей мере, второе средство для управления процессом переключения передач в пределах ступеней переключения, при необходимости, третье средство для управления процессом выбора положения переключения между ступенями переключения передач, может быть целесообразно, когда два сервопривода управляются одним электронным устройством управления, причем один сервопривод целенаправленно управляет двумя средствами из трех средств управления процессом осуществления сцепления, процессом переключения передач и/или процессом выбора позиции включения коробки передач, а второй сервопривод целенаправленно управляет третьим средством управления процессом осуществления сцепления, процессом переключения передач и/или процессом выбора ступени передачи.
Далее, целесообразно, если одно электронное управляющее устройство управляет двумя сервоприводами, причем первый сервопривод целенаправленно управляет двумя средствами из трех средств управления процессом осуществления сцепления, процессом переключения передач и/или процессом выбора позиции включения коробки передач, и второй сервопривод целенаправленно управляет двумя средствами из трех средств управления процессом осуществления сцепления, процессом переключения передач и/или процессом выбора позиции включения коробки передач.
Согласно изобретению предпочтительно, если первый сервопривод управляет средствами для сцепления и выбора позиции включения коробки передач, а второй сервопривод управляет средствами для сцепления и переключения.
Согласно изобретению предпочтительно также, если первый сервопривод управляет средствами для переключения и выбора позиции включения коробки передач, а второй сервопривод управляет средствами для сцепления и переключения.
Далее, согласно изобретению, предпочтительно также, если первый сервопривод управляет средствами для сцепления и выбора позиции включения коробки передач, а второй сервопривод управляет средствами для переключения и выбора позиции включения коробки передач.
Далее, может быть целесообразным, если сервопривод будет управляться одним электронным управляющим устройством, которое целенаправленно будет управлять тремя средствами управления процессом сцепления, процессом переключения передачи и/или процессом выбора позиции включения коробки передач.
Далее, согласно настоящему изобретению это достигается за счет того, что система передачи крутящего момента имеет первое средство для включения и выключения фрикционного сцепления или для управления крутящим моментом, передаваемым от системы передачи крутящего момента, что коробка передач имеет, по меньшей мере, один вал как, например, вал для управления переключением передач/вал для выбора позиции включения коробки передач, который приводится в действие для выбора позиции включения коробки передач и/или для переключения в пределах кулисы переключения передач, со вторым средством управления процессом переключения в пределах ступеней переключения и с третьим средством для управления процессом выбора между позициями включения коробки передач для закладывания ряда передаточных чисел коробки передач, причем сервопривод управляется электронным устройством управления и приводит в действие, по меньшей мере, два средства управления процессом сцепления, переключения или выбора позиции включения коробки передач.
Далее, целесообразно, если первый сервопривод и второй сервопривод управляются одним электронным устройством управления с центральным вычислительным или компьютерным блоком, причем первый сервопривод приводит в действие два из трех средств управления процессами сцепления, переключения или выбора позиции включения коробки передач, а второй сервопривод приводит в действие одно средство для управления процессом сцепления, переключения или выбора позиции включения коробки передач, который не управляется первым сервоприводом.
В соответствии с изобретательской идеей может быть предпочтительным, если устройства управления автоматическим способом осуществляют наряду, по меньшей мере, с двумя из трех функций, такими, как процесс управления сцеплением, процесс переключения или процесс выбора позиции включения коробки передач, также и другие операции по управлению.
Предпочтительным может быть также вариант, когда первый сервопривод управляет процессом переключения и процессом выбора позиции включения коробки передач, а второй сервопривод управляет процессом сцепления. Преимущественным может быть и вариант, когда первый сервопривод управляет процессом сцепления и процессом переключения, а второй сервопривод управляет процессом выбора позиции включения коробки передач. Соответственно предпочтительным может быть вариант, когда первый сервопривод управляет процессом сцепления и выбора позиции включения коробки передач, а второй сервопривод управляет процессом переключения.
В другой форме выполнения изобретения предпочтительным может быть вариант, когда приведение в действие или управление процесса сцепления и процесса переключения или выбора позиции включения коробки передач с помощью сервопривода будет выполнено таким образом, что в основном будет определена заданная временная последовательность в управлении отдельными средствами за счет формы выполнения сервопривода, как, например, формы выполнения эксцентриков или мальтийских механизмов прерывистого движения.
В соответствии с изобретательской идеей может быть предпочтительным, если в устройствах управления названного выше вида система управления процессом переключения и выбора позиции включения коробки передач, по меньшей мере, посредством одного сервопривода выполнена таким образом, что процесс переключения передач происходит последовательно.
Далее, предпочтительный вариант может состоять в том, что с помощью устройств управления названного выше вида управление процессом переключения и выбора позиции включения коробки передач и форма выполнения, по меньшей мере, одного сервопривода реализованы таким образом, что может происходить процесс переключения передачи из одного включенного положения в любое другое включенное положение.
В соответствии с изобретательской идеей целесообразно, когда в устройствах управления, по меньшей мере, с одним первым сервоприводом, который имеет один элемент привода, как, например, двигатель или электродвигатель, он преобразует движение привода приводного элемента с помощью, по меньшей мере, одного передаточного механизма в соответствующее движение, по меньшей мере, двух из всех средств управления процессами сцепления, переключения или выбора позиции включения коробки передач.
Далее, может быть предпочтительным, если кулачковый приводной механизм, плоский кулачковый приводной механизм, или мальтийский механизм прерывистого движения, или кулисный механизм, или подъемный кулачковый механизм, или червячный механизм, или планетарный механизм применяются в качестве передаточного механизма для, по меньшей мере, одной системы управления процессом сцепления, переключения или выбора позиции включения коробки передач.
Соответствующим образом, может быть предпочтительным, если, по меньшей мере, передаточный механизм представляет собой односторонне действующий кулачковый механизм. Далее, может быть предпочтительным, если, по меньшей мере, один из передаточных механизмов является кулачковым механизмом с геометрическим замыканием или с принудительным управлением. В соответствии с этим фактом может быть целесообразным, если геометрическое замыкание реализуется, например, через зацепляющийся в паз рычаг.
Далее, может быть предпочтительным, если в устройствах управления, по меньшей мере, одно из средств управления процессами сцепления, переключения или выбора позиции включения коробки передач управляется через кулачковый механизм с аксиальной или радиальной траекторией и вызывает смещение или поворотное движение поворотного рычага или толкателя, как, например, роликового рычага. Также может быть целесообразным, если кулачковый механизм выполнен таким образом, что ролик движется на направляющей или вдоль пластины и с помощью аксиального или радиального смещения управляет средством для управления сцеплением или коробкой передач.
Согласно изобретательской идее может быть предпочтительным, если приводное движение, как, например, вращение, винтовое движение или сдвигание, через передаточный механизм преобразуется в исполнительное движение сцепления и/или переключения и/или выбора позиции включения коробки передач, а кинематика сервопривода создает характеристику управления. Кинематика сервопривода может содержать в себе периодичность, которая может реализоваться при управлении движением сцепления, выбором позиции включения или движением переключения. При время от времени возникающей при автоматических процессах систематике могут быть заложены паузы для создания периодичности, которую сознательно используют посредством кинематики сервопривода.
Согласно изобретательской идее может быть предпочтительным, если реализация функции управления, по меньшей мере, двумя процессами, как например, сцеплением, переключением или выбором позиции включения коробки передач может производиться с помощью гидростатического устройства, причем движение смещения поршня, управляемое через отверстия, вызывает срабатывание сцепления и переключение передач.
Соответственно может быть целесообразно, если управление, по меньшей мере, двумя из функций, такими, как сцепление, переключение или выбор позиции включения, проводится с помощью гидравлического устройства, при этом управляются соответствующие клапаны, регулирующие процесс сцепления, переключения или выбора позиции включения коробки. Далее, может быть целесообразно, если схематический принцип действия по управлению процессом сцепления, переключения и/или выбора позиции включения коробки передач отображается на окружности или в аксиальном направлении цилиндра периодически или последовательно и при управлении цилиндром в окружном направлении или аксиально управление сцеплением или коробкой передач происходит с последовательной периодичностью.
Под последовательной периодичностью следует, например, понимать ситуацию, когда при управлении процессом сцепления и процессом переключения происходит управление сцеплением в направлении расцепления до того, как был запущен процесс переключения, а после завершения процесса переключения соответствующим образом опять происходит сцепление. Последовательная манипуляция может соответствующим образом звучать: расцепить сцепление - процесс переключения перевести в нейтральное положение - возможна замена участка передачи путем выбора позиции включения коробки передач - переключение на передачу - включить сцепление муфты.
В следующей форме выполнения изобретения целесообразным образом может иметь место вариант, когда путем использования периодичностей в управлении процессом сцепления, переключения или выбора позиции включения коробки передач может быть достигнут многократный отвод командных кулачков путем поворотного срабатывания командного кулачка.
Преимущество устройства управления по изобретению может состоять и в том, что благодаря использованию периодичностей в управлении можно рассчитывать акторику (сервопривода) или устройство управления, закладывая меньшие размеры и экономя монтажное пространство.
Как следствие другой изобретательской идеи, устройство управления коробкой передач и/или сцеплением для автоматизации процесса переключения, выбора позиции включения и сцепления может быть размещено вне коробки передач и посредством передаточного средства в смысле управления входить в зацепление с коробкой передач, например, в зоне вала для управления переключением и выбором позиции включения коробки передач.
Соответственно может быть целесообразным, если система сервоприводов или же устройство управления будет реализовано внутри картера сцепления или вне его, однако не внутри коробки передач.
В соответствии со следующей изобретательской идеей может быть, в частности, целесообразно, если сервопривод или сервоприводы и соответственно устройство управления будет или будут размещены и соединены шарнирами таким образом, что в основном с помощью такого устройства управления можно автоматизировать коробки передач с ручным управлением, причем в коробку передач не нужно вносить какие-либо существенные изменения.
Далее, в устройствах по изобретению названного выше вида преимущество может состоять в том, что устройство управления может быть смонтировано на имеющейся коробке передач с ручным управлением в виде дополнительного узла, как, например, внешнее дополнительное устройство или приставка.
В соответствии со следующей изобретательской идеей может быть целесообразно, если устройство управления будет выполнено таким образом, что для компенсации усилия и/или для поддержки усилия будет предусмотрен, по меньшей мере, один аккумулятор энергии, который поддерживает усилие управления, по меньшей мере, одного унифицированного узла привода.
В соответствии со следующей изобретательской идеей устройство управления может быть выполнено целесообразным образом так, что для компенсации усилия и/или для поддержки усилия будет предусмотрен, по меньшей мере, один аккумулятор энергии, который поддерживает усилие, по меньшей мере, одного унифицированного узла привода посредством профиля кулачка. Настоящее изобретение касается, далее, более ранней заявки ФРГ - DE 19622643, содержание которой явно относится к содержанию раскрытия настоящей заявки.
В соответствии с изобретательской идеей может быть целесообразно, если будет предусмотрен, по меньшей мере, сенсорный блок, который обнаруживает и показывает усилие управления и/или величину, которая, по меньшей мере, дает представление о процессе управления, например, путь управления. Настоящее изобретение касается, далее, более ранней заявки ФРГ - DE 19622641, содержание которой явно относится к содержанию раскрытия настоящей заявки.
Далее, в соответствии со следующей изобретательской идеей устройство управления может быть выполнено, предпочтительным образом, так, что внутри устройства управления целенаправленно предусмотрена упругость, которая подвергается нагрузке, например, для компенсации допусков перемещения. Настоящее изобретение касается далее более ранней заявки ФРГ - DE 19613528, содержание которой явно относится к содержанию раскрытия настоящей заявки.
Далее, может быть целесообразно, если способ управления системой передачи крутящего момента будет реализовываться с помощью блока управления таким образом, что система передачи крутящего момента будет управляться так, что при незадействованном тормозе, педали акселератора и при включенной передаче коробки передач, используемой при трогании с места, а также при работающем двигателе автомобиль будет ползти. Настоящее изобретение касается, далее, более ранней заявки ФРГ - DE 19616055, содержание которой явно относится к содержанию раскрытия настоящей заявки.
Далее, способ управления системой передачи крутящего момента с помощью использования блока управления может быть преимущественным, если система передачи крутящего момента управляется таким образом, что при трогании с места после оценочного цикла вращающийся момент двигателя увеличивается. Настоящее изобретение касается далее более ранней заявки ФРГ - DE 19611147, содержание которой явно относится к содержанию раскрытия настоящей заявки.
В способе управления системой передачи крутящего момента по изобретению и/или коробкой передач, причем, по меньшей мере, один блок управления соединен с электронным блоком системы электронного управления двигателем с возможностью подачи сигнала, может быть целесообразно, если блок управления управляет увеличением/уменьшением вращающего момента двигателя. Настоящее изобретение касается, далее, более ранней заявки ФРГ - DE 19621106, содержание которой явно относится к содержанию раскрытия настоящей заявки.
Далее, может быть целесообразным, если способ управления системой передачи крутящего момента и/или коробкой передач, причем, по меньшей мере, один блок управления соединен с электронным блоком системы электронного управления двигателем с возможностью подачи сигнала, используется таким образом, что блок управления управляет увеличением/уменьшением вращающего момента двигателя или числа оборотов двигателя при включенной в коробке передач передаче, не предназначенной для движения. Настоящее изобретение касается, далее, более ранней заявки ФРГ - DE 19624008, содержание которой явно относится к содержанию раскрытия настоящей заявки.
В соответствии со следующей изобретательской идеей в случае способа управления системой передачи крутящего момента и/или коробкой передач для применения устройства управления может быть целесообразно, если управление осуществляется с помощью названного выше устройства управления.
Изобретение поясняется более подробно на примере выполнения. При этом:
на фиг. 1 изображено устройство, разрез;
на фиг. 2а-2с - сервопривод, разрез;
на фиг. 3 - кулиса переключения передач;
на фиг. 4 - схематичный чертеж процесса управления сцеплением и коробкой передач в качестве функции траектории управления;
на фиг. 5а-5b - схематичный чертеж процесса управления сцеплением и коробкой передач в качестве функции траектории управления;
на фиг. 6 - разрез устройства по изобретению;
на фиг. 7 - разрез устройства по изобретению;
на фиг. 8 - схематичное изображение функций управления сцеплением и коробкой передач в качестве функции управления сервоприводом;
на фиг. 9 - схематичное изображение функций управления сцеплением и коробкой передач в качестве функции управления сервоприводом;
на фиг. 10 - изображение устройства управления и коробки передач, а также системы передачи крутящего момента;
на фиг.10а - вырез из фиг. 10;
на фиг. 11 - изображение устройства управления и коробки передач, а также системы передачи крутящего момента;
на фиг. 11а - вырез из фиг. 11;
на фиг. 12а - схематичное изображение устройства управления;
на фиг. 12b - вырез из фиг. 12а;
на фиг. 13а - схематичное изображение устройства управления;
на фиг. 13b - схематичное изображение устройства управления;
на фиг. 13с - схематичное изображение устройства управления;
на фиг. 13d - схематичное изображение устройства управления;
на фиг. 13е - схематичное изображение устройства управления;
на фиг. 13f - схематичное изображение устройства управления;
на фиг. 14а - изображение коробки передач с устройством управления;
на фиг.14b - изображение коробки передач с устройством управления;
на фиг. 15 - диаграмма;
на фиг. 16а-16с - блок-схемы;
на фиг. 17а-17d - кулисы переключения передач;
на фиг. 18 - диаграмма;
на фиг. 19 - частичный вид на коробку передач;
на фиг. 20а - кулиса переключения передач;
на фиг. 20b - схематичное изображение элемента коробки передач;
на фиг. 20с - схематичное изображение элемента коробки передач;
на фиг. 21а - кулиса переключения передач;
на фиг. 21b - схематичное изображение элемента коробки передач;
на фиг. 21с - схематичное изображение элемента коробки передач;
на фиг. 22а-25b - диаграммы;
на фиг. 26 - устройство управления;
на фиг. 27 - устройство управления;
на фиг. 28 - устройство управления;
на фиг. 29 - устройство управления;
на фиг. 30 - устройство управления;
на фиг. 31 - устройство управления.
На фиг. 1 изображен сборный маховик 1 с расположенной с первичной стороны маховой массой 2 и с расположенной со вторичной стороны маховой массой 3, а также с гасителем 4 крутильных колебаний, расположенным в силовом потоке между маховой массой, лежащей на первичной стороне, и маховой массой, лежащей на вторичной стороне. На вторичной стороне 3 маховика жестко установлено, например, соединенное заклепками или болтами или сваркой сцепление 5, как, например, фрикционное сцепление, с тарельчатой пружиной 6, нажимным диском 7 и диском 8 сцепления с фрикционными накладками 9.
Возникающий на стороне входа крутящий момент, например, двигателя внутреннего сгорания, в силовом потоке передается от первичной стороны разъемного маховика 2 через гаситель 4 крутильных колебаний дальше - на расположенный со вторичной стороны маховик 3, а также на нажимной диск 7 сцепления 5, при этом фрикционные накладки 9, находящиеся во фрикционном контакте, передают крутящий момент через диск 8 сцепления на входной узел 12, как, например, первичный вал коробки передач расположенной за ним коробки передач.
Тарельчатая пружина для сцепления и расцепления или же соответственно для управления крутящим моментом, передаваемым от системы передачи крутящего момента, получает аксиальную нагрузку в зоне язычков тарельчатой пружины, так что нажимной диск 7 приподнимается с фрикционных накладок 9 и может их освободить. Язычки 13 тарельчатых пружин получают нагрузку в радиальной внутренней зоне от подшипника 14 муфты выключения сцепления, который управляется вилкой 15 выключения сцепления. Вилка 15 выключения сцепления установлена на месте 16 установки подшипника с возможностью опрокидывания или качания и нагружает подшипник муфты выключения сцепления, причем в зоне 17 вилка 15 выключения сцепления приводится в действие или управляется сервоприводом 20.
Сервопривод имеет электродвигатель 21 и червячный привод с червяком и червячным колесом 22, причем эксцентрик 23 расположен коаксиально по отношению к червячному колесу 22. Червячное колесо 22 и эксцентрик 23 могут быть также выполнены как единое целое, причем в зоне, расположенной в радиальном направлении внутри, предусмотрен участок крепления вала 24.
Вилка 15 выключения сцепления имеет в зоне 17 участок крепления, который соединен с цапфой 25, которая нагружается по отношению к эксцентрику 23. Нагрузка вилки выключения сцепления по отношению к эксцентрику 23 происходит на основании предварительного натяга тарельчатых пружин 6.
Цапфа 25 в концевой зоне 17 вилки выключения сцепления закреплена с помощью заклепок, сварки, чеканки или клея или же выполнена вместе с ней как единое целое, причем в зоне прилегания цапфы к эксцентрику может быть выполнено состоящее из скользящего материала покрытие или оболочка.
Червячное колесо 22 может быть выполнено как единое целое с эксцентриком 23, или же обе детали соединены друг с другом. Предпочтительным при этом, в частности, является то, что червячное колесо 22 выполнено как единое целое с эксцентриком в виде пластмассовой детали, в частности, в виде литого изделия. Предпочтительным может быть также и то, что червячное колесо изготовлено из металла, а эксцентрик 23 из металла или пластмассы.
Сервопривод 20 с электродвигателем 21 может быть расположен снаружи картера коробки передач, причем механическое устройство через отверстие проникает в пространство картера коробки передач и управляет как сцеплением, так и валом для управления переключением и выбора позиции включения коробки передач. Передаточный механизм сервопривода может располагаться также вне картера коробки передач, причем в этом случае управление вилкой выключения сцепления и/или валом для управления переключением и для выбора позиции включения коробки передач происходило бы через соответствующую систему тяг и рычагов.
Далее, на фиг. 1 можно видеть вал для управления переключением передач, как, например, шток 30 вилки переключения передач, коробки передач, который в расположенной аксиально передней зоне 31а имеет зубчатый венец 31, причем в этот зубчатый венец 31 зацепляется противолежащее зацепление кулачка 32, который через в основном мальтийский механизм прерывистого движения или через эксцентрик вызывает аксиальное перемещение вала 30 для управления переключением передач/для выбора позиции включения коробки передач.
На фиг. 2а-2с изображено устройство управления в разрезе, при этом можно видеть электродвигатель 21, вал 40 двигателя и шнек 41. Далее существует опорный узел 42 вала 40 электродвигателя 21. Червячное колесо 22 зацепляется шнеком 41 и устанавливается с возможностью вращения с помощью оси 24.
Установленный с возможностью вращения вокруг вала 24 эксцентрик 23 имеет участок 23а, имеющий минимальный радиус, а также участок 23в, имеющий максимальный радиус. Между участками 23а и 23b радиус непрерывно заметно увеличивается.
В следующей форме выполнения изобретения эксцентрик 23 между зонами 23а и 23b может иметь также зоны, которые выполнены с постоянным радиусом. Такие зоны могли бы, например, понадобиться на нейтральной передаче коробки передач.
Цапфа 25, при известных обстоятельствах снабженная слоем-оболочкой 26, которая закреплена на вилке 15 выключения сцепления, нагружается относительно эксцентрика 23, как это представлено на фиг. 2а. На фиг. 2а цапфа 25 в зоне 23а соприкасается с эксцентриком 23. В этой зоне 23а эксцентрика, при нажатом сцеплении, сцепление включено. При растянутом сцеплении такой механизм можно использовать с принудительной ориентацией.
Одновременно на фиг. 23а можно видеть цапфу 45, которая соединена с эксцентриком 23 или с червячной шестерней 22. Эта цапфа 45 при повороте эксцентрика может зацепляться в кулачок 46 поворотного рычага 47, причем поворотный или качающийся (одноплечий) рычаг 47 размещен с возможностью поворота вокруг вала 48. В нижней краевой зоне качающегося (одноплечего) рычага 47 размещен зубчатый венец 49, который входит в зацепление с зубчатым венцом 50 вала 51 для управления переключением передач/для выбора позиции включения коробки передач. Поворот качающегося (одноплечего) рычага 47 вокруг поворотной оси 48 одновременно приводит в движение шток 51 вилки переключения передач в осевом направлении.
Качающийся (одноплечий) рычаг 47 представляет собой простую форму мальтийского механизма прерывистого движения, в котором имеется лишь один кулачок или отверстие 46. Цапфа 45 входит в зацепление с кулачком 46 и поворачивает кулачок или же качающийся (одноплечий) рычаг 47, прежде чем он опять выйдет из кулачка.
Положение качающегося (одноплечего) рычага 47 на фиг. 2а соответствует конечному положению штока 51 вилки переключения передач на участке включения коробки передач. Фиг. 2b показывает по сравнению с фиг. 2а положение эксцентрика или же червячной шестерни 22, 23, который проворачивается на некоторую угловую величину, так что цапфа 25 прилегает в зоне 23b своим максимальным радиусом, и за счет возникшего в результате этого поворота вилки выключения сцепления сцепление открывается. Далее цапфа 45 начинает входить в зацепление с кулачком 46 качающегося (одноплечего) рычага 47. Положение качающегося (одноплечего) рычага 47, как и вала 51 управления переключением передач, остается по сравнению с фиг. 2а в основном без изменения.
Фиг. 2с показывает эксцентрик 23 или же червячную шестерню 22, которые по сравнению с фиг. 2b повернуты опять же на некоторое угловое значение. Сцепление опять же выключено, что можно определить по тому, что цапфа 25 нагружает эксцентрик в зоне 23b своим большим радиусом и, таким образом, удерживает вилку выключения сцепления в положении, которое удерживает сцепление выключенным. Поворот эксцентрика с цапфой 45 вызвал поворот кулачка 46 и качающегося (одноплечего) рычага 47, так что шток 51 вилки переключения коробки передач переместился посредством зубчатого венца 49, 50 в аксиальном направлении, а шток вилки переключения передач на фиг. 2с находится во второй конечной позиции. Позиция штока вилки переключения передач на фиг. 2а и 2b может, например, соответствовать позиции первой передачи, причем шток вилки переключения передач на фиг. 2с находится в положении, соответствующем положению, например, второй передачи.
Исходя из фиг. 2с, поворачивание эксцентрика 23 вокруг оси 24 вращения в направлении против часовой стрелки вызывает опять же включение фрикционного сцепления, при этом не происходит никакого движения переключения.
На фиг. 3 показана кулиса переключения передач коробки передач, причем участки переключения 50а, 50b, 50с соединены друг с другом отрезками 51а и 51b. Передачи 1, 3 и 5 располагаются на участках переключения впереди, причем передачи 2, 4 и R располагаются на участках переключения сзади, а в промежуточной зоне отрезка, где происходит выбор позиции включения коробки передач, расположена нейтральная зона.
На фиг. 4 представлена схема работы сервопривода или же устройства управления коробки передач и сцепления, как это, например, представлено на фиг. 1-2с. Над траекторией управления сервопривода схематично представлена как позиция или состояние включения сцепления, так и позиция вала для управления переключением передач/для выбора позиции включения коробки передач на траектории переключения кулисы переключения передач. Кривая 60 показывает состояние сцепления, причем в случае траектории управления или же позиции управления сервоприводом 61 сцепление замкнуто или же включено. При выполнении управления сервоприводом с траектории 61 управления на траекторию 62 управления сцепление выключается согласно примеру выполнения в соответствии с конфигурацией кривой 60. Далее могут быть реализованы варианты согласно кривым 60а или 60b. Далее возможны также и другие функции выключения в качестве функции траектории управления.
При управлении сервоприводом от траектории управления или же от позиции 62 к позиции 63, в частности, до позиции 68 не происходит изменения состояния выключения сцепления, причем в зоне от позиции 68 до позиции 69 сцепление в соответствии с конфигурациями кривых 60, 60а и 60b или в соответствии с конфигурацией другой кривой может быть вновь включено.
Кривая 70 показывает прохождение позиции, например, штока-вилки переключения передач на одном из участков 50а-50с переключения кулисы переключения передач, причем значение 71 одной позиции соответствует второй, четвертой передаче или передаче заднего хода (2, 4, R), а позиция 72 соответствует нейтральной зоне, причем позиция 73 соответствует позиции, соответствующей передачам 1, 3 или 5.
При управлении сервоприводом в зоне позиций 61-63 переключение передач находится в зоне передач 2, 4, R. В зоне траектории управления 63-64 шток-вилка 51 переключения передач перемещается таким образом, что она находится в нейтральной зоне. На траектории управления между позицией 64 и, в основном, 66 при траектории управления между позициями 66 и 67 шток-вилка переключения передач перемещается в направлении передач 1, 3, 5. При траектории движения от позиции 57 включена одна из передач 1, 3, 5.
Фиг. 4 изображает в зоне между позицией 62 и 63 траекторию управления, при которой сцепление полностью выключено, а процесс переключения передач еще не начинался.
На фиг. 5а изображен фрагмент диаграммы на фиг. 4, причем на нижнем участке траектории управления сцеплением изображено состояние между включенным и выключенным сцеплением, а на верхней диаграмме представлена позиция траектории переключения на участке переключения кулисы переключения передач. Между позицией 80 и позицией 81 сцепление включено, причем кривая 90, которая показывает включенное состояние сцепления, располагается на одинаковом уровне. В позиции 81 начинается процесс выключения сцепления, который заканчивается в позиции 82, и, таким образом, кривая 90 позиции 82 остается как функция траектории управления на том же уровне. Кривая 91, которая представляет процесс переключения или траекторию переключения, находится в промежутке времени между позициями 80 и 82 в зоне передач 2, 4, R, и траектории управления у позиции 82 начинается процесс переключения передач, который в позиции 83 может находиться в нейтральной зоне. К моменту времени, соответствующему позиции 82, не только заканчивается процесс выключения сцепления, но и начинается процесс переключения передач. Таким образом, на фиг. 5а реализуется управление, которое можно сравнить с управлением согласно фиг. 4, при этом позиции 62 и 63 фиг. 4, которые находятся на расстоянии друг от друга, сливаются на фиг. 5а в одну позицию, как, например, в позицию 82.
На фиг. 5b изображена характеристика процесса управления согласно фиг. 4 и 5а, при этом сцепление включается в зоне между позициями 84 и 85, а выключается в зоне позиций, расположенных между 85 и 86, а начиная с позиции 86, сцепление выключается полностью. Процесс переключения передач начинается в позиции 87 и заканчивается в позиции 88, сперва в нейтральной зоне. На фиг. 5b четко видно, что позиция 87 достигается до того, как будет достигнута позиция 86, и, таким образом, процесс переключения передач инициируется или начинается до того момента, когда сцепление будет полностью выключено.
Фиг. 5а и 5b показывают соответственно лишь фрагмент процесса управления процессом переключения передач и процессом управления сцепления, причем параметрами при завершенном процессе переключения передач и при завершенном процессе управления сцеплением согласно фиг. 4, 5а или 5b можно управлять.
Благодаря жесткому соединению червячного колеса 22 по примеру выполнения и эксцентрика 23 за счет управления электродвигателем 20 происходит управление как сцеплением через эксцентрик, так и движение включения через цапфу 45 и качающийся одноплечий рычаг 47. Относительное положение и выполнение между цапфой 45 и эксцентриком 23 определяет как корреляцию между процессом управления сцеплением, то есть функцию между траекторией управления и состоянием включенного сцепления, так и процесс включения как функцию траектории управления. В зависимости от выполнения сервопривода управление может быть реализовано как функция траектории управления согласно фиг. 4, 5а или 5b, причем вместе с формой выполнения функция управления сцеплением и управления процессом переключения устанавливается как функция траектории управления.
В соответствии с формой выполнения, приведенной на фиг. 1 и 2а-2с, через качающийся одноплечий рычаг 47 и цапфу 45, как, например, мальтийский механизм прерывистого движения, может задействоваться или управляться также и траектория выбора позиции включения коробки передач внутри кулисы переключения. Вследствие этого при управлении сцеплением и траекторией выбора позиции включения коробки передач с помощью сервопривода, например, шток-вилки 51 переключения передач прокручивалась бы или приводилась бы в движение в окружном направлении, причем управление в аксиальном направлении, то есть в направлении переключения, не зависело бы от управления траекторией выбора позиции включения коробки передач.
На фиг. 6 изображен вид спереди на сервопривод 100 для управления сцеплением и на управление процессом переключения, а также на еще один сервопривод 101 для управления процессом выбора позиции включения коробки передач. Выходной вал электродвигателя 110 приводит в движение червяк 111, который приводит в движение червячное колесо 112. Червячное колесо 112 жестко связано с эксцентриком 113 или выполнено вместе с ним как единое целое, причем червячное колесо 112 и эксцентрик 113 установлены с возможностью вращения посредством вала 114. Вилка выключения сцепления 115, которая установлена в точке 115а с возможностью поворота и которая может управлять подшипником выключения сцепления, нагружается через цапфу 116 относительно эксцентрика, причем эта нагрузка вызвана предварительным натяжением тарельчатой пружины.
Вращение эксцентрика вызывает колебание вилки 115 выключения сцепления, которая включает и выключает сцепление.
Далее, опрокидывание качающегося одноплечего рычага 117, как это показано в примерах выполнения фиг. 1, 2а-2с, вызывается аксиальным движением штока-вилки 118 переключения передач, причем процесс переключения в пределах участков переключения передач кулисы переключения передач управляется. Фиг. 6 изображает еще один сервопривод 101,
который осуществляет управление процессом выбора позиции включения коробки передач, при этом сервопривод 101 состоит, в основном, из электродвигателя 120 с выходным валом 121 и резьбовой муфтой 122, причем под воздействием вращения вала двигателя резьбовая муфта 122 аксиально смещается, а элемент 123 управления приводится в действие с возможностью поворачивания коаксиально штоку-вилке переключения передач. За счет проворачивания элемента 123 управления производится движение выбора позиции включения коробки передач в форме проворачивания штока-вилки переключения передач.
Пример выполнения на фиг. 6 представляет, таким образом, сервопривод 100, который при выполнении движения управления сначала выключает сцепление, а затем осуществляет процесс переключения в нейтральную зону, причем после этого с помощью сервопривода 101 имеется возможность менять участок переключения, используя процесс выбора позиции включения коробки передач, до того, как следующий процесс переключения произведет переключение во включаемую передачу, а затем снова замыкается сцепление.
Таким образом, система сервоприводов состоит из двух сервоприводов, причем один сервопривод берет на себя функцию переключения и сцепления, то есть соответственно управляет ею, а второй сервопривод берет на себя функцию выбора позиции включения коробки передач или производит управление ею. Такая система приводит к автоматизированному процессу переключения и сцепления без последовательного управления, то есть в любой момент имеется возможность произвести переключение из включенной в данный момент передачи на любую другую передачу.
Система сервоприводов или же устройство управления по фиг. 6 может быть размещено внутри корпуса коробки передач или вне корпуса коробки передач. Подобное устройство управления могло бы быть присоединено к традиционной коробке передач с ручным управлением, так чтобы отпала необходимость в выборе передачи с помощью выполнения движения выбора/переключения посредством рычага управления автоматической коробкой передач.
На фиг. 7 изображено устройство управления траекторией выбора позиции включения коробки передач и переключения с помощью последовательного выборочного способа.
Электродвигатель 200 через вал 201 приводит в движение червяк 202, который зацепляет червячное колесо 203 и в результате этого начинает совершать вращательное движение, причем червячная передача редуцирует вращательное движение двигателя. Коаксиально червячному колесу 203 размещен эксцентрик 204, причем червячное колесо 203 и эксцентрик 204 вращаются вокруг вала или оси 205. Эксцентрик 204 имеет зону с минимальным радиусом 204а и зону с максимальным радиусом 204b, причем эти зоны 204а и 204b в этом примере выполнения противолежат друг другу. Могут быть предусмотрены и другие формы выполнения эксцентрика, когда, например, эксцентрик имеет две или более зоны с минимальным радиусом и две или более зоны с максимальным радиусом. Далее, с эксцентриком 204 жестко установлена выступающая в аксиальном направлении цапфа 206. Устройство включает, далее, мальтийский механизм 207 прерывистого движения, который посредством диска с выработанными фиксирующими положениями или отверстиями 208, а также цапфу 206, которая входит в зацепление с фиксирующими позициями. При вращении эксцентрика вокруг оси 205 диск 207 вращается вокруг оси до тех пор, пока цапфа 206 находится в зацеплении с фиксирующей позицией.
При вращательном движении эксцентрика с расположенной аксиально цапфой 206 диск 207 продолжает вращаться до тех пор, пока цапфа 206 не выйдет из фиксирующего положения 208. При дальнейшем вращении эксцентрика диск 207 продолжает стоять до тех пор, пока эксцентрик не провернули настолько далеко, что цапфа 206 может войти в зацепление со следующей фиксирующей позицией. Благодаря форме выполнения эксцентрика и мальтийского механизма прерывистого движения диск 207 поворачивается - на каждый оборот эксцентрика - всего лишь на величину угла, между каждыми двумя фиксирующими положениями, то есть в этом примере выполнения соответственно на 90o. Соответствующим образом через эксцентрик 203, а также через диск 207 мальтийского механизма прерывистого движения 207 происходит управление движением переключения передач или соответственно движением выбора позиции включения коробки передач.
При вращении червячного колеса 203 один раз поворачивается вокруг оси 205 также и эксцентрик. В результате этого рычаг, шарнирно прикрепленный к контуру эксцентрика, выполняет движение тангажа туда и обратно. Одновременно диск 207 продолжает поворачиваться на 80o.
Вал 201 переключения передач/выбора позиции включения коробки передач может проворачиваться в окружном направлении с помощью рычага 211, а в аксиальном направлении может приводиться в действие с помощью рычага 212. Вращение вала 210 переключения передач/выбора позиции включения коробки передач с помощью рычага 211 осуществляется за счет соприкосновения рычага 211 в зоне 213 с эксцентриком 204, причем зона 213 рычага 211 в основном опирается на наружный край эксцентрика 204 или нагружает его. При поворачивании эксцентрика зона 213 рычага 211 приходит в соприкосновение соответственно в другой зоне периметра эксцентрика, и поскольку эксцентрик соответственно имеет зависимый от местоположения и соответственно от угла радиус, то рычаг 211 поворачивается в зависимости от углового положения эксцентрика.
В этом представленном на фиг. 7 примере выполнения зона 213, которая может быть выполнена скользящей или обкатанной, при одном обороте эксцентрика 204 попадает соответственно один раз в зону с минимальным радиусом 204а и один раз в зоне 204b с максимальным радиусом.
Поворот вала для управления переключением передач/для выбора позиции включения коробки передач в аксиальном направлении с помощью рычага 212 осуществляется таким образом, что рычаг 212 установлен в зоне 215 с возможностью поворота и имеет в зоне 216 зону 217 обкатки, которая скользит или катится вдоль аксиальной подъемной кривой на мальтийском крестообразном экере 207, таким образом за счет поворотного движения мальтийского крестообразного экера происходит управление аксиальным движением вала для управления переключением передач/вала выбора позиции включения коробки передач.
Фиг. 8 изображает схематично положение вала переключения передач/выбора позиции включения коробки передач или же управление при переключении и выборе в зависимости от управления сервоприводом. Кривая 250 показывает позицию или положение вала для управления переключением передач/выбора позиции включения коробки передач в направлении выбора, причем функция выбора определяет установку вала для управления переключением передач/вала выбора позиции включения коробки передач на соответствующем участке переключения 1, 2, 3.
Кривая 251 представляет положение или позицию вала для управления переключением передач/вала выбора позиции включения коробки передач в направлении переключения, то есть внутри любого участка переключения по направлению вперед в направлении передач 1, 3, 5, или же в нейтральном положении в средней зоне или назад в направлении передач 2, 4, R, в соответствии с фиг. 3. Положение 1 переключения представляет процесс переключения вперед, положение 2 переключения - процесс переключения назад.
По изображению кривой 251 видно, что функция переключения является периодической. Протекание процесса переключения может быть периодическим, если сменяемость положения вперед - назад соответствует последовательности операций переключения (см. фиг. 3). Это касается последовательности позиций - нейтральная - передача (вперед) - нейтральная - передача (назад) (на том же участке) - нейтральная - смена участков в нейтральной зоне.
Исходя из первой передачи, которая включена при размещении на участке 1 переключения впереди (см. фиг. 3), эксцентрик 204 двигается таким образом, что рычаг 211 движется, а вал для управления переключением передач/для выбора позиции включения коробки передач из позиции первой передачи попадает в позицию нейтральную участка 1 переключения (см. кривая 50а на фиг. 3). Зона вокруг нейтральной (см. зону 253) сохраняется по причине симметрии, несмотря на то, что в процессе переключения с первой на вторую передачу не происходит смены участков переключения, то есть не происходит процесс выбора. При дальнейшем вращении эксцентрика 204 зона 213 рычага 211 попадает в зону 204а, зону минимального радиуса эксцентрика. Исходя опять же из первой передачи и предположительного движения смены передачи с первой передачи на передачу заднего хода, эксцентрик вращается соответствующим образом в противоположном направлении по сравнению с переключением передач с первой передачи на вторую передачу.
Переключение со второй передачи на третью передачу связано с процессом выбора позиции включения коробки передач, то есть со сменой участка переключения.
Положение эксцентрика 20 в позиции 254 (то есть, 2-я передача) меняется вследствие поворотного движения. Таким образом, вторая передача снимается и устанавливается в нейтральное положение. При достижении нейтральной позиции мальтийский механизм прерывистого движения поворачивается, и через отформованный в зоне 217 аксиальный подъемный кулачок с помощью рычага 212 приводится в движение вал 210 для управления переключением передач/вал для выбора позиции включения коробки передач, а участок переключения меняется, прежде чем следующий поворот эксцентрика 204 включит 3-ю передачу.
Переключение с 3-й на 4-ю передачу соответствует переключению с 1-й на 2-ю передачу. Переключение передач 4-я - > 5-я квази эквивалентно переключению передач 2-я - > 3-я или соответственно в обратном порядке.
Коробка передач или соответственно акторика, которая наряду с процессом переключения передач и выбора позиции включения коробки передач управляет также и сцеплением, должна быть выполнена таким образом, чтобы кривая 250 и 251 в основном сохранилась, причем функция сцепления открыть - закрыть должна иметь место при каждой включенной передаче. Таким образом, время ожидания в зоне пиков кривой 251 необходимо (см. фиг. 9 в зонах 300). В этих зонах после функции кривой 301 сцепление открывается или же закрывается. Как только инициировано переключение передач, сцепление открывается, прежде чем сервопривод не произведет изменение в положении вала для управления переключением передач/вал для выбора позиции включения коробки передач.
На фиг. 10 показано устройство управления коробкой передач, как для переключения передач и/или для выбора позиции включения коробки передач, и/или передаточного числа, и/или системы передачи крутящего момента в цепочке привода не изображенного здесь автомобиля.
На фиг. 10 показано устройство 400 управления для управления процессом приведения в действие системы 401 передачи крутящего момента, а также коробки передач 402. Система 401 передачи крутящего момента в примере выполнения выполнена в виде фрикционного сцепления с диском сцепления 403 с фрикционными накладками 404, причем сцепление имеет далее нажимной диск 405, крышку 406 картера сцепления, а также аккумулятор энергии, как, например, тарельчатая пружина 407. С помощью элемента управления, как, например, подшипник выключения сцепления 408, язычки 409 тарельчатых пружин приводятся в действие для включения и/или выключения системы передачи крутящего момента, как, например, сцепление 401. Сцепление 401 закреплено на маховом колесе 410, которое со стороны привода, например, кинематически связано с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания. Маховое колесо 410 может быть выполнено в виде цельного махового колеса или, как представлено на фиг. 10, в виде сборного махового колеса. Сцепление может быть выполнено в виде электромагнитного сцепления или в виде другого сцепления.
Сборное маховое колесо имеет расположенную с первичной стороны маховую массу 411, которая с помощью крепежных средств 412 жестко крепится, например, на коленчатом валу двигателя внутреннего сгорания. Первичная маховая масса 411 имеет камеру 413, в которой могут крепиться аккумуляторы энергии 414 в окружном направлении. Между аккумуляторами энергии находится в зацеплении фланец 415, который жестко связан со вторичной маховой массой 416 с помощью крепежных средств 417. Исходя из первичного махового колеса 411, крутящий момент передается через аккумуляторы энергии 414 на фланце 415 и на вторичное маховое колесо 416 или на вторичную маховую массу 416, откуда вращающий момент через сцепление переносится на входной вал 420 коробки передач. Маховое колесо с двумя массами имеет опору 421, которая крепит обе маховые массы относительно друг друга, по меньшей мере, по ограниченной угловой зоне в окружном направлении подвижно, а в аксиальном направлении - жестко. Аккумуляторы энергии 414 крепятся в пространстве 413, причем аккумуляторы энергии могут крепиться в этих зонах с помощь смазочного материала. Далее могут быть предусмотрены демпферы 422 крутильных колебаний.
Коробку передач можно видеть только в частичном изображении, причем входной вал 420 коробки передач может соединяться с шестернями 430, 431, 432 или 433 переключения передач, причем эти шестерни переключения передач жестко соединены с не изображенными шестернями выходного вала коробки передач. Далее можно видеть переключающие втулки 434 и 435 сцепной муфты, которые имеют возможность смещения в аксиальном направлении и реализуют жесткое соединение между шестернями переключения передач и входным валом коробки передач, а также осуществляют синхронизацию.
Подвижные скользящие втулки или переключающие втулки сцепной муфты имеют возможность смещения в аксиальном направлении посредством вилок 436, 437 переключения передач, причем вилки смонтированы на подшипниках на направляющей колонке 439 с помощью направляющей 438 с возможностью смещения.
На фиг. 10 можно увидеть, что подвижная скользящая втулка 435 сместилась из состояния покоя влево, а подвижная скользящая втулка 434 установлена в своем состоянии покоя. Таким образом, подвижная скользящая втулка 435 обеспечивает жесткое соединение между входным валом 420 коробки передач и шестерней 432 переключения передач, причем шестерни 430, 431 и 433 переключения передач не соединены жестко с входным валом коробки передач.
Устройство 400 управления имеет приводной узел, как например, электродвигатель 450, который приводит в движение шестерни 452 с помощью приводного вала. Шестерня 452 своим зубчатым венцом входит в зацепление с зубчатым венцом наружного кольца 453 подшипникового механизма выключения сцепления. Наружное кольцо 453 в аксиальном направлении жестко прилегает с помощью кольца 454 к крышке 406 сцепления. Внутреннее кольцо 455 подшипникового механизма выключения сцепления несет на себе подшипник 408 выключения сцепления. Внутреннее кольцо 455 через тело 456 качения соединено с наружным кольцом, причем при относительном скручивании внутреннего кольца относительно наружного кольца 455, 453 внутреннее кольцо имеет возможность смещения. Смещение элемента 455 осуществляется на основе рамп и противорамповых устройств между элементом 455 и элементом 453, причем внутреннее кольцо 455 установлено, в основном, жестко без возможности поворота. В результате этого при скручивании наружного кольца целенаправленно регулируется аксиальное смещение внутреннего кольца, причем в результате этого целенаправленно приводится в действие система передачи крутящего момента.
На фиг. 10а изображается эта система управления подшипником 408 выключения сцепления в увеличенном масштабе, причем, далее, можно видеть имеющий возможность смещения в аксиальном направлении элемент 460, который, например, может перемещаться с помощью электромагнитов или электродвигателей 461 и 462. Благодаря целенаправленному управлению электромагнитами 461, 462 подшипник выключения сцепления может нагружаться в аксиальном направлении таким образом, что сцепление остается выключенным, несмотря на то, что кольцо 453 прокручивается, а на основе прокручивания не может произойти выключение (расцепление) муфты сцепления. Между элементом 455 и подшипником 408 выключения сцепления размещены тела 463 качения.
Подшипник 464 крепит входной вал 420 коробки передач относительно корпуса 465.
Далее, на фиг. 10 представлен вал 470, который смонтирован в корпусе 465 с возможностью вращения посредством подшипника 471. Вал 470 приводится во вращение с помощью шестерни 472, причем шестерня 472 входит в зацепление с зубчатым венцом элемента 453. Таким образом, с помощью электродвигателя 450 и шестерни 452 через шестерню 453 приводится во вращение вал 470. Вал 470 имеет пазы 473 и 474, в которые зацепляются выступы 475 и 476 вилок 473 и 436 переключения передач. Исходя из формы пазов в окружном направлении вала 470, при вращении вала может происходить аксиальное смещение вилок 436, 437 переключения передач.
Система управления электродвигателем 450 приводит в движение, таким образом, в определенной последовательности систему передачи крутящего момента, а также коробку передач, причем соответственно сначала открывается система передачи крутящего момента, затем рычаг коробки передач устанавливается в нейтральное положение, коробка передач находится в нейтральном положении, а после этого может быть включена передача и потом может быть снова закрыта система передачи крутящего момента. Далее, между процессом установки рычага коробки передач в нейтральное положение и процессом включения передачи сцепление может закрываться и снова открываться. Передачи коробки передач могут включаться в следующей последовательности 1-2-3-4-5-R или R-1-2-3-4-5.
С помощью вспомогательных приводов 460-462, как например, электромагнит, можно предотвратить промежуточное замыкание и открытие сцепления во время процесса переключения передач через несколько передач, причем во время одного процесса переключения, например, с пятой передачи на первую передачу сцепление сначала открывается, затем происходит переключение с пятой передачи через четвертую, третью и вторую передачи на первую передачу, а после этого сцепление при необходимости закрывается. Вспомогательный привод для промежуточного открытия муфты во время процесса последовательного переключения может быть выполнен в виде работающего от электромагнита привода или в виде работающего от электродвигателя привода.
Пазы 473 и 474 вала 470 управления переключением передач выполнены таким образом, что может происходить переключение с первой передачи на вторую передачу или в нейтральную зону. Это означает, что на каждую вилку переключения передач приходится один паз, который позволяет производить переключение двух шестерней передач. Таким образом, при пятиступенчатой или шестиступенчатой коробке передач имеются три или четыре вилки переключения передач.
На фиг. 11 изображено устройство 500 управления системой 501 передачи крутящего момента и/или коробкой передач 502. Коробка передач имеет шестерни 503а, 503b, 503с и 503d передач, которые могут посредством подвижных скользящих втулок 505а и 505b кинематически соединяться с входным валом 510 коробки передач. При этом подвижные скользящие втулки 505а и 505b с помощью вилок 504а и 504b могут приводиться в действие в аксиальном направлении. Это приведение в действие осуществляется через шток-вилки 506 переключения передач, которые, например, нагружаются приводом 507, причем привод управляется от узла 508 управления. Привод 507 может содержать узел управления, как, например, электродвигатель или несколько электродвигателей, причем далее редукторы могут присутствовать и внутри привода. Управление системой передачи крутящего момента осуществляется через механизм подшипника 520 выключения сцепления, как он уже был пояснен на фиг. 10.
На фиг. 11а в увеличенном виде еще раз изображены механизм 520, причем наружное кольцо 521 через тело качения 522 и рамповые и противорамповые устройства кинематически соединены с внутренним кольцом 523. Наружное кольцо 521 смонтировано на крышке 524 системы передачи крутящего момента аксиально прочно, однако с возможностью проворота. Внутреннее кольцо 523 установлено с подшипником выключения сцепления так, что оно нагружает язычки 525 тарельчатой пружины аккумулятора энергии системы передачи крутящего момента. Наружное кольцо 521 имеет штифт 526, который зацепляется в паз 527 системы тяг и рычагов, как, например, шток-вилки переключения передач 506.
Паз 527 выполнен смодулированно таким образом, что вращение в окружном направлении кольца 521 во время управления штоком-вилкой 506 переключения передач в аксиальном направлении происходит так, что может происходить целенаправленное включение и/или выключение системы передачи вращающего момента до или после процесса переключения. Паз 527 имеет осевую составляющую и окружную составляющую.
На фиг. 12а показано устройство 600 управления для управления системой 601 передачи крутящего момента и коробкой передач. Система передачи крутящего момента имеет крышку 602 картера сцепления, аккумулятор 603 энергии, нажимной диск 604, а также диск 605 сцепления. Сцепление 601 жестко соединено с маховым колесом 606, причем маховое колесо 606 соединено с выходным концом вала отбора мощности, как, например, коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания. Сцепление приводится в действие с помощью подшипника 607 выключения сцепления, причем подшипник 607 выключения сцепления нагружает тарельчатую пружину 603 муфты сцепления с целью включения и/или выключения сцепления.
Подшипник 607 выключения сцепления приводится в действие посредством рычага 608 выключения сцепления, который в радиальной внутренней зоне опирается на подшипник 607 выключения сцепления. Рычаг 608 выключения сцепления установлен подвижно в зоне 609. Далее рычаг 608 выключения сцепления нагружает в своей концевой зоне 610, удаленной от сцепления, кулачковый профиль 611, который расположен в зоне элемента 612. Нагружаемый кулачковый профиль 611 смодулирован как функция окружного направления в осевом направлении, так что при вращении элемента 612 происходит аксиальное смещение точки нагрузки. В результате этого происходит опрокидывание рычага 608 в зоне поворотной опоры 609, так что происходит процесс управления сцеплением, как, например, его включение и выключение.
Вращение элемента 612 с кулачковым профилем 611 происходит посредством приводного узла 613, как, например, электродвигатель.
Электродвигатель управляется блоком 614 управления. Далее имеется второй привод 615, как, например, вспомогательный привод, который может нагружать, фиксировать или блокировать выключенное сцепление таким образом, что оно несмотря на приведенную в нейтральное положение систему управления сервоприводом 600 посредством кулачкового профиля остается в выключенном состоянии. Сервопривод 600 производит управление сцеплением для включения его, а сервопривод 615 блокирует выключенное сцепление в целенаправленно отрегулированных точках эксплуатации.
Сервопривод 615 посредством привода 616 сигнализации соединен с блоком 614 управления с возможностью подачи сигнала, при этом блок 614 управления через привод 617 сигнализации соединен с электродвигателем с возможностью подачи сигнала.
Вспомогательный сервопривод 615 для целенаправленного удерживания сцепления в разомкнутом состоянии может быть реализован, например, за счет электромагнита и управляемого им фиксатора или с помощью электродвигателя и соответствующего фиксатора.
Далее, сервопривод 600 имеет элемент 620, похожий на валик, который в основном по своему наружному периметру 621 имеет паз 622, меняющийся в аксиальном направлении как функция угла вращения. В паз 622 зацепляется цапфа 623, которая кинематически связана с элементом 624 управления коробки передач. Элемент 624 управления является подвижным за счет модуляции паза 622 и за счет зацепления цапфы в аксиальном направлении. Элемент 624 представляет собой элемент управления для выполнения управления, как, например, переключения и выбора передаточного числа или передачи в коробке передач.
Если коробка передач имеет типичную расширенную схему переключения "Н" с переключающими участками и траекторией выбора позиции включения между переключающими участками, то с помощью элемента 624 и аксиального управления можно производить переключение в пределах одного участка переключения. Например, в пределах участка переключения можно производить переключение из одной позиции передачи в нейтральную позицию или в другую позицию передачи, а также можно производить переключение из нейтральной позиции в позицию передачи.
Далее, приводной узел 613 приводит в движение вал 625, который по своему наружному периметру имеет кулачковый профиль, смодулированный в радиальном направлении, если происходит вращение вала.
На этот кулачковый профиль опирается элемент 627. Этот элемент 627 в основном жестко соединен с элементом 624 управления. Опора в зоне опоры на кулачковый профиль 626 может происходить, например, с помощью ролика или же с помощью опорного башмака 628. За счет опирания в зоне модулированного кулачкового профиля может происходить скручивание элемента 624, как элемента управления. В результате этого может, например, происходить процесс выбора в коробке передач одного участка переключения из нескольких участков переключения.
На фиг. 12b изображен разрез вала 625 с кулачковым профилем 626, а также с рычагом 627, имеющим ролик 628.
На фиг. 13а-13f показаны варианты автоматического управления коробкой передач и системой передачи крутящего момента. При этом целесообразно, если сервопривод автоматически управляет функциями сцепления, переключения и выбора позиции включения коробки передач. Далее, целесообразно, если один сервопривод автоматически управляет функциями сцепления и переключения, а другой сервопривод автоматически управляет функцией выбора позиции включения коробки передач. Далее, может быть целесообразным, если один сервопривод автоматически управляет функциями сцепления и выбора позиции включения коробки передач, а другой сервопривод автоматически управляет функцией переключения. Далее, может быть целесообразным, если один сервопривод автоматически управляет функциями переключения и выбора позиции включения коробки передач, а другой сервопривод автоматически управляет функцией сцепления. Согласно следующему предпочтительному примеру выполнения изобретения может быть целесообразным, если соответственно один сервопривод целенаправленно управляет функциями сцепления, переключения и выбора позиции включения коробки передач. Также целесообразно, если один сервопривод применяется для сцепления и выбора позиции включения коробки передач, а другой сервопривод применяется для сцепления и переключения. В соответствии с целесообразным вариантом может быть предпочтительным, если один сервопривод управляет функциями сцепления и выбора позиции включения коробки передач, а второй сервопривод управляет переключением и выбором позиции включения коробки передач. Далее, может быть целесообразным, если один сервопривод управляет сцеплением и переключением, а другой сервопривод управляет переключением и выбором позиции включения коробки передач.
При использовании трех сервоприводов один или другой сервопривод может управлять более чем одной функцией сцепления, переключения и/или выбора позиции включения коробки передач.
На фиг. 13а показана блок-схема для схематического изображения возможных вариантов управления согласно изобретению автоматической ступенчатой коробкой передач и автоматической системой передачи крутящего момента. Исходя из привода 701 управления, как, например, приводной узел или электродвигатель, этот сервопривод приводит в движение коробку 702 передач с разделением мощности, причем отдельные цепочки 703, 704 мощности системы 702 разделения мощности, при необходимости, могут иметь различные передаточные отношения i1 и i2. Коробка 702 передач может, например, представлять собой гетеродинную коробку передач, как то - планетарную передачу. Перед коробкой передач и после нее предусмотрены, при необходимости, переключатели 705, 706, которые размещены соответственно в отдельных дорожках мощности. Эти переключатели 705, 706 могут быть выполнены, например, в виде сцеплений или тормозов или в виде других механических переключателей. Оба переключателя могут быть соединены друг с другом таким образом, что управление сцеплением фиксируется, если для управления процессом переключения и/или процессом выбора позиции включения коробки передач производится переключение. Фиксироваться может также система управления процессом переключения и/или выбора позиции включения коробки передач, если для управления сцеплением производится переключение. На траектории управления для управления сцеплением используется далее коробка передач 707, которая, например, осуществляет преобразование движения вращения в движение сдвига. Такое преобразование может производиться, например, с помощью кулачкового привода и/или шпиндельного привода.
Цепочка 708 управления используется для управления сцеплением. Цепочка 709 управления используется для управления процессом переключения и/или выбора позиции включения коробки передач, причем комбинация процесса переключения и выбора позиции включения может происходить в определенной последовательности или в неопределенной последовательности. Объединение управления процессом переключения и процессом выбора позиции включения может происходить, например, с помощью коробки передач.
На фиг. 13b показан конструктивный пример выполнения в соответствии с фиг. 13а, причем приводной узел 701 выполнен, например, в виде электродвигателя. Выходной вал 710 приводного узла вращает солнечное (центральное) колесо 711 планетарной передачи 712. Планетарные колеса 713 над водилом 714 планетарной передачи соединены с возможностью привода с элементом 715, причем элемент 715 имеет кулачковый профиль 716.
Управление сцеплением 717 осуществляется через рычаг 718, который опирается в радиальной внутренней зоне 719 на дисковый кулачок 716. За счет модуляции дискового кулачка в качестве функции угла поворота может происходить целенаправленное управление, как, например, включение и выключение сцепления. С помощью сцепления или тормоза 706 может происходить отсоединение управления сцеплением.
Полое колесо 720 планетарной передачи 712 через ступень 721 шестерни соединено с ведомым валом 722 для переключения и/или выбора позиции включения коробки передач. С помощью тормоза или сцепления 705 можно блокировать или отсоединить систему управления переключения передач и/или выбором позиции включения коробки передач.
Фиг. 13с изображает структурную картину устройства управления с приводным узлом 740, таким, как электродвигатель, и с коробкой передач 741. Коробке передач подчинена разделка ветвей управления 742 и 743, которая разделяет систему управления на ветвь 742 управления сцеплением и на ветвь 743 управления выбором позиции включения коробки передач. В ветви 742 управления сцеплением изображен и размещен далее переключатель, такой, как тормоз или сцепление 744, причем этот переключатель может быть подчинен коробке передач 745. Коробка передач 745 может представлять собой механизм для преобразования вращательного движения в аксиальное движение.
Фиг. 13d схематично изображает пример выполнения согласно фиг. 13с, при этом изображен приводной узел 740, как, например, электродвигатель. Этому приводному узлу подчинена коробка передач с передаточным отношением i. После коробки передач на траектории привода размещены два выполненных в виде валиков элемента 746 и 747, причем выполненные в виде валиков элементы имеют соответственно протянувшийся в окружном направлении паз с выполненной в аксиальном направлении модуляцией. В эти пазы 748 и 749 зацепляются выполненные в виде рычага элементы 750 и 751, через которые можно управлять процессом переключения передач и процессом выбора позиции включения коробки передач. На ведомом валу установлены так называемые валки или валки переключения передач и/или сцепленные кулачковые диски. На каждом обороте выходного вала коробки передач могут замыкаться все передачи коробки передач. За этими валками располагается кулачковый привод 752 с кулачковым профилем 753. Для управления системой передачи крутящего момента, такой как сцепление 754, рычаг 755 опирается в зоне кулачкового профиля 753. Рычаг 755 имеет возможность поворота в зоне поворотной опоры 756. Далее, рычаг в своей зоне 757 нагрузки может иметь скользящий или роликовый контакт для нагружения кулачкового профиля. Для соединения или расцепления кулачкового привода предусмотрена перемещаемая ступица 758, например, с кулачками в качестве переключателей, причем электромагнит 759 может переключать эту перемещаемую ступицу, во-первых, не затрагивая корпус, во-вторых, вместе с поводком 760, который приводится в движение приводным узлом.
На фиг. 13i показан другой пример выполнения, в котором имеется приводной узел 775. Приводному узлу подчинена коробка передач 776 с передаточным отношением i. Коробка передач отделяет ветвь управления системой управления сцепления от ветви управления системой управления переключением передач и выбором позиции включения коробки передачи, причем в обеих ветвях управления имеется коробка передач 777, 778 для достижения соответствующей адаптации числа оборотов или процесса управления. Далее, имеется переключатель 779 для отключения и подключения управления сцеплением. В управлении процессом переключения передач и/или выбора позиции включения коробки передач предусмотрена далее коробка передач 780.
На фиг. 13f изображен пример выполнения по фиг. 13е. За приводным узлом 775 установлена коробка передач 776. С помощью мальтийского механизма прерывистого движения 781, 782 вал 787 приводится в движение для осуществления процесса переключения передач и выбора позиции включения коробки передач. Управление сцеплением происходит через перемещаемую ступицу 783 в комбинации с управлением электромагнитом 784, причем элемент 785 приводится в движение кулачковым профилем 788. За счет модуляции кулачкового профиля 788 с помощью рычага 786 достигается регулируемое управление сцеплением.
Для управления системой передачи крутящего момента, как, например, сцеплением, и/или для управления процессом переключения передач и/или процессом выбора позиции включения коробки передач движения управления могут передаваться посредством рычагов, гибких тяг или гидростатических или пневматических участков. Таким образом, коробка передач может, например, управлять гибкой тягой или гидравлическим участком, через которые осуществляется движение управления, исходя из коробки передач по направлению к управляемому узлу.
Как представлено в предыдущих примерах, автоматическая ступенчатая коробка передач может реализоваться с помощью привода, у которого процесс сцепления может прерываться посредством целенаправленного управления, например, тормозом или переключателем или сцеплением, так что в частичной области всей рабочей зоны может происходить лишь один процесс управления выбором позиции включения коробки передач или переключением передач. Целесообразным может быть также и то, что привод выполнен таким образом, что можно делать выбор между процессом управления "сцепить" и процессом управления "переключить". Далее, оказалось целесообразным, что при необходимости инициируется самоторможение элементов привода или муфт сцепления, как, например, это может управляться в зависимости от траектории. В качестве предпочтительной формы выполнения считается перемещаемая ступица для подключения и отключения управления сцеплением, причем при отключении управления сцеплением целесообразно самоторможение, для того, чтобы сцепление можно было держать открытым против усилия предварительного натяжения, например, тарельчатой пружины сцепления.
Далее, целесообразно, если привод автоматической ступенчатой коробки передач охарактеризован наличием валка с комплектами планетарных шестерен, при этом, далее предусмотрен один приводной узел, как, например, электродвигатель, для управления, по меньшей мере, одним валком. Целесообразно может быть при этом то, что приводной узел может быть использован отдельно для сцепления, переключения передач или для выбора позиции включения коробки передач, а также в любой комбинации этих трех видов управления.
На фиг. 14а и 14b изображена соответственно автоматическая коробка передач, у которой автоматическое управление системой передачи крутящего момента размещено в цепи привода между приводным узлом, как, например, двигатель внутреннего сгорания, и коробкой передач. Далее, автоматически осуществляется выбор передаточного отношения коробки передач.
Автоматически управляемая коробка передач 800 имеет приводной узел, как, например, электродвигатель 801, который установлен и прифланцован к корпусе 805. Ведомый вал 802 двигателя приводит в действие вращающийся элемент 803, причем вращающийся элемент 803 имеет кулачковый профиль 804, который служит для управления системой передачи крутящего момента. Кулачковый профиль 804 вращающегося элемента 803 выполнен при этом таким образом, что модуляция кулачкового профиля 804 происходит в аксиальном направлении, если элемент прокручивается в окружном направлении. Для управления сцепления цапфа 806 шарнирно закреплена в зоне кулачкового профиля 804, причем цапфе 806 в зоне поверхности соприкосновения может быть подчинен ролик, с помощью которого цапфа опирается на кулачковый диск или на кулачковый профиль. За счет модуляции кулачкового профиля осуществляется поворот рычага 807, который кинематически связан с цапфой с помощью соединительного элемента 808а, 808.
Если сцепление находится в полностью открытом или полностью закрытом состоянии, то для фиксации этой позиции болт 809 может входить в зацепление в отверстие 810 элемента 808b и благодаря этому фиксировать элемент 808b и, тем самым, рычаг 807 в его актуальной позиции. Болт 809 может, например, управляться сервоприводом, как, например, электромагнитом 811 или электромотором в осевом направлении, для того, чтобы болт мог входить в отверстие 810 или чтобы зацепление болта сходило на нет в зоне отверстия.
Поворотный элемент 803 имеет выступающую в аксиальном направлении цапфу 815. В основном кругообразный элемент 803 образует с цапфой 815 и с, в основном, дискообразным элементом 816 механизм прерывистого движения, как, например, мальтийский механизм прерывистого движения. При этом цапфа 815 зацепляется в шлицеобразные зоны 817 диска 816. Имеющий, в основном, кругообразную форму диск 816 имеет при этом шлицы 817, которые ориентированы, например, в радиальном направлении. Шлицы распределены, в основном, по диску и имеют одинаковую форму. Пример выполнения на фиг. 14b показывает диск с четырьмя ориентированными в радиальном направлении, имеющими шлицы зонами, причем шлицы размещены соответственно со смещением на 90o.
Снабженный шлицами диск 816 жестко соединен с шестерней 817, как, например, с цилиндрическим зубчатым колесом, причем это цилиндрическое зубчатое колесо 817 приводит в движение шестерню 818 через зубчатый венец. Через привод шестерни 818 приводится в движение валок 820, который смонтирован с помощью подшипника 821 и 822. Валок 820 имеет пазы 823, 824, 825 и 826, с которыми входят в зацепление зоны шарнирного соединения переключающих вилок, причем при модуляции паза в аксиальном направлении происходит аксиальное смещение переключающих вилок 827, так что передача, как, например, передаточное число, может быть включена. Отдельные пазы 823-826 соответствуют требованиям последовательного включения пятиступенчатой коробки передач с передачей заднего хода. Переключающие вилки 827 имеют зоны шарнирного соединения 828, которые, например, входят в зацепление с пазами 823-826 с помощью ролика. При, в основном, одном обороте валика последовательно включаются все ходы.
Далее, можно видеть шестерни 850-854 передач, которые реализуют соединение привода с соответствующим передаточным числом.
В случае представленных выше форм выполнения может быть целесообразно, если сервопривод используется в виде переключателя между управлением процессом сцепления и процессом переключения передач. Также может быть особенно целесообразно, если сцепление может фиксироваться в открытой или закрытой позиции, как, например, за счет механизма, представленного на фиг. 14а и 14b. В результате этого можно достичь положения, когда сцепление может фиксироваться при последовательно включаемой коробке передач в открытом состоянии, а переключение может происходить через множество передач, причем нет необходимости в этом промежутке времени открывать и вновь закрывать сцепление.
Предпочтительным может быть также, если управление валком 820, как, например, валом для управления переключением передач, осуществляется с помощью механизма прерывистого движения, как, например, мальтийского механизма прерывистого движения. Преимущество при этом состоит в том, что целенаправленное управление валком может происходить в диапазоне предварительного углового значения.
Изображенный на фиг. 14b вспомогательный привод для фиксации сцепления в открытом или закрытом положении может быть реализован посредством штифта, приводимого в действие от электродвигателя, как, например, фиксатора, или посредством штифта, приводимого в действие от электромагнита, причем этот штифт может иметь возможность смещения в своей аксиальной позиции и может входить в зацепление с отверстием элемента или выходить из этого отверстия. Целесообразным образом штифт может входить в отверстие, и управление сцеплением может быть таким образом зафиксировано. Далее может быть целесообразным, если ступень коробки передач, которая используется, например, для того, чтобы осуществить, например, управление процессом переключения передач и/или процессом выбора позиции включения коробки, для адаптации числа фаз движения механизма прерывистого движения.
На фиг. 15 изображена диаграмма осуществления процесса, на которой управление сцеплением представлено в качестве функции процесса переключения коробки передач.
Сцепление - как и система передачи крутящего момента - целенаправленно устанавливается или приводится в действие в рабочей зоне между открытой и закрытой позицией. На верхней половине фигуры представлен процесс сцепления и переключения, при котором, например, исходя из передачи заднего хода, включаются отдельные передачи 1-5. Процесс переключения происходит в этом примере последовательно, причем между каждым процессом переключения сцепление открывается, а при достижении соответствующей передачи, по меньшей мере, на короткое время закрывается и снова открывается.
Нижняя половина фигуры изображает пример выполнения, при котором, исходя из первой передачи, производят переключение на третью передачу, а в зоне второй передачи сцепление фиксируется и блокируется в открытой позиции таким образом, что в зоне второй передачи сцепление не закрывается и не открывается вновь.
Это фиксирование сцепления в открытом состоянии в процессе переключения, например, через вторую передачу, может привести к более быстрому процессу переключения, поскольку может быть сэкономлено время на сцепление и расцепление в зоне второй передачи.
Фиг. 16а-16c изображают схематически устройство управления для автоматического управления системой передачи крутящего момента и коробкой передач. На фиг. 16а показан приводной двигатель 900 с системой 901 передачи крутящего момента и коробкой передач 902. Далее, представлен блок управления или прибор управления 903, который, по крайней мере, управляет приводами 904 и 905, причем блок 903 управления связан с другими электронными узлами и, например, также сенсорными устройствами через сигнальную проводку 906. Другие электронные устройства могут представлять собой, например, микроэлектронные или электронные устройства противоблокировочных устройств (АВS) или догружателей ведущих колес (АSR).
Блок управления может быть интегрированным блоком управления системы управления коробкой передач и сцеплением, но при этом могут использоваться также и раздельные блоки управления для системы управления коробкой передач и сцеплением.
На фиг. 16а представлен сервопривод 904, который применяется для управления включением системы передачи крутящего момента, как, например, сцепление 901. Далее, изображен сервопривод 905, который может управляться от блока управления и управляет процессом переключения передач и процессом выбора позиции включения коробки передач для передаточного числа коробки передач. Этот сервопривод может, например, быть оснащен валом для управления переключением передач, который позволяет осуществлять последовательное переключение передач коробки передач.
На фиг. 16b показан вариант устройства управления фиг. 16a, при этом сервопривод 907 привлекается для управления системой 901 передачи крутящего момента и для управления процессом переключения передач коробки передач, а сервопривод 908 - для управления процессом выбора позиции включения коробки передач.
На фиг. 16с показан вариант фиг. 16а, причем сервопривод 904 управляет приведением в действие системы передачи крутящего момента. Сервопривод 909 управляет, например, центральным валом для управления переключением передач коробки передач 902 и для выбора позиции включения коробки передач, причем может происходить последовательное или непоследовательное переключение передач коробки передач. Сервопривод может быть выполнен в виде внешнего дополнительного устройства, как, например, навесной блок на традиционную или, в основном, неизменную коробку передач с ручным управлением, которая надета на центральный вал для управления переключением передач коробки передач, причем вместо механической системы для ручного управления коробкой
передач применяется акторика - система сервоприводов. Акторика состоит, по меньшей мере, из сервопривода, который с помощью, например, имеющихся коробок передач управляет центральным валом для управления переключением передач и/или для выбора позиции включения коробки передач.
На фиг. 17а показана схема переключения 910 типичной пятиступенчатой коробки передач, причем положение передачи заднего хода не обозначено. Схема переключения описывается на базе расширенной схемы "Н" переключения, причем представлены участки 911 переключения и траектория 912 выбора позиции включения коробки передач. Позиция переключения с первой передачи 913 по пятую передачу 917 представлены в соответствии с этой расширенной схемы "Н" переключения. Для размещения передачи "R" заднего хода представлены следующие три предпочтительных варианта.
На фиг. 17b показано положение передачи заднего хода на участке 911 переключения пятой передачи. На фиг. 17с показано положение передачи R 918 заднего хода на участке 911 переключения рядом с участком переключения 1-2, причем управление передачей обратного хода происходит в том же направлении, что и передачи 1, 3 и 5. Фиг. 17d показывает вариант этой схемы переключения, причем передача обратного хода на участке 911 размещена рядом с участком переключения 12, при этом передача обратного хода в устройстве управления включается в соответствии с участками передач 2 и 4. Эта схема переключения соответствует схеме внешнего управления, например, центральным валом для управления переключением, причем размещение пар шестерен и, например, переключающих вилок выполнено в коробке передач таким образом, что результатом является подобная схема. Трансформация, например, одной схемы, изображенной на фиг. 17с, в схему, изображенную на фиг. 17d, или наоборот, может происходить, например, путем переключения шарнирного соединения передачи обратного хода, так что внешнее движение в направлении первой передачи может реализовываться во внешнее движение в направлении второй передачи, например, путем переключения рычага.
Изменение схемы переключения для управления, например, центральным валом переключения передач может быть целесообразным лишь при незначительно измененной коробке передач, для того, чтобы целенаправленно использовать периодичность или симметрию в движении управления.
Фиг. 18 изображает течение процесса переключения исходя из включенной передачи при замкнутом сцеплении. В блоке 950 включена передача, а сцепление замкнуто. При инициированном процессе переключения, например, с помощью сигнала, подаваемого водителем, как то сигнал переключения, или при сигнале переключения, подаваемом с блока управления, например, согласно графической характеристике переключения, сначала открывается сцепление, что представлено в блоке 951. Включенная вначале передача, которая представлена блоком 952, включена всегда, причем за счет управления в соответствии со стрелкой 953 рычаг передачи переключается в 952, а в блоке 954 включается нейтральная позиция коробки передач. После этого, исходя из имеющегося в наличии участка 955 переключения, может выбираться еще один участок 956 переключения, который либо аналогичен первоначальному участку переключения или представляет собой соседний участок переключения, до позиции которого следует преодолеть несколько участков. Если участок 956 выбран в 956, то, исходя из нейтральной позиции 957 коробки передач, может быть произведен процесс переключения в направлении позиции передачи согласно 958, так что сцепление может быть переведено в открытой позиции 959 во включенную позицию 960. Из позиции 952 передачи новая позиция 958 передачи может быть выбрана таким образом, что позиция 958 передачи аналогична позиции 952 передачи, или что передача выбирается в том же участке переключения или что передача выбирается в другом участке переключения, и/или что передача выбирается с тем же положением передачи в соответствии с положением передачи впереди или сзади на схеме переключения.
Фиг. 20 изображает фрагмент коробки передач 1000 с куполом 1001 управления для управления или для переключения передаточного отношения коробки передач. Купол 1001 управления крепится на картере коробки 1002 передач, например, с помощью крепежных средств 1003, таких как болты, и входит в зацепление через центральный вал 1004 переключения передач для управления центральным валом 1004 переключения передач и/или выбора позиций передач. Центральный вал переключения передач нагружается усилием, например, за счет аккумуляторов 1005 энергии и/или аккумуляторов 1006 энергии в аксиальном направлении или в окружном направлении, так что заранее определенная позиция центрального вала 1004 переключения передач включается в неуправляемую ситуацию эксплуатации как энергетически благоприятная позиция. Центральному валу переключения передач подчинены рычаги 1007 или кулачки 1008 или же они жестко связаны с теми, которые взаимодействуют с элементами переключения, расположенными внутри коробки передач, для включения позиций передач или для установки рычага коробки передач в нейтральное положение. Например, предусмотрены крепежные зоны 1010, 1011 и 1012 для управления первой, второй, третьей, четвертой и пятой передачей и/или расположенные внутри коробки передач элементы 1013 переключения для управления передачей R заднего хода. Для управления передачами для движения переднего хода с первой по пятую кулачок 1008 зацепляется в отверстие 1020 штока-вилки 1021 переключения передач или в предусмотренное для этого отверстие крепежной зоны вилки 1010-1012 переключения передач. За счет поворота центрального вала 1004 переключения передач при зацеплении с крепежной зоной может происходить поворот или смещение расположенного внутри коробки передач элемента переключения, как, например, 1010-1012, так что подвижная скользящая втулка коробки передач осуществляет процесс переключения по отношению к шестерням передачи коробки передач. Процесс переключения соответствует, таким образом, повороту центрального вала 1004 переключения передач при данной аксиальной позиции. Процесс выбора позиции включения соответствует аксиальному движению центрального вала 1004 переключения передач для выбора зацепления кулачка 1008 с крепежными зонами центральных переключающих элементов 1010-1012 или 1013, причем для управления передачей заднего хода используется выступ 1007.
Не изображенный сервопривод управляет центральным валом переключения как в окружном направлении, то есть в направлении процесса переключения, так и в аксиальном направлении, то есть в соответствии с направлением процесса выбора позиции включения коробки передач. Фиг. 20а-20c наглядно показывают это положение вещей еще раз посредством схематических изображений, причем фиг. 20а представляет собой схему переключения, которая на фиг. 20b и 20с положена в основу реализации. Нагружаемый центральный вал 1004 переключения передач может управляться как в аксиальном направлении для выбора позиции включения коробки передач, так и в окружном направлении для переключения передач. Кулачки 1008, а также рычаг 1007 управления вступают в контакт с возможностью взаимодействия с расположенными внутри коробки передач элементами 1010, 1011 и 1012, а также 1013, причем кулачок 1008 может входить в зацепление с отверстием элементов 1010, 1011 или 1012. Далее, рычаг 1007 управления может входить в зацепление с отверстием 1021 элемента 1013, в зависимости от аксиальной позиции центрального вала 1004 переключения передач. Пример выполнения согласно фиг. 20а-20с показывает, что для управления пятой передачей заднего хода центральный вал 1004 переключения передач должен приводиться в действие в том же направлении, несмотря на то, что элемент 1013 должен приводиться в действие против направления приведения в действие элемента 1010. Это происходит таким образом потому, что элементы 1010 и 1013 управления противолежат друг другу относительно оси поворота центрального вала переключения передач.
Фиг. 21а-21с изображают вариант выполнения, который может, предпочтительным образом, быть выполнен на основе модификации центрального вала 1004 переключения передач. Схема переключения фиг. 20а может быть переведена в схему переключения фиг. 21а, причем положение передачи заднего хода изменено в результате того, что шарнирное присоединение расположенного внутри коробки передач элемента 1013 переключения передач, исходя из центрального вала 1004 переключения передач, происходит через рычаг 1030. К центральному валу переключения передач присоединяется плечо 1031 рычага, которое имеет крепежную зону 1032, в которую может зацепляться цапфа 1033 плеча 1030 рычага. Плечо рычага смонтировано в зоне поворотной опоры 1034 с возможностью поворота, а зона 1035 входит в зацепление с отверстием 1036 элемента 1013. Управление передачами от первой до пятой осуществляется далее через элемент 1008, такой как цапфа, которая может зацепляться с отверстиями расположенных внутри коробки передач элементов 1010-1012 переключения передач. Управление передачей заднего хода осуществляется путем вращения центрального вала переключения передач в противоположном направлении по сравнению с управлением пятой передачей, поскольку отношение плеч рычага преобразует процесс управления находящегося внутри коробки передач элемента 1013 переключения передач в соответствии с правильным управлением передачей заднего хода.
В случае данной коробки передач благодаря выполнению центрального вала переключения передач в соответствии с отношением плеч рычага, например, с помощью рычага 1030, можно осуществить изменение схемы переключения по наружному управлению коробкой передач, не проводя более значительные изменения в части коробки передач.
Подобное незначительное изменение центрального вала переключения передач или же точек шарнирного крепления для управления расположенными внутри коробки передач элементами переключения передач может позволить предпочтительное применение или использование периодичностей для упрощения сервопривода управления.
На фиг. 22а представлен пример выполнения при использовании сервопривода для управления движением сцепления и движением выбора позиции включения коробки передач, а также следующего сервопривода для управления движением переключения передач. Управление сцеплением и управление выбором позиции включения коробки передач осуществляется комбинированно таким образом, что при наличии позиции коробки передач на выделенном участке переключения передач сначала открывается сцепление, в соответствии с кривой 1011, пока при открытом сцеплении 1102 не сможет произойти смена участков, например, 1103 с участка один к участку два. В этой зоне может произойти также и смена участка 1104, причем это производится в зависимости от заложенной в основу схемы переключения. Управление или смена участка согласно кривой 1103 с участка один на участок два соответствует, например, схемам переключения фиг. 17с и 17d, причем смена участка четыре на участок два соответствует, например, схеме переключения фиг. 17b, причем, например, осуществляется процесс переключения с передачи заднего хода на первую передачу. После этого можно, например, производить процесс переключения передач, пока сцепление при положении на участке два не закроется. Сцепление в точке 1105 закрыто. После этого сцепление может быть снова открыто, и в соответствии с кривой 1106 может произойти снова смена участков переключения, пока затем сцепление снова не замкнется в точке 1107. Эта последовательность операций может повторяться до тех пор, пока сцепление - исходя из точки 1107 - снова не откроется, пока оно не будет открыто в точке останова 1108 (на диаграмме) и не произойдет смена участков в соответствии с кривой 1109. При смене нескольких участков сцепление в открытом состоянии может, например, фиксироваться или блокироваться, так что при достижении одного участка сцепление без принуждения закрывается и снова открывается, прежде чем можно произвести переключение на следующий участок. Если сцепление открыто и была выбрана позиция включения в определенный заранее участок, то второй сервопривод для управления процессом переключения в пределах участка переключения, исходя из нейтральной зоны 1120, управляется в положении передачи в соответствии с передней позицией на схеме 1121 переключения или позиции передачи в соответствии с задней позицией на схеме 1122 переключения.
Изображенное на фиг. 22а и 22b показывает, что, в основном, перед началом процесса переключения передач или процесса выбора позиции включения коробки передач сначала, по меньшей мере, частично открывается сцепление, причем передача уже при частично открытом сцеплении может быть выключена. Если сцепление открыто, то может произойти процесс переключения передач из позиции, в которой находится передача в данный момент времени, в нейтральную зону, соответственно с 1121 в 1120, до того, как будет произведено переключение передач в соответствии с желаемым последовательным рядом передаточных чисел. После этого будет произведена настройка новой позиции коробки передач, в качестве новой передачи, из точки 1120 в направлении точек 1121 или 1122, прежде чем сцепление снова замкнется. Посредством разделения или комбинирования операции сцепления и выбора позиции включения коробки передач посредством сервопривода и переключения передач посредством второго сервопривода можно избежать процесса последовательного переключения передач, при этом передачи могут переключаться в любой последовательности непосредственно, без промежуточного включения передач, которые в коробке передач включаются лишь в интервалах времени.
На фиг. 22b показано, исходя из участка передачи один при прохождении линии 1130, симметричное изображение или частично симметричное изображение, причем вначале можно видеть половину плато на диаграмме, которое следует за переключением участка передачи, после этого следует плато, затем снова переключение участков передачи, после этого снова плато, за которым следует переключение участков передачи, а затем половина плато. Такой квази-периодичный переход может производиться соответствующей коробкой передач, как, например, кулачковой передачей, таким образом, что соответственно лишь часть траектории должна приводиться в действие, в соответствии с пунктирной линией 1131, при этом этот процесс управления в соответствии с линией 1131 производится многократно, для покрытия всей схемы выбора участка передачи. В схеме переключения согласно кривой 1104 от переключения участка передачи 4 на участок передачи 2, например, в случае схемы на фиг. 17b, подобная благоприятная периодичность может применяться лишь ограниченно, по возможности для более простого оформления конструкции сервопривода управления. Однако в этом случае схемы фиг. 17b можно далее увидеть периодичность, причем простое переключение с одного участка передачи 2 на участок передачи 3 - и соответственно с участка передачи 3 на участок передачи 4 - является, в основном, аналогичным процессом.
На фиг. 23 изображена диаграмма процесса выбора позиции включения коробки передач и переключения передач с одной позицией на другую. Диаграмма 1150 изображает кривую 1151 и кривую 1152, причем кривая 1151 представляет собой процесс выбора позиции включения коробки передач как функцию позиции передачи, а кривая 1152 - процесс переключения передач как функцию позиции передачи. Исходя из кривой 1153 участка передач R в соответствии с фиг. 17с и 17d, происходит процесс выбора позиции включения коробки передач на участках передач 1-2, соответственно на участках передач 3-4 или на участке пять. На схеме включения согласно фиг. 17d проходит штрихпунктирная линия 1154, причем участок передачи 5 в этом случае является участок передачи пять/R, а участок передачи чисто R отпадает. В этом случае и пятая передача, и передача заднего хода располагаются на одном участке. Кривая 1152 изображает процесс переключения между позицией впереди на участке переключения передачи, между нейтральной позицией в середине участка переключения передачи и позицией позади участка переключения передач, причем кривая 1155 соответствует варианту фиг. 17b и 17d, на которых передача заднего хода располагается на участке позади. Передачи один, три и пять располагаются на участке переключения впереди, а передачи два и четыре - на участке позади. Расположение в соответствии с фиг. 17с представлено кривой 1156, изображенной штрихпунктирной линией, причем передача заднего хода на одном участке располагается впереди. На отрезках кривой 1151 и 1152 видны периодические составные части, которые имеют тенденцию к возврату, через которые при использовании периодически работающих коробок передач можно проходить многократно, для управления процессами переключения передач или выбора позиции включения коробки передач. Если задействуются штрихпунктирные или заштрихованные участки кривой, то периодичность в этой зоне, например, достигается за счет того, что происходит целенаправленное изменение направления, для превращения схемы переключений без идеальной периодичности в схему переключения, которая имеет такую периодичность. Такое изменение направления или использование такого изменения направления представлено, например, в сравнении с фиг. 20а-20с и 21а-21с.
На фиг. 24 показан процесс манипулирования сцеплением или процессом переключения передач как функция траектории сервопривода, причем сцепление из выключенного - как например, открытого, - состояния может переводиться во включенное, так, например, закрытое состояние, а процесс переключения передач, исходя из нейтрального пункта, может переключаться, например, на участок передачи вперед или на участок переключения назад. Кривая 1200 начинается у закрытой позиции, причем в первой частичной зоне сцепление открывается, в то время, как кривая 1201 или совсем не содержит операций манипулирования или не содержит существенных операций манипулирования. Если сцепление открыто, например, у траектории привода 1202, то начинается управление процессом переключения, например, в нейтральную зону 1203. В этой зоне процесс управления может быть прерван, по меньшей мере, на короткое время, для осуществления процесса выбора позиции включения коробки передач. В заключение производится переключение - исходя из пункта 1203 - снова на участок передачи вперед или назад, прежде чем, начиная от траектории 1204 управления и до траектории 1205 управления, сцепление вновь не будет закрыто. Фиг. 24 показывает, таким образом, предпочтительное выполнение сцепления, управляемого по типу сцепление и переключение, при этом вид управления - выбор позиции включения коробки передач - осуществляется вторым приводом.
Далее, может быть целесообразным, если находят применение два сервопривода, причем один сервопривод используется для управления функцией сцепления и выбора позиции включения коробки передач, а второй сервопривод - для запуска функции сцепления и переключения передач, причем соответственно сначала открывается сцепление, прежде чем осуществляется процесс переключения или выбора позиции включения коробки передач, после этого с помощью сервопривода производится процесс переключения передач или процесс выбора позиции включения коробки передач, а затем сцепление снова закрывается. Если в коробке передач включена первая передача, то один сервопривод может открывать сцепление, после чего привод для сцепления и переключения может производить переключение из включенной передачи в нейтральную позицию, после чего второй сервопривод, который уже осуществил свою функцию сцепления, может осуществлять функцию выбора позиции включения коробки передач, пока второй сервопривод затем не реализует процесс переключения, например, на вторую передачу, прежде чем процесс сцепления сервопривода переключения не вернет сцепление к закрытому состоянию. При процессе переключения, например, с первой передачи на третью передачу или на четвертую передачу, во время которого пропускаются одна или две передачи, может быть целесообразным, если с помощью второго сервопривода, который также осуществляет управление сцеплением, подавляется непреднамеренное закрывание и открывание сцепления, в то время как сцепление параллельно управляется двумя сервоприводами, как его открытие, так и его закрытие. Целесообразным может быть также, если за счет механизма или коробки передач достигается логическая схема ИЛИ обеих операций управления, что фактор сцепления и переключения допускает управление процессом выбора позиции включения коробки передач только в нейтральном положении при одновременном управлении сцеплением при ориентации фактора включения в направлении нейтрального положения, причем сцепление может оставаться открытым, благодаря фактору сцепления и переключения, несмотря на то, что фактор сцепления и выбора позиции включения коробки передач мог бы закрыть сцепление.
В результате этого в простом варианте достигается положение, когда может инициироваться полностью свободная последовательность передач и допускается свободное перекрытие сцепления и переключения. В результате этого, благодаря управлению сцеплением обоими сервоприводами, предназначенными для переключения передач и выбора позиции включения коробки передач, может достигаться перекрытие управления сцеплением и управления переключением передач, таким образом, что процесс переключения передач уже запущен и имеет своей целью установку рычага коробки передач в нейтральное положение, несмотря на то, что сцепление полностью открыто. Целесообразным может быть также и то, что сцепление уже не закрывается, пока на 100% не включена позиция передачи, но уже достигнут подрез зубчатого венца в соответствующих парах шестерен и подвижных скользящих втулок. В результате этого может произойти более быстрый процесс переключения передач, поскольку благодаря перекрытию может быть реализована экономия времени. Эта простая форма выполнения с использованием одного сервопривода для сцепления и выбора позиции включения коробки передач и второго сервопривода для сцепления и переключения передач поясняется на фиг. 23а и 25b. на фиг. 25а изображен процесс сцепления сервопривода, используемого для сцепления и выбора позиции включения коробки передач, причем кривая 1250 представляет собой движение открытия и закрытия в виде функции траектории сервопривода. Виден первый процесс расцепления сцепления, причем в зоне 1251 сцепление открыто. После этого сцепление может быть снова закрыто. Соответствующим образом происходит в зоне 1251 переключение передач, например, с участка передачи один на участок передачи два или с участка передачи четыре на участок передачи два, в зависимости от настоящей схемы переключения. В зоне 1252 и в зоне 1253 опять же происходит переключение передач. На фиг. 25b представлен процесс сцепления, начиная от включенного состояния и заканчивая выключенным состоянием, как функция траектории сервопривода сцепления и переключения передач. Кривая 1260 изображает управление сцеплением, причем кривая 1261 показывает движение переключения передач. При начальном расцеплении происходит переключение позиции передачи, например, с позиции передачи, расположенной впереди на участке переключения, в нейтральную зону, причем сцепление в этом состоянии полностью открыто. После этого может происходить процесс выбора позиции включения коробки передач, который управляется сервоприводом сцепления и выбора позиции включения коробки, прежде чем процесс переключения передач переведен в позицию участка переключения передач, расположенного впереди или сзади, а затем сцепление закрывается.
На фиг. 26 показан сервопривод 1300 для переключения передач или выбора позиции включения коробки передач с приводным узлом, таким, как электродвигатель 1301. Выходной вал коробки передач имеет шпиндель 1302, который смонтирован в зоне 1303. Шпиндель приводит в движение стационарно установленную, но имеющую возможность аксиального движения гайку 1304, которая имеет, по меньшей мере, цапфу 1305. Цапфа 1305 входит в зацепление с кулачком 1306, который имеет кольцеобразную зону 1307. Кольцеобразная зона 1307 принимает, например, центральный вал для управления переключением передач коробки передач, при этом при смещении гайки 1304 установленный аксиально центральный вал для управления переключением передач начинает выполнять поворотное движение. Гайка, которая мешает вращению, превращает, таким образом, вращательное движение вала двигателя, или соответственно шпинделя, в линейное движение гайки, при этом через поворотный рычаг, как, например, кулачок 1306, линейное движение гайки преобразуется в движение переключения передач или выбора позиции включения коробки передач вала 1308.
На фиг. 27 показано устройство 1400 управления с коробкой передач 1401. Устройство управления для автоматического управления системой передачи крутящего момента и для автоматического переключения передач и/или для выбора ряда передаточных чисел коробки передач приводится в действие двумя сервоприводами 1402, 1403, как, например, электродвигатели. Сервопривод 1402 управляет процессом сцепления и процессом переключения передач, причем сервопривод 1403 управляет процессом выбора позиции включения коробки передач. Оси сервоприводов расположены под прямым углом относительно друг друга, причем оси сервоприводов могут быть расположены также параллельно или коаксиально. Устройство управления выполнено в виде интегрированного устройства 1400 управления с общим картером 1401 коробки передач, который крепится с помощью крепежных средств 1406, таких как болты или что-либо аналогичное, на картере 1405 коробки передач 1401. Сервопривод 1403 закреплен на картере 1404 и интегрирован с ним, причем приводной вал 1407 выступает в картер 1404. Приводной вал 1407 выполнен в виде внутреннего ходового винта, с которым может зацепляться ходовой винт 1408. При управляемом вращении ходового винта 1407 шпиндель 1408, стационарно связанный с центральными залом 1409 для управления переключением передач коробки передач 1401, двигается в аксиальном направлении вверх и вниз. Так как ходовой винт 1408 жестко соединен с центральным валом 1409 переключения передач - как, например, соединен болтами и законтрен гайкой 1410, - то при выполнении аксиального возвратно-поступательного движения шпинделя 1408 центральный вал 1409 переключения передач управляется в аксиальном направлении в смысле процесса выбора позиции включения коробки передач.
Центральный вал 1409 переключения передач имеет в пределах коробки передач переключающие штифты 1411, 1412, которые могут контактировать с элементами 1413, 1414, 1415 и 1416 управления, например, с вилкой переключения 1417, с возможностью манипулирования этими элементами, и могут вводиться в эти элементы. Переключающие штифты представляют собой продолжения вала переключения передач, которые, в основном, в радиальном направлении отстоят от центрального вала переключения передач и могут зацепляться в крепежных зонах элементов управления. Благодаря аксиальному, целенаправленно управляемому движению, как например, смещению, центрального вала 1409 переключения передач переключающий штифт, который вступает в кинематический контакт с зоной крепления элементов управления, имеет возможность варьирования, то есть, что в результате этого осуществляется выбор вилок переключения коробки передач. За счет управляющего воздействия на сервопривод 1403 может быть достигнут процесс выбора между положениями передач в коробке передач.
Сервопривод 1402 управляет приведением в действие сцепления и процессом переключения передач, причем сцепление может управляться через эксцентрик посредством толкателя, опирающегося на эксцентрик. Более подробно это показано на приводимых далее фигурах.
Процесс переключения управляется посредством управления валом 1420 таким образом, что сервопривод 1402 может приводить в движение вал через червячную передачу с червячным колесом. Вал 1420 имеет по своему наружному периметру паз 1421, в который зацепляется цапфа 1422. Цапфа 1422 может перемещаться за счет модуляции паза 1421 в окружном направлении и/или в аксиальном направлении вала 1420, так, что связанное с цапфой поводковое устройство 1423 прокручивает вал 1409 переключения передач на заданную угловую зону и, таким образом, управляет процессом переключения коробки передач. Передача 1423 вращения имеет внутренний зубчатый венец 1424, в который зацепляется наружный зубчатый венец центрального вала переключения передач, для того, чтобы аксиальное смещение центрального вала переключения передач при выполнении процесса выбора позиции включения не находилось под влиянием вращательного движения при выполнении процесса переключения передач. При выполнении процесса переключения передач в коробке передач центральный вал переключения передач поворачивается в одном или в другом направлении вокруг своей собственной оси, так что переключающие штифты нагружают зоны крепления вилок переключения передач и смещают вилки 1417 переключения передач для выполнения переключения передачи. Далее предусмотрен подшипник 1425, с помощью которого монтируется центральный вал переключения передач.
Устройство управления представляет собой интегрированный блок, который может монтироваться как агрегат на коробке передач, при этом коробка передач может быть коробкой передач с ручным управлением без воздействия на управляемый вручную процесс переключения передач.
Фиг. 28 показывает вид на устройство управления, изображенное на фиг. 27, причем можно видеть сервопривод, как, например, электродвигатель 1402. Ведомый вал 1430 двигателя приводит в движение червяк 1431, который входит в зацепление с червячной шестерней 1432. Червячная шестерня 1432 жестко соединена с эксцентриком 1433, а также через распорку 1435 - с еще одним эксцентриком 1437. Далее, червячная шестерня соединена с валом 1420, причем вал 1420 может быть соединен с эксцентриком 1434. Может быть также целесообразно, если червячная шестерня, а также эксцентрики 1433, 1434, распорка 1435 и вал 1420 выполнены как единое целое, например, в виде литого изделия или металлического изделия. Вал 1420 имеет на своей цилиндрической поверхности паз 1421, с которым входит в зацепление цапфа 1422 поворотного элемента 1423. При повороте вала 1420 место зацепления цапфы 1422 в зоне паза 1421 в основном смещается в аксиальном направлении, так что элемент 1423 поворачивается. Элемент 1423 и центральный вал 1409 переключения передач находятся, например, в зацеплении через зубчатый венец, так что при повороте элемента 1423 вал переключения передач поворачивается. В результате процесс переключения передач коробки передач может управляться целенаправленно.
Для управления системой передачи вращающего момента, как, например, сцеплением, гидравлический цилиндр 1440 управляется толкателем 1441, а шарнирное соединение - через эксцентрик 1434. В этом отношении мы ссылаемся на фиг. 29.
Далее, для компенсации усилия или для поддержки усилия сервопривода 1402 используется аккумулятор 1450 энергии, который также воздействует на управляемые элементы через толкатель (см. фиг. 30).
Фиг. 29 показывает сервопривод 1400 в разрезе, при этом можно видеть приводной электродвигатель 1402, как например, сервопривод. Сервопривод 1402 через червячную передачу приводит в движение червячную шестерню 1432. Далее, можно видеть эксцентрик 1434 с кулачковым профилем 1460. Кулачковый профиль выполнен таким образом, что радиус кулачкового профиля не изменяется на одной части оборота, который совершает эксцентрик 1443, а на второй части оборота изменяется от максимального радиуса к минимальному радиусу и от минимального радиуса к максимальному радиусу.
Далее, можно видеть рычаг 1461, который установлен подвижно в зоне 1462. На рычаге 1461 смонтирован с возможностью вращения или скольжения, например, скользящий башмак или ролик 1463, который опирается в зоне кулачкового профиля 1460. Одновременно на рычаге 1461 шарнирно закреплен толкатель 1441 поршня 1440 цилиндра, так что за счет поворота рычага 1461 на основе кулачкового профиля 1460 происходит управление гидравлическим цилиндром 1440. За счет управления гидравлическим цилиндром 1440 достигается передача движения управления системы передачи крутящего момента посредством гидравлической линии или другой напорной линии.
Кулачковый профиль 1460 выполнен таким образом, что поворот рычага 1461 нагружается через первую частичную зону для выполнения движения расцепления муфты сцепления, после чего вращение поддерживается, в основном, постоянно, для удержания сцепления в расцепленном состоянии, а через третью частичную зону он выполнен таким образом, что сцепление включается посредством поворота рычага 1461.
Фиг. 30 изображает разрез устройства 1400 управления с сервоприводом 1402, а также с картером 1404 коробки передач. Вал 1430 двигателя приводит в движение червяк 1431, который входит в зацепление с червячной шестерней 1432. Вал двигателя смонтирован с помощью подшипника 1470 и 1471. С червячной шестерней 1432 соединен, в основном, жестко эксцентрик 1433. Рычаг 1472 установлен с возможностью поворота в зоне 1473 и имеет в зоне 1474 скользящий башмак или ролик для нагружения кулачкового профиля 1475 эксцентрика 1433. На рычаге 1472 предусмотрена зона 1476 шарового соединения, как, например, цапфа, с которой может зацепляться толкатель 1477 аккумулятора 1450 энергии. Аккумулятор 1450 энергии закреплен внутри картера 1478 коробки передач, причем предусмотрены зоны фиксации 1479 и 1480, которые, по меньшей мере, частично входят в зацепление с расположенными радиально внутри концевыми зонами аккумулятора энергии. Зона 1480 выполнена как единое целое с картером коробки передач или связана с ним, причем зона 1479 соединена с толкателем 1477. Далее, толкатель имеет зону 1481 упора, в которой происходит опоры аккумулятора энергии. За счет прилегания зоны 1474 зацепления в области кулачкового профиля 1475 при вращении эксцентрика 1433 происходит модуляции отдачи толкателя 1477 и тем самым аккумулятора энергии 1450. Воздействие усилия аккумулятора энергии осуществляется, таким образом, модуляцией на кулачковый профиль эксцентрика. Аккумулятор энергии поддерживает, таким образом, по меньшей мере, через частичную зону устройства управления, электродвигатель, как например, сервопривод 1402. Поддерживание усилия может происходить для управления переключением передач и/или для управления сцеплением.
На фиг. 31 изображен разрез сервопривода 1400, причем здесь изображены ведомый вал 1430 двигателя и червячное колесо 1431. Червячное колесо 1431 входит в зацепление с червячной шестерней 1432 для инициирования движения управления внутри коробки передач и системы передачи крутящего момента. Червячная шестерня 1432 смонтирована на валу 1480 с возможностью вращения, при этом вал 1480 смонтирован с возможностью вращения посредством подшипников 1481 и 1482, таких, как подшипник качения или подшипник скольжения или игольчатый подшипник. С червячной шестерней 1432 соединен элемент 1433, 1434, 1435 в зоне крепежных средств 1485, 1486, причем крепежными элементами могут быть болты или заклепки или штекерный разъем или защелка. Элемент 1433, 1434, 1435 выполнен в этом примере выполнения как единое целое, причем эксцентрики 12433 и 1434 соединены распорками 1435. Далее, эксцентрики и распорки могут крепиться с возможностью вращения в зоне оси 1480. Эксцентрик 1434 жестко соединен крепежным средством 1484 с валом 1420, который со своей стороны установлен опять же с возможностью вращения посредством оси 1480. Вал 1420 имеет, по меньшей мере, паз 1421, в который зацепляется цапфа 1422. За счет поворота вала 1420 и модуляции паза 1421 происходит поворот элемента 1423 и, тем самым, поворот центрального вала 1409 переключения передач. В результате этого переключающий штифт 1412 в зоне управления переключающих вилок 1413-1415 управляется таким образом, что переключающие вилки могут приводиться в движение для переключения передач коробки передач.
Между картером 1404 и валом 1420 размещен аккумулятор 1483 энергии, который, например, выполнен в виде спиральной пружины или витой изгибной пружины. Концевые зоны 1483а и 1483b соединены с валом, во-первых, через жесткое соединение с картером, а, во-вторых, по меньшей мере, через частичные зоны движения вала 1420, по меньшей мере, с геометрическим замыканием или с фрикционным замыканием. В результате этого достигается положение, когда предусмотрено воздействие усилия аккумулятора усилия для поддержания приводного узла, как, например, сервопривод, 1402 для переключения или включения или выключения сцепления. Соединение с геометрическим замыканием между концом 1483b аккумулятора энергии и валом может быть выполнено таким образом, что аккумулятор энергии не действует через частичную зону без силового замыкания, а через другую частичную зону передает усилие управления или поддержки на вал с помощью силового замыкания. Это силовое воздействие вследствие выбранного геометрического замыкания в разных частичных зонах движения управления может иметь соответственно силовое воздействие в противоположных направлениях.
Поданная вместе с заявкой формула изобретения представляет собой сформулированные предложения без ущерба для достижения широкой патентной защиты. Заявитель оставляет за собой право заявлять претензию также и на другие признаки, раскрытие до сих пор только в описании и/или в чертежах.
Использованные в дополнительных пунктах формулы ссылки указывают на другую форму выполнения предмета основного пункта формулы изобретения с помощью признаков соответствующего дополнительного пункта формулы изобретения; их не следует рассматривать как отказ от достижения самостоятельной, предназначенной для данного предмета изобретения защиты для признаков дополнительных пунктов формулы изобретения, на которые дается ссылка.
Однако предметы этих дополнительных пунктов формулы изобретения образуют также самостоятельные изобретения, которые имеют формы выполнения, независимые от предметов предшествующих дополнительных пунктов формулы изобретения.
Изобретение не ограничено также примером (примерами) выполнения, приведенными в описании. Более того, в рамках изобретения возможны многочисленные изменения и модификации, в частности, такие варианты, элементы и комбинации и/или материалы, которые, например, за счет комбинации или вариантов отдельных признаков или соответственно элементов или технологических операций, описанных в сочетании с описанными в общем описании и формах выполнения, а также в формуле изобретения и содержащихся на чертежах, являются изобретательскими, и за счет комбинируемых признаков приводят к образованию нового предмета изобретения или новых технологических операций или последствий технологических операций, также и если они касаются способов производства, контроля и проведения работ.
Изобретение относится к устройствам управления, в частности, для автомобилей с двигателем, системой передачи крутящего момента, как, например, фрикционное сцепление, и коробкой передач. Система передачи крутящего момента имеет первое средство для включения и/или выключения или для управления крутящим моментом. Коробка передач имеет, по меньшей мере, второе средство управления процессом переключения внутри участков передач, при необходимости, третье средство для управления процессом выбора позиции включения коробки передач между участками передач. Электронное устройство управления управляет одним сервоприводом, который приводит в действие соответственно одно из трех средств управления сцеплением, переключением передач или выбора позиции включения коробки передач. Причем приведение в действие или управление сцеплением и процессом переключения передач или процессом выбора позиции включения с помощью сервопривода выполнено таким образом, что устанавливается предварительно заданная временная последовательность приведения в действие отдельных средств посредством формы выполнения сервопривода. В результате упрощается процесс управления сцеплением и переключением передач. 14 с. и 30 з.п.ф-лы, 54 ил.
| 0 |
|
SU155043A1 | |
| Центробежный сепаратор | 1947 |
|
SU142221A1 |
| ХОЛОДИЛЬНИК ДОМЕННОЙ ПЕЧИ | 2002 |
|
RU2215791C1 |
| DE 2905681 А, 28.02.1980 | |||
| ЩЕКОВАЯ ВИБРАЦИОННАЯ ДРОБИЛКА | 0 |
|
SU244096A1 |
| Способ получения 1,4,6-антрахинонтрисульфокислоты | 1965 |
|
SU218912A1 |
| SU 1482053 А1, 27.12.1995 | |||
| Устройство для управления сцеплением и передачей транспортного средства | 1984 |
|
SU1216038A1 |
