[发明专利]汽车的自动化的多组式变速器及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求要求1的前序部分所述的汽车的自动化的多组式变速器以及一种按权利要求11的前序部分所述的用于运行这种变速器的方法。

背景技术

多组式变速器包括两个或更多个大部分情况下串联设置的变速器，通过这些变速器的组合可实现高的挡位数。所述多组式变速器越来越多地构成自动化的换挡变速器，例如包括输入组、主组和后置组。这样的变速器尤其用在商用车中，因为它允许具有精细挡位分级的大的挡位数并且具有高的效率。此外与手动的换挡变速器相比较特征在于没有操作失误的危险，但有高的操作舒适度，并且与传统的自动变速器相比较在制造和运行成本方面是尤其经济的。

由结构方式决定，传统的多组式换挡变速器如所有不在负载下换挡的手动的或自动化的换挡变速器在换挡时发生牵引力中断，因为发动机的能流始终通过打开离合器而中断，以便已挂上的挡位无负载地脱开，借助于发动机控制装置、变速器制动器和/或同步器在中性位置使得变速器和发动机同步到选择的或预定的目标挡的连接转速并且挂到目标挡。通过牵引力中断产生由于速度损失而导致的行驶功率的损失以及也许导致提高的燃料损耗。在轿车中牵引力中断由于行驶动力学的损失通常仅干扰地作用，例如在面向运动的行驶方式中如此，而在重型的商用车中在上坡时车速减速，使得升挡是不可能的并且发生不期望的降挡过程、爬行行驶或者甚至附加的起动过程。

变速器的速比间隔的设计原则上由内燃机最大转速和传动比数量决定。但是对于在各个挡位级中车辆的可行驶性和换挡频率，车辆的功率重量比是决定性的。因此对于规定的车辆总重确定内燃机的工作点。但因为商用车在长途中经常未装满，即仅部分装载或未装载，或者在远的行程中走非常平坦的路线，所以内燃机经常以明显的功率过剩运行，这归咎于运行点是针对一定的车辆总重进行设计的。这又不必要地提高燃料耗费。

这样不期望的功率过剩的降低通过具有相对快的后桥传动比的变速器设计是可能的。但实际上已经证明，在这样构思的变速器中产生明显较高的换挡频率。这由于与之相关的经常的牵引力中断对于驾驶员来说会显得非常不舒服。在满载的车辆的行驶运行中，产生的牵引力中断甚至感觉为不可接受的，其中不采用超速挡，并且具有相对非常快的后桥传动比的变速器分级显得不利。

本申请人已经建议一系列用于自动化的多组式变速器的解决方案来降低或甚至避免这样的牵引力中断。尤其见DE 102006024370A1、DE 102005046894A1和未预先公开的DE 102008001200。在此牵引力支持基本上基于，多组式变速器的结构方式允许在换挡期间作为中间挡的直接挡的切换。此外，通过动力换挡离合器暂时建立驱动轴与从动轴的直接连接，因此嵌牙接合的主变速器变得无负载，使得可以在闭合起动离合器时将已挂上的原挡无负载地脱开、使变速器同步并且挂到目标挡。在此，动力换挡离合器将力矩传递到变速器从动端上，其中在原挡与目标挡之间的转速下降时利用释放的动态力矩，以便基本上补偿牵引力中断。

如DE 102006024370A1显示的，动力换挡离合器例如可以设置在两挡的输入变速器与三挡的主变速器之间或者在起动离合器与输入变速器之间。在DE 102005046894A1中动力换挡离合器设置在分域变速器内，该分域变速器设在主变速器之后。DE 102008001200建议双离合器装置，该双离合器装置具有起动离合器用于使驱动轴与变速器输入轴连接，并且具有动力换挡离合器用于使驱动轴与从动侧的变速器主轴直接连接，其中双离合器优选能通过一个共同的调节装置操作，该调节装置有选择地能使两个离合器中的一个或另一个或者两个离合器都进入打开位置或闭合位置。

另外由WO 2007/009594A1已知一种以中间轴结构方式的构成为双离合器变速器的自动化的多组式变速器。该多组式变速器包括分段变速器，主变速器并且必要时分域变速器设置在该分段变速器之后。所有非直接的前进挡在能流中通过同样的中间轴运行。直接挡在能流中有选择地经过另一个功率路径。因此得到在主变速器内与直接挡相邻的一组挡位的可动力换挡性。通过双离合器，根据换挡的不同情况，选择的前进挡功率路径和直接挡功率路径的交接控制是可能的。一个离合器控制一个功率路径，另一个离合器控制另一个功率路径。如果一个离合器闭合并且另一个离合器打开，那么从而同时可以在主变速器中切换两个挡位。在换挡期间的时间上交接的情况下，变速器输入功率减少的份额经过一个功率路径并且变速器输入功率增加的份额经过另一个功率路径。从而可以在负载下实现换挡。已知的变速器的动力换挡可能性基于双离合器的使用。

发明内容