[发明专利]用于改变至少一个切换元件的运行状态的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据在权利要求1前序部分中详细定义的类型的用于改变切换元件运行状态的设备。

背景技术

由实践中已知的变速器装置通常设有形锁合和摩擦锁合的切换元件，通过所述切换元件与运行状态有关地提供变速器装置的不同功能。例如在双离合器变速器中，在变速器输入侧设置两个构造为摩擦锁合的离合器的切换元件，通过它们可分别将一个准备接通的分变速器接入到车辆动力系统的力流中或在相应要求的传动比变换时从力流中断开。另外还已知构造为带式制动器的切换元件，通过它们例如可使变速器装置的轴的转速在换挡过程所需的范围内分别匹配于变速器装置中要挂入的变速比的同步转速。

为此可与运行状态有关地以高的调整动态性来改变这种切换元件的传动能力。在此为了操作切换元件设置通常构造为机电驱动机械的驱动装置，所述驱动装置设有驱动电机和驱动转换装置，其中驱动转换装置设置在驱动机械和切换元件之间。在驱动转换装置的区域中，驱动机械的旋转驱动运动转换为切换元件的平移操作运动。

根据具体应用情况，在驱动转换装置的区域中设置传动级，以便将驱动机械的旋转驱动或者说由驱动机械提供的驱动力矩与应用情况有关地转换到所需的水平上。在此作为传动级使用圆柱齿轮级、蜗轮蜗杆传动机构、凸轮、丝杆系统或球－斜面系统。

通过与应用情况有关地设计驱动转换装置以及由此产生的在驱动机械和要由驱动机械操作的切换元件的压盘之间的传动比，可改变或调整希望的切换元件作用方式所需的、要在切换元件的接合方向上施加到切换元件上的操作力的大小、与此对应的驱动机械的驱动力矩以及由此产生的调整动态性。

根据希望的切换元件调整时间或者说接合时间、在摩擦锁合的切换元件的区域中的气隙、摩擦锁合的切换元件的构件弹性、其它存在于力流中的元件的构件弹性、驱动机械的惯性以及在驱动机械和要由驱动机械操作的切换元件之间的传动比的大小来设计驱动机械的功率。另外在设计驱动机械和与之组合的驱动转换装置时还要考虑在切换元件运行持续时间上出现的磨损，因为由磨损引起的气隙改变可导致调整行程的变化。

例如当摩擦锁合的切换元件的传动能力根据变速器装置运行期间的相应要求应调整为确定的、优选由车辆计算机规定的转矩值并且在随后较长的运行时间上保持于该水平时，需在驱动机械侧持续提供保持力。当驱动机械构造为电动机时，电动机为了保持摩擦锁合的切换元件的该传动能力水平应持续被通以与之等效的电流值。但这种持续电流消耗是不希望的，因为其一方面引起电气元件和电子元件的负荷并且另一方面提高车辆的燃料消耗。

为了在摩擦锁合的切换元件传动能力的规定的保持阶段中减小用于电动机运行的电流需求，在已知的系统中采取各种措施。

例如在电动机和摩擦锁合的切换元件之间的传动路径中设置设有自锁装置的传动机构。通过附加传动机构的自锁装置可在较小的电动机操作电流下将摩擦锁合的切换元件的传动能力保持在希望的水平上并且摩擦锁合的切换元件的传动能力的改变仅在较高的电机驱动力矩下才进行。

具有自锁装置的操作系统基于设有自锁装置的传动机构区域中的较低的齿啮合效率在切换元件的整个运行范围上比没有自锁装置的操作系统不利地需要更大的驱动机械侧的转矩。但更高的操作力只能由具有相应功率的驱动机械来提供。功率更大的电动机需要更大的安装空间并且因此具有功率消耗更高的特点。

为了能够构造安装空间需求较小的具有自锁装置的操作系统，可相应提高驱动机械和切换元件之间的传动比，但由此显著降低调整动态性。另外，蜗轮或螺旋齿轮组的通常垂直的布置构成不利于安装空间的实施方式。

作为替换方案，已知在电动机的区域中或在电机和摩擦锁合的离合器之间的调整系统的力路径的其它位置上设置电磁制动器，该电磁制动器在摩擦锁合的切换元件的运行阶段——在此期间传动能力应基本保持不变——中在闭合运行状态中防止切换元件传动能力的改变。由此在电磁制动器的闭合运行状态中电动机的操作电流可显著下降。

但电磁制动器的使用导致附加的控制和调节耗费并且需要用于操作电磁制动器的相应硬件，由此产生更多的制造和研发成本。另外，在频繁要求改变要操作的摩擦锁合的切换元件的运动状态时，基于电磁制动器的系统固有的调整动态性而无法在希望的程度上利用可由电磁制动器提供的保持效果，因此无法在希望的程度上减小用于电动机运行所需的电流需求。