專利名稱：汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有一個發(fā)動機(jī)、一個變速箱和一個扭矩傳輸機(jī)構(gòu)并帶有一個用于自動操縱變速箱的裝置的汽車。所述操縱裝置包括一個控制單元和至少一個受該控制單元控制進(jìn)行變速箱速比的掛檔/換檔的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂茊卧辽倥c一個傳感器，必要時與另外的電子電路信號連通。執(zhí)行機(jī)構(gòu)中有一個第一驅(qū)動裝置用于操縱變速箱掛檔、一個第二驅(qū)動裝置用于操縱變速箱換檔。
迄今人們已經(jīng)知道帶有液力促動機(jī)構(gòu)的自動變速箱。但是，對變速箱內(nèi)部的換檔元件進(jìn)行液力操縱機(jī)構(gòu)龐大、成本較高。例如，采用液力促動機(jī)構(gòu)需要大量的元件，諸如壓力存儲器、閥等等。
本發(fā)明的目的在于提供一種帶自動變速箱的汽車，其零件數(shù)量較少，造價較低并且在舒適性方面，如換檔舒適性方面有所改進(jìn)。此外，本發(fā)明的目的還在于，提供一種簡單的系統(tǒng)，其安裝簡單、需要的安裝空間較小。
本發(fā)明的目的是通過如下方案實(shí)現(xiàn)的第一驅(qū)動裝置通過一個第一傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱上的一個元件進(jìn)行變速箱換檔。而第二驅(qū)動裝置通過一個第二傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱中的一個元件進(jìn)行變速箱的掛檔。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，第一驅(qū)動裝置通過一個第一蝸輪傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱中的一個軸轉(zhuǎn)動，從而進(jìn)行變速箱的換檔。第二驅(qū)動裝置通過一個第二蝸輪傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱中的一個軸轉(zhuǎn)動，從而進(jìn)行變速箱的掛檔。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，第一驅(qū)動裝置通過一個第一蝸輪傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱中的一個軸軸向移動，從而進(jìn)行變速箱的換檔。第二驅(qū)動裝置通過一個第二蝸輪傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱中的一個軸轉(zhuǎn)動，從而進(jìn)行變速箱的掛檔。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，第一驅(qū)動裝置通過一個第一蝸輪傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱中的一個軸轉(zhuǎn)動，從而進(jìn)行變速箱的換檔。第二驅(qū)動裝置通過一個第二蝸輪傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱中的一個軸軸向移動，從而進(jìn)行變速箱的掛檔。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，還可采用這樣一個最佳實(shí)施方案第一驅(qū)動裝置通過一個第一蝸輪傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱中的一個軸軸向移動，從而進(jìn)行變速箱的換檔。第二驅(qū)動裝置通過一個第二蝸輪傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱中的一個軸軸向移動，從而進(jìn)行變速箱的掛檔。
第一和/或第二傳動機(jī)構(gòu)最好采用單級或多級傳動。
根據(jù)需要，第一和/或第二傳動機(jī)構(gòu)中的一個分傳動裝置可以作為蝸輪傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一最佳構(gòu)思，第一和/或第二傳動機(jī)構(gòu)可以包括作為圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)、錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)、螺旋齒輪傳動機(jī)構(gòu)或類似傳動機(jī)構(gòu)中的一個傳動部件。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是，在第一和/或第二蝸輪傳動機(jī)構(gòu)之前或之后至少連接有另外一級傳動鏈，用于控制掛檔或換檔。
此外，根據(jù)需要，在第一和/或第二蝸輪傳動機(jī)構(gòu)之前或之后連接有另外一級傳動鏈，其用于控制掛檔或換檔操縱。
同樣，根據(jù)需要，蝸輪傳動機(jī)構(gòu)可以與一個帶有齒輪和一個作為杠桿構(gòu)成的扇形齒輪的傳動機(jī)構(gòu)連接。所述傳動機(jī)構(gòu)可以是圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)、錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)、螺旋齒輪傳動機(jī)構(gòu)或類似傳動機(jī)構(gòu)。
根據(jù)需要，杠桿結(jié)構(gòu)的扇形齒輪可以與一個傳動件嵌合連接，用于變速箱的掛檔或換檔。同樣也可采用這樣的實(shí)施方案，杠桿結(jié)構(gòu)的扇形齒輪可以與一個傳動件制成一體，用于變速箱的掛檔或換檔。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，根據(jù)需要，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以有一個殼體，在該殼體中至少裝有一個驅(qū)動裝置并且至少設(shè)置有用于轉(zhuǎn)換一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的傳動機(jī)構(gòu)，以便操縱掛檔或換檔過程。同樣，根據(jù)需要，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以有一個殼體，其中裝有至少部分用于控制自動變速箱的控制電路和/或功率電路。
此外，驅(qū)動裝置可采用電機(jī)，如直流電機(jī)、交流電機(jī)、行波電機(jī)、切換磁阻電機(jī)(SR電機(jī))和/或步進(jìn)電機(jī)等。
驅(qū)動裝置、如電機(jī)的驅(qū)動軸或電機(jī)軸最好相互平行。
根據(jù)需要，驅(qū)動裝置、如電機(jī)的驅(qū)動軸或電機(jī)軸可相互呈一定角度布置。
同樣合理的一個方案是，驅(qū)動裝置的電機(jī)軸上有一個轉(zhuǎn)軸，蝸輪傳動機(jī)構(gòu)中有一個蝸輪。第一驅(qū)動裝置的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)軸與第一蝸輪傳動機(jī)構(gòu)中的蝸輪構(gòu)成第一平面。第二驅(qū)動裝置的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)軸與第二蝸輪傳動機(jī)構(gòu)中的蝸輪構(gòu)成第二平面。第一平面基本與第二平面相同。
在本發(fā)明的另一構(gòu)思中，驅(qū)動裝置的電機(jī)軸上有一個轉(zhuǎn)軸，蝸輪傳動機(jī)構(gòu)中有一個蝸輪。第一驅(qū)動裝置的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)軸與第一蝸輪傳動機(jī)構(gòu)中的蝸輪構(gòu)成第一平面。第二驅(qū)動裝置的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)軸與第二蝸輪傳動機(jī)構(gòu)中的蝸輪構(gòu)成第二平面。第一平面基本平行于第二平面。
作為一個最佳實(shí)施方案，驅(qū)動裝置的電機(jī)軸上有一個轉(zhuǎn)軸，蝸輪傳動機(jī)構(gòu)中有一個蝸輪。第一驅(qū)動裝置的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)軸與第一蝸輪傳動機(jī)構(gòu)中的蝸輪構(gòu)成第一平面。第二驅(qū)動裝置的電機(jī)軸的轉(zhuǎn)軸與第二蝸輪傳動機(jī)構(gòu)中的蝸輪構(gòu)成第二平面。第一平面與第二平面互成一定夾角。
作為一個實(shí)施方案，至少一個驅(qū)動裝置是電磁鐵，如步進(jìn)電磁鐵。
本發(fā)明的另一構(gòu)思是，在一個前述的汽車上，設(shè)置一個可受一控制單元控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)至少帶有一個驅(qū)動裝置，用于操縱一執(zhí)行元件，如一個變速箱上的元件或一個扭矩傳遞裝置上的元件。在驅(qū)動裝置與執(zhí)行元件之間至少設(shè)置有兩個可傳遞扭矩的盤形元件。在兩盤形元件之間至少有一個用于在施加載荷時傳遞扭矩的蓄能件。根據(jù)所施加的力，盤形元件之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。在盤形元件的徑向外邊緣設(shè)置一有齒段，作為增量發(fā)送器。至少有一個傳感器可以確定盤形元件的至少一個轉(zhuǎn)速。該傳感器可以是電感式、光敏式或磁感式傳感器，其用于檢測運(yùn)動，如轉(zhuǎn)動的增量。控制單元根據(jù)檢測的信號可確定至少一種轉(zhuǎn)速。
一種特別有利的方案是，所述控制單元根據(jù)基本上是盤形的元件的轉(zhuǎn)速確定元件的相對轉(zhuǎn)動。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，在一個前述的汽車上，設(shè)置一個可受一控制單元控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)至少帶有一個驅(qū)動裝置，用于操縱一執(zhí)行元件，如一個變速箱上的元件或一個扭矩傳遞裝置上的元件。在驅(qū)動裝置與執(zhí)行元件之間至少設(shè)置有兩個可傳遞扭矩的盤形元件。在兩盤形元件之間至少有一個用于在施加載荷時傳遞扣矩的蓄能件。根據(jù)所施加的力，盤形元件之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。一種有利的結(jié)構(gòu)是，在盤形元件的徑向外邊緣設(shè)置有電磁區(qū)，在其圓周上布置有多個磁極，以及至少有一個傳感器，通過該磁極所產(chǎn)生的合成磁場，至少可以確定盤形元件的至少一個轉(zhuǎn)速和/或所述盤形元件相互之間的相對轉(zhuǎn)動。
所述基本上是盤形的元件的周緣最好設(shè)置有帶有交替磁極的磁化區(qū)。在沒有相對轉(zhuǎn)動時，相距一定間隔的兩盤形件上的磁極相同，所以，合成的磁場的磁力線基本上位于或垂直于盤形件所在平面。當(dāng)出現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動的某一狀態(tài)時，合成的磁場的磁力線也垂直或位于盤形件的平面。
此外，根據(jù)需要，至少一個傳感器檢測磁場分量，該磁場分量在無相對轉(zhuǎn)動時基本上沒有而至少在開始相對轉(zhuǎn)動時該磁場分量增加，因而傳感器可以輸送出一個代表相對轉(zhuǎn)動量的信號。
同樣合理的一個方案是，根據(jù)需要，在所述基本上為盤形的第一元件的徑向外周緣設(shè)置有帶有在圓周上交替分布磁極的磁化區(qū)。在所述基本上為盤形的第二元件上具有同樣磁化的在圓周上間隔的舌板，其上設(shè)置磁化區(qū)。相距一定間隔的兩盤形件上的磁極相反，在沒有相對轉(zhuǎn)動時，舌板將磁區(qū)覆蓋。當(dāng)出現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動的某一狀態(tài)時，磁化區(qū)被逐漸暴露。至少一個傳感器檢測到這個作為相對轉(zhuǎn)動量的函數(shù)的合成磁場。
作為本發(fā)明的另一最佳實(shí)施方案，第二盤形元件上的舌板設(shè)置在第一盤形元件的磁極與傳感器之間。
同樣合理的一個方案是，舌板可沿平行于盤形元件的平面設(shè)置在一個盤形元件的邊緣。另一個盤形元件的磁化區(qū)與該平面共面。
同樣合理的一個方案是，舌板可沿垂直于盤形元件的平面設(shè)置在一個盤形元件的邊緣。另一個盤形元件的磁化區(qū)與該平面相互垂直。該舌板在軸向上至少部分圍住該另一盤形件的邊緣。
同樣合理的一個方案是，另一盤形元件上基本上垂直于盤形元件的一個平面的磁化區(qū)位于所述一個盤形元件上垂直于所述平面的邊緣。
同樣合理的一個方案是，控制單元根據(jù)所檢測到的或所確定的兩元件的相對轉(zhuǎn)動量按照至少一個蓄能特征曲線決定施加到設(shè)置在兩盤形元件之間的蓄能件上的載荷，從而確定驅(qū)動力或驅(qū)動力矩。
以下將借助于附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明。其中

圖1為一個汽車的示意圖；圖2為本發(fā)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖3為一變速箱的檔位圖；圖4為本發(fā)明一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖5a為本發(fā)明一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖5b為本發(fā)明一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖5c為一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖6a表示了一個帶有蓄能件的元件；圖6b表示了一個帶有蓄能件的元件；圖7表示了一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)和一個傳動機(jī)構(gòu)的部分部件；圖8為本發(fā)明一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖9為本發(fā)明一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖10為本發(fā)明一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖11為本發(fā)明一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖12表示了一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的一個元件；圖13為本發(fā)明一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖14為一圖表；圖15a表示了一種傳感器的結(jié)構(gòu)；圖15b表示了一種傳感器的結(jié)構(gòu)；圖16a為一曲線圖；圖16b為一曲線圖；圖16c為一曲線圖；圖17a表示了一種傳感器的結(jié)構(gòu)；圖17b表示了一種傳感器的結(jié)構(gòu)；圖17c表示了一種傳感器的結(jié)構(gòu)；圖17d表示了一種傳感器的結(jié)構(gòu)；圖18a表示了一種傳感器的結(jié)構(gòu)；圖18b表示了一種傳感器的結(jié)構(gòu)；圖18c表示了一種傳感器的結(jié)構(gòu)；圖19a為一曲線圖；圖19b為一曲線圖；圖20表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖21表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖22表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖23表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖24表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖25表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖26表示本發(fā)明所述的一種裝置；
圖27表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖28表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖29表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖30表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖31表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖32表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖33表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖34表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖35表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖36表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖37表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖38表示本發(fā)明所述的一種裝置；圖39表示本發(fā)明的一種操縱裝置；圖40表示本發(fā)明的一種操縱裝置；圖41a為圖39所示裝置的剖視圖；圖41b為圖39所示裝置的視圖；圖41c為圖39所示裝置的剖視圖；圖42為本發(fā)明的一種操縱裝置的剖視圖。
圖1示意地表示出一個汽車，帶有發(fā)動機(jī)1、例如內(nèi)燃機(jī)及扭矩傳輸機(jī)構(gòu)2和傳動系中的變速箱3。此外，還帶有差速器4、傳動軸5及由傳動軸驅(qū)動的車輪6。在車輪上可以安裝檢測車輪轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器(圖中未示)。該轉(zhuǎn)速傳感器也可以在功能上與另一個電子單元相關(guān)聯(lián)，例如與防抱死系統(tǒng)(ABS)相關(guān)聯(lián)。根據(jù)至少一個車輪轉(zhuǎn)速，可以借助于控制單元7至少確定一個汽車車速和/或變速箱轉(zhuǎn)速。
驅(qū)動機(jī)構(gòu)1也可以采用液力驅(qū)動，其上帶有諸如電動機(jī)、可空轉(zhuǎn)的飛輪及內(nèi)燃機(jī)。
扭矩傳輸機(jī)構(gòu)2采用的是摩擦式離合器。該扭矩傳輸機(jī)構(gòu)也可采用諸如電磁式離合器、盤式離合器或帶有轉(zhuǎn)換分流切換開關(guān)的變扭器或其他形式的離合器。摩擦式離合器可以是一種可自動調(diào)節(jié)磨損量的離合器。
用于自動控制變速箱3的裝置包括一個控制單元7和一個受控制單元7操縱的執(zhí)行機(jī)構(gòu)8?？刂茊卧?同樣可操縱一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)11，用以自動操縱扭矩傳輸機(jī)構(gòu)2。從圖1中可以看到一個控制單元7和一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)8的草圖?？刂茊卧?可以采用一體式控制單元，以完成對諸如扭矩傳輸機(jī)構(gòu)和變速箱的控制或調(diào)整。此外，還可以將發(fā)動機(jī)控制電路與該控制單元制成一體。同樣，就扣矩機(jī)構(gòu)和變速箱的控制而言，也可以通過不同的控制單元借助執(zhí)行機(jī)構(gòu)7、11實(shí)現(xiàn)對扭矩機(jī)構(gòu)和變速箱的操縱。
本發(fā)明是建筑在一份在先申請、即DE19504847之上的改進(jìn)，因此，該在先申請的內(nèi)容屬于本申請的公開內(nèi)容部分。
當(dāng)然，扣矩傳輸機(jī)構(gòu)、變速箱的控制單元和/或發(fā)動機(jī)控制單元也可以相互分開設(shè)置并通過數(shù)據(jù)線路和/或信號線路相互聯(lián)通。
此外，控制單元或電子單元與各傳感器通過信號線路相互連通，該信號線路向該控制單元或多個控制單元輸送對應(yīng)于實(shí)際工作點(diǎn)的工作參量。
同樣，該控制單元也可以通過多條數(shù)據(jù)線路或一條數(shù)據(jù)總線獲取所有必要的信息。
控制單元7可以帶有計算機(jī)系統(tǒng)，用于感知各種信號和系統(tǒng)參數(shù)并對其進(jìn)行處理、儲存、調(diào)用和繼續(xù)傳輸。此外，控制單元可產(chǎn)生控制量和/或信號，用于控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作并將控制命令傳輸?shù)狡渌娮与娐分小?br> 扭矩傳輸機(jī)構(gòu)2安裝在一個飛輪2a上或與之相連。該飛輪可制成一體結(jié)構(gòu)也可采用由初級質(zhì)量和次級質(zhì)量構(gòu)成并在初級與次級質(zhì)量之間設(shè)置一個扭轉(zhuǎn)減振器的兩體式結(jié)構(gòu)。此外在飛輪上還可設(shè)置一啟動齒圈2b。離合器由一個帶有摩擦面的離合器片2c和一個壓盤2d及離合器殼2e及碟簧2f構(gòu)成。該自調(diào)整式離合器上還附設(shè)有一個機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)容許調(diào)整離合器位置進(jìn)行磨損補(bǔ)償，其中設(shè)置有諸如力傳感器或位移傳感器，以測定工作狀態(tài)，從而根據(jù)諸如磨損狀況決定必要的位置調(diào)整量并根據(jù)檢測結(jié)果自動進(jìn)行調(diào)整。
扭矩傳輸機(jī)構(gòu)是借助于一個分離器9和一個分離軸承10來操縱的。控制單元7控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)11，從而操作離合器。對分離器的操作可以采用電動式、電力液壓式、例如借助液壓的壓力進(jìn)行控制，也可采用其他形式的操作機(jī)構(gòu)。帶有分離軸承10的分離器9可采用中央分離器結(jié)構(gòu)，其與變速箱的輸入軸同心并借助于諸如離合器碟簧的壓力使離合器分離或結(jié)合。不過，分離器也可采用機(jī)械式分離器，其操縱、加載或控制一個分離軸承或類似的部件。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)8是借助于其上至少一個輸出元件或執(zhí)行元件或多個輸出或執(zhí)行元件控制變速箱3掛檔和/或換檔。掛檔和/或換檔操作的控制和變速箱的結(jié)構(gòu)相關(guān)。
變速箱上特別帶有一個中心軸，通過對該中心軸的軸向操縱或周向操縱可實(shí)現(xiàn)掛檔或換檔，或相反。例如，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個執(zhí)行元件中心軸的軸向運(yùn)動，而其上的另一操作元件則操縱該軸的周向運(yùn)動。這樣，周向運(yùn)動實(shí)現(xiàn)掛檔，而軸向運(yùn)動實(shí)現(xiàn)換檔，或相反。
變速箱也可帶有兩個軸，其中一個軸用于掛檔，另一軸用于對變速箱進(jìn)行換檔，對該兩軸周向運(yùn)動的控制可實(shí)現(xiàn)掛檔或換檔。
同樣，變速箱上還帶有檔位軸，沿軸向控制檔位軸可使變速箱進(jìn)入掛檔位置，通過選定被操縱的檔位便實(shí)現(xiàn)了換檔。
各個軸或各檔位軸上有內(nèi)置的掛檔元件，或者各個軸在工作時操縱變速箱內(nèi)部的這類元件。執(zhí)行機(jī)構(gòu)8直接或間接地操縱變速箱內(nèi)的掛檔元件，使中間軸、輸入、輸出軸或掛檔軸或其他掛檔元件伸出或縮進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)各變速比的變換。
控制單元7通過信號連線12與執(zhí)行機(jī)構(gòu)8相連，由此可實(shí)現(xiàn)控制信號和/或傳感器信號或狀態(tài)工作信號的交換、繼續(xù)傳輸或調(diào)出。此外還有信號連線13、14，用于將控制單元與其他傳感器或電路至少在部分時間信號連接。所述其他電路可以是諸如電機(jī)控制電路、防抱死控制電路或轉(zhuǎn)差率調(diào)整電路等。其他的傳感器可以是用于確定或檢測汽車工作狀態(tài)的普通傳感器，例如發(fā)動機(jī)或車輪轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、油門踏板位置傳感器或其他傳感器。信號連線15連接到一條數(shù)據(jù)總線上，例如CAN總線上，通過該總線可以獲取汽車的系統(tǒng)數(shù)據(jù)或其他電子控制電路的數(shù)據(jù)，這是因?yàn)殡娮涌刂齐娐吠ǔ６际峭ㄟ^計算機(jī)相互聯(lián)網(wǎng)的。
自動變速箱可采用以下形式實(shí)現(xiàn)掛檔或換檔，汽車司機(jī)通過諸如變速桿、按鍵或其他換檔控制元件40發(fā)出脫檔或掛檔信號。之后可給出掛下一檔的信號。相應(yīng)地，借助于一個電動換檔桿給出一個信號，即變速箱應(yīng)換檔位的信號。
在另一種換檔程序中，可以這樣選擇變速箱的自動操縱方式，即對實(shí)際檔位的選擇依賴于工作參數(shù)并根據(jù)工作參數(shù)的需要自動進(jìn)入相應(yīng)的檔位。不過，自動變速箱也可以借助于諸如特征值、特性曲線或特性曲線族并根據(jù)在某預(yù)定點(diǎn)測得的傳感器信號自動進(jìn)行換檔，從而不必依靠司機(jī)給出換檔指令。
此外還可設(shè)置一個空檔位置N。在該位置上，變速箱的輸入軸與輸出軸之間沒有動力連接。另外，還可以選擇停車檔位P，以實(shí)現(xiàn)停車時的鎖止。該停車檔位也可自動選擇，例如在點(diǎn)火鑰匙51從點(diǎn)火開關(guān)中拔出而汽車的工作狀態(tài)又容許時自動進(jìn)入停車檔位。如果在汽車高速運(yùn)行時將點(diǎn)火鑰匙拔出，則在該狀態(tài)下不會自動進(jìn)入停車鎖止檔位。
換檔機(jī)構(gòu)40上可設(shè)置一個對應(yīng)于手動換檔的換檔區(qū)M，一個對應(yīng)于自動換檔區(qū)D、一個停車鎖止區(qū)P和/或一個空檔區(qū)N。此外還可通過換檔開關(guān)或變速桿實(shí)現(xiàn)手動換檔。
汽車上最好設(shè)置有電子油門踏板23或加速柄。油門踏板23控制一個傳感器24，發(fā)動機(jī)控制電路20借助該傳感器控制和調(diào)整諸如燃料供給、點(diǎn)火時間、噴油時間或借助于發(fā)動機(jī)1的信號線路21控制節(jié)氣門開度。帶有傳感器24的電控油門23通過信號線路25與發(fā)動機(jī)控制電路20信號連通。發(fā)動機(jī)控制電路20則通過信號線路22與控制電路7信號連通。此外，變速箱控制電路30也可以與控制單元7和20信號連通。根據(jù)需要可設(shè)置一電動節(jié)氣門控制電路，以便借助發(fā)動機(jī)控制電路控制節(jié)氣門的開度。在這種控制系統(tǒng)下，不再需要與油門踏板進(jìn)行直接機(jī)械連接。
汽車上還帶有一個發(fā)動機(jī)起動裝置50。該裝置在司機(jī)需要起動發(fā)動機(jī)時通過諸如將點(diǎn)火鑰匙51插入點(diǎn)火開關(guān)中的動作控制發(fā)動機(jī)電子系統(tǒng)和起動機(jī)，從而使發(fā)動機(jī)起動和/或啟動汽車。
圖2表示了本發(fā)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)100的一個剖面。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)受一個控制單元控制，用于操縱變速箱，使其掛檔或換檔。執(zhí)行機(jī)構(gòu)100操縱一個變速箱3，該變速箱中設(shè)置有一個用于掛檔或換檔的軸。
軸101用于掛檔，而軸102用于換檔。為便于操縱掛檔軸101或換檔軸102進(jìn)行掛檔或換檔，掛檔軸和換檔軸分別通過一個驅(qū)動機(jī)構(gòu)和諸如一個相連的傳動箱擺動或轉(zhuǎn)動一個預(yù)定的角度。
圖2a表示了一個檔位圖撥叉定位板190，其中帶有掛檔軌道191和換檔軌道192。換檔的行程是掛檔軌道191之間的換檔行程。而掛檔行程是在掛檔軌道191內(nèi)的工作行程。該檔位圖或撥叉定位板190是根據(jù)一種典型的帶倒檔的5速變速箱表示的。其中，倒檔可位于虛線193處。此外，也同樣可根據(jù)4速，5速或6速變速箱的所有典型的撥叉定位板作為撥叉定位板，其中各檔的位置依變速箱的結(jié)構(gòu)而定。
圖2所示的執(zhí)行機(jī)構(gòu)100用于操縱掛檔軸101和換檔軸102進(jìn)行掛檔和/或換檔。執(zhí)行機(jī)構(gòu)100上有兩個驅(qū)動機(jī)構(gòu)103和104，在來自控制單元7的控制下，該兩驅(qū)動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動掛檔或換檔。
驅(qū)動機(jī)構(gòu)103、104最好采用電動機(jī)，如直流電機(jī)、交流電機(jī)、行波電機(jī)或類似電機(jī)等。
諸如電機(jī)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)103驅(qū)動一個位于區(qū)域106處的電機(jī)軸105。在電機(jī)軸105上支撐有一個蝸桿107，該蝸桿與一蝸輪108嚙合。蝸輪108可轉(zhuǎn)動地支撐在軸109上。蝸輪108無相對轉(zhuǎn)動地連接著一個齒輪110，例如可將兩者制成一體。齒輪110可以是一個圓柱齒輪、一個圓錐齒輪或一個其他形式的齒輪。軸101與一齒柄111無相對轉(zhuǎn)動地連接，例如作為其上的一個齒。齒柄111在其端部111a設(shè)置有一個齒部112，其與齒輪110上的齒110a相互嚙合。
在電機(jī)的驅(qū)動下，軸105被帶動，從而借助于蝸桿與蝸輪的傳動帶動齒輪110，由于齒輪與齒柄上的齒相互嚙合，從而帶動齒柄111一同轉(zhuǎn)動，由此帶動軸101進(jìn)行掛檔操縱。
以同樣的方式也可借助于電機(jī)104帶動軸102。其中，電機(jī)104帶動軸120。軸120與一蝸桿121無相對轉(zhuǎn)動地連接而蝸桿又與一蝸輪122嚙合。蝸輪122上還連接著一個齒輪123。在軸102、如換檔軸上還連接著一個齒柄124，該齒柄的前端124a區(qū)域內(nèi)設(shè)置有一個齒部125，該齒部與齒輪123上的齒相互嚙合。當(dāng)齒輪123轉(zhuǎn)動或擺動時，齒柄124隨之?dāng)[動，從而帶動軸102進(jìn)行換檔操縱。
在本實(shí)施例中，電機(jī)軸的軸線130與131相互平行，所以電機(jī)103和104的端壁132和133也大致相互平行。軸線130和131也可以相互有一預(yù)定的不等于零的夾角。兩電機(jī)最好以相互呈90°或30°至150°的夾角布置。
通過軸線130與蝸輪108確定的平面可以與通過軸線131和蝸輪122確定的平面為同一平面。當(dāng)然兩平面也可以相互平行地錯開，或相互呈一定的夾角。
對變速箱掛檔或換檔的驅(qū)動可分別通過一個電機(jī)和一個兩級傳動實(shí)現(xiàn)，其中第一級傳動為蝸輪傳動，第二傳動基本上是齒輪傳動。所述齒輪傳動可由一個受蝸輪驅(qū)動的齒輪與一個由齒柄構(gòu)成的扇形齒輪構(gòu)成。
在另一種實(shí)施方案中，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)100內(nèi)至少容納有一部分控制電路或功率電路。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明可根據(jù)需要將控制電路和功率電路設(shè)置在一個單獨(dú)的殼體內(nèi)。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)100可通過合理的方式，例如通過法蘭連接或螺紋連接安裝在變速箱3上。
變速箱3可以采用傳統(tǒng)的帶有拉力釋放機(jī)構(gòu)的變速箱。執(zhí)行機(jī)構(gòu)100可采用拆裝方式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以取代機(jī)械式變速箱操縱機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)變速箱的自動操縱。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)100有一個殼體140。電機(jī)103和104固定在該殼體上或與之連接。電機(jī)軸穿過一個孔插入到殼體140中。傳動機(jī)構(gòu)，例如蝸輪傳動機(jī)構(gòu)或齒輪傳動機(jī)構(gòu)或其他傳動機(jī)構(gòu)被設(shè)置在該殼體140中。比外，軸101和102通過至少一個孔伸到殼體中。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，也可根據(jù)需要，例如在需要掛檔和換檔軸的情況下，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出元件插入到變速箱中，以便與變速箱內(nèi)的掛檔元件鍵連接或摩擦連接，從而操縱掛檔或換檔。
圖3表示了一個用于操縱變速箱掛檔或換檔的執(zhí)行機(jī)構(gòu)200。
在本實(shí)施例中，變速箱有一個中間掛檔軸205，該軸通過其周向轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)掛檔，通過軸向運(yùn)動實(shí)現(xiàn)換檔。
驅(qū)動裝置201，如電機(jī)上有一個電機(jī)軸206。該軸通過諸如軸承207a和207b支撐。電機(jī)軸206上有一個蝸桿208，其與一蝸輪209相互嚙合。蝸輪209與一個齒輪210無相對轉(zhuǎn)動地連接或與之制成一體。中間掛檔軸205與一個齒柄211無相對轉(zhuǎn)動地連接，例如通過一個齒或鍵連接件相互連接。齒柄211的前端211a處設(shè)置有一段齒212，其與齒輪210上的齒210a相互嚙合。當(dāng)電機(jī)201驅(qū)動蝸桿時便帶動了蝸輪，從而借助于齒輪210和齒212帶動齒柄211擺動，由此操縱中間掛檔軸周向運(yùn)動。
驅(qū)動馬達(dá)202，如電機(jī)，驅(qū)動支撐在區(qū)域221上的電機(jī)軸220。該電機(jī)軸220與一蝸桿222連接。蝸桿驅(qū)動一蝸輪或與之嚙合。蝸輪沿軸線223設(shè)置，不過在本圖中看不出來。蝸輪還與另一齒輪224無相對轉(zhuǎn)動地連接或與之制成一體。為操縱中間掛檔軸軸向運(yùn)動，設(shè)置了一個撥叉230，其可繞軸線231擺動。該撥叉230與一個杠桿臂232無轉(zhuǎn)動地連接。杠桿臂在區(qū)域232a處設(shè)置有一段齒，其與齒輪224上的齒相互嚙合。通過驅(qū)動軸220及蝸桿，帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，從而帶動齒輪224一同轉(zhuǎn)動，由此使齒柄232繞軸線231轉(zhuǎn)動，使撥叉230借助于鍵連接操縱中間掛檔軸，以操縱中間掛檔軸沿軸向運(yùn)動。
圖4為執(zhí)行機(jī)構(gòu)200的視圖，其中可以看出帶有端蓋203和204的驅(qū)動機(jī)構(gòu)201和202。電機(jī)通過螺紋連接或法蘭連接固定在殼體240內(nèi)，電機(jī)軸206和220穿過至少一個開孔伸到殼體240內(nèi)。蝸桿222驅(qū)動蝸輪223a，蝸輪與齒輪224鍵連接或無相對轉(zhuǎn)動地連接。通過齒輪224使可擺動的齒柄232轉(zhuǎn)動，從而帶動撥叉230繞軸線231轉(zhuǎn)動。撥叉230在位于環(huán)形區(qū)域241與242之間的空間區(qū)域內(nèi)與中間掛檔軸嚙合。其中保證有一個鍵連接。通過操縱或使撥叉230繞軸線231轉(zhuǎn)動，操縱中間掛檔軸205沿軸向運(yùn)動。
圖5a表示了帶有端壁203的驅(qū)動裝置201和電機(jī)軸206，其中蝸桿208與蝸輪209相互嚙合。蝸輪可繞軸線260轉(zhuǎn)動。驅(qū)動齒柄211的齒輪210與蝸輪無相對轉(zhuǎn)動地連接。銷軸261用于支撐齒輪210和/或位于殼體240(圖中未示)內(nèi)的蝸輪209。
圖5b表示了帶有端壁203的驅(qū)動機(jī)構(gòu)201，如電機(jī)。電機(jī)軸206上有一個蝸桿208，其與一蝸輪209相互嚙合。蝸輪209與一個大致為環(huán)狀的元件270無相對轉(zhuǎn)動地連接。該基本為環(huán)狀的元件基本上是由元件270a和270b構(gòu)成的。元件270a和270b是兩個相互隔開并無相對轉(zhuǎn)動地相互連接的的盤形元件。在環(huán)狀、盤形元件270a和270b之間設(shè)置有一個基本上為環(huán)形的元件271。元件271在272處有一方孔，用于容放蓄能件273。蓄能件以一定的預(yù)張力被安裝在元件270a和270b之間，其中，蓄能件是穿過元件271上的方孔272到達(dá)上述兩元件的。當(dāng)元件270a、270b相對元件271轉(zhuǎn)動時，該蓄能件受到周向加載。因此，盤型件270a、270b通過蓄能件將扭矩傳輸?shù)奖P形元件271上。盤形元件271與軸275無相對轉(zhuǎn)動地連接。齒輪210也與軸275無相對轉(zhuǎn)動地連接，因此，蝸輪209與齒輪210之間的動力傳動實(shí)際上是借助于一個彈性過程被連接的。蓄能件273被安裝到元件270a、270b及271的方孔時具有一預(yù)張力，因而只有當(dāng)一個元件對另一元件施加的力大于預(yù)張力時，元件271才相對元件270a、270b轉(zhuǎn)動。
當(dāng)載荷超過預(yù)張力，蓄能件作為彈性件工作。
圖5c表示了本發(fā)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一剖面圖。其中，兩傳感器278和279分別掃描檢測齒277和276的位移。齒276和277被分別固定在可相對轉(zhuǎn)動的元件上，例如在盤形件270b與271上。盤形件270b和271在其徑向外端制有齒。傳感器按以下方式設(shè)置，傳感器的相對位置基本固定，它可無接觸地檢測在其面前移動的齒。該傳感器作為霍爾傳感器通過互感效應(yīng)或磁性特征值或采用其他非接觸方式，如光測方式進(jìn)行檢測。發(fā)光器射出的光束可以被運(yùn)動的齒周期性地被阻斷或釋放，由此產(chǎn)生了被脈沖化的光束，傳感器則可以檢測這些被脈沖化的光束。各傳感器都可采用光敏傳感器，其在光束作用下，特別是在電磁射線作用下工作。
兩傳感器278和279分別檢測元件270b和271的位置和/或速度和/或加速度。中央控制單元可根據(jù)傳感器信號計算出兩元件270b和271相對轉(zhuǎn)動量。
圖6a、6b表示出了帶有大致為方形孔272和274的環(huán)形元件270a、270b和271，以及蓄能件273。環(huán)形元件271在其徑向外端區(qū)域275處制有齒276，其作為增量傳感器用于檢測盤271的轉(zhuǎn)速或位置。
方孔272和凹孔274可以是諸如被沖壓出的凹形孔，蓄能件呈直線狀排布在其中，其中，盤270a、270b和271上各自裝有四個蓄能件，其相互呈90°錯開。蓄能件也可采用預(yù)彎曲的蓄能件，其大致呈環(huán)形結(jié)構(gòu)插入到孔內(nèi)。此外，蓄能件273也可采用多個蓄能件組合或疊合，例如兩個相互疊合的蓄能件。蓄能件273可采用螺旋壓簧或其他彈性元件，如彈性塑料件的結(jié)構(gòu)。
圖7至圖9為執(zhí)行機(jī)構(gòu)300的另一實(shí)施方案的剖視圖。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶有兩個驅(qū)動裝置，用于操縱掛檔和/或換檔過程，從而在不需要負(fù)荷換檔能力的前提下實(shí)現(xiàn)了變速箱301的自動化。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)300的殼體302通過法蘭連接到變速箱殼體303上或通過諸如螺紋連接件304固定連接在其上。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可采用可拆裝式結(jié)構(gòu)，其在手動變速桿罩的位置上通過法蘭連接到另一個可手動換檔的變速箱301上。各一個驅(qū)動裝置399和398、如電機(jī)用于操縱掛檔或換檔。此外還可設(shè)置一個第三驅(qū)動裝置，其用于控制扭矩傳輸裝置的操縱。這樣一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是一個電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。同樣，也可采用壓力介質(zhì)，如液壓或氣壓驅(qū)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其他類型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
在變速箱301上通過法蘭固定著執(zhí)行機(jī)構(gòu)300，其帶有驅(qū)動裝置，如電機(jī)，用于控制變速箱302的掛檔、換檔。
從圖7中看不到采用電機(jī)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動裝置399、398，其被表示在圖8和圖9中。從圖中可見電機(jī)包括電機(jī)軸或驅(qū)動軸305和306。電機(jī)軸305與蝸桿307相連，其與蝸輪308嚙合并驅(qū)動該蝸輪。蝸輪308與盤形的、基本為環(huán)狀的元件309a、309b基本無相對轉(zhuǎn)動地連接。元件309a、309b在軸向上相互隔開一定距離并無相對轉(zhuǎn)動地相互連接。元件309a、309b可通過長螺栓或鉚釘無相對轉(zhuǎn)動地連接。在元件309a、309b之間安裝有一個基本為環(huán)形的元件310。元件309a、309b和310上有方孔狀孔312或凹槽，其用于放置蓄能件311。蓄能件311最好以一定的預(yù)張力安裝到孔內(nèi)。蓄能件311的作用是將元件309a、309b的力傳遞到環(huán)形件310上，從而使環(huán)形件310上的力被進(jìn)一步傳遞到軸313上并被繼續(xù)傳遞。軸313通過軸套314可相對轉(zhuǎn)動地支撐在元件309a上。同時，軸313通過至少一個軸承316支撐在殼體302上。蓄能件的預(yù)張力大小確定了操縱換檔所需要的作用力下限。例如，只有當(dāng)載荷超過蓄能件311的預(yù)張力時，對蓄能件的進(jìn)一步加載才可影響到對變速箱的操縱。
軸313驅(qū)動齒輪315，受驅(qū)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移借助齒輪317從齒輪315傳到齒輪318并由此進(jìn)一步傳到中間掛檔軸320。齒輪317通過軸321和軸承322，如滑動軸承或滾動軸承支撐在殼體上，齒輪318通過其內(nèi)齒與中間掛檔軸的外齒配合并無相對轉(zhuǎn)動地連接。
變速箱掛檔運(yùn)動以轉(zhuǎn)動運(yùn)動的形式傳到中間掛檔軸320上。從電機(jī)到中間掛檔軸320的運(yùn)動轉(zhuǎn)換是通過蝸輪傳動實(shí)現(xiàn)的。其中蝸桿307位于延伸的電機(jī)軸305上，蝸輪308支撐在軸313上，二者可相對轉(zhuǎn)動。通過設(shè)置在蝸輪308一側(cè)的從動盤309a及具有預(yù)張力的蓄能件311，如彈簧，驅(qū)動扭矩從蝸輪308傳到軸313上。此外，在軸313上無相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置有一段齒315，其可將運(yùn)動經(jīng)由中間齒輪317和另一齒輪318傳到中間掛檔軸320上。在本實(shí)施例中，出于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的考慮附加了中間齒輪317。在某些情況下也可省去該中間齒輪。其原因在于當(dāng)擺動角度較大時，可以使中間掛檔軸能夠?qū)崿F(xiàn)完整的運(yùn)動。采用中間齒輪317可減少齒輪之間的距離，從而減少空間的需要。同樣，齒輪318可采用齒扇結(jié)構(gòu)，即僅在所需要的擺角范圍內(nèi)設(shè)置齒。
對檔位圖或撥叉定位板上軌道的選擇是通過軸套330在中間掛檔軸320上的上、下移動實(shí)現(xiàn)的。該軸套通過設(shè)置在其側(cè)面的銷340和341可與相鄰的、被驅(qū)動件或掛檔件342和343一體連接。軸306的轉(zhuǎn)動必須傳遞到軸套330上。在本實(shí)施例中，這是由一個錐形軸件331保證的。不過，作為其他的選擇，也可采用可傳遞扭矩的線性運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)。
驅(qū)動裝置398、如電機(jī)的驅(qū)動通過位于延伸的電機(jī)軸306上的蝸桿350傳遞到軸套330上使其往復(fù)移動。轉(zhuǎn)動運(yùn)動被傳遞到蝸輪351上，其與齒352無相對轉(zhuǎn)動地連接并被相鄰的一扇形齒輪353驅(qū)動。扇形齒輪353還與兩個杠桿354a和354b無相對轉(zhuǎn)動地連接。在兩杠桿的端部設(shè)置有輥?zhàn)?55a、355b，其嵌入到軸套330外側(cè)的一凹槽360中。由此使杠桿354a、354b的擺動轉(zhuǎn)換為軸套330的往復(fù)運(yùn)動。在另一最佳實(shí)施方案中，可根據(jù)需要只在軸套330一側(cè)上設(shè)置一個桿與之配合。
輥?zhàn)?55a、355b借助于軸承371、如軸套類滑動軸承或滾動軸承支撐在杠桿的孔內(nèi)。
電機(jī)399、398可以配置增益式傳感器，其可檢測電機(jī)的電流大小。電機(jī)電流的信號被作為工作狀態(tài)的特征值，從而根據(jù)電機(jī)電流控制信號進(jìn)行控制。
控制電路的功率輸出級可以設(shè)置在前述變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)的殼體內(nèi)。不過，也可以由一個控制裝置提供電功率。信號及電能從外面經(jīng)由插頭(圖中未示)進(jìn)入變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)300。
與變速箱制成一體的執(zhí)行機(jī)構(gòu)300可直接地或通過支撐件370支撐在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼302上。支撐件可采用諸如塑料材料制成。
驅(qū)動裝置采用這樣的結(jié)構(gòu)，其電機(jī)軸相互平行。不過，也可根據(jù)需要使兩軸線相互呈一定夾角。
圖10至12為執(zhí)行機(jī)構(gòu)400的另一實(shí)施例的剖視圖。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶有兩個驅(qū)動裝置401和402，用于操縱掛檔和/或換檔過程，從而在不需要負(fù)荷換檔能力的前提下實(shí)現(xiàn)了變速箱301的自動化。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)400的殼體402通過法蘭連接到變速箱殼體上或通過諸如螺紋連接，固定連接在其上。執(zhí)行機(jī)構(gòu)例如可采用可拆裝式結(jié)構(gòu)通過法蘭固定在變速箱上。各驅(qū)動裝置401和402，如電機(jī)用于操縱掛檔或換檔。此外還可設(shè)置一個第三驅(qū)動裝置，其用于控制扭矩傳輸裝置的操縱。這樣一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是一個電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。同樣，也可采用壓力介質(zhì)，如液壓或氣壓驅(qū)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其他類型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
電機(jī)包括電機(jī)軸或驅(qū)動軸405和406。電機(jī)軸405與蝸桿407相連，其與蝸輪408嚙合并驅(qū)動該蝸輪。蝸輪408與盤形的、基本為環(huán)狀的元件409a、409b基本無相對轉(zhuǎn)動地連接。元件409a、409b在軸向上相互隔開一定距離并無相對轉(zhuǎn)動地相互連接。元件409a、409b例如可通過長螺栓或鉚釘無相對轉(zhuǎn)動地連接。
在元件409a、409b之間安裝有一個基本為環(huán)形的元件410。元件409a、409b和410上有方孔狀孔412或凹槽，其用于放置蓄能件411。蓄能件411最好以一定的預(yù)張力安裝到孔內(nèi)。蓄能件411的作用是將元件409a、409b的力傳遞到環(huán)形件410上，從而使環(huán)形件410上的力被進(jìn)一步傳遞到軸413上并被繼續(xù)傳遞。軸413通過軸套414可相對轉(zhuǎn)動地支撐在元件409a上。同時，軸413通過至少一個軸承416支撐在殼體402上。蓄能件的預(yù)張力大小確定了操縱換檔所需要的作用力下限。例如，只有當(dāng)載荷超過蓄能件411的預(yù)張力時，對蓄能件的進(jìn)一步加載才可影響到對變速箱的操縱。
軸413驅(qū)動齒輪415，受驅(qū)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移從齒輪415傳到扇形齒輪418并由此進(jìn)一步傳到中間掛檔軸420上。
在圖10至圖12中的實(shí)施例中，掛檔運(yùn)動是作為轉(zhuǎn)動運(yùn)動經(jīng)過圖7至9所示的、位于電機(jī)401與掛檔軸420之間的傳動機(jī)構(gòu)傳到中間掛檔軸420上的。在本實(shí)施例中，沒有圖8所示的中間齒輪317。此外，扭矩可有效地從扇形齒輪418傳遞到掛檔軸420上。
在中間掛檔軸420上通過銷軸421安裝有兩個輥?zhàn)?22和423，其可相對轉(zhuǎn)動。該輥?zhàn)?22、423可在扇形齒輪418內(nèi)的運(yùn)行軌道425a、425b上滾動。該運(yùn)行軌道與中間掛檔軸的軸線基本平行。
通過以上結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)換檔時中間掛檔軸420相對變速箱和執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體的必要的往復(fù)運(yùn)動，同時鎖定中間掛檔軸420相對扇形齒輪418的轉(zhuǎn)動。
變速箱掛檔運(yùn)動以轉(zhuǎn)動運(yùn)動的形式從驅(qū)動裝置401傳到中間掛檔軸420上。從電機(jī)的電機(jī)軸到中間掛檔軸420的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換是通過蝸輪傳動實(shí)現(xiàn)的。其中蝸桿407位于延伸的電機(jī)軸405上，蝸輪408支撐在軸413上，二者可相對轉(zhuǎn)動。通過設(shè)置在蝸輪408一側(cè)的從動盤409a及具有預(yù)張力的蓄能件411，如彈簧，驅(qū)動扭矩從蝸輪408傳到軸413上。此外，在軸413上無相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置有一段齒415，其可將運(yùn)動經(jīng)由扇形齒輪418傳到中間掛檔軸420上。
換檔運(yùn)動的控制是由驅(qū)動裝置402、如電機(jī)的驅(qū)動經(jīng)由位于延伸的電機(jī)軸406上的蝸桿450首先傳遞到蝸輪451上。在蝸輪451的輪轂上安裝有一個與蝸輪451一同轉(zhuǎn)動的軸套452。軸套上制有兩個螺旋狀槽453a、453b。設(shè)置在中間掛檔軸420上的兩個輥?zhàn)?55a、455b在該槽內(nèi)運(yùn)行。如果中間掛檔軸420在電機(jī)401靜態(tài)下被固定并與電機(jī)402一同轉(zhuǎn)動，則可通過螺旋槽453a、453b實(shí)現(xiàn)中間掛檔軸420的往復(fù)運(yùn)動(換檔運(yùn)動)。
輥?zhàn)?55a、455b通過銷軸456可轉(zhuǎn)動地支撐在中間掛檔軸上。銷軸456插入到中間掛檔軸的孔內(nèi)。
元件451借助于軸承460支撐在殼體上并借助于軸承461、462支撐在元件418上。
在由驅(qū)動裝置402至中間掛檔軸的傳動鏈中，對換檔運(yùn)動的傳遞同樣可設(shè)置一彈性環(huán)節(jié)，如在掛檔力的傳動鏈中安裝一彈簧411。
電機(jī)401和/或402可以配置增益式傳感器，其可檢測電機(jī)的電流大小。電機(jī)電流的信號被作為工作狀態(tài)的特征值，從而根據(jù)電機(jī)電流控制信號進(jìn)行控制。
控制電路的功率輸出級可以設(shè)置在前述變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)的殼體內(nèi)。不過，也可以由一個控制裝置提供電功率。信號及電能從外面經(jīng)由插頭(圖中未示)進(jìn)入變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)400。
通過法蘭或螺紋與執(zhí)行機(jī)構(gòu)400連接的電機(jī)，可與諸如蝸桿蝸輪以及用于支撐蝸輪傳動機(jī)構(gòu)的軸承作為一個整體模塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼連接，從而與執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成一體。
驅(qū)動裝置采用這樣的結(jié)構(gòu)，其電機(jī)軸相互平行。不過，也可根據(jù)需要使兩軸線相互呈一定夾角。
圖13所示的實(shí)施例與圖10至12所示的實(shí)施例大致相同，其中設(shè)有另一個有利的控制換檔運(yùn)動的控制機(jī)構(gòu)。
取代圖12中帶有螺紋狀槽453a、453b的軸套452，本實(shí)施例在中間掛檔軸520上制有螺旋狀齒501，如螺桿。蝸輪550在其徑向內(nèi)區(qū)域制有與其相對應(yīng)的嚙合齒502，從而使蝸輪構(gòu)成了一個與螺桿配合的螺母。
掛檔扭矩由扇形齒輪560經(jīng)由可傳遞扭矩的線性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)561傳遞到中間掛檔軸520上。可傳遞扭矩的線性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)561是由在軸向上在軸轂或軸側(cè)制成的、用于使輥體563，如滾珠運(yùn)動的運(yùn)動軌道562a、562b。輥體可傳遞扭矩但同時可沿運(yùn)動軌道軸向移動，因而在換檔運(yùn)動中，中間掛檔軸可軸向移動，輥體則在該軸或軸轂上滾動。為防止輥體在中間掛檔軸不受力的狀態(tài)下沿垂直設(shè)置的直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu)向下滑，將輥體置于一個保持架中，并在軸轂上設(shè)置一個帶有預(yù)緊力的、用于對中的蓄能件，如彈簧564。可傳遞扭矩的直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的軸轂側(cè)面制成這種結(jié)構(gòu)，在沿兩個方向的整個升程中始終保持輥體處于中心位置。因而在中間掛檔軸的任何位置上，都可實(shí)現(xiàn)兩個方向的升降行程。當(dāng)掛檔操縱處于靜止、不受力的狀態(tài)時，輥體由于輥體軌道的間隙而沿軸向移動。而由于彈簧指向軸轂中部的預(yù)壓力的作用，輥體保持架總是保持在中部位置。
圖14列出了可供變速箱掛檔和/或換檔及扣矩傳遞裝置，如離合器離合的自動操縱裝置的實(shí)施例結(jié)構(gòu)。圖14所示表格中主要列舉如下幾種形式帶有三個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的裝置，即每個執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別用于操縱離合(K)、掛檔(S)和換檔(W)；帶有兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的裝置，其中一個用于控制離合和掛檔(K+S)，一個用于操縱換檔(W)；帶有兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的裝置，其中一個操縱離合和換檔(K+W)，一個操縱掛檔(S)；帶有一個綜合操縱離合、掛檔及換檔(K+S+W)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。此外裝置中帶有一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制裝置可以與之組合成一體或設(shè)置在汽車上相互獨(dú)立的殼體中。執(zhí)行機(jī)構(gòu)或獨(dú)立的控制裝置可布置在汽車車身上和/或直接設(shè)置在變速箱上。
本發(fā)明涉及到另一申請DE19627980，因而該申請中所公開的內(nèi)容也屬于本發(fā)明申請。本發(fā)明還涉及到另一申請DE19533640，因而該申請中所公開的內(nèi)容也屬于本發(fā)明申請。
對應(yīng)于各圖所示的結(jié)構(gòu)及對兩盤形元件或部件的相對轉(zhuǎn)動和/或各自轉(zhuǎn)動的檢測均表示在圖5c中。大致呈盤形的元件可相對轉(zhuǎn)動，其中，兩元件270b、271的相對轉(zhuǎn)動至少受到一個蓄能件作用力的限制。該至少一個蓄能件可以采用諸如螺旋壓簧、螺旋彈簧、圈簧或彈性塑料件。該至少一個蓄能件可以是帶或不帶預(yù)緊力的蓄能件。帶預(yù)緊力與不帶預(yù)緊力的蓄能件可能具有相同的優(yōu)勢，例如在獲得多級力特性的情況下。對各個盤形元件的位置和/或速度和/或加速度的檢測是借助于兩個分別對應(yīng)一個盤形元件的傳感器278和279實(shí)現(xiàn)的。由此，控制單元可確定出兩元件270b和271相對轉(zhuǎn)動量，從而可確定在從一個盤形元件到另一盤形元件的力傳遞之間設(shè)置的蓄能件的壓縮量。從而可計算出驅(qū)動扭矩2，由于施加到蓄能件上的扭矩至少等于或正比于或至少對應(yīng)于驅(qū)動扭矩。
在另一實(shí)施例中，可以采用一個傳感器，其可檢測圖5C所示的元件270b和271的相對轉(zhuǎn)動，其中，兩元件除了相對轉(zhuǎn)動外還有隨整體轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動運(yùn)動。該傳感器根據(jù)磁性或其他特性檢測兩轉(zhuǎn)動元件的相對轉(zhuǎn)動，檢測最好采用無接觸式檢測。
圖15a、15b所示的本發(fā)明結(jié)構(gòu)中包括兩個基本為盤形的元件601和602，其邊緣各設(shè)置有磁性區(qū)或磁化區(qū)。盤形件601被設(shè)置在主動側(cè)，而盤形件602設(shè)置在從動側(cè)，在盤形件601和602之間至少設(shè)置一個可施加壓縮力的蓄能件。在扭矩從一個盤形件傳遞到另一盤形件時，該至少一個蓄能件被壓縮或承受載荷。
盤形件601和602的邊緣被如此磁化，其周緣被交替地重復(fù)布置有北極和南極。同樣，盤形件的邊緣也可以設(shè)置成或制成環(huán)形磁性區(qū)。該環(huán)形磁性區(qū)可由磁性材料，如塑性磁性材料制成。磁性材料可采用鐵磁或稀土鈷，如釤-鈷化合物。塑性磁性材料是在塑料基體中嵌入磁性材料。此外，塑性磁性材料也可以是在塑料分子鏈中介入磁性離子而制成。
環(huán)形磁性區(qū)最好在其周邊設(shè)置多個磁極，例如北極(N)和南極(S)。分布在周緣的磁極數(shù)目可根據(jù)所需要的分辨率而定。在周緣最好至少分布4個磁極。根據(jù)需要，也可在周緣布置8個、16個或32個磁極。磁極最好沿周向均勻分布。
兩盤形元件601和602是在無載狀態(tài)下安裝的，其上各有北極磁性區(qū)(N)603a、603b及南極磁性區(qū)(S)604a、604b，其相互交錯分布。這種結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的磁場基本上僅在盤形件601、602的一個平面上產(chǎn)生磁力線606。
在盤形件601、602的徑向外緣，設(shè)置有一個磁敏傳感器605，例如霍爾傳感器或單極霍爾傳感器。該傳感器的布置只能相應(yīng)垂直于盤形件的磁力線607，該磁場可檢測霍爾傳感器的電壓。
在兩盤形件上磁極N和S剛好相對，所以磁場或磁極產(chǎn)生的磁力線基本上是在盤形件的平面上，傳感器605基本上檢測不到帶有垂直磁力線的磁場。當(dāng)兩盤形件601和602相對轉(zhuǎn)動時，由于克服位于盤形件之間的蓄能件的作用力的扭矩從一個盤形件601傳遞到另一盤形件602上，因而相同磁性區(qū)或磁極的位置發(fā)生了位移，由此產(chǎn)生了一個帶有垂直于盤形件平面的磁力線的磁場。傳感器605檢測到該磁場的垂直分量。通過該磁場垂直分量所占份額或大小，可根據(jù)傳感器信號確定兩盤形件601、602的相對轉(zhuǎn)動量，從而確定所傳遞的扭矩。
當(dāng)相對轉(zhuǎn)動量增大，相同磁極的大小又趨于相等時，磁場的垂直分量又減小了并逐漸消失?？刂茊卧_定執(zhí)行機(jī)構(gòu)或盤形件的轉(zhuǎn)速信號并在確定相對轉(zhuǎn)動量時對該信號加以考慮。當(dāng)相對轉(zhuǎn)動量減少時，盤形件601、602之間的蓄能件的彈性變形增大，從而在兩元件之間的彈性力增加。執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如驅(qū)動電機(jī)所受到的載荷增加，從而使轉(zhuǎn)速下降。根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速圖，控制單元可確定相對轉(zhuǎn)動量是否增加或成少。
在盤形周緣也可不均勻地分布磁極，這樣，在轉(zhuǎn)動一周后，磁性相同而大小不同的磁極又重新相對。在此情況下，傳感器信號不為零，因?yàn)榛旧峡偸谴嬖趲в写怪贝帕€的磁場。由此可調(diào)節(jié)磁場垂直分量的振幅，其中，當(dāng)盤形件沒有相對轉(zhuǎn)動時，傳感器信號的絕對值只能下降到零。
霍爾傳感器605可以采用模擬式或數(shù)字式單極霍爾傳感器。在采用兩個單極傳感器的情況下，通過兩信號的非或邏輯電路，可以獲得輸出端信號的理想的傳感器特性。
圖16a表示了一個曲線圖700，其用于描述一個單極霍爾傳感器605的功能或應(yīng)用。在傳感器位置獲得的磁場強(qiáng)度作為位移S的函數(shù)。此外還表示了一個傳感器信號702和信號閾值703和704。當(dāng)磁場強(qiáng)度701小于閾值704時，由傳感器605給出的信號等于值705。當(dāng)磁場強(qiáng)度701等于閾值703時，傳感器信號被變成值706。該值703一直保留到磁場強(qiáng)度701下降到值703之下。在到達(dá)位移S時，傳感器信號又達(dá)到值704。
圖16b表示磁場密度作為位移s的函數(shù)的分布圖。位移s是兩元件601、602的位移量。磁場密度711基本上是相似的和線性的。一個模擬式傳感器605的信號712在圖16b的下部作為磁場密度的函數(shù)。磁場密度與位移s成正比。傳感器信號712基本上是線性變化并且相對于圖16b上部的位移變化基本上是連續(xù)變化。
圖16c表示了用于描述一個雙單極霍爾傳感器、如605的功能及應(yīng)用的曲線圖。在傳感器位置獲得的磁場強(qiáng)度作為位移s的函數(shù)。該位移量s基本上是兩元件601和602的位移量。此外還表示了一個傳感器信號722、723和信號閾值72、和725和726、727。當(dāng)磁場強(qiáng)度721小于閾值725時，由傳感器給出的信號722等于最大值。當(dāng)磁場強(qiáng)度721等于閾值725時，傳感器信號被變成最小值。該值一直保留到磁場強(qiáng)度721下降到值724之下。在到達(dá)位移s時，傳感器信號又達(dá)到最大值。當(dāng)磁場強(qiáng)度721大于閾值727時，來自傳感器的信號723等于最大值。當(dāng)磁場強(qiáng)度721 達(dá)到閾值727時，傳感器信號變?yōu)樽钚≈?。該值一直保留到磁場?qiáng)度721又下降到值726之下。在到達(dá)位移s時，傳感器信號又回到最大值。
合成的傳感器信號728可通過非或邏輯電路由信號722和723確定。
圖17a和17b表示了另一實(shí)施例。其中設(shè)置有與驅(qū)動源連接的盤750、770和與驅(qū)動源相連的盤751、771。在圖17a中，盤750在其軸向有一伸出的凸緣，如舌板754，其至少伸到另一盤751徑向外端以外的區(qū)域并圍住該徑向外端。兩盤的邊緣區(qū)域752和753是由可磁化的磁性材料制成例如由鐵磁材料制成。對周緣區(qū)域752和753的磁化應(yīng)當(dāng)使盤周緣區(qū)域的磁極重疊分布，即分布有北極(N)或南極(S)。凸緣或設(shè)置成N極或S極。在兩盤未加載的位置上，帶有N或S極的凸緣，如舌板754覆蓋住盤751上的N極或S極。因此，從外面只能看到兩盤作為整體的S極或N極的磁極分布。
傳感器755被設(shè)置在與盤邊緣相對的位置。傳感器的設(shè)置應(yīng)當(dāng)保證，在被覆蓋的狀態(tài)下、在無載荷的狀態(tài)下，傳感器沒有信號輸出。這是因?yàn)樵搨鞲衅鞅辉O(shè)置在盤外磁化區(qū)與另一個附加的磁鐵756之間，因而所合成的磁場在該傳感器處相對較弱。設(shè)置該磁鐵756是為了優(yōu)化在傳感器處的磁場強(qiáng)度。
當(dāng)凸緣754通過其蓋板覆蓋了N極時，傳感器755沒有信號輸出。當(dāng)兩盤形件750和751相對轉(zhuǎn)動時，該N極至少部分被暴露在與S極相對的位置，由此構(gòu)成了磁力線，其在傳感器處相互交叉。傳感器輸出不為零的傳感信號。該信號代表著盤形件的相對轉(zhuǎn)動量。
上述方式對圖17b至17d所示實(shí)施例同樣有效。盤形件770和771可克服蓄能件780作用力相對轉(zhuǎn)動。在圖17b至17d中，盤形件770在沿其徑向伸出一凸緣774。盤形件772、773的周緣是由可磁化的磁性材料，如鐵磁材料制成。周緣772、772被磁化方式是，盤形件的周緣相互重疊，其上有北極(N)和南極(S)。凸緣774或被磁化成N極或被磁化成S極。在兩盤形件處于無負(fù)載位置時，帶有N或S極的凸緣774覆蓋著盤771上的N或S極。因而從外面只能看到兩盤形件作為整體所表現(xiàn)出的S或N極。
傳感器775被設(shè)置在盤形件770、771的上方或下方。傳感器的布置應(yīng)當(dāng)保證，在盤形件被覆蓋、無載荷的狀態(tài)下，傳感器沒有信號輸出，因?yàn)樵搨鞲衅鞅辉O(shè)置在盤外磁化區(qū)與另一個附加的磁鐵776之間。設(shè)置該磁鐵776是為了優(yōu)化在傳感器處的磁場強(qiáng)度。
當(dāng)作為S極被磁化的凸緣774通過其蓋板覆蓋了N極時，傳感器775沒有信號輸出。當(dāng)兩盤形件770和771相對轉(zhuǎn)動時，該N極至少部分被暴露在與S極相對的位置，由此構(gòu)成了磁力線，其在傳感器處相互交叉。傳感器輸出不為零的傳感信號。該信號至少代表著盤形件的相對轉(zhuǎn)動量。
在圖18a至18c中，表示了本發(fā)明用于檢測兩轉(zhuǎn)動件相對運(yùn)動的傳感器820、821的另一實(shí)施例。盤形構(gòu)件800與801通過蓄能件相互連接，在對盤形件800施加力時，盤形件800相對另一盤形件801產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。蓄能件805放置在盤形件800和801上的方孔內(nèi)，所以蓄能件的端部或至少一個端部靠在方孔上至少一端812處。蓄能件可在預(yù)壓狀態(tài)下裝入到方孔810、811中，因而只有在克服預(yù)壓力后兩盤形件才開始相對轉(zhuǎn)動。
在盤形件800、801周緣設(shè)置有齒802、803。其中，傳感器820、821，如差分傳感器在盤形件轉(zhuǎn)動時，對盤形件上的齒計數(shù)，從而對其進(jìn)行檢測。該周緣可由磁性材料制成，如鐵磁材料。通過將齒區(qū)磁化并在傳感器820、821后面設(shè)置磁鐵，各傳感器只檢測各盤形件的磁化程度，從而檢測盤形件的轉(zhuǎn)速、位置和/或加速度。
在圖19a中表示了傳感器820與另一傳感器821的兩信號850、851的信號分布圖。在不存在盤形件相對轉(zhuǎn)動時，兩信號850、851基本相等。在兩盤形件產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動時，信號850與851不等，如圖19b所示。曲線860表示信號850與851的差值，所以可通過諸如脈沖寬度862檢測出兩盤形件的相對位移。當(dāng)信號860首次超過上限870時，信號880被設(shè)定為一個值，例如最小值，直到該信號值小于第二個閾值871，此時，將信號861設(shè)置為一個值，如最大值。這樣，在鎖定被動件801的情況下即可監(jiān)測出相對轉(zhuǎn)動量。
借助于上述的傳感器，可在從一驅(qū)動件到一操縱件的力傳遞路徑中直接或間接地測出該操縱力。該力可以是在變速箱掛檔時自動操縱的掛檔力。該力可以是在變速箱換檔時自動操縱的換檔力。同樣，該力也可以是在自動操縱離合器時操縱扭矩傳遞裝置的力。
控制單元可根據(jù)這些力的信號或?qū)?yīng)該力的信號進(jìn)行控制或調(diào)整，例如保證操縱時不超過預(yù)定的最大力。
圖20表示了一個用于自動操縱汽車變速箱的裝置的實(shí)施例。其中沒有表示汽車變速箱本身，或者說只是表示了其中一部分。該裝置包括一個第一驅(qū)動馬達(dá)1001，如電機(jī)，一個第二驅(qū)動馬達(dá)1002，如電機(jī)。電機(jī)1001操縱變速箱的掛檔過程，電機(jī)1002操縱變速箱的換檔過程。兩電機(jī)包括一個基本上為柱形必要時有一定偏心的極罐1001a和1001b。該極罐可以是通過諸如彎板彎成的柱形結(jié)構(gòu)。電機(jī)各有一驅(qū)動軸1003和1004。其與一個蝸桿制成一體或與之連接，以通過蝸輪傳動操縱一個中間掛檔軸的掛檔銷子的轉(zhuǎn)動或往復(fù)運(yùn)動。蝸桿1005與一蝸輪1006運(yùn)動配合。掛檔電機(jī)1001將驅(qū)動軸1003的轉(zhuǎn)動運(yùn)動經(jīng)由蝸桿1005和蝸輪1006及兩個基本相互平行的盤形件1007a、1007b和連接在其中間的蓄能件傳遞到法蘭1008上。該法蘭與一齒輪1009動力連接或制成一體。齒輪1009與一個通過銷軸1001支撐在殼體中的齒輪1010相互嚙合。齒輪1010同時又與一扇形齒輪1012相互嚙合。借助于電機(jī)1003的驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動運(yùn)動，借助于蝸輪傳動及設(shè)置在盤形元件1007a、1007b與法蘭之間的蓄能件，扭矩被傳遞到扇形齒輪1012。兩盤形件1007a、1007b無相對轉(zhuǎn)動地相互連接，最好是盤形件1007a的銷釘或銷軸插入到盤形件1007b的孔內(nèi)。兩盤形件也可以通地鉚釘相互連接。
蝸輪1006、盤形件1007a及1007b以及法蘭1008可轉(zhuǎn)動地支撐在蝸輪軸1013上。蝸輪軸1013被支撐或可轉(zhuǎn)動地支撐在其一側(cè)的掛檔電機(jī)1020的殼體以及在其另一側(cè)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)1021的殼體上。蝸輪1006通過諸如一個槽或漸開線齒與盤形元件1007a、1007b的驅(qū)動端相連。蝸輪上有一個軸向凸肩1006a，其上設(shè)置有齒。在區(qū)域1006a處的外齒與元件1007a的內(nèi)齒相互嚙合。由于元件1007a、1007b之間是無相對轉(zhuǎn)動連接，因而該兩盤形元件之間可傳遞力。法蘭1008沿軸向設(shè)置在兩元件1007a和1007b之間。其中，蓄能件1022置于法蘭1008的方孔內(nèi)并且端部支撐在盤形元件1007a、1007b上的凹槽或孔內(nèi)。當(dāng)在兩元件1007a和1007b與法蘭1008之間出現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動，力或扭矩便從盤形元件傳遞到該法蘭上，法蘭進(jìn)而驅(qū)動掛檔軸或掛檔銷子轉(zhuǎn)動。最好在盤形元件與法蘭之間至少設(shè)置兩個可傳遞扭矩并具有預(yù)壓力的蓄能件。
蝸輪軸1013可通過壓配合裝到殼體中。
蝸輪1006最好由塑性材料制成。蓄能件，如彈性件1022可由熱膨脹系數(shù)較小的材料制成，例如金屬、橡膠或塑料。這樣，當(dāng)在蝸輪上制成一個帶齒軸及在元件1006a上靠近彈性件的驅(qū)動側(cè)制造一齒轂時結(jié)合縫隙較小。特別是，當(dāng)結(jié)合溫度低于主要區(qū)域的溫度時，效果更明顯。盤形元件1007a和1007b以及法蘭1008也可以由金屬和/或塑料制成。
在另一實(shí)施例中，在彈性件的驅(qū)動側(cè)、也就是元件1007a與齒輪1009之間設(shè)置齒、槽結(jié)構(gòu)時，最好設(shè)計較小的齒隙。通過如下方式可以實(shí)現(xiàn)較小的齒隙，即帶齒軸1009用熱膨脹系數(shù)較大的材料制成，而齒轂由熱膨脹系數(shù)較小的材料制成。通過圓柱齒輪嚙合，將轉(zhuǎn)動運(yùn)動從齒輪1009傳遞到齒輪1012。作為另一實(shí)施方案，可根據(jù)需要設(shè)置一個用于傳遞扭矩的的中間齒輪。該中間齒輪借助于軸1011支撐在殼體中。元件1012，如扇形齒輪是通過諸如內(nèi)齒輪1012a與中間掛檔軸上的外齒1025配合。當(dāng)扇形齒輪1012轉(zhuǎn)動時，也帶動掛檔齒輪1026轉(zhuǎn)動，從而使掛檔銷子1027發(fā)生角位移。嚙合齒對1012a、1025采用這樣的結(jié)構(gòu)，即當(dāng)中間掛檔軸沿軸向滑動時兩齒仍保持相互嚙合，以便在中間掛檔軸1026和掛檔銷子1027的整個軸向運(yùn)動過程中掛檔銷子1027不會產(chǎn)生角位移。
掛檔軸上的扇形齒輪1012借助于一個中心扭矩傳遞結(jié)構(gòu)，如槽、齒配合，安裝并支撐在中間掛檔軸1026上。而掛檔軸則被支撐在固定在殼體上的導(dǎo)向軸1028上。掛檔軸上的扇形齒輪1012在殼體1021中沿固定在殼體的導(dǎo)向軸1028的軸向的定位是借助于一個軸檔1029保證的，因而當(dāng)中間掛檔軸1026轉(zhuǎn)動或往復(fù)運(yùn)動時，扇形齒輪1012只有轉(zhuǎn)動運(yùn)動。所以，在中間掛檔軸1026沿固定在殼體上的導(dǎo)向軸1028的軸向移動時，帶有內(nèi)齒與外齒的元件，也就是元件1012a和1025可以滑動。
換檔電機(jī)1002將帶有蝸桿1080的被動軸1004上的轉(zhuǎn)動傳遞到蝸輪1031上。蝸輪1031與另一齒輪1032無相對轉(zhuǎn)動地連接。所述齒輪又與一扇形齒輪1033嚙合。扇形齒輪1033可轉(zhuǎn)動地支撐在銷軸1034處。蝸輪1033與銷子1031無相對轉(zhuǎn)動地連接。這種無相對轉(zhuǎn)動連接是通過諸如螺紋連接、鉚釘連接或一體連接或形狀連接等方式實(shí)現(xiàn)的。銷子1031嵌入到一個換檔撥叉鉗口1030中。該換檔撥叉鉗口與中間掛檔軸1026形狀相連或以可傳力的方式相連。當(dāng)然蝸桿轉(zhuǎn)動時，元件1031繞軸線1034擺動，從而使中間掛檔軸1026上、下移動。蝸輪與齒輪1032可轉(zhuǎn)動地支撐在蝸輪軸1035上。該軸一端支撐在換檔電機(jī)殼體上，另一端支撐在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼上。齒輪1032與扇形齒輪1033相互嚙合。在扇形齒輪上制有或一體連接有換檔銷子1031。該銷子插入到一個固定或一體連接到中間掛檔軸上的換檔撥叉鉗口中。因而，當(dāng)換檔銷子1031轉(zhuǎn)動時，中間掛檔軸1026沿著導(dǎo)向軸1028移動。換檔撥叉鉗口1030采用這樣的結(jié)構(gòu)，其可保證中間掛檔軸在變速箱掛檔所需要的升降及轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)可不依賴于換檔銷子的位置而轉(zhuǎn)動。在中間掛檔軸沿導(dǎo)向軸軸向制出的鍵或齒與扇形齒輪1012上的相應(yīng)槽相互配合，從而使中間掛檔軸在掛檔所需要的升降及轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)可不依賴于扇形齒輪的位置而進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動。
換檔撥叉鉗口1030采用這樣的結(jié)構(gòu)，其可保證銷子1031被一個上表面1030a，如一平面區(qū)和一個下表面，如一平面區(qū)1030b包圍。兩區(qū)域1030a、1030b相互制成一體或相互連接成一體。在平面區(qū)上還成形一段管形部分，用于連接掛檔軸。換檔撥叉鉗口的上表面與下表面1030a、1030b的延伸范圍應(yīng)當(dāng)保證，當(dāng)中間掛檔軸轉(zhuǎn)動時，銷子1031仍保持與該鉗口形狀連接。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體采用這樣的結(jié)構(gòu)，最好設(shè)置有限位擋塊，以便中間掛檔軸在其轉(zhuǎn)動和/或升降中只可這樣運(yùn)動，其容許掛檔所必須的轉(zhuǎn)動或往復(fù)運(yùn)動，而超出所需轉(zhuǎn)動或往復(fù)運(yùn)動則會受到限位擋塊的限制。由此可提供一種緊湊的、節(jié)省空間的變速箱操縱裝置的實(shí)施方案，因?yàn)橥ㄟ^對實(shí)際運(yùn)動范圍的限位可不再需要考慮不需要的運(yùn)動范圍和相應(yīng)的空間。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體最好通過螺栓或中央銷軸固定到變速箱殼體上。不過，也可采用其他方式固定執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體。螺紋連接結(jié)構(gòu)可采用這種形式，螺栓安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體上的一個通孔內(nèi)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體被擰到變速箱殼上。不過，螺紋接也可采用這樣的方式，即螺栓穿過執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼上的通孔插入到掛檔或換檔電機(jī)上的通孔中，而后，該掛檔或換檔電機(jī)殼連同執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼一起被擰到變速箱殼上。
電機(jī)1001和1002的軸線最好相互平行。蝸輪1006與中間掛檔軸1026的軸線也最好相互平行。而電機(jī)軸線與上面所說的蝸輪及中間掛檔軸的軸線相互垂直。此外，扇形齒輪1033上的蝸輪1031的軸線最好垂直于電機(jī)軸線與中間掛檔軸線。這樣可節(jié)省空間。
圖23至26表示的是本發(fā)明變速箱自動操縱裝置的另一實(shí)施例。裝置1100包括一個用于操縱掛檔的電機(jī)1101及一個用于操縱換檔的電機(jī)1102。在電機(jī)的輸出端有一蝸桿1103，其與一蝸輪1104相互嚙合。蝸輪與兩個相互隔開的盤形件1105和1106相互連接。在所述兩個相互隔開的盤形件之間設(shè)置有一個法蘭盤1107。在該法蘭盤1107與兩盤形件1105和1106之間設(shè)置有蓄能件，如彈簧或彈性件。在相對轉(zhuǎn)動時，蓄能件將盤形件1105、1106之間的力傳遞到元件1107上。軸1108與法蘭盤無相對轉(zhuǎn)動地連接。帶齒件或齒輪1108與軸1108形狀連接或制成一體。齒輪1109與扇形齒輪1110嚙合，從而在電機(jī)被驅(qū)動時帶動中間掛檔軸1111轉(zhuǎn)動。在中間掛檔軸1111上設(shè)置有掛檔銷子1112a、1112b，用以同變速箱掛檔軸上的掛檔叉1113配合。在本實(shí)施例中，掛檔銷子1112a操縱前進(jìn)檔的掛檔；掛檔銷子1112b操縱倒檔的掛檔。電機(jī)1102上同樣有一個蝸桿1120，其與蝸輪1121嚙合。蝸輪被支撐在軸1122上并帶有一個齒輪1123。該齒輪上有一個掛檔銷子1124。該掛檔銷子嵌入到中間掛檔軸1124上的凹槽1125中。當(dāng)齒輪1121轉(zhuǎn)動時，掛檔銷子繞軸線1122擺動，從而帶動中間掛檔軸1111軸向移動。由此帶動掛檔銷子1112a、1112b沿軸向作往復(fù)運(yùn)動。凹槽1125可通過切削加工、如銑削加工制成。
圖24表示本裝置的另一個視圖。其中，掛檔銷子1124插入到中間掛檔軸1111上的凹槽1125中，從而在銷子1124擺動時可帶動中間掛檔軸往復(fù)運(yùn)動。扇形齒輪1110通過螺紋連接件或鉚釘件1132或通過焊接，如摩擦焊、激光焊、點(diǎn)焊或類似方法被連接到中間掛檔軸1111的下端。掛檔銷子1112a及1112b與扇形齒輪1110制成一體，例如作為其中的一個板件?？赏ㄟ^對一塊板進(jìn)行沖壓，而后通過滾壓或成形工藝處理而成。
圖25為插入到凹槽1125中的銷子1124的剖視圖。該銷子與齒輪1121一體連接并可轉(zhuǎn)動地支撐在軸1122上。
圖26為中間掛檔軸1111及凹槽1125和掛檔銷子1124的剖視圖。在中間掛檔軸下端，扇形齒輪1110通過諸如鉚接或螺紋連接與掛檔銷子1112a和1112b連接。
掛檔銷子1112a與掛檔撥叉鉗口1113配合。當(dāng)掛檔銷子1111移動時，該掛檔銷子插入到掛檔撥叉鉗口中，由此進(jìn)入變速箱的選檔過程。為此，首先選定所需檔位的軌道。通過使掛檔銷子1112a繞中間掛檔軸1111軸線轉(zhuǎn)動，掛檔撥叉1130沿著相應(yīng)的掛檔桿運(yùn)動，從而進(jìn)入到所需要的檔位上。為產(chǎn)生變速箱掛檔所需要的掛檔銷子1112a的轉(zhuǎn)動和往復(fù)運(yùn)動，啟動掛檔電機(jī)1101和換檔電機(jī)1102。掛檔電機(jī)將其輸出軸的轉(zhuǎn)動運(yùn)動經(jīng)由一個蝸桿及一蝸輪，也就是蝸輪傳動，傳遞到一個被預(yù)緊的彈性件的輸入元件上。其中，該輸入元件是由兩個盤形元件1105和1106構(gòu)成的。通過蓄能件將力傳遞到法蘭盤1107上并由此傳到軸1108上，進(jìn)而傳到齒輪1109上。該齒輪與中間掛檔軸上的扇形齒輪1110相互嚙合。蝸輪、減振件1105至1107以及齒輪1109均可轉(zhuǎn)動地支撐在蝸輪軸1140上。蝸輪軸1140的一端支撐在掛檔電機(jī)殼上，另一端支撐在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼上。蝸輪與彈性件驅(qū)動側(cè)的連接，如與元件1105、1106的連接以及與彈性件被動件，如1107的連接最好通過齒嚙合傳動方式實(shí)現(xiàn)，例如圖20至22中表示的內(nèi)、外齒的嚙合。
齒輪1109的轉(zhuǎn)動經(jīng)由一對齒輪傳動被傳遞到扇形齒輪1110上。齒輪1109也可以采用扇形齒輪結(jié)構(gòu)，其中，齒輪1109的軸向尺寸或長度確定的方式是，其可保證在中間掛檔軸軸向移動時元件1109與1110之間仍保持齒嚙合傳動。同樣，扇形齒輪1110的軸向尺寸也應(yīng)當(dāng)保證始終保持齒嚙合狀態(tài)。齒輪1109的尺寸可以較短。扇形齒輪1110與掛檔銷子1112a、1112b最好形狀連接或制成一體。如果變速箱采用這樣的結(jié)構(gòu)，即倒檔掛檔與前進(jìn)檔掛檔采用不同的掛檔銷子控制，則除掛檔銷子1112a外，還可附設(shè)另一掛檔銷子1112b。掛檔銷子1112b同樣可以與第二個掛檔銷子和/或扇形齒輪制成一體或形狀連接。
扇形齒輪1110與掛檔銷子1112a、1112b無相對轉(zhuǎn)動地與中間掛檔軸連接。中間掛檔軸由一個壓裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼內(nèi)的滑動軸承套導(dǎo)向。
換檔電機(jī)將其輸出軸的轉(zhuǎn)動運(yùn)動經(jīng)由一個蝸桿和一個蝸輪，即蝸輪傳動機(jī)構(gòu)傳遞到一個偏心件，如掛檔銷子1124上。該蝸輪與該偏心件可轉(zhuǎn)動地支撐在換檔電機(jī)1122的蝸輪軸上。該蝸輪軸一端支撐在換檔電機(jī)殼上，另一端支承在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼上。偏心件，如銷子1124插入到一個固定或一體連接到中間掛檔軸上的換檔撥叉鉗口內(nèi)，如槽1125內(nèi)，因而當(dāng)偏心件轉(zhuǎn)動時，中間掛檔軸便沿著軸向移動。
換檔撥叉鉗口1125可采用這樣的結(jié)構(gòu)，其可保證中間掛檔軸在掛檔所需升降和轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動不依賴于偏心件的位置。這意味著，換檔撥叉鉗口1125的尺寸可保證在中間掛檔軸轉(zhuǎn)動時，掛檔銷子1124始終保持與撥叉鉗口的嚙合。
用于變速箱掛檔的齒輪1109與扇形齒輪1110的齒嚙合應(yīng)當(dāng)采用這樣的結(jié)構(gòu)，即齒面沿著轉(zhuǎn)軸的方向延伸。在中間掛檔軸運(yùn)動在變速箱掛檔所需升降和轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)時，扇形齒輪及與之相連的掛檔銷子沿中間掛檔軸的軸向移動不依賴于扇形齒輪的轉(zhuǎn)角。這可以通過如下方式實(shí)現(xiàn)，即或者齒輪1109或者齒輪1110的長度，至少等于中間掛檔軸的升程，由此可保證在中間掛檔軸的整個升程內(nèi)，元件1109與1110始終保持相互嚙合。
用于換檔的掛檔銷子1124最好采用圓柱形導(dǎo)向件結(jié)構(gòu)。此外，用于操縱換檔過程的銷子可以采用等厚度結(jié)構(gòu)或采用等厚形輪廓，以保證在銷子發(fā)生角位移時，中間掛檔軸上合成的軸向位移與銷子的角位移成正比。其措施是，掛檔銷子在從中間位置向外擺動時，其實(shí)際擺動半徑保持恒定。這樣，偏心件的擺動量與中間掛檔軸的升降量的比例呈一理想的線性關(guān)系。在各個角位置上，換檔撥叉鉗口與偏心件之間的間隙都大致恒定。
在圖27所示實(shí)施例中，在電機(jī)與中間掛檔軸之間的力傳動鏈上，設(shè)置有一個彈性件。其中，盤形件1105與盤形件1106通過諸如卡箍連接或鍵1105a連接相互一體連接。在兩元件1105與1106之間設(shè)置有一盤形件1107。元件1105在驅(qū)動端有一段齒1180，其采用內(nèi)齒結(jié)構(gòu)。該內(nèi)齒用于同圖23中所示的蝸輪1104連接。元件1107沿其軸向伸出一凸緣1107a，在其內(nèi)部制有齒1181。齒1181用于與軸1108形狀連接。
元件1105和1106上設(shè)有凹狀的安裝區(qū)1182和1183，其用于放置蓄能件1184。元件1107上有一通槽或通孔1185，蓄能件即插入其中。用于放置蓄能件的凹槽1182和1183的長度大致等于蓄能件1184的軸向?qū)挾?，因而蓄能件在預(yù)壓力下可裝入凹槽內(nèi)。當(dāng)件1105、1106與法蘭盤1107之間出現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動時，蓄能件1184承受載荷，從而將扭矩從元件1105傳遞到元件1107。蓄能件的預(yù)壓力這樣選定，其保證蓄能件只有在所傳遞的扭矩大于蓄能件的預(yù)壓力時才開始變形。隨著扭矩的增加，蓄能件基本上正比于該力變形。當(dāng)力或扭矩增大到一個可另外給出的力值或扭矩值時到達(dá)一定的狀態(tài)，其中，蓄能件的變形將受到設(shè)置在元件1105和1107之間的擋塊或檔板的阻止。大于該力或扭矩的數(shù)值時，力傳遞隨著扭矩的增加變?yōu)閯傂詡鬟f，而蓄能件不再起到緩沖作用。
本發(fā)明的任務(wù)還在于提供一種操縱裝置，例如用于自動變速箱的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其零件尺寸較小，并且可在制造變速箱和汽車時十分簡單地安裝，所需要的空間較小。此外的一個優(yōu)點(diǎn)是，不必對已有的變速箱作太大的改動。
圖29至32表示本發(fā)明的另一種實(shí)施例。
在變速箱1201上固定著執(zhí)行機(jī)構(gòu)1202。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一個帶有電機(jī)1203、1204及用于操縱掛檔過程及換檔過程的中間傳動機(jī)構(gòu)的操縱裝置。掛檔運(yùn)動是作為轉(zhuǎn)動運(yùn)動形式傳遞到中間掛檔軸1205上。從電機(jī)1203到中間掛檔軸1205的運(yùn)動轉(zhuǎn)換是通過蝸輪傳動1206實(shí)現(xiàn)的。電機(jī)的轉(zhuǎn)動經(jīng)由蝸輪傳動傳遞到軸1207上。在軸1207上無相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置有一段齒1208，其驅(qū)動一個固定在軸套1210上的齒扇1209。該軸套通過一個銷軸1211無相對轉(zhuǎn)動地連接到中間掛檔軸1205上。由此將驅(qū)動扭矩從軸1207傳遞到中間掛檔軸上。
對檔位圖上軌道的選擇是通過中間掛檔軸1205上的上、下移動實(shí)現(xiàn)的。電機(jī)1204至中間掛檔軸的運(yùn)動傳遞也同樣是借助于蝸輪傳動機(jī)構(gòu)1212實(shí)現(xiàn)的。電機(jī)的轉(zhuǎn)動通過蝸輪傳動機(jī)構(gòu)傳遞到軸1213上。軸1213與一短杠桿1214無相對轉(zhuǎn)動連接。該杠桿的另一端(或銷子)插入到軸套1210外側(cè)的凹槽1215中。由此將杠桿1214的擺動轉(zhuǎn)換為軸套1210的往復(fù)運(yùn)動。該軸套通過一個銷軸1211與中間掛檔軸1205連接。由此將杠桿1214的擺動轉(zhuǎn)換為中間掛檔軸的往復(fù)運(yùn)動。
在換檔過程中，即在中間掛檔軸1205往復(fù)運(yùn)動中，齒扇1209沿著掛檔電機(jī)的齒輪1208上下運(yùn)動。在由3檔換到4檔時，齒扇與齒輪1298中部齒段嚙合。在從1檔換到2檔或從5檔換到倒檔時，則與齒輪1208下三分之一齒段或上三分之一齒段嚙合。
來自外部的信號及電量通過一個插頭(未示)分別傳輸?shù)诫姍C(jī)1203和1204。
在操縱裝置中最好采用軸套1210。借助軸套可將緊湊的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝到中間掛檔軸上。在某些汽車變速箱上采用這種結(jié)構(gòu)便于安裝，因?yàn)橹虚g掛檔軸是直接安裝在變速箱內(nèi)，而不是作為換檔總成的一個構(gòu)件。
采用上述各圖所示的實(shí)施例，可以將一個已經(jīng)組裝完畢的執(zhí)行機(jī)構(gòu)1202安裝到一個已經(jīng)組裝好的變速箱1201上。根據(jù)需要，中間掛檔軸1205可以穿過執(zhí)行機(jī)構(gòu)或軸套并通過銷軸1211無相對轉(zhuǎn)動地固定到軸套1210上。此后，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)1202擰到變速箱殼上。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)從上面穿過軸套1210并通過軸封1216防止受外界污染。
圖33至38表示了另一實(shí)施例。變速箱操縱裝置用兩個從變速箱殼伸出的、分別用于掛檔和換檔的操縱軸來操縱變速箱。通過對變速箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可以采用適用于純粹可拆裝式結(jié)構(gòu)的螺紋連接件來固定執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼。而操縱軸的軸承位置不在同一個部件上。
以下是幾點(diǎn)重要事項*掛檔軸的操縱通過第二傳動級及一個附設(shè)的平衡軸的公差的從動件；*通過第二傳動級，在采用對小軸距變化不敏感的齒嚙合方式下實(shí)現(xiàn)對掛檔軸的直接操縱；*借助曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來操縱換檔軸。
變速箱具有如下特征及部件變速箱殼1301、離合器殼1302、掛檔軸1303。各檔位的掛檔是通過掛檔軸沿1304所指方向轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)的。而檔位的選擇是通過換檔軸1305沿1306所指方向轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)的。同時，掛檔軸1303被帶動沿1307方向縱向移動。
掛檔軸1303也可用作一個單一的中間掛檔軸，其轉(zhuǎn)動用于控制掛檔，其平動用于控制換檔。
為將變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)以可拆裝方式固定到變速箱上，殼體1301和1302上采用螺紋件1308。其特征是采用一個隔板1309。由于利用了已有的螺紋孔，因而不需要在制造變速箱時對殼體進(jìn)行改造。
掛檔軸1303和換檔軸1305是通過殼體上的內(nèi)連接件固定到離合器殼1302上的。
掛檔軸1303或換檔軸1305與螺紋孔1308之間的相對位置有較大的公差范圍。
圖34舉例表示了變速箱與變速執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組裝關(guān)系。從中可以看到變速箱1301、用于掛檔操縱的執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼1311a、用于換檔操縱的執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼1311b、掛檔電機(jī)1312及換檔電機(jī)1313。
在某些實(shí)施例中，采用傳動比為2至5的第二傳動級比較有利。特別是在掛檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)區(qū)域采用這種傳動更加有利。由于圓柱齒輪有穩(wěn)定的傳動比，因而應(yīng)采用圓柱齒輪傳動。同時，它也可滿足對軸距及軸傾斜度定位準(zhǔn)確的要求。
圖35表示了掛檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)的截面圖。在變速箱殼1301上，在已有的螺紋孔中擰上一個用于支撐執(zhí)行機(jī)構(gòu)總成的支座1314。用于掛檔的驅(qū)動電機(jī)1312這樣設(shè)置，其可被鍛壓在變速箱殼上，并且該軸在公差范圍內(nèi)總是平行于變速箱的掛檔操縱軸1303。
在掛檔驅(qū)動電機(jī)1312上方，殼體1316與一個由小齒輪1315與齒扇1317構(gòu)成的齒輪傳動鏈法蘭連接。在這種結(jié)構(gòu)中，兩個齒輪件1315與1317之間的軸距誤差較小。殼體1316連同該第二傳動鏈和掛檔驅(qū)動電機(jī)1312一起用螺栓1318被固定到支座1314上。
齒扇1317將運(yùn)動經(jīng)由軸1319從殼體1316傳遞到一個從動件1320上。在本實(shí)施例中，該從動件上有一槽，如圖36所示。一個固定在變速箱1301的掛檔操縱軸1303上的杠桿1321插入到該槽中。為獲得較小的間隙及誤差非敏感性，杠桿在1322處制成外凸?fàn)?，最好采用等厚度?br> 在圖示的實(shí)施例中，從動件1320的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證，掛檔操縱軸處于最高位置1323和最低位置1324時，從動件與杠桿1321仍可保持接觸。電動電機(jī)的極罐1325位于從動件1320與杠桿1321的擺動區(qū)之外。
所示的實(shí)施裝置可采用十分經(jīng)濟(jì)的方式制造，即殼體1316用板件，諸如鋁壓鑄件或塑料注塑件制成。齒扇1317用精密切削或精密沖壓作為最后工序。從動件1320是用一塊板成型件制成的，其中，通過焊接或模壓1326來保證所制槽的工藝穩(wěn)定性。
支座1314和殼體1316最好作成一體，其中，掛檔驅(qū)動電機(jī)被設(shè)置為最上方的部件。同樣，根據(jù)需要帶槽的從動件1320與杠桿1321也可相互交換。最好通過在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼上設(shè)置軸承來保證第二傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸位置盡量精確并通過在第二傳動機(jī)構(gòu)的從動端設(shè)置從動件來補(bǔ)償尺寸誤差。此外，通過將支座與第二傳動機(jī)構(gòu)的殼體相互隔開可實(shí)現(xiàn)緊湊布置。采用圖示的結(jié)構(gòu)制造帶有齒扇、軸及帶槽的從動件的執(zhí)行機(jī)構(gòu)從動機(jī)構(gòu)可降低制造成本。
圖37為掛檔促動機(jī)構(gòu)的剖視圖。執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體1311a通過已有的螺紋孔1308與變速箱殼1301連接。用于掛檔的驅(qū)動電機(jī)1312這樣布置，其重心線盡可能垂直地通過螺紋孔1308的位置。從動齒輪1315的軸盡量平行于變速箱的掛檔軸1303。
當(dāng)實(shí)現(xiàn)掛檔操縱1304時，從動齒輪1315直接驅(qū)動與掛檔軸1303連接的齒扇1326。由于掛檔電機(jī)1312與從動齒輪1315通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼1311a與變速箱殼1301相連，而掛檔軸是通過一個內(nèi)連接件與離合器殼1302相連，因而可有效地保證嚙合傳動軸距公差。為減小齒隙的影響，對齒形的選擇應(yīng)當(dāng)保證，齒隙對軸距在數(shù)十分之一毫米的范圍內(nèi)變化不敏感，例如可采用嚙合角較小且齒廓負(fù)變位的漸開線齒形。為使掛檔總成結(jié)構(gòu)緊湊，使掛檔電機(jī)1312與變速箱殼1301之間的距離盡量小，齒扇1326可制成曲柄狀。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼1311a在通過螺栓連接到變速箱1301上后由一塑料蓋1327封閉，以便防止?jié)櫥土鞒霾⒖煞乐过X輪受潮及污染。塑料蓋采用這樣的結(jié)構(gòu)，其不妨礙掛檔軸1303的換檔運(yùn)動1307。
在圖示的掛檔總成布置中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼1311a是用鋁壓鑄或塑料注塑制成，必要時還可帶有纖維加強(qiáng)材料。蓋1327是用塑料壓鑄件制成。齒扇1326是通過綜合成型步驟精密切削制造而成。
圖38為執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體1311b的剖視圖。換檔電機(jī)1313通過螺紋連接被連接到向下和向側(cè)面敞開的執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼1311b上。其連接方式應(yīng)保證帶有被套裝上的電機(jī)杠桿1329的電機(jī)輸出軸與換檔軸1305盡量平行。
電機(jī)杠桿的換檔運(yùn)動經(jīng)由可轉(zhuǎn)動支撐的換檔銷1330傳遞到與換檔軸1305可傳遞扭矩地連接的換檔杠桿1331上。換檔杠桿1331上制有一個用于配合換檔銷1330的槽，為使間隙盡量小，銷的直徑與槽的寬度應(yīng)盡量小。
換檔杠桿的制造方式為先經(jīng)沖壓，再對槽及孔進(jìn)行精加工或精切削。
圖39和40中表示了本發(fā)明的用于自動操縱變速箱的操縱機(jī)構(gòu)，其操縱變速箱上的一個掛檔軸來實(shí)現(xiàn)掛檔與換檔過程。其中，為實(shí)現(xiàn)每個操縱動作，如軸的轉(zhuǎn)動或軸向移動，設(shè)置有一個電機(jī)。圖41a至41c表示了裝置的每個部件的剖視圖或視圖。
裝置1400包括一個電機(jī)1401，在其輸出端有一個蝸輪傳動機(jī)構(gòu)的蝸桿1403。該蝸桿1403與蝸輪1405嚙合。蝸輪通過一個軸與一個齒輪1412，如一小齒輪連接。該小齒輪與扇形齒輪1413嚙合。扇形齒輪1413與一掛檔銷子1415無相對轉(zhuǎn)動并無軸向移動地連接或制成一體。掛檔銷子1415插入到一個掛檔撥叉鉗口1416中。銷子1415的轉(zhuǎn)動操縱一個掛檔撥叉運(yùn)動使其進(jìn)入一個檔位中。該操縱運(yùn)動是借助于一個電機(jī)1402實(shí)現(xiàn)的。電機(jī)可反向操縱，從而可使銷子1415來回擺動，由此可進(jìn)入變速箱的一個檔位或另一檔位。
通過掛檔銷子1415沿著中間掛檔軸1411的軸線的移動，使掛檔銷子進(jìn)入與掛檔撥叉鉗口嚙合的狀態(tài)，由此選擇進(jìn)入變速箱的某一檔位或相應(yīng)的掛檔軌道或相應(yīng)的檔位組。通過使掛檔銷子1415繞中間掛檔軸1411轉(zhuǎn)動，帶動掛檔撥叉沿著相應(yīng)的掛檔軸移動，從而實(shí)現(xiàn)變速箱的掛檔。
為產(chǎn)生變速箱換檔所需要的掛檔銷子1415的轉(zhuǎn)動和往復(fù)運(yùn)動，采用一個掛檔電機(jī)1401和一個換檔電機(jī)1402并通過控制單元進(jìn)行控制。
掛檔電機(jī)將其轉(zhuǎn)動運(yùn)動經(jīng)由一個帶有蝸桿及蝸輪的蝸輪傳動機(jī)構(gòu)，以及一個連接在其間的帶有預(yù)壓力的彈性元件，如蓄能件傳遞到掛檔小齒輪1412上。蝸輪1405、彈性件及掛檔小齒輪1412，如一扇形齒輪都可轉(zhuǎn)動地支撐在一蝸輪軸1414上。該軸的一端支撐在掛檔電機(jī)殼體上，另一端支撐在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體1418上。該軸1414也可以被放置或支撐在執(zhí)行機(jī)構(gòu)或操縱器殼體的兩側(cè)。
蝸輪1405與彈性件的主動件之間的連接及扭矩傳遞以及彈性件的被動件與掛檔小齒輪1412直接的連接是通過如上所述方式實(shí)現(xiàn)的。通過一圓柱齒輪，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動從掛檔小齒輪1412傳到扇形齒輪1413上，其中該扇形齒輪1413與掛檔銷子1415形狀連接或制成一體。另一掛檔銷子1415a可與扇形齒輪1413或掛檔銷子1415形狀連接，或與扇形齒輪1413或掛檔銷子1415制成一體。
用于操縱掛檔的扇形齒輪1413及掛檔銷子1415和1415a與中間掛檔軸1412固定連接。該軸至少由一個壓入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼1418中的滑動軸承套筒導(dǎo)向。
換檔電機(jī)1402將其轉(zhuǎn)動運(yùn)動經(jīng)由一個蝸輪傳動1404傳到操縱換檔運(yùn)動小齒輪1406a上。該蝸輪與換檔小齒輪1406a可轉(zhuǎn)動地支撐在蝸輪軸1407上，該軸的一端支撐在換檔電機(jī)殼體上，另一端支撐在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體1418上。用于換檔的齒條1406b可相對轉(zhuǎn)動地支撐在中間掛檔軸1411上，以保證當(dāng)中間掛檔軸1411繞其軸線轉(zhuǎn)動時，齒條1406b不隨之轉(zhuǎn)動。小齒輪1406a與齒條1406b的齒相互平行，以保證該嚙合齒對相互靠在其齒面上。在整個嚙合寬度上軸距始終保持不變。
換檔齒條1406b上有一個垂直于中間掛檔軸1411旋轉(zhuǎn)軸線的表面1419。而在中間掛檔軸1411上也有一個相應(yīng)的表面1420，由此將小齒輪嚙合的切向力經(jīng)由齒條傳遞到中間掛檔軸1411上。換檔小齒輪1406a的轉(zhuǎn)動帶動換檔齒條1406b及中間掛檔軸1411沿其軸線移動。由此帶動扇形齒輪1413以及銷軸1415和1415a軸向移動，從而可移動到不同的掛檔撥叉鉗口中。
通過限制換檔齒條1406b的長度及通過采取某些結(jié)構(gòu)措施，例如在齒輪件邊緣上只制造出部分齒并設(shè)置內(nèi)擋塊1423，可將運(yùn)動范圍限制到所需要的及所容許的范圍內(nèi)。
換檔小齒輪1406a的轉(zhuǎn)軸與中間掛檔軸1411相互垂直，由此保證中間掛檔軸1411在其為變速箱掛檔所需要的往復(fù)及轉(zhuǎn)動運(yùn)動范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動不依賴換檔小齒輪1406a的位置，反之亦然。
在一個特殊的實(shí)施例中，換檔齒條1406b采用這樣的結(jié)構(gòu)，其上制有一個沿中間掛檔軸旋轉(zhuǎn)軸線延伸的槽1430。槽1430一直延伸到一個轉(zhuǎn)動導(dǎo)向件1421處，其中，轉(zhuǎn)動導(dǎo)向件的直徑略大于該槽的寬度。中間掛檔軸1411上有一個直徑銳減的區(qū)域1422，其與換檔齒條1406b上的轉(zhuǎn)動導(dǎo)向件相適應(yīng)。也可以只在換檔齒條1406b的軸向邊緣區(qū)或邊緣上制造轉(zhuǎn)動導(dǎo)向件。換檔齒條借助槽1430被插到中間掛檔軸上。通過中間掛檔軸1411相對于槽1430的微小的尺寸差獲得一個形狀連接，如卡接連接。換檔小齒輪由于前面所述的內(nèi)擋塊始終與換檔齒條1406b保持嚙合，而其軸距則通過前面提及的齒形結(jié)構(gòu)來保證，因此可不受中間掛檔軸的影響。
掛檔小齒輪1412與扇形齒輪1413的嚙合形式應(yīng)當(dāng)保證，其齒面沿著轉(zhuǎn)軸的方向延伸。在中間掛檔軸為變速箱掛檔所需要的升降及轉(zhuǎn)動運(yùn)動范圍內(nèi)，扇形齒輪及與之固定連接的掛檔銷子沿中間掛檔軸的軸向移動，該移動不依賴扇形齒輪的轉(zhuǎn)角。
掛檔小齒輪1412與扇形齒輪1413也可采用這種嚙合形式，該嚙合副的齒面相互緊靠。
在中間掛檔軸1411的另一種運(yùn)動中，其中，掛檔運(yùn)動是移動而換檔運(yùn)動是轉(zhuǎn)動。在此情況下，前面所述的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則仍可采用，只是將掛檔運(yùn)動與換檔運(yùn)動互換而已。
中間掛檔軸1411在其端部區(qū)域有一段小直徑區(qū)段1432，其與一端頭1431相毗鄰。
該區(qū)段1432被放置在齒條1406b上的槽1433中并被可相對轉(zhuǎn)動但不能軸向移動地支撐在該槽上。為此，齒條1406b在槽1419的兩側(cè)設(shè)置有側(cè)壁1435，可防止齒條1406b偏移。
根據(jù)本發(fā)明，帶有一發(fā)動機(jī)、變速箱及扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的汽車上設(shè)置有一個用于自動操縱變速箱的的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)帶有一個控制單元和至少一個受該控制單元控制進(jìn)行自動操縱變速箱的掛檔/換檔的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂茊卧现辽儆幸粋€傳感器，必要時該傳感器可與另一電子電路信號連通。執(zhí)行機(jī)構(gòu)中有一個第一驅(qū)動裝置1401，其用于操縱一個變速箱元件1416以便掛到某檔位上；一個第二驅(qū)動裝置1402，其用于操縱一個變速箱元件1411以便換到某一檔位上。其中，第一驅(qū)動裝置1401通過一個第一級傳動，如蝸輪傳動1403、1405與后續(xù)的圓柱齒輪傳動1412、1413操縱變速箱的一個元件1416或裝置1411的一個元件來操縱變速箱的掛檔。第二驅(qū)動裝置1402則通過一個第二傳動、如蝸輪傳動1404、1404a操縱一個變速箱元件或裝置1411的一個元件來操縱變速箱換檔。在蝸輪傳動1404、1404a后面還設(shè)置有一圓柱齒輪1406a，其與一齒條1406b相互嚙合。齒條1406b可相對轉(zhuǎn)動地支撐在一個可軸向移動和轉(zhuǎn)動的軸1411上。根據(jù)需要，軸1411可借助于第二傳動機(jī)構(gòu)1402經(jīng)由一個蝸輪傳動1404、1404a和與之連接的齒輪1406a及齒條1406b作軸向往復(fù)運(yùn)動。軸1411借助于第一傳動機(jī)構(gòu)1401經(jīng)由一個蝸桿1403和一個蝸輪1405，必要時還可經(jīng)過一個連接在其后的圓柱齒輪傳動1412、1413而轉(zhuǎn)動。因此，軸1411借助于第一傳動機(jī)構(gòu)1401而轉(zhuǎn)動而借助于第二傳動機(jī)構(gòu)1402而軸向升降移動。其中，齒條1406b無相對軸向移動但可相對轉(zhuǎn)動地支撐在軸1411上，而與該齒條1406b嚙合的齒輪1406a在軸1411轉(zhuǎn)動時不能轉(zhuǎn)動。由此保證了齒條與齒輪可通過相互嚙合來對心。齒條1406b上有一個沿軸向的孔1433或槽1430。軸1411上一個直徑減小區(qū)段1432可相對轉(zhuǎn)動地但無相對軸向移動地支撐在該槽或孔中。該孔和槽可轉(zhuǎn)動地支撐著齒條1406b，其中，在軸上連接有一端檔1431，以保證齒條的軸向位置。該端檔最好與軸制成一體。在另一實(shí)施例中，齒條與軸形狀連接。在一個其他的實(shí)施例中，齒條與軸螺紋連接。
齒條上有一個沿軸向延伸的中心通槽如通孔1433和一個沿軸向延伸的槽1430。齒條上還有位于槽兩側(cè)限定槽的邊界的彈性側(cè)壁1435。
齒條基本上為中空柱形結(jié)構(gòu)。齒條上的槽設(shè)置在側(cè)壁區(qū)域內(nèi)與齒相對的位置。
齒條1406b和/或與之嚙合的齒輪1406a最好由塑料制成。
圖42為本發(fā)明所述操縱機(jī)構(gòu)的剖視圖。其中表示了軸1411及與之連接的扇形齒輪1413。此外，還表示了掛檔銷子1415和1415a，其與軸1411或扇形齒輪1413固定連接。掛檔銷子1415及1415a通過與掛檔撥叉鉗口的嚙合來操縱掛檔撥叉1416進(jìn)入變速箱的一個檔位。
軸1411的軸向位移或換檔運(yùn)動是借助于驅(qū)動軸并通過一個齒輪或小齒輪(圖42中未示)實(shí)現(xiàn)的。在軸的上端、外柱形表面上設(shè)置有一齒段，各個齒形成一環(huán)形齒段或只分布在軸部分轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)的部分環(huán)形齒段。齒輪與軸1411上的齒段1490相互嚙合。在嚙合時，軸仍可轉(zhuǎn)動。為此，齒段1490采用的結(jié)構(gòu)保證軸可以轉(zhuǎn)動。齒段1490上的各齒與該軸的軸線對中。
就目前的交通狀況而言，最好在已知的手動換檔變速箱上附加一套自動換檔機(jī)構(gòu)，從而可自動掛檔一換檔，必要時還可自動操縱離合器。
在帶有一個用螺紋連接的變速桿罩和中央換檔軸的變速箱上，將上述實(shí)施例所述的操縱機(jī)構(gòu)伸到變速箱內(nèi)。如果變速箱上沒有帶中央換檔軸的換檔軸罩，而是帶有一個從變速箱伸出的換檔軸，則該換檔軸為選擇變速檔位時轉(zhuǎn)動而在掛檔時移動。在這種變速箱上，相應(yīng)地是用電動方式驅(qū)動該換檔軸實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操縱。由于自動變速箱是由電機(jī)驅(qū)動或操縱的，因而在轉(zhuǎn)動或傳遞扭矩時最好采用另一個附加的、第二傳動級來實(shí)現(xiàn)換檔或掛檔操縱。如圖43所示。
用于掛檔操縱的第二傳動機(jī)構(gòu)主要由一個齒輪傳動對和一個杠桿構(gòu)成的。該傳動機(jī)構(gòu)將齒扇的轉(zhuǎn)動運(yùn)動轉(zhuǎn)換為一個直線運(yùn)動。用于換檔運(yùn)動的第二傳動最好由一個空間四連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
掛檔運(yùn)動對固定在掛檔軸上的換檔擺臂的影響最好很小或沒有影響。
如果在掛檔時，換檔擺臂也隨之移動，則有必要斷開連接。該斷開連接的操縱最好能通過一個特定的控制方式來實(shí)現(xiàn)。為此，換檔電機(jī)在掛檔時根據(jù)一個補(bǔ)償曲線進(jìn)行調(diào)整。
自動變速箱連同其掛檔操縱軸具有如下特征或部件變速箱殼、中間殼體、保持架(掛檔保持架)、掛檔軸，其中掛檔操縱是通過掛檔軸的移動而換檔是通過掛檔軸的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)的。
為便于對中和安裝，例如將一個可拆裝式執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼固定到變速箱殼上，在變速箱殼上制有若干螺紋孔。對變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)的固定則可通過其他孔實(shí)現(xiàn)。通過利用在變速箱上已有的位置，在制造變速箱時不需要對變速箱作任何改動。
在圖43中表示了變速箱殼1501與變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)。從圖中可以看到變速箱殼1501、掛檔電機(jī)1511、電機(jī)安裝板1512、執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼1513、用于使變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)與變速箱對中的定位銷1514、掛檔杠桿1515、換檔擺臂1516四連桿機(jī)構(gòu)1517、換檔電機(jī)1518以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定件1519。在位置1510處，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定件1519與變速箱殼螺紋連接。
在圖44中，表示了變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)的截面。執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼1513通過定位銷軸1514與變速箱殼對中，并在此處將定位銷插入到孔中。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼1513中，有一個由電機(jī)輸出齒輪1522和齒扇1523組成的齒輪傳動鏈。齒扇或扇形齒輪1523與掛檔杠桿1515共同可轉(zhuǎn)動地支撐在定位銷軸1514上。由此決定了相對掛檔軸1504的齒扇中心與電機(jī)輸出齒輪1522之間的軸距公差較小。齒扇1523將其擺動運(yùn)動經(jīng)由一個形狀連接傳遞到掛檔杠桿1515上。掛檔杠桿1515的擺動是通過一個插入到軸上的槽中的球頭1524轉(zhuǎn)換為直線掛檔運(yùn)動1507。換檔擺臂1516開有槽，用于補(bǔ)償球頭的高度差。所示的裝置可通過如下方式減少制造成本，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼1513用板材成型件，諸如鋁壓鑄件或塑料注塑件制成。齒扇1523最好用精密切削、燒結(jié)或精密鑄造工藝制造。掛檔杠桿1515可通過鑄造或沖壓工藝制造。第二傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸的位置精度是通過在執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼中的齒扇及電機(jī)小齒輪的定位保證的，其定位方式已經(jīng)公知。杠桿機(jī)構(gòu)的軸的位置精度是通過掛檔杠桿在定位銷軸上的支撐方式保證的。
在圖45中，將空間四連桿機(jī)構(gòu)從換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)總成中隔離出來。換檔電機(jī)軸1525支撐在固定于變速箱殼上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定件上。換檔杠桿1521套在換檔電機(jī)軸1525上，由此確定了換檔杠桿1521相對于變速箱殼1501的位置，從而也確定了相對于掛檔軸1504的位置。當(dāng)有人操縱換檔杠桿1521繞轉(zhuǎn)軸1525轉(zhuǎn)動時，該運(yùn)動通過連桿1517拉動換檔擺臂1516轉(zhuǎn)動。該轉(zhuǎn)動借助于一個形狀連接機(jī)構(gòu)被傳遞到掛檔軸1504上，由此產(chǎn)生了進(jìn)入換檔狀態(tài)的擺動運(yùn)動1508。
該空間四連桿方案表明，在掛檔時，換檔擺臂將隨之運(yùn)動，由此將改變四連桿的杠桿比例關(guān)系并改變換檔杠桿1521相對于換檔擺臂1516的位置關(guān)系。為防止四連桿出現(xiàn)運(yùn)動干涉，在掛檔過程中換檔杠桿將按照一個補(bǔ)償特征線路進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
以上所示機(jī)構(gòu)可以不采用很多的構(gòu)件。其中，換檔杠桿1521由精密切削件、沖壓件、燒結(jié)件、鑄件或塑料注塑件制成。連桿1517可用棒料或塑料注塑件等圓材制成。換檔擺臂可用鑄鋼件或并焊件制成。
通過在執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定件1519中換擋電機(jī)軸的支承，可足夠精確地確定換檔杠桿1521相對換檔擺臂1516的位置。通過用軟件設(shè)計的方式補(bǔ)償掛檔運(yùn)動對換檔機(jī)構(gòu)的影響，可采用較少、較簡單的構(gòu)件。四連桿方案也可在四個軌道上來換檔。
在圖46中表示了滑塊機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)件。當(dāng)換檔杠桿1521繞換檔電機(jī)軸1525轉(zhuǎn)動時，換檔擺臂1516通過一個球頭與放置球頭的滑塊1526被拉動。由于換檔擺臂1516與掛檔軸1504形狀連接，因而產(chǎn)生了沿1508方向的換檔運(yùn)動。
由于換檔擺臂1516上制有凹槽，因此，滑塊1526在掛檔過程中可始終保持在其原有位置上，而不會因此改變換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變速比。
隨本申請一同提交的權(quán)利要求書只是一種建議的撰寫形式，并無排除其他專利保護(hù)范圍的判例。本申請保留將說明書和/或附圖中已經(jīng)公開的其余特征補(bǔ)入權(quán)利要求中的權(quán)利。
在從屬權(quán)利要求中采用的引用關(guān)系意味著通過對獨(dú)立權(quán)利要求的主題增加各從屬權(quán)利要求的特征構(gòu)成一些其他的實(shí)施方案，而并不意味著放棄將從屬權(quán)利要求中的附加特征作為獨(dú)立的主題加以保護(hù)的可能性。
從屬權(quán)利要求的確可構(gòu)成一個獨(dú)立的發(fā)明，其表示了一個與前面的從屬權(quán)利要求的主題所不同的方案。
本發(fā)明也不限于說明書所述的實(shí)施例。在本發(fā)明的構(gòu)思下，還可能包括許多變換方案或改進(jìn)方案。特別是這樣一些變化方案、元件和組合和/或材料它們是通過與在說明書、實(shí)施例及權(quán)利要求中已經(jīng)描述過并在附圖中包含的特征或元件或工藝步驟組合而具備創(chuàng)造性并通過將這些組合的特征實(shí)施到新的產(chǎn)品或新的工藝方法或工藝步驟中，包括用在生產(chǎn)、檢驗(yàn)和工作方法中。
權(quán)利要求
1.汽車，帶有一個發(fā)動機(jī)(1)、一個變速箱(3)和一個扭矩傳輸機(jī)構(gòu)(2)，如離合器，并帶有一個用于自動操縱變速箱(3)的裝置(8)，所述操縱裝置包括一個控制單元(7)和至少一個可受該控制單元控制進(jìn)行變速箱速比的自動掛檔/換檔的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(8,100)，控制單元(7)與至少一個傳感器(24)信號連通，執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有一個第一驅(qū)動裝置(103、201、399、401)用于操縱一個變速箱元件(101)來進(jìn)行變速箱速比的掛檔、一個第二驅(qū)動裝置(104、202、398、402)用于操縱一個變速箱元件(102)來進(jìn)行變速箱速比的換檔，其特征在于，第一驅(qū)動裝置(103、201、399、401)通過一個第一傳動機(jī)構(gòu)、如一個與一個圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)(110、111)連接的蝸輪傳動機(jī)構(gòu)(107、108)操縱變速箱上的一個元件(101)進(jìn)行變速箱掛檔；而第二驅(qū)動裝置(104、202、398、402)通過一個第二傳動機(jī)構(gòu)、如一個蝸輪傳動機(jī)構(gòu)(121、122)操縱變速箱中的一個元件(102)進(jìn)行變速箱的換檔，其中，蝸輪傳動(121、122)與一圓柱齒輪(123)連接，該齒輪與一個齒條(124)嚙合，該齒條(124)被可轉(zhuǎn)動地安裝在一個即可軸向移動又可轉(zhuǎn)動的軸(102)上。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車，其特征在于，該軸(102、1411)可借助于第二驅(qū)動裝置(104、202、398、402)通過一個蝸輪傳動機(jī)構(gòu)(121、122)和一個與之連接的圓柱齒輪(123)及一個齒條(124)被軸向往復(fù)移動。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車，其特征在于，該軸(101)可借助于第一驅(qū)動裝置(103、201、399、401)通過一蝸桿(107)和一蝸輪(108)、必要時還有一與之連接的圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)(110、111)被帶動轉(zhuǎn)動。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的汽車，其特征在于，軸(1411)可在第一驅(qū)動裝置(1401)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，而在第二驅(qū)動裝置(1402)的驅(qū)動下往復(fù)移動，其中，齒條(14b)在軸(1411)上軸向上相對固定但可相對轉(zhuǎn)動，當(dāng)軸(1411)轉(zhuǎn)動時，齒條(1406b)相對于與齒條(1406b)嚙合的齒輪(1406a)不能轉(zhuǎn)動。
5.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的汽車，其特征在于，齒條(1406b)上有一個沿軸向的孔(1433)或槽(1430)，軸(1411)上一個直徑減小的區(qū)段(1432)可相對轉(zhuǎn)動地但無相對軸向移動地支撐在該槽或孔中。
6.如權(quán)利要求5所述的汽車，其特征在于，該軸(1411)上有一個直徑減小區(qū)段(1432)，齒條(1406b)可相對轉(zhuǎn)動地支撐在該區(qū)段上，在軸(1411)上連接有一端擋(1431)，它在軸向上限定齒條(1406b)的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的汽車，其特征在于，端擋(1431)與軸(1411)制成一體。
8.如權(quán)利要求6所述的汽車，其特征在于，端擋(1431)與軸(1411)形狀連接。
9.如權(quán)利要求6所述的汽車，其特征在于，端擋(1431)與軸(1411)螺紋連接。
10.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的汽車，其特征在于，齒條(1406b)具有一個沿軸向延伸的中央的孔(1433)和一個沿軸向延伸的槽(1430)，齒條(1406b)上還有限定該槽的邊界的彈性側(cè)壁(1435)。
11.如權(quán)利要求10所述的汽車，其特征在于，齒條(1406b)上的槽被設(shè)置在與齒相對的壁區(qū)域內(nèi)。
12.如權(quán)利要求10所述的汽車，其特征在于，齒條(1406b)和/或與之嚙合的齒輪(1406a)由塑料制成。
13.汽車，帶有一個發(fā)動機(jī)(1)、一個變速箱(3)和一個扭矩傳輸機(jī)構(gòu)(2)、如離合器并帶有一個用于自動操縱變速箱的裝置，所述操縱裝置包括一個控制單元(7)和至少一個可受該控制單元控制進(jìn)行變速箱(3)速比的自動掛檔/換檔的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(8)。控制單元(7)與至少一個傳感器(24)信號連通，執(zhí)行機(jī)構(gòu)(8)具有一個第一驅(qū)動裝置(1401)用于操縱一個變速箱元件來進(jìn)行變速箱掛檔、一個第二驅(qū)動裝置(1402)用于操縱一個變速箱元件來進(jìn)行變速箱換檔，其特征在于，第一驅(qū)動裝置(1401)通過一個第一傳動機(jī)構(gòu)(1403、1405)、如一個與一個圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)(1412、1413)連接的蝸輪傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱上的一個元件(1416)進(jìn)行變速箱掛檔；而第二驅(qū)動裝置(1402)通過一個第二傳動機(jī)構(gòu)(1404、1404a)、如一個蝸輪傳動機(jī)構(gòu)操縱變速箱中的一個元件(1415)進(jìn)行變速箱的換檔，其中，該蝸輪傳動機(jī)構(gòu)與一圓柱齒輪(1406a)連接，該齒輪與設(shè)置在一個可軸向移動并可轉(zhuǎn)動的軸(1411)上的、由與該軸線同心安置的齒構(gòu)成的齒段(1490)相互嚙合。
14.帶有自動操縱一個變速箱和/或一個離合器的一個操縱裝置的汽車，其特征在于，相應(yīng)于該申請文件的特殊的作用方式及結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有自動操縱變速箱和/或扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的裝置的汽車，該裝置帶有一個至少具有一個驅(qū)動裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
文檔編號F16H61/28GK1227319SQ99103140
公開日1999年9月1日 申請日期1999年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月3日
發(fā)明者安德烈亞斯·戴梅爾, 福爾克爾·克雷茨, 安德烈亞斯·羅格 申請人:盧克驅(qū)動系統(tǒng)有限公司