CN102162520B - 多路机电致动器机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多路机电致动器机构。具体而言，多路机电换挡机构包括带有多个独立可选择的联动装置的单线性致动器，来致动离合器和多个齿轮，用于机动车辆变速器，诸如双离合器变速器。线性致动器可以是滚珠丝杠、行星滚子丝杠或液压或气动的操作机构，能够控制输出部件的双向线性运动。多个线性离合器可选择地将输出部件联接到多个联动装置中的一个上，该联动装置适于传递输出部件的双向运动。联动装置中的一个联接到并接合变速器的输入（主）离合器，并且其它的联动装置联接到并双向地平移换挡叉和同步器离合器，以获得挡位选择和接合。

Description

多路机电致动器机构
技术领域
本公开涉及在机动车辆变速器中用于离合器和齿轮致动的多路机电机构，更具体地，涉及具有单个致动器的多路机电机构，该单个致动器带有致动机动车辆变速器中的离合器和多个齿轮的多个独立可选的联动装置。
背景技术
这部分的叙述仅仅提供与本公开有关的背景信息并且可能构成或可能不构成现有技术。
机动车辆变速器的换挡组件具有若干形式。在典型的手动变速器中，操作员操作的变速杆作用于多个平行的拨叉导轨，该拨叉导轨包括接合和平移同步器和离合器的换挡叉，该同步器和离合器接合所需的挡位。在自动变速器中，由多个逻辑和控制阀控制的液压操作的离合器和制动器与行星齿轮组件的元件接合、分离以及制动这些元件。在一种更新的变速器类型，即双离合器变速器（DCT）中，由相关联的致动器来平移两个副轴上的多个同步器离合器，使其接合和分离，并且两个输入离合器交替地驱动副轴。
这种双离合器变速器通常提供五个、六个或七个前向传动比或速度比以及倒挡。在具有五个前进传动比和倒挡的双离合器变速器中，需要至少三个致动器、三个换挡联动装置以及三个双侧同步器。通常是双向、电力或液压装置的致动器通常是换挡组件中最昂贵的构件。在典型的六速双离合器变速器中，需要至少四个致动器、四个换挡联动装置、三个双侧同步器和一个单侧同步器。同样，致动器装置将通常是换挡组件中最昂贵的构件。
由于其出色的燃料经济性和与手动变速器媲美的包括完成快速换挡能力的运动性能，双离合器变速器在市场中正受到重视和接受。由于这一趋势，正在对双离合器变速器的设计和操作的所有方面进行改进，本发明就是这种研究的成果。
发明内容
本发明提供一种多路机电机构，其包括带有多个独立可选择的联动装置的单线性致动器，来致动离合器和接合多个齿轮，用于机动车辆变速器，诸如双离合器变速器。线性致动器可以是滚珠丝杠、行星滚子丝杠或液压或气动的操作机构，能够控制输出部件的双向线性运动。多个线性离合器可选择地将输出部件联接到多个联动装置中的一个上，该联动装置适于传递输出部件的双向运动。联动装置中的一个联接到并接合变速器的输入（主）离合器，并且其它的联动装置联接到并双向地平移换挡叉和同步器离合器，以获得挡位选择和接合。
该布置研究了以下事实，即，在双离合器变速器中，通常是当偶数挡位的离合器接合时，选择奇数的挡位，之后，奇数挡位的离合器接合，并选择新的偶数的挡位。以稍微不同的方式来说就是，在双离合器变速器中，永远没必要（或期望）在相同的时间在相同的副轴上变换挡位和接合输入离合器。这源于典型的双离合器变速器的构造，其中，所有的奇数挡位在一个副轴上成组在一起，并与奇数挡位输入离合器相关联，偶数挡位和偶数挡位离合器也相似地设置在另一个副轴上。
因此，本发明的一个方面是提供用于选择某些挡位并接合机动车辆变速器的一个离合器的致动器和联动装置组件。
因此，本发明的另一个方面是提供用于选择某些挡位并接合双离合器变速器的一个离合器的多路致动器和联动装置组件。
本发明的又一个方面是提供用于选择某些挡位并接合机动车辆变速器的一个离合器的滚珠丝杠、行星滚子丝杠或液压或气动操作装置和联动装置组件。
本发明的又一个方面是提供用于选择某些挡位并接合双离合器变速器的一个离合器的滚珠丝杠、行星滚子丝杠或液压或气动操作装置和联动装置组件。
本发明的又一个方面是提供用于选择某些挡位并接合双离合器变速器的一个离合器的具有线性输出部件的多路致动器和多个联动装置组件。
本发明的又一个方面是提供用于选择某些挡位并接合双离合器变速器的一个离合器的具有线性输出部件的多路致动器和包括线性致动器的联动装置组件。
本发明的又一个方面是提供用于选择某些挡位并接合双离合器变速器的离合器的成对使用的多路致动器和多个联动装置组件。
本发明还提供以下技术方案。
1. 一种多路机械换挡组件，以组合的方式包括：
双向线性致动器，具有长的输出部件，所述长的输出部件包括具有周向不连续的公螺纹的轴向延伸的段，
设置在所述输出部件周围的多个间隔开的轴环，所述各个轴环包括具有与所述公螺纹互补的不连续的母螺纹的段，
联接到各个所述轴环以使所述轴环旋转的两位置致动器，
联接到所述轴环中的一个的至少一个换挡叉组件，以及联接到所述轴环中的另一个的离合器致动联动装置。
2. 如技术方案1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，还包括由所述换挡叉组件接合并平移的至少一个同步器离合器，以及由所述离合器致动联动装置致动的摩擦离合器。
3. 如技术方案1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，所述双向线性致动器包括由电动马达驱动的行星滚子丝杠组件。
4. 如技术方案1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，所述输出部件包括周向交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。 
5. 如技术方案1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，所述轴环各包括交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。
6. 如技术方案1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，还包括具有输出部件的第二双向致动器、在所述输出部件上的多个间隔开的轴环、与各个所述轴环相关联的两位置致动器、联接到所述轴环中的一个上的离合器以及联接到所述轴环的另一个上的至少一个换挡叉组件。 
7. 如技术方案1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，所述至少一个换挡叉组件和离合器致动联动装置与一个副轴上的变速器构件相关联。
8. 一种多路机电换挡组件，以组合的方式包括：
双向线性致动器，具有长的输出部件，所述长的输出部件包括具有周向不连续的公螺纹的多个轴向延伸的段，
设置在所述输出部件周围的至少两个间隔开的轴环，所述各个轴环包括具有与所述公螺纹互补的不连续的母螺纹的多个段，
联接到各个所述轴环以使所述轴环在第一位置和第二位置之间旋转的两位置致动器，
同步器离合器以及操作地设置在所述轴环中的一个和所述同步器离合器之间的换挡叉组件，以及
输入离合器和操作地设置在所述轴环的另一个和所述离合器之间的离合器联动装置。
9. 如技术方案8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述双向线性致动器包括无刷直流电动马达和位置换能器。
10. 如技术方案8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述双向线性致动器包括由电动马达驱动的行星滚子丝杠组件。
11. 如技术方案8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述输出部件包括周向交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。 
12. 如技术方案8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述轴环各包括交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。
13. 如技术方案8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，还包括具有输出部件的第二双向致动器、在所述输出部件上的多个间隔开的轴环、与各个所述轴环相关联的两位置致动器、联接到所述轴环中的一个上的离合器以及联接到所述轴环的另一个上的至少一个换挡叉组件。 
14. 如技术方案8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述至少一个换挡叉组件和离合器致动联动装置与一个副轴上的变速器构件相关联。
15. 一种用于双离合器变速器的多路机电换挡组件，以组合方式包括：
第一和第二双向线性致动器，各具有输出部件，所述输出部件包括具有周向不连续的公螺纹的轴向延伸的段，
设置在所述输出部件上的多个间隔开的轴环，所述各个轴环包括具有与所述公螺纹互补的不连续的母螺纹的段，
联接到各个所述轴环以使所述轴环旋转的两位置致动器，
与设置在所述第一线性致动器的所述输出部件上的所述轴环相关联的第一多个换挡叉和导轨组件及第一离合器联动装置，以及
与设置在所述第二线性致动器的所述输出部件上的所述轴环相关联的第二多个换挡叉组件及第二离合器联动装置。 
16. 如技术方案15所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述双向线性致动器包括由电动马达驱动的行星滚子丝杠组件。
17. 如技术方案15所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述输出部件包括周向交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。 
18. 如技术方案15所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述轴环各包括交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。
其它方面、优点和应用领域将从本文提供的描述变得清楚。应该理解，说明书和具体实例仅是用于说明的目的，并且不限定本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明的目的，不意图以任何方式限制本公开的范围。
图1是结合了本发明的示例性双离合器变速器的示意性俯视平面图；
图2是根据本发明的包括两个线性离合器轴环的线性致动器输出部件的放大的侧视图；以及
图3A是根据本发明的线性致动器输出部件和线性离合器轴环位于第一分离位置的示意性端视图；
图3B是根据本发明的线性致动器输出部件和线性离合器轴环位于第二接合位置的示意性端视图；以及
图4是根据本发明的行星滚子丝杠致动器和离合器联动装置的示意图。
具体实施方式
以下描述在本质上仅仅是示例性的，并且不意图限制本公开，应用或用途。
参见图1，示出了典型的双离合器变速器，其总体上由附图标记10表示。变速器10包括壳体12，该壳体12具有多个开口、孔和凸缘，来容纳设置在变速器10内的各种构件，并对这些构件进行定位、支撑和提供保护。变速器10包括输入轴14，该输入轴14联接到汽油发动机、灵活燃料发动机或柴油发动机、混合动力功率装置或电动马达（未示出）的输出并由其驱动。输入轴14连接至双离合器组件18的输入结构或驱动壳体18。
双离合器组件20包括第一主或输入离合器22和第二主或输入离合器26，其中，离合器22与变速器10的奇数挡位相关联并具有驱动变速器10内的构件的第一离合器输出轴24，离合器26与变速器10的偶数挡位和倒挡相关联并具有也驱动变速器10内的构件的第二离合器输出空心轴、驱动管或部件28。与第一主离合器22相关联的第一副轴30包括自由旋转地设置于其上的第一多个齿轮32、34、36和38。齿轮32、34、36和38可对应于例如所有的奇数挡位，即七速变速器中的第一、第三、第五和第七挡位。与第二主离合器26相关联的第二副轴40包括自由旋转地设置于其上的第二多个齿轮42、44、46和48。齿轮42、44、46和48可对应于例如倒挡和所有的偶数挡位，即第二、第四和第六挡位。
设置在第一副轴30周围并且在齿轮32和34之间的是第一同步器离合器52。第一同步器离合器52可以沿着第一副轴30双向平移以首先使齿轮32或34中的一个与第一副轴30同步，然后使它们联接。第二同步器离合器54设置在第一副轴30周围并位于齿轮36和38之间。第二同步器离合器54可以沿着第一副轴30双向平移以首先使齿轮36或38中的一个与第一副轴30同步，然后使它们联接。
设置在第二副轴40周围并且在齿轮42和44之间的是第三同步器离合器56。第三同步器离合器56可以沿着第二副轴40双向平移以首先使齿轮42或44中的一个与第二副轴40同步，然后使它们联接。第四同步器离合器58设置在第二副轴40周围并位于齿轮46和48之间。第四同步器离合器58可以沿着第二副轴40双向平移以首先使齿轮46或48中的一个与第二副轴40同步，然后使它们联接。
第一同步器离合器52由第一换挡叉和导轨组件62接合并平移，第二同步器离合器54由第二换挡叉和导轨组件64接合并平移，第三同步器离合器56由第三换挡叉和导轨组件66接合并平移，以及第四同步器离合器58由第四换挡叉和导轨组件68接合并平移。
参照图1、2、3A和3B，双离合器变速器10还包括一对多路切换致动器组件70A和70B，它们实质上是相同的。第一多路切换致动器组件70A与第一副轴30、奇数齿轮32、34、36和38、第一和第二同步器离合器52和54、第一和第二换档叉和导轨组件62和64以及第一输入离合器22相关联。第二多路切换致动器组件70B与第二副轴40、倒挡和偶数齿轮42、44、46和48、第三和第四同步器离合器56和58、第三和第四换档叉和导轨组件66和68以及第二输入离合器26相关联。因此，将只详细描述第一多路切换致动器组件70A。
第一多路切换致动器组件70A包括双向线性致动器72，其将会在下面更详细地描述，其可以是例如滚珠丝杠或行星滚子丝杠装置或液压或气动活塞和缸组件，优选地具有线性输出位置传感器或换能器。双向线性致动器72包括长的输出轴或部件74。长的输出部件74限定了沿其长度周向不连续的公螺纹76。公螺纹76可具有任何方便形成的轮廓，优选是对称轮廓，例如美国标准或圆螺纹（knuckle）。该公螺纹76没有导程，即，它们是直的，不是螺旋的。如图3所最佳示出，公螺纹76周向不连续，即，它们在三个稍小于60°的不连续周向区域上延伸，这三个区域与三个无螺纹的大约60°的周向区域78间隔交替。螺纹76靠近开放（无螺纹）区域78的端部优选是斜面的或去角的，以实现倾斜表面来辅助螺纹接合并避免螺纹抵撞（butt）。
在沿着输出部件74的轴向隔开的位置上是多个线性离合器，包括第一换挡轴环82、第二换挡轴环84和第三离合器轴环86。第一换挡轴环82连接到第一换挡叉和导轨组件62并通过允许第一换挡轴环82和第一换挡叉和导轨组件62之间的相对旋转的第一联接件92来双向地平移第一换挡叉和导轨组件62。第二换挡轴环84连接到第二换挡叉和导轨组件64并通过允许第二换挡轴环84和第二换挡叉和导轨组件64之间的相对旋转的第二联接件94来双向地平移第二换挡叉和导轨组件64。第三离合器轴环86连接到第一离合器联动装置组件88并双向地平移该第一离合器联动装置组件88，该第一离合器联动装置组件88通过允许第三离合器轴环86和第一离合器联动装置组件88之间的相对旋转的第三联接件96来接合和分离第一输入离合器22。
各换挡和离合器轴环82、84和86包括不连续的内螺纹（母螺纹）102，这些内螺纹102构造成与输出轴或部件74上的公螺纹76互补的结构。即，母螺纹102优选地是对称轮廓，例如美国标准或圆螺纹（knuckle），不带有导程。当然，它们必须与公螺纹76互补并能够与公螺纹76接合。它们还布置为内部不连续的布置，三个稍小于60°的螺纹区域102相等地与三个不带有螺纹的大约60°的区域104间隔开。以相似的方式，螺纹102靠近开放（无螺纹）区域104的端部优选是斜面的或去角的，以实现倾斜表面来辅助螺纹接合并避免螺纹抵撞（butt）。
与各换挡和离合器轴环82、84和86相关联的是两位置致动器，诸如电螺线管或液压或气动活塞和缸组件。第一切换致动器112通过联动装置114使第一换挡轴环82旋转大约60°，以完全接合或释放第一换挡轴环82中的螺纹76和102，并使其轴向地联接或脱离输出部件74。第二切换致动器116通过联动装置118使第二换挡轴环84旋转大约60°，以完全接合或释放第二换挡轴环84中的螺纹76和102，并使其轴向地联接或脱离输出部件74。第三离合器致动器122通过联动装置124使第三离合器轴环86旋转大约60°，以完全接合或释放第三离合器轴环86中的螺纹76和102，并使其轴向地联接或脱离输出部件74。
尽管发现三个交替的螺纹和无螺纹区域能够提供很好的操作和服役寿命，但应该认识到，可以在轴环82、84和86以及输出部件74中使用更多或更少的螺纹区域，来相应地调整轴环82、84和86的旋转。更少的区域，例如，各在大约90°上延伸的两个交替的螺纹和无螺纹区域将要求轴环82、84和86的更大（大约90°）的旋转，而更多的螺纹区域，例如，四个交替的螺纹和无螺纹区域将要求轴环82、84和86的更小（大约45°）的旋转，而六个交替的螺纹和无螺纹区域将要求轴环82、84和86的甚至更小（大约30°）的旋转。
最后，变速器10包括输出轴128，其直接驱动主减速器组件130，该主减速器组件130可包括传动轴、差速器、轴和车轮及轮胎（都未示出）。
操作是直接的。例如，为了选择第五挡位，为了图示及解释的目的，假设其为第一副轴30上的齿轮36，第二致动器116被激励，使第二换挡轴环84从图3A所示的位置旋转到图3B所示的位置。随着母螺纹102被公螺纹76接合，第二换挡轴环84连接到输出部件74，并且双向线性致动器72的致动将输出部件74、第二换挡轴环84、第二换档叉和导轨组件64以及第二同步器离合器54平移到图1中的左侧，以首先使齿轮36与第一副轴30同步，之后使齿轮36与第一副轴30联接。然后，第二切换致动器116被去激励，使第二换挡轴环84从输出部件74脱离，第三离合器致动器122被激励，使第三离合器轴环85旋转，将公螺纹76与母螺纹102接合，并将输出部件74联接到第一输入离合器联动装置组件88。然后，可利用输出部件74的双向运动来接合和分离第一输入离合器22。将认识到，尽管发生了前述第五挡位选择过程，但变速器10可以操作在第四挡位，例如，第二副轴40的齿轮46，其已经通过第二多路切换致动器组件70B的一系列类似的步骤以及第二输入离合器26的接合来选择。
现在参照图4，示出了优选的双向线性致动器和离合器联动装置组件，并总体上以附图标记150示出。双向线性致动器和离合器联动装置组件150包括行星滚子丝杠线性致动器152，该致动器优选包括双向三相无刷直流（DC）马达154，该马达154直接驱动行星滚子丝杠组件156。电磁制动器158联接到电动马达154的输出，并且可以被激励以防止马达154的旋转和行星滚子丝杠线性致动器152的输出部件74的位置的改变。换能器162，诸如霍尔效应传感器可以包括在线性致动器152中并被使用为图1所示的控制器164（诸如变速器控制模块（TCM））提供关于输出部件74的当前位置的数据。行星滚子丝杠线性致动器152的进一步的细节可以从美国专利5557154得到，其通过引用而结合于本文中。
输出部件74，如上所述，容纳第三离合器轴环86，该第三离合器轴环86可操作地连接到第二级杠杆166的一端，该第二级杠杆166形成第一离合器联动装置组件88的一部分。第二级杠杆166的另一端以静止的枢轴168支撑，该枢轴168可附接于壳体12。第一离合器致动器连杆172将第二级杠杆166的中点连接到第一输入离合器22。输出部件74平移到图4中的右侧将离合器联动装置组件88平移到右侧，并压第一输入离合器22的盘，从而将扭矩从输入轴14传递到第一离合器输出轴24。
本发明的描述在本质上仅仅是示例性的，并且不背离本发明的精神的变体属于本发明的范围内。这样的变体不应被认为是背离了本发明的精神和范围。

Claims (18)

1.一种多路机械换挡组件，以组合的方式包括：
双向线性致动器，具有长的输出部件，所述长的输出部件包括具有周向不连续的公螺纹的轴向延伸的段，
设置在所述输出部件周围的多个间隔开的轴环，所述各个轴环包括具有与所述公螺纹互补的不连续的母螺纹的段，
联接到各个所述轴环以使所述轴环旋转的两位置致动器，
联接到所述轴环中的一个的至少一个换挡叉组件，以及联接到所述轴环中的另一个的离合器致动联动装置。
2.如权利要求1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，还包括由所述换挡叉组件接合并平移的至少一个同步器离合器，以及由所述离合器致动联动装置致动的摩擦离合器。
3.如权利要求1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，所述双向线性致动器包括由电动马达驱动的行星滚子丝杠组件。
4.如权利要求1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，所述输出部件包括周向交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。
5.如权利要求1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，所述轴环各包括交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。
6.如权利要求1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，还包括具有输出部件的双向致动器、在所述双向致动器的输出部件上的多个间隔开的轴环、与所述双向致动器的输出部件上的各个所述轴环相关联的两位置致动器、联接到所述双向致动器的输出部件上的所述轴环中的一个上的离合器以及联接到所述双向致动器的输出部件上的所述轴环的另一个上的至少一个换挡叉组件。
7.如权利要求1所述的多路机械换挡组件，其特征在于，所述至少一个换挡叉组件和离合器致动联动装置与一个副轴上的变速器构件相关联。
8.一种多路机电换挡组件，以组合的方式包括：
双向线性致动器，具有长的输出部件，所述长的输出部件包括具有周向不连续的公螺纹的多个轴向延伸的段，
设置在所述输出部件周围的至少两个间隔开的轴环，所述各个轴环包括具有与所述公螺纹互补的不连续的母螺纹的多个段，
联接到各个所述轴环以使所述轴环在第一位置和第二位置之间旋转的两位置致动器，
同步器离合器以及操作地设置在所述轴环中的一个和所述同步器离合器之间的换挡叉组件，以及
输入离合器和操作地设置在所述轴环的另一个和所述离合器之间的离合器联动装置。
9.如权利要求8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述双向线性致动器包括无刷直流电动马达和位置换能器。
10.如权利要求8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述双向线性致动器包括由电动马达驱动的行星滚子丝杠组件。
11.如权利要求8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述输出部件包括周向交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。
12.如权利要求8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述轴环各包括交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。
13.如权利要求8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，还包括具有输出部件的双向致动器、在所述双向致动器的输出部件上的多个间隔开的轴环、与所述双向致动器的输出部件上的各个所述轴环相关联的两位置致动器、联接到所述双向致动器的输出部件上的所述轴环中的一个上的离合器以及联接到所述双向致动器的输出部件上的所述轴环的另一个上的至少一个换挡叉组件。
14.如权利要求8所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述至少一个换挡叉组件和离合器致动联动装置与一个副轴上的变速器构件相关联。
15.一种用于双离合器变速器的多路机电换挡组件，以组合方式包括：
第一和第二双向线性致动器，各具有输出部件，所述输出部件包括具有周向不连续的公螺纹的轴向延伸的段，
设置在所述输出部件上的多个间隔开的轴环，所述各个轴环包括具有与所述公螺纹互补的不连续的母螺纹的段，
联接到各个所述轴环以使所述轴环旋转的两位置致动器，
与设置在所述第一线性致动器的所述输出部件上的所述轴环相关联的第一多个换挡叉和导轨组件及第一离合器联动装置，以及
与设置在所述第二线性致动器的所述输出部件上的所述轴环相关联的第二多个换挡叉组件及第二离合器联动装置。
16.如权利要求15所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述双向线性致动器包括由电动马达驱动的行星滚子丝杠组件。
17.如权利要求15所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述输出部件包括周向交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。
18.如权利要求15所述的多路机电换挡组件，其特征在于，所述轴环各包括交替的三个螺纹区域和三个无螺纹区域。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES1072576Y (es) * 2010-05-26 2010-10-27 Bitron Ind Espana Sa Dispositivo de bloqueo/desbloqueo
JP5895702B2 (ja) * 2012-05-18 2016-03-30 いすゞ自動車株式会社 車両の変速装置
JP5962205B2 (ja) * 2012-05-23 2016-08-03 いすゞ自動車株式会社 車両の変速装置
EP2864673A1 (de) * 2012-06-22 2015-04-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebe
JP6064459B2 (ja) * 2012-09-05 2017-01-25 株式会社ジェイテクト 車両用駆動装置
DE102013220041A1 (de) * 2012-10-24 2014-04-24 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Betätigungsvorrichtung
WO2015003698A2 (de) * 2013-07-09 2015-01-15 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg (Angestellter) Schaltaktor
DE102014214137A1 (de) * 2013-07-29 2015-01-29 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplungsreinrichtung und Reibungskupplungseinrichtung mit einer Betätigungseinrichtung
CN104315141A (zh) * 2014-09-28 2015-01-28 唐海滨 一种电机驱动换挡机构的变速箱
CN104315140A (zh) * 2014-09-28 2015-01-28 唐海滨 电机驱动换挡机构的变速箱
CN104329452A (zh) * 2014-09-28 2015-02-04 唐海滨 混合动力变速系统
CN104329453A (zh) * 2014-09-28 2015-02-04 唐海滨 一种混合动力变速系统
CN105909785A (zh) * 2016-04-25 2016-08-31 淮阴工学院 一种电磁直驱机械式自动变速装置
DE102019131940A1 (de) * 2019-11-26 2021-05-27 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Aktuatormodul
US11486470B2 (en) 2020-02-04 2022-11-01 Dana Heavy Vehicle Systems Group, Llc Methods and systems for an actuation system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1838096A (en) * 1929-03-28 1931-12-29 Fleischel Gaston Automatic speed changer
US3698257A (en) * 1971-01-25 1972-10-17 U S Shamban & Co Lead screw and nut
US7549354B2 (en) * 2004-07-15 2009-06-23 Nissan Motor Co., Ltd. Shift fork position detecting device for manual transmission

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE21828E (en) * 1930-03-28 1941-06-17 Progressive clutch control for au
US3863518A (en) * 1974-02-01 1975-02-04 Caterpillar Tractor Co Transmission shifting system
US4292722A (en) * 1979-08-13 1981-10-06 Pacific Western Systems, Inc. Renewable nut for a lead screw drive and method of making same
JPS58146748A (ja) * 1982-02-22 1983-09-01 Mazda Motor Corp 複合クラッチ式多段歯車変速機の変速制御方法
JPS63172045A (ja) * 1987-01-09 1988-07-15 Iseki & Co Ltd 変速操作装置
JPH03113167A (ja) * 1989-09-28 1991-05-14 Mazda Motor Corp 自動変速機
US5557154A (en) * 1991-10-11 1996-09-17 Exlar Corporation Linear actuator with feedback position sensor device
DE4335754A1 (de) 1993-10-20 1995-04-27 Zahnradfabrik Friedrichshafen Schaltvorrichtung mit Steuergliedern
US5460060A (en) * 1994-07-27 1995-10-24 Eaton Corporation Transmission shifting mechanism with spring loaded ball screw
US5517876A (en) * 1994-08-04 1996-05-21 Eaton Corporation Transmission spring loaded shift device
JPH09210200A (ja) * 1996-02-06 1997-08-12 Hino Motors Ltd 変速装置
WO2000032960A1 (fr) * 1998-12-03 2000-06-08 Hitachi, Ltd. Transmission automatique a engrenage et automobile utilisant cette transmission
DE10143325A1 (de) * 2001-09-05 2003-03-20 Zahnradfabrik Friedrichshafen Getriebe mit elektromechanischen Getriebesteller
JP4279534B2 (ja) * 2002-10-04 2009-06-17 いすゞ自動車株式会社 電磁ソレノイドおよびこれを用いた変速機のシフトアクチュエータ
DE10307308B4 (de) * 2003-02-20 2006-11-30 Siemens Ag Einrichtung zum linearen Verfahren einer Nutzmasse
DE60304843T2 (de) 2003-06-12 2006-12-28 Hoerbiger Antriebstechnik Gmbh Getriebeschalteinrichtung
DE10347492A1 (de) 2003-10-13 2005-06-09 Zf Friedrichshafen Ag Schalteinrichtung
JP2006076548A (ja) * 2004-08-12 2006-03-23 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd 多輪駆動車両の副駆動輪用トランスアクスル
AU2005289197B2 (en) * 2004-09-29 2011-02-03 Linak A/S A linear actuator
JP5217483B2 (ja) * 2008-02-19 2013-06-19 いすゞ自動車株式会社 変速機のインターロック機構
JP5161644B2 (ja) * 2008-04-25 2013-03-13 ヤマハ発動機株式会社 変速制御装置、鞍乗型車両、及び変速制御方法
US8070649B2 (en) * 2009-01-09 2011-12-06 GM Global Technology Operations LLC Hybrid powertrain and dual clutch transmission
US8156837B2 (en) * 2009-03-16 2012-04-17 Eaton Corporation Multiple-ratio transmission with concentric offset shift forks
US8429994B2 (en) * 2009-09-09 2013-04-30 GM Global Technology Operations LLC Hydraulic control systems for dual clutch transmissions
US8225687B2 (en) * 2009-09-09 2012-07-24 GM Global Technology Operations LLC Hydraulic control systems for dual clutch transmissions
US8356529B2 (en) * 2009-09-09 2013-01-22 GM Global Technology Operations LLC Hydraulic control systems for dual clutch transmissions
US8627739B2 (en) * 2009-09-15 2014-01-14 GM Global Technology Operations LLC Dual fork single shift rail assembly
US8359941B2 (en) * 2009-09-29 2013-01-29 GM Global Technology Operations LLC Hydraulic control systems for dual clutch transmissions
US8403792B2 (en) * 2009-10-21 2013-03-26 GM Global Technology Operations LLC Hydraulic control systems for dual clutch transmissions
US8292055B2 (en) * 2009-11-04 2012-10-23 GM Global Technology Operations LLC Self-adjusting mechanisms for clutches
US8402859B2 (en) * 2009-11-04 2013-03-26 GM Global Technology Operations LLC Barrel cam shift mechanism
US8210066B2 (en) * 2009-11-09 2012-07-03 GM Global Technology Operations LLC Electromagnetic synchronizer actuating system
US8192176B2 (en) * 2009-12-10 2012-06-05 GM Global Technology Operations LLC Hydraulic fluid supply system having active regulator
US8402855B2 (en) * 2010-01-11 2013-03-26 GM Global Technology Operations LLC Hydraulic control systems for dual clutch transmissions

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1838096A (en) * 1929-03-28 1931-12-29 Fleischel Gaston Automatic speed changer
US3698257A (en) * 1971-01-25 1972-10-17 U S Shamban & Co Lead screw and nut
US7549354B2 (en) * 2004-07-15 2009-06-23 Nissan Motor Co., Ltd. Shift fork position detecting device for manual transmission

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