CN103380308B - 促动器装置及具有该促动器装置的车辆的传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作第一功能单元和第二功能单元的促动器装置。促动器装置具有用于产生驱动旋转运动的促动器，与第一功能单元相关的第一换档装置，与第二功能单元相关的第二换档装置，和将促动器马达和换档装置驱动地联接的控制鼓。第一换档装置通过第一强制控制器与控制鼓联接且第二换档装置通过第二强制控制器与控制鼓联接。通过强制控制器，可将通过驱动旋转运动可产生的控制鼓的旋转运动转化为第一换档装置的平移运动和/或第二换档装置的平移运动。

Description

促动器装置及具有该促动器装置的车辆的传动系
技术领域
本发明涉及一种用于操作第一功能单元和第二功能单元的促动器装置。
背景技术
此类促动器可以使用在多种领域中，尤其使用在汽车技术中，例如使用在其传动系包括电动机和内燃机的混合动力车辆中。从一定的速度起，可有利的是将传动系构造为使得仅内燃机驱动车辆。内燃机的驱动旋转运动在传动系的此构造中通过例如带有两个档位的变速器传递到驱动轴的差速器，以将内燃机的转速保持在有效的范围内。
变速器可与离合器尤其是干式离合器相关，以将内燃机与变速器选择地连接。在许多情况中，变速器被自动化，以便舒适且简单地实现内燃机与传动系的联接和/或换档。
对于前述类型的混合动力车辆的可靠地运行，特别重要的是促动装置，借助该促动装置可促动前述离合器。此外，需要可促使换档的促动器。两个促动器还必须相互很好地匹配，以实现自动化的运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种促动器装置，以所述促动器装置可以可靠地操作第一功能单元和第二功能单元。促动器装置还应简单地构造、可稳固且廉价地制造。
该技术问题通过一种促动器装置解决。所述促动器装置具有用于产生驱动旋转运动的促动器马达，与所述第一功能单元相关的第一换档装置，与所述第二功能单元相关的第二换档装置，和将所述促动器马达和所述换档装置驱动地联接的控制鼓，其中所述控制鼓具有中空轴状的区段，其中所述第一换档装置与控制鼓同轴地布置并且至少局部包围控制鼓，其中，所述第二换档装置与控制鼓同轴地布置在所述中空轴状的区段内，其中所述第一换档装置通过第一强制控制器与所述控制鼓联接且所述第二换档装置通过第二强 制控制器与所述控制鼓联接，且其中通过所述强制控制器能将通过驱动旋转运动产生的控制鼓的旋转运动转化为所述第一换档装置的平移运动和/或所述第二换档装置的平移运动。
根据本发明，促动器装置具有用于产生驱动旋转运动的促动器马达，与第一功能单元相关的第一换档装置，与第二功能单元相关的第二换档装置，和将促动器马达和换档装置驱动地联接的控制鼓。第一换档装置通过第一强制控制器与控制鼓联接且第二换档装置通过第二强制控制器与控制鼓联接。通过强制控制器，可将通过驱动旋转运动可产生的控制鼓的旋转运动转化为第一换档装置的平移运动和/或第二换档装置的平移运动。
根据本发明的促动器装置的结构在构造上是简单的且同时是可靠的，因为在控制鼓上输入的旋转运动通过第一和第二强制控制器转化为换档装置的平移运动，所述平移运动最后可仅用于促动功能单元。两个强制控制器的各构造确定了以何种方式将控制鼓的旋转运动转换为各平移运动。可行的是，强制控制器相互独立地产生不同的平移运动。平移运动可例如通过不同的幅值、速度、运动持续时间和/或加速度表征。
根据尤其紧凑的实施形式，控制鼓、第一换档装置和/或第二换档装置同轴地布置。控制鼓可在径向方向上布置在第一换档装置和第二换档装置之间。当第一换档装置和第二换档装置在轴向方向上至少部分地重叠时得到了轴向方向上紧凑的构造。
换档装置可至少局部区段形成为接合套，所述接合套至少局部区段包围控制鼓。替代地或补充地，换档装置之一可具有活塞区段，所述活塞区段至少部分地布置在控制鼓构造为中空轴状的区段内。
第一强制控制器和第二强制控制器可构造为使得可产生第一换档装置的平移运动或第二换档装置的平移运动。例如，通过强制控制器的构造，首先通过第一换档装置的平移运动操作第一功能单元。仅当第一功能单元的操作结束后才通过第二换档装置的平移运动导致操作第二功能单元。在一定的应用情况中，当然也可希望的是，强制控制器产生换档装置的平移运动，所述平移运动在时间上部分地或完全地重叠。
根据第一和/或第二强制控制器的构造上简单的且可靠的构造，该强制控制器分别具有至少一个控制槽和接合在控制槽内的销。控制槽例如布置在控制鼓上，而销布置在换档装置上，或反之。
控制槽可在控制鼓或换档装置的周向方向上(根据控制槽与哪个所述的部件相关)局部区段具有止动部，在控制鼓的旋转运动期间销经过所述止动部限定了相应的换档装置相对于控制鼓的静止位置。因此，在控制鼓和换档装置的相对旋转中销经过所述止动部期间，不产生相应的换档装置的平移运动。
在一定的情况中设计用于促动器装置的结构空间很窄小。在此情况中，可能有利的是，驱动马达的旋转轴线和控制鼓的旋转轴线相互垂直地布置。例如，控制鼓通过蜗杆传动装置与促动器马达的驱动轴联接。
第一功能单元可以是换档装置，尤其是用于促使带有至少两个档位的变速器的换档的换档拨叉。第二功能单元可以是离合器。促动器装置实现了离合器的促动以及换档。强制控制器在此情况中相互匹配，使得第二换档装置在第一换档装置引入换档前负责将离合器断开。在完成换档之后，通过第二换档装置再次闭合离合器。应理解的是第一换档装置和第二换档装置的平移运动在时间上可重叠，只要保证离合器已打开成，使得实现无问题的换档或当离合器开始接合时换档已完成。
本发明进一步涉及一种车辆的传动系，尤其是混合动力车辆的传动系，所述传动系包括内燃机、带有至少两个档位的变速器和用于断开内燃机和变速器之间的驱动连接的离合器，其中提供了根据前述实施形式的至少一个实施形式的促动器装置，以所述促动器装置可导致离合器的促动以及变速器的档位之间的换档。
本发明的另外的实施形式可从描述、附图和权利要求中得知。
附图说明
在下文中根据有利的实施例参考附图仅示例地解释本发明。各图为：
图1示出了混合动力车辆的传动系的一部分，
图2示意性示出了传动系的变速器的换档以及与变速器相关的离合器的状态的时间变化曲线，
图3示出了通过根据本发明的促动器装置的实施形式的剖面图。
具体实施方式
图1示出了混合动力车辆的传动系10的一部分。传动系10包括带有通 过差速器16相互联接的车轮14a、14b的驱动轴12。驱动轴12可通过电动机18驱动。为此所要求的电能从未示出的电池中获取。
为对电池充电提供了发电机20，所述发电机20在需要产生电能时被内燃机22驱动。为减弱内燃机22的旋转振动提供了双惯量飞轮24。此外，内燃机22可通过离合器26与传动系10的剩余的部件分离。
在混合动力车辆的更高的速度下，例如在超过70km/h的速度下，可能有利的是作为通过电动机18驱动的替代，通过内燃机22驱动驱动轴12。以此，传动系10的总效率提高，因为在更高的速度且因此与之相关的更高的转矩要求下实现了内燃机22的有效的运行。因此避免了在此类情况中导致效率降低的“周折”，即将内燃机22的驱动转矩转化为电能，然后通过电动机18将电能转化为驱动转矩。
为有效地运行内燃机22，内燃机22可通过带有两个或多个档位的变速器28与驱动轴12的差速器16驱动地联接。根据功率要求选择合适的变速器档位，以使得内燃机22总能够尽可能有效地运行。
传动系10的可靠的运行的前提是能够可靠地执行变速器28内的换档。因为换档应自动化地进行，所以需要操作离合器26以及变速器28的换档装置的合适的促动器。但所述促动器不仅应是可靠的，而且还必须可紧凑且廉价地制造。
图2在上部区域中示出了离合器26的状态30的时间变化曲线。在图2的下部区域中可见，当离合器26处在断开的状态O时，分别进行在第一档位G1和空档状态N之间的或在空档状态N和第二档位G2之间的换档。而在离合器26从闭合状态C变化到断开状态O的状态或相反的状态变化期间不可进行换档。换言之，离合器26的断开和闭合与换档装置的促动不同时进行。
图3示出了促动器的实施形式32，以所述促动器32可操作离合器26以及前述换档装置。促动器32包括马达34，所述马达34的旋转轴线R垂直于图面布置。通过蜗杆传动装置36将马达34的驱动旋转运动传递到控制鼓38，所述控制鼓38的旋转轴线R’布置为垂直于旋转轴线R。控制鼓38通过轴承40、40’可旋转地且轴向固定地支承在壳体内。
控制鼓38与换档拨叉42联接。通过换档拨叉42可在变速器28的两个档位G1和G2之间进行选择。变速器28也可被置于不进行力矩从内燃机22 到差速器16的传递的空档状态N。
控制鼓38和换档拨叉42之间的联接通过强制控制器44进行，所述强制控制器44包括布置在构造为接合套46的、换档拨叉42的区段上的销48。销48又接合在形成于控制鼓38的外周上的互补构造的控制槽50内。因为控制槽50在周向方向上的走向至少局部区段地改变，所以控制鼓38的旋转导致接合套46的平移运动且因此最终导致换档拨叉42的平移运动，以此可选择变速器28的档位G1、G2或空档N。
但控制鼓38的旋转不仅导致换档拨叉42的平移运动。通过强制控制器44’使操作活塞52在轴向方向上即沿旋转轴线R’运动。操作活塞52布置在构造为中空轴的、控制鼓38的区段54内。强制控制器44’具有布置在控制鼓38上的且指向中空轴部分54的内部的销48’，所述销48’接合在布置于操作活塞52的外周上的控制槽50’内。通过控制槽50’的走向，类似于在强制控制器44的情况中，将操作活塞52的平移运动特征确定为控制鼓38的旋转运动的函数。操作活塞52的平移通过操作杆56导致离合器26的促动。
总之，应理解的是仅要求马达34以以可靠地方式促使离合器26的操作以及自动的换档。这通过控制鼓38实现，所述控制鼓38通过强制控制器44、44’与换档拨叉42或与操作活塞52共同作用，且激发操作活塞52进行各平移运动。强制控制器44、44’的控制槽50、50’的合适的构造实现了换档拨叉42或操作活塞52的平移运动与控制鼓38的转角变化有关的可靠的特征。换言之，在控制鼓38的每个旋转位置中确定了换档拨叉42或操作活塞52应处于哪个位置。
促动器32具有紧凑的构造。接合套46、控制鼓38和操作活塞52的径向“相互插入”实现了尤其在轴向方向上的短结构形式，此结构形式此外是很稳固的。所述部件46、38、52之间的无摩擦的相对运动通过滑动轴承套58保证。
虽然促动器32例如与混合动力车辆的传动系结合描述，但应理解的是促动器32也可使用在必须可靠地操作两个功能单元的其他领域中。
附图标号列表
10 传动系
12 驱动轴
14a、14b 车轮
16 差速器
18 电动机
20 发电机
22 内燃机
24 双惯量飞轮
26 离合器
28 变速器
30 离合器26的状态的时间历程
32 促动器
34 马达
36 蜗杆传动装置
38 控制鼓
40、40’ 轴承
42 换档拨叉
44、44’ 强制控制器
46 接合套
48、48’ 销
50、50’ 控制槽
52 操作活塞
54 中空轴区段
56 操作杆
58 滑动轴承套
O 断开状态
C 闭合状态
N 空档状态
R、R’ 旋转轴线
G1、G2 档位

Claims (14)

1.一种用于操作第一功能单元和第二功能单元的促动器装置，所述促动器装置具有用于产生驱动旋转运动的促动器马达(34)，与所述第一功能单元相关的第一换档装置，与所述第二功能单元相关的第二换档装置，和将所述促动器马达(34)和所述换档装置驱动地联接的控制鼓(38)，其中所述控制鼓(38)具有中空轴状的区段(54)，其中所述第一换档装置与控制鼓(38)同轴地布置并且至少局部包围控制鼓(38)，其中，所述第二换档装置与控制鼓(38)同轴地布置在所述中空轴状的区段(54)内，其中所述第一换档装置通过第一强制控制器(44)与所述控制鼓(38)联接且所述第二换档装置通过第二强制控制器(44’)与所述控制鼓(38)联接，且其中通过所述强制控制器(44、44’)能将通过驱动旋转运动产生的控制鼓(38)的旋转运动转化为所述第一换档装置的平移运动和/或所述第二换档装置的平移运动。
2.根据权利要求1所述的促动器装置，其特征在于，所述控制鼓(38)在径向方向上布置在所述第一换档装置和所述第二换档装置之间。
3.根据权利要求1所述的促动器装置，其特征在于，所述第一换档装置和所述第二换档装置在轴向方向上至少部分地重叠。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的促动器装置，其特征在于，所述换档装置之一的至少局部区段形成为接合套(46)，所述接合套(46)至少部分地包围所述控制鼓(38)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的促动器装置，其特征在于，所述换档装置之一具有活塞状区段，所述活塞状区段至少部分地布置在所述控制鼓(38)的构造为中空轴状的区段(54)内。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的促动器装置，其特征在于，第一强制控制器(44)和第二强制控制器(44’)构造为使得能产生所述第一换档装置的平移运动或所述第二换档装置的平移运动。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的促动器装置，其特征在于，所述第一强制控制器(44)和/或所述第二强制控制器(44’)分别包括至少一个控制槽(50、50’)和接合在所述控制槽(50、50’)内的销(48、48’)，其中，所述控制槽(50)布置在所述控制鼓(38)上且所述销(48)布置在所述换档装置上，或反之。
8.根据权利要求7所述的促动器装置，其特征在于，所述控制槽(50、50’)在所述控制鼓(38)或换档装置的周向方向上局部区段具有止动部，在所述控制鼓(38)的旋转运动期间所述止动部通过所述销(48、48’)限定所述换档装置(42、52)相对于所述控制鼓(38)的静止位置。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的促动器装置，其特征在于，所述促动器马达(34)的旋转轴线(R)和所述控制鼓(38)的旋转轴线(R’)相互垂直地布置。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的促动器装置，其特征在于，所述控制鼓(38)通过蜗杆传动装置(36)与所述促动器马达(34)的驱动轴联接。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的促动器装置，其特征在于，所述第一功能单元是换档装置，且所述第二功能单元是离合器(26)。
12.根据权利要求11所述的促动器装置，其特征在于，所述换档装置是用于使带有至少两个档位(G1、G2)的变速器换档的换档拨叉(42)。
13.一种车辆的传动系，所述传动系包括内燃机(22)、带有至少两个档位(G1、G2)的变速器(28)和用于断开内燃机(22)和变速器(28)之间的驱动连接的离合器(26)，其中提供了根据前述权利要求中任一项所述的促动器装置，用所述促动器装置能导致离合器(26)的促动以及变速器(28)的档位(G1、G2)之间的换档。
14.根据权利要求13所述的传动系，其特征在于，所述传动系是混合动力车辆的传动系。
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