CN111051734A - 具有可负载切换的两档传动装置的车轴驱动单元 - Google Patents

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Abstract

在具有可负载切换的两档传动装置的车轴驱动单元中，为了能够实现特别简单且有利的换挡控制，以及为了适应于少量的构件和少耗费的控制逻辑以及控制传感装置，设置有摩擦离合器和自由轮的锁止装置的机械被动地实现的切换阈值的协调，所述协调使得能够以始终相同大小的同一调节变量操控所述摩擦离合器和所述锁止装置。

Description

具有可负载切换的两档传动装置的车轴驱动单元
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的两档传动装置单元以及一种根据权利要求12的前序部分的用于在这种两档传动装置单元的情况下控制切换过程的方法。本发明还涉及一种具有这种两档传动装置单元的车轴驱动单元。
背景技术
文献DE 10 2015 104 203 A1也公开了一种具有这种两档传动装置单元的车轴驱动器。在构造为行星轮传动装置的两档传动装置单元中，为了实现第一档，太阳轮通过制动器或自由轮被锁止。为了实现第二档，传动装置的组件单元借助于离合器被锁紧，使得这些组件单元在实现直接驱动的情况下并且由于通过太阳轮的转动方向变换而实现的太阳轮的释放通过自由轮在第二档中作为整体回转。该文献还公开了以下可能性，即，设置附加的爪式离合器用于在第一档中固定太阳轮，以便也能够在第一档中实现回收运行。此外公开，借助于促动器实现可负载切换性。该文献不包含关于如何进行真正的切换过程的提示。
发明内容
在此背景下，本发明的任务是提供一种开头所述类型的传动装置单元，该传动装置单元构造成使得它能够实现特别简单且有利的换档控制。为此要使用的切换系统应尽可能适应于少量的构件并且尽可能少地需要控制逻辑和控制传感装置。
为了解决该任务设置，切换系统设置有离合器切换阈值，在该离合器切换阈值处，摩擦离合器开始从打开位态过渡到闭合位态中或者实施从闭合位态到打开位态的过渡，并且该切换系统设置有锁止切换阈值，在该锁止切换阈值处，锁止装置在换挡时从锁止位态过渡到释放位态中或者从释放位态过渡到锁止位态中，其中，锁止切换阈值与离合器切换阈值相协调成使得在切换过程中：
-在与止动装置共同作用的传动装置元件开始沿自由轮转动方向转动之前，锁止装置过渡到释放位态中，
和/或
-在与止动装置共同作用的传动装置元件开始沿止动方向挤压之前，锁止装置不过渡到锁止位态中。
在用于运行这种两档传动装置单元或配备有这种传动装置单元的车轴驱动单元的方法方面设置，不但锁止操纵装置而且离合器操纵装置都与运行状态无关地以相同大小的同一调节变量来操控。
为了使这些切换阈值更明显地间隔开，可以设置，锁止切换阈值与离合器切换阈值彼此协调成使得，在离合器在过渡到闭合位态中时开始传递转矩之前，即达到离合器的吻合点(Kiss-Point)之前，锁止装置过渡到释放位态中。替代地或附加地也可以设置，锁止切换阈值与离合器切换阈值彼此协调成使得，在离合器达到打开位态之前，锁止装置不过渡到锁止位态中。
为了进一步提高切换系统的切换安全性，可以设置，锁止切换阈值(锁止装置在此处切换)和离合器切换阈值(切换离合器在此处切换)彼此协调成使得，在离合器开始从打开位态过渡到闭合位态中之前实施锁止装置到释放位态中的过渡。
切换系统优选构造成使得其在第一档中是故障保险的(“fail-safe”)。这意味着，当调节变量供应失效时，离合器单元在无压力的系统中处于第一档中并且因此也能够在第一档中利用处于锁止位态中的锁止装置来运行。为此，该系统具有“常锁的(normally-blocked)”锁止装置(在无压力的切换系统中处于锁止位态中的锁止装置)和“常开的(normally-open)”摩擦离合器(在无压力的切换系统中处于打开位态中的摩擦离合器)。
当然，切换系统也可以设计为对于第二档是故障保险的(“fail-safe”)，即具有“常释放的(normally-free)”锁止装置(在无压力的切换系统中处于释放位态中的锁止装置)和“常闭的(normally-closed)”摩擦离合器(在无压力的切换系统中处于闭合位态中的摩擦离合器)。
在此，离合器切换阈值由作用到离合器操纵装置上的调节变量、优选液压压力给定，从该离合器切换阈值起离合器从打开位态出发开始闭合，或者从该离合器切换阈值起离合器从闭合位态出发完全打开。当调节变量是液压压力时，对此合适的值位于约2bar至3bar、优选在2.3bar至2.7bar之间。
由作用到离合器操纵装置上的调节变量给定的并且也优选是液压压力的离合器切换阈值是下述切换阈值，在该切换阈值处，锁止装置开始从锁止位态过渡到释放位态中或从释放位态过渡到锁止位态中。当调节变量是液压压力，并且尤其当切换系统构造成在第一档中是故障保险的时，锁止切换阈值低于离合器切换阈值，优选低于离合器切换阈值约1.5bar或约0.5bar至1bar。在设计成在第二档中故障保险的换挡系统中，锁止切换阈值优选高于离合器切换阈值0.5bar至1bar。
锁止切换阈值与离合器切换阈值之间的切换阈值差设置为切换保险并且使得：在达到离合器切换阈值之前，锁止装置在调节变量增大时系统固有地安全到达释放位态，和/或在已经超过离合器切换阈值时才系统固有地占据锁止位态。在沿其它方向换档时确保：在锁止装置开始离开释放位态之前，离合器完全打开。
由上面的说明得出，由于特性的波动、摩擦特性中的波动或由于各个构件中的公差波动，各切换阈值也可能在同一切换系统内和在一个结构系列内经受一定的变化并且还可能由于滞后而不同，这取决于在调节变量增大或调节变量减小时是否穿越过切换阈值。因此可能的是，不能给切换阈值配属有非常具体的、明确的调节变量值(液压压力)，而是仅能够配属有在小的变化范围上延伸的值。
切换系统的前述构型能够使得，不但锁止操纵装置而且离合器操纵装置都能够与运行状态无关地始终以相同大小的同一调节变量来操控。这意味着，仅一个调节变量单元(例如提供液压压力的、优选电子地通过泵流量或转速进行力矩和/或转速调节的的液压泵)或者仅一个液压控制阀必须置于离合器操纵装置和锁止操纵装置上游。同一相同的调节变量、尤其同一相同的并且被唯一的液压泵或通过唯一的液压控制阀调节的共同的液压管路压力能够以始终相同的大小不但作用到离合器操纵装置上而且作用到锁止操纵装置上。锁止操纵装置和离合器操纵装置能够通过同一液压管路来操控。
这又能够使得不仅离合器操纵装置而且锁止操纵装置都构造为机械被动的操纵系统。下述操纵被理解为“机械被动的”，所述操纵纯粹基于其机械特性确保所希望的切换次序，而无需外部的(电子)控制干预或传感装置。为此，锁止操纵装置和离合器操纵装置(两者均包括优选通过液压压力操纵的促动器)具有预紧元件，所述预紧元件确保所希望的切换次序或切换顺序。因此，锁止操纵装置的预紧元件的尺寸设计成使得该预紧元件在调节变量增大时机械被动地形成所希望的锁止切换阈值，并且因此，离合器操纵装置的预紧元件的尺寸设计成使得该预紧元件在调节变量增大时机械被动地形成所希望的离合器切换阈值。同时，所述预紧元件用作复位元件，所述复位元件在调节变量减小且低于相应的切换阈值时将锁止装置压回到故障保险的位态中或者“fail-safe”位态中，即切换系统在无压力状态中根据规定所占据的位态。
在在第二档中故障保险的切换系统中，复位元件在调节变量减小时(在切换系统压力降低时)将锁止装置压到释放位态中并且将摩擦离合器压到到闭合位态中。在在第一档中故障保险的切换系统中，复位元件在调节变量减小时(在切换系统压力降低时)将锁止装置压到锁止位态中并且将摩擦离合器压到打开位态中。
所述锁止装置优选是形状锁合地作用的锁止装置，通过该锁止装置，与该锁止装置共同作用的传动装置元件在形成支撑力矩的形状锁合部的情况下抵靠传动装置单元或者车轴驱动单元的扭转刚性的构件支撑，尤其抵靠传动装置或车轴驱动器壳体或者抗扭转地固定在其上的构件支撑。所述锁止装置可以集成到止动装置中，并且锁止装置和止动装置可以具有共同的壳体，该壳体在一个有利构型中可以在外侧固定在传动装置单元或者车轴驱动单元的壳体上。所述止动装置尤其可以构造为自主切换的、机械被动的自由轮。
所述锁止装置通过锁止装置在第一挡中沿两个转动方向都锁止止动装置或者自由轮来确保，在第一档中在相对于正常的直线行驶伴随着传动装置中的力矩反向(回收运行或倒车)的运行状态中有效地支撑力矩。因此确保，车辆在第一档中也能够进行回收和倒车。
应注意，一个或多个传动装置元件与锁止装置的共同作用或者借助于摩擦离合器抗扭转地保持或锁紧一个或多个传动装置元件仅在功能方面意味着共同作用或者抗扭转地保持或锁紧，而并不一定是指锁止装置和与其共同作用的传动装置元件直接彼此嵌接或者摩擦离合器与被其保持或锁紧的传动装置元件直接接触。功能性的共同作用也可以间接地通过中间连接的中间元件实现。
功能性地与锁止装置共同作用的传动装置元件和/或功能性地与止动装置共同作用的传动装置元件分别优选是太阳单元的太阳轮、尤其是双太阳单元的支撑太阳轮，所述双太阳单元具有带有支撑太阳轮的支撑太阳单元和带有从动太阳轮的从动太阳单元。被摩擦离合器锁紧的传动装置元件优选是外轮单元和属于双太阳单元的驱动太阳轮或属于双太阳单元的支撑太阳轮。当然，可以与摩擦离合器和锁止装置的这种功能性的布置不同，如果这是在确定的应用情况下(例如为了实现其它传动比或其它负载路径)或者在使用具有内啮合的空心轮的传统行星轮传动装置时出现的话。因此，摩擦离合器尤其也可以布置成使得该摩擦离合器将行星单元与外轮单元或者太阳单元与行星单元锁紧。
行星单元尤其可以构造为设有多个行星轮对的双行星单元，这些行星轮对具有不同的有效直径。行星轮支承在回转的行星架轴上，所述行星架轴与驱动轮单元固定连接或至少相对于该驱动轮单元位置固定地可转动地支承，该驱动轮单元与由电动机驱动的轴(传动装置驱动轴)啮合。因此，这种优选构造为外轮单元的驱动轮单元与行星轮架轴一起构成传动装置的由电动机驱动的输入元件。驱动轮单元在作为外轮单元的优选构型中尽管可以至少部分地径向在内侧接收行星轮，但(不同于传统行星轮传动装置的内啮合的空心轮，该空心轮以其内齿部与行星轮啮合)所述驱动轮单元优选构造为非内啮合而是仅外啮合的驱动轮，所述驱动轮在外侧与由电动机驱动的轴(传动装置驱动轴)啮合。
具有可负载切换的两档传动装置的两档传动装置单元设置为车轴驱动单元的一部分，所述两档传动装置单元用于在载客车的电动机或混合动力驱动的机动车驱动系内传递电动机推进功率，所述车轴驱动单元用于将电动机驱动功率分配到机动车的电动机或混合动力驱动的车轴的两个轮上。为此，两档传动装置单元或者车轴驱动单元优选具有差速器单元，用于补偿由车轴驱动单元驱动的车轴的左右驱动轮的转速差。这种两档传动装置单元具有两个变速级，这两个变速级中，一个优选实现为直接驱动(i＝1，优选是第二档)，而一个变速级具有与直接驱动不同的传动比(i≠1，优选i＞1并且更优选地1.7<i<2，分别优选是在第一档中)。因此，两档传动装置单元进一步优选地具有三个传动装置组件单元，即驱动轮单元(优选构造为外轮单元)、行星单元或者双行星单元以及太阳单元或者双太阳单元，所述传动装置组件单元能够分别具有一个或多个传动装置元件。有利地，车轴驱动单元能够具有车轴驱动器壳体，在该车轴驱动器壳体中，不但两档传动装置单元而且差速器单元以及优选地电驱动机(电动机)也集成在一起。在此，所述电驱动机能够与驱动驱动轮的半轴的旋转轴线同轴地布置。
在国际专利申请PCT/EP2016/079169的文件中公开了在前一段落中概述的车轴驱动单元和适用于这种车轴驱动单元的两档传动装置，该文件的全部内容通过引用并入本申请的主题。
附图说明
在附图中示出：
图1车轴驱动单元，其具有集成到共同的车轴驱动器壳体中的两档传动装置单元和无差速传动机构的、离合器控制的差速器单元，
图2在图1中所示的车轴驱动单元的示意性视图，
图3在换档(在负载下从第一档升到第二档)时的切换次序的图表，和
图4在换档(从第二档降到第一档)时的切换次序的图表。
具体实施方式
图1和图2分别示出了具有集成的两档传动装置2的车轴驱动单元1。该车轴驱动单元设计为用于在机动车的电动机和/或内燃机式(混合动力)驱动系中使用。
由电动机EM驱动的传动装置驱动轴3经由外齿部与两档传动装置2的外轮单元4直接嵌接，以便将电动机驱动功率经由外轮单元4导入到两档传动装置2中。为此，外轮单元4具有外轮5，在该外轮的向外指向的外周面上直接构造有与被驱动的传动装置驱动轴3嵌接的外齿部。
在图1所示的实施例中，外轮单元4与行星单元6抗扭转地连接，使得与离合器10的切换位态无关地排除行星单元6与外轮单元4相对于彼此的扭转。因此，外轮单元4和行星单元6一起形成功能单元，该功能单元作为两档传动装置的输入元件起作用。
行星单元6构造为双行星单元并且具有多个行星轮对，所述行星轮对分别包括一个第一行星轮7’和一个第二行星轮7”。第一行星轮7’和第二行星轮7”抗扭转地彼此连接并且具有不同的有效直径。为此，行星轮对可以或者一件式地或者多件式地以彼此抗扭转地布置的第一行星轮7’和第二行星轮7”构造。
如果外轮单元4或者外轮5通过传动装置驱动轴3被转动驱动，则外轮5携动行星轮轴17，行星轮对在该行星轮轴上可转动地支承。第一行星轮7’与支撑太阳轮9’啮合，第二行星轮7”与从动太阳轮9”啮合。第一行星轮与第二行星轮以及支撑太阳轮9’与从动太阳轮9”分别具有不同的有效直径。
车轴驱动单元1具有无差速传动机构的、离合器控制的差速器单元14，该差速器单元不具有形状锁合地起作用的差速传动机构，而是具有两个可单独操控的差速离合器18，通过所述差速离合器将电动机驱动功率传递到驱动轮。当然，代替这种差速器单元也可以使用传统的差速传动机构。如由图1和图2可见，传动装置驱动轴3实施为空心轴，并且其旋转轴线与车轮轴的旋转轴线以及电动机EM的旋转轴线重合。
具有多个分别包括一个第一行星轮7’和一个第二行星轮7”的行星轮对的双行星单元6径向地集成到外轮5中，所述行星轮对又与也轴向地集成到行星单元6中的太阳单元8啮合，所述太阳单元具有支撑太阳轮9’和驱动太阳轮9”。
侧面地在行星单元6旁边布置有可液压操纵的离合器10，利用该离合器，从动太阳轮9”和外轮单元4可以通过闭合离合器10彼此锁紧，使得包括外轮单元4、行星单元6和太阳单元8的两档传动装置2作为整体旋转以实现直接驱动(i＝1，优选是2档)。在此，支撑太阳轮9’也相对于车轴驱动器壳体16沿自由轮转动方向转动，只要锁止装置19处于自由轮允许支撑太阳轮9’沿自由轮转动方向旋转的释放位态中，该自由轮转动方向就允许在所示实施例中在外侧抗扭转地布置在车轴驱动器壳体16上的自由轮11或空转。为了能够实现支撑太阳轮9’和自由轮11的共同作用，与支撑太阳轮9’抗扭转地连接的内轴在构造为空心轴的传动装置从动轴13内部被向外引导，以便在那里与从外部布置在车轴驱动器壳体16上的并且因此与从外部可良好接近的止动装置(自由轮11)共同作用。
为了实现所希望的传动比i>1(优选是第一档)，第一行星轮7’的有效直径大于第二行星轮7”的有效直径，并且与此相应地，支撑太阳轮9’的有效直径小于从动太阳轮9”的有效直径。
如果离合器10打开，则现在由于转动方向反转而在止动转动方向上受载的支撑太阳轮9’通过自由轮11抵靠车轴驱动器壳体16支撑。第一行星轮7’在静止的支撑太阳轮9’上滚动，同时该第一行星轮围绕行星轮轴17旋转并且在此直接驱动第二行星轮7”，该第二行星轮又通过在第二行星轮7”和从动太阳轮9”之间作用的齿部驱动从动太阳轮9”并且因此驱动与该从动太阳轮抗扭转地连接的传动装置从动轴13。只要从动太阳轮9”和传动装置从动轴13如在图1中所示的那样构造为一体，它们就能够共同形成传动装置输出元件。当然，传动装置从动轴13和从动太阳轮9”也可以实施为多件式的，其方式是：从动太阳轮9”作为与传动装置从动轴13分开的构件与该传动装置从动轴抗扭转地连接。
应注意，与支撑太阳轮9’啮合的第一行星轮7’原则上不但可以(如图1中所示那样)布置在行星轮对的背离离合器10的一侧或者说在图1中的右侧上，而且也可以布置在行星轮对的面向离合器10的一侧或者说在图1中的左侧上。与在图1和图2中所示的实施方式相反地，传动装置从动轴13则构造为内轴，而与止动装置(自由轮11)共同作用的并且与支撑太阳轮9’抗扭转地连接的轴构造为包围该内轴的空心轴。
然而，应优选在图1和图2中所示的实施方式，因为离合器10在此将作为传动装置输入元件起作用的功能单元(外轮单元4和与其形成一个单元的行星单元6)直接与传动装置从动轴13锁紧，使得位于它们之间的其它构件(行星轮对、支撑太阳轮、轴承等)被有效地桥接并且因此很大程度上从驱动链中脱离并且在车辆以直接驱动方式运行时不受值得注意的载荷。
此外，在由图1和2可见的构型中有利的是，离合器10的离合器片可以围绕第二行星轮7”布置，该第二行星轮以其外周面扫过比第一行星轮7’更小的直径。由此，尽管事实是离合器10径向地在外侧包围行星轮对的至少一部分，该离合器仍可以具有比在离合器10围绕第一行星轮7’布置的实施方式中更小的直径。
应注意，与在图1中所示的具有仅外啮合的外轮、双行星单元和双太阳单元的实施方式不同，当然也可以考虑以下实施方式：在该实施方式中使用传统的行星轮传动装置，即，作为外轮单元可以使用内啮合的空心轮、简单的行星单元(该行星单元不含具有不同有效直径的两个行星轮的行星轮对)和简单的太阳单元(仅具有一个太阳轮的太阳单元)，如尤其在国际专利申请PCT/EP2016/079169的文件中所说明的那样。
由图2可见，不但离合器操纵装置20而且锁止装置的锁止操纵装置22都通过同一液压管路系以始终相同大小的液压压力来操控。锁止操纵装置22和离合器操纵装置20均具有由弹簧构成的预紧器件23，所述预紧器件同时也作为复位器件起作用。通过预紧器件23的尺寸设计确保：在图2中所示的切换系统中，在摩擦离合器10开始闭合之前，锁止装置19已经在压力切换阈值处过渡到锁止位态中，并且只要切换系统压力高于离合器切换阈值，该锁止装置就也可靠地保持在那里。通过锁止切换阈值和离合器切换阈值与纯机械措施的这种协调，用于在图2中所示的切换系统的所希望的切换顺序是该系统机械固有的，所述切换系统是在第一挡中故障保险的系统。这种构型不仅能够实现简单的控制，而且也能够使得锁止操纵装置和离合器操纵装置均可以通过仅一个泵或仅一个阀被液压式操控，并且使得两个操纵装置在低于相应的切换阈值时自主地并且以所希望的切换次序返回到故障保险的位置中。无论是在升档时还是在降档时都不需要(如例如双离合传动装置所要求的那样)要费事地控制的“交替(Hand-Over)”。
图3和图4在示出切换系统中的转速、转矩和液压压力的情况下根据曲线走势示出在7个单个区段A至H(升档)或者区段H至N(降档)中的切换过程的顺序过程。在此，以时间轴上的顺序次序，图3示出从第一档升到第二档的过程，而图4示出从第二档降到第一档的过程。单个区段A至G的宽度不是与时间成比例地示出的。曲线走势用于图解说明切换过程，并且不是定量地且绝对地来解释，而是仅作为实际的走势定质地、粗略近似地解释。下面阐述的单个区段实际上流畅地相互过渡。
此后，负载下的升档过程如下：
在区段A中挂入第一档。电动机的转速遵循在当前车辆速度和车辆加速度下第一档预给定的转速(直线“1档”)。根据升高的电动机转速可识别到车辆加速。液压系统压力为零。在自由轮上作用有恒定的转矩，因为该自由轮支撑沿止动方向挤压的支撑太阳轮。导入到传动装置中的并且由电动机提供的传动装置输入力矩是恒定的。在A区段的末尾处发生从第一档换挡到第二档的切换请求。
区段B和C示出切换系统在准备所追求的换档时的预处理。由于切换请求，在区段B(解锁区段)中，液压切换系统压力在超过锁止切换阈值的情况下升高。因此，锁止装置转移到释放位置中，并且在区段B的末尾处自由轮被解锁。区段B邻接区段C(桥接区段)，在该区段C中，切换系统压力对于短的时间段恒定地保持大于锁止切换阈值BS并且优选保持在离合器切换阈值KS的范围内，使得自由轮能够视为安全地被解锁或释放。区段C可以在时间上保持得非常短甚至可以省去。在区段B和C的末尾处，系统针对切换过程被预处理。
在区段D(吻合点区段)中，在超过离合器切换阈值KS的情况下将遇到离合器的吻合点。在该阶段期间，离合器力矩略微升高，因为在达到真正的吻合点之前，离合器组件在达到真正的吻合点之前已经由于增大的系统摩擦和彼此接近的离合器片之间的效应而略微地传递转矩。
在区段E(力矩区段)中，负载或者转矩(如针对自由轮的下降转矩曲线和针对离合器的上升转矩曲线所示的那样)逐渐地从自由轮转移到离合器上。自由轮越来越被卸载，而同时离合器由于增大的切换系统压力而越来越被加载并且承担要传递的功率的增大的份额。为了产生温和的负载过渡，尤其是为了不产生驾驶员能感觉到的推进力减弱，在传动装置输入元件上的输入力矩通过电动机以与越来越多地由离合器传递的离合器力矩相协调的方式被提高或者升高。以这种方式有效地补偿了在摩擦离合器中由于在该区段E中待执行的对两个离合器侧的转速适配而产生的损失功率，使得在驱动轮上出现的驱动功率尽可能保持恒定并且驾驶员感觉不到牵引力中断。在区段E的末尾处，自由轮完全被卸载。与自由轮共同作用的传动装置元件、图1和2中为支撑太阳轮9’(恰好仍)静止不动，并且(恰好)要开始沿自由轮方向旋转，这由于之前发生的、最迟必须现在结束的、锁止装置到释放位态中的转移而能够不受阻碍地实现。然而，传动装置输入侧和传动装置输出侧之间的有效传动比始终基本上是第一档的传动比。然而，通过在两个离合器侧之间存在的转速差形成传动比。
现在才进行在区段F中的真正的切换过程(电动机的转速适配)，在该切换过程中，电动机的转速适配于由第二档预给定的转速。由关于转速的图表可见，电动机转速现在才接近由第二档在当前速度下预给定的转速。在该阶段中，发动机转速减小，而发动机力矩被调低，因为必须首先减少由于惯性而存在于系统中的能量、尤其是存在于电动机中的动能。切换系统压力在该阶段中进一步升高，以便进一步闭合离合器，并且进一步提高通过离合器传递的转矩，并且将离合器输入侧和离合器输出侧之间的转速差减小到零。支撑太阳轮开始使自由轮沿自由轮转动方向转动，这通过自由轮的下降到负值的转速曲线来表示。
如果电动机在从区段F过渡到区段G时达到由第二档在当前速度下预给定的速度，则转矩被提高到在预给定的速度下对于推进功率的所感受到的均匀保持所需的水平，并且补偿由于已实施的转速下降而出现的驱动功率损失。在区段G(离合器闭合区段)开始时已经处于闭合位态中的并且无打滑地传递所有驱动功率的摩擦离合器由于进一步上升至最大压力水平的切换系统压力而更牢固地闭合。在区段G之后结束升档过程。
在降档时(图4)，首先在区段H的末尾处出现相应的切换请求。在区段I(接近保持力矩)中，一定程度地降低切换系统压力，直至在打滑(打滑压力)之前达到离合器的在当前行驶状态下恰好所需的力锁合潜能。
在区段J中，因为通过第一档级来传递驱动功率的增大的份额，所以切换系统压力以更小的速度进一步降低，直至与自由轮共同作用的传动装置元件开始在区段K开始时更缓慢地转动(电动机的转速适配)，该传动装置元件直至区段J的末尾以恒定的(负)转速沿自由轮方向旋转(“自由轮”的线性走势)。电动机的转速与传动装置输入力矩一起被提高，以便将电动机从由第二档的传动比预给定的转速提高到由第一档的传动比预给定的转速，并且同时补偿在摩擦离合器中产生的摩擦损失，使得驾驶员尽可能感觉不到切换拐点。
在区段K的末尾处，自由轮沿与自由轮方向相反的方向短暂地转动，直到止动元件在自由轮内部传递负载地贴靠。然后，自由轮的转速或者与自由轮(止动装置)共同作用的传动装置元件的转速下降到零。
由区段L(转矩阶段)可见，由自由轮支撑的转矩以输入力矩越来越多地被自由轮支撑并且离合器被卸载的程度增大。在该阶段中，输入力矩以由离合器产生的功率损失也减少的程度下降。在区段L和区段M的末尾处，系统处于第一档中。然而，尚未低于锁止转换阈值，使得锁止装置在区段M中仍处于释放位态中。通过切换系统压力在N区段中的进一步降低，锁止装置才由机械复位器件驱动地过渡到锁止位态中，使得在N区段的末尾处当切换系统压力已完全降低时也可以进行回收运行或倒车行驶。
由最后一个图3和图4所示的曲线走势可见，在每个切换系统状态中，摩擦离合器和锁止装置均以相同的切换系统压力来操控。
附图标记列表
1 车轴驱动单元
2 两档传动装置
3 传动装置驱动轴
4 外轮单元
5 外轮
6 行星单元
7’、7” 行星轮
8 太阳单元
9’/9” 支撑太阳轮/从动太阳轮
10 离合器
11 被动的自由轮(止动装置)
13 传动装置从动轴
14 差速器单元
15 差速器壳体
16 车轴驱动器壳体
17 行星轮轴
18 差速离合器
19 锁止装置
20 离合器操纵装置
22 锁止操纵装置
23 预紧器件/复位器件
24 液压泵
25 液压管路系
EM 电动机

Claims (15)

1.一种用于机动车的传动装置单元，所述传动装置单元具有两档传动装置(2)，所述两档传动装置具有用于实现两个变速级的多个传动装置元件，并且所述传动装置单元具有用于实施换档的切换系统，所述切换系统包括：
-摩擦离合器(10)，所述摩擦离合器能够通过离合器操纵装置(20)切换，并且所述摩擦离合器在闭合位态中将一个传动装置元件抗扭转地保持或将多个传动装置元件彼此抗扭转地锁紧，并且所述摩擦离合器在打开位态中释放所述一个传动装置元件或所述多个传动装置元件，使得所述一个传动装置元件能够转动或者所述多个传动装置元件能够相对于彼此转动，
-止动装置(11)，所述止动装置与一传动装置元件共同作用，并且所述止动装置将该传动装置元件沿止动转动方向锁止并且允许该传动装置元件沿自由轮转动方向转动，其中，与所述止动装置共同作用的传动装置元件在一个变速级中沿止动转动方向挤压并且在另外的变速级中沿自由轮转动方向转动，
-锁止装置(19)，所述锁止装置能够通过锁止操纵装置切换，并且所述锁止操纵装置能够在锁止位态中锁止与所述止动装置(11)共同作用的传动装置元件沿所述自由轮转动方向的转动并且能够在释放位态中释放该转动以沿自由轮转动方向转动，
其特征在于，
所述切换系统设置有离合器切换阈值，在该离合器切换阈值处，所述摩擦离合器(10)开始从所述打开位态过渡到所述闭合位态中或者实施从所述闭合位态到所述打开位态中的过渡，并且所述切换系统设置有锁止切换阈值，在该锁止切换阈值处，所述锁止装置从所述锁止位态过渡到所述释放位态中或从所述释放位态过渡到所述锁止位态中，其中，所述锁止切换阈值与所述离合器切换阈值相协调成使得：
-在与所述止动装置共同作用的传动装置元件开始沿自由轮方向转动之前，所述锁止装置处于释放位态中，
和/或
-当与所述止动装置共同作用的传动装置元件开始沿止动方向挤压时，所述锁止装置才过渡到所述锁止位态中。
2.根据前述权利要求所述的传动装置单元，其特征在于，所述切换系统构造成使得该切换系统在第一档中是故障保险的或者构造成使得该切换系统在第二档中是故障保险的。
3.根据前两项权利要求中任一项所述的传动装置单元，其特征在于，调节变量是液压压力，并且在所述锁止切换阈值和所述离合器切换阈值之间在量值上存在至少0.5bar的切换阈值差。
4.根据前述权利要求中任一项所述的传动装置单元，其特征在于，不但所述锁止操纵装置(22)而且所述离合器操纵装置(20)都与运行状态无关地以相同大小的同一调节变量来操控。
5.根据前述权利要求中任一项所述的传动装置单元，其特征在于，调节变量是液压压力，并且通过由唯一的调节变量单元调节的共同的管路压力进行所述锁止操纵装置(22)和所述离合器操纵装置(20)的液压操控。
6.根据前述权利要求中任一项所述的传动装置单元，其特征在于，不但所述离合器操纵装置(20)而且所述锁止操纵装置(22)都是机械被动的操纵系统。
7.根据前述权利要求中任一项所述的传动单元，其特征在于，所述锁止操纵装置(22)具有预紧元件(23)，所述预紧元件的尺寸设计成使得该预紧元件在调节变量增大时机械被动地形成所希望的锁止切换阈值。
8.根据前述权利要求中任一项所述的传动装置单元，其特征在于，所述离合器操纵装置(20)具有预紧元件(23)，所述预紧元件的尺寸设计成使得该预紧元件在调节变量增大时机械被动地形成所希望的离合器切换阈值。
9.根据前述权利要求中任一项所述的传动装置单元，其特征在于，所述预紧元件(23)用作复位元件，所述复位元件在调节变量减小时将所述锁止装置并且将所述摩擦离合器压回到故障保险的位态中。
10.一种用于机动车的驱动系的车轴驱动单元，所述车轴驱动单元具有根据前述权利要求中任一项所述的传动装置单元。
11.根据前一项权利要求所述的车轴驱动单元，其特征在于，所述车轴驱动单元(1)具有用于驱动车轮轴的差速器单元(14)，并且两档传动装置(2)和所述差速器单元(14)布置在共同的车轴驱动器壳体(16)中。
12.一种用于运行根据权利要求1至9中任一项所述的传动装置单元或根据权利要求10或11所述的车轴驱动单元的方法，其特征在于，不但锁止操纵装置(22)而且离合器操纵装置(20)都与运行状态无关地以相同大小的同一调节变量来操控。
13.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述切换系统压力通过唯一的调节变量单元、尤其通过唯一的电子调节的液压泵或者通过唯一的电子调节的控制阀来调节。
14.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，导入到所述传动装置单元中的输入力矩在从第一档换挡到第二档期间被提高，而止动装置(11)由于通过离合器(10)越来越承担力矩而越来越被卸载。
15.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，在从第二档换挡到第一档时，在所述止动装置(11)开始沿止动转动方向支撑转矩之前，将电动机转速提高到由所述第一档的传动比预给定的转速上。
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