CN114207326B - 用于切换变速器的组件和用于运行该组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于切换变速器（10）的组件（1），其中，所述组件（1）包括：‑用于相应的执行器（6.1、6.2）的至少两个功率切换级（2.1、2.2），其用于在中立位置和至少一个挂入位置之间切换所述变速器（10）的相应的换挡拨叉或滑动套筒，‑用于操控所述功率切换级（2.1、2.2）的控制设备（4），其中，每个功率切换级（2.1、2.2）配属有相应的释放级（5.1、5.2），所述释放级将相应的功率切换级（2.1、2.2）选择性地与电源（7）连接或与电源断开，其中，所述释放级（5.1、5.2）同样与所述控制设备（4）连接并且能够由控制设备借助于释放信号（F1、F2）控制，其中，所述控制设备（4）如此配置，使得不激活释放信号（F1、F2）或者仅激活恰好一个释放信号（F1、F2），所述释放信号的所配属的执行器（6.1、6.2）在当前行驶情况下能够在功能上可靠地被操纵。

Description

用于切换变速器的组件和用于运行该组件的方法
背景技术
在具有多于两个挡位并且可彼此独立地借助执行机构运动的换挡拨叉/滑动套筒的爪式离合器变速器中，可能出现的是，变速器并且由此车轮被锁死，因为换挡拨叉/滑动套筒能够非常快速地运动并且同步环没有阻止挡位的异步挂入。
经典的FSM方法假设，检测执行机构的不期望的操控或运动并且作为反应切断用于相关的执行机构的电源。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的组件以及一种改进的用于控制变速器、尤其是爪式离合器变速器的方法。
该目的通过一种用于切换变速器的组件并且通过一种用于运行所述组件的方法来实现。
本发明还涉及其他有利的改进方案。
根据本发明的一种用于切换变速器的组件包括：
-用于相应的执行器的至少两个功率切换级，用于在中立位置和至少一个挂入位置之间切换变速器的相应的换挡拨叉或滑动套筒，
-用于操控功率切换级的唯一的控制设备，
其中，每个功率切换级配属有相应的释放级，该释放级选择性地将相应的功率切换级与电源连接或与电源断开，其中，该释放级同样与控制设备连接并且能够由该控制设备借助于释放信号来控制，其中，该控制设备如此配置，使得不激活释放信号或者仅激活恰好一个释放信号，该释放信号的所配属的执行器在当前行驶情况下能够在功能上可靠地被操纵，
其中，用于另一执行器或所有其他执行器的释放级的释放信号被切断，使得这些其他执行器不能运动。
此外，在一个实施方式中，每个功率切换级配属有相应的执行器驱动器，功率切换级通过该执行器驱动器与控制设备连接。
在一个实施方式中，执行器被构造为马达。
该组件可以与变速器一起布置在机动车中。
该变速器可以构造为爪式离合器变速器。
在用于运行该组件的方法中，当所配属的换挡拨叉或滑动套筒处于挂入位置中时，接通释放信号，其中，当所有换挡拨叉或滑动套筒处于中立位置中时，如果所配属的挡位的转速在预先给定的公差窗之内与驱动马达的马达转速同步时，接通用于所配属的换挡拨叉或滑动套筒的释放信号。
在一个实施方式中，尤其是当该方法在机动车中执行时，当机动车静止不动并且要求挂入挡位作为停车锁时，还接通用于所配属的换挡拨叉或滑动套筒的释放信号。
在一个实施方式中，换挡通过以下方式进行：借助于所属的执行器设计刚刚挂入的挡位，而配属给该执行器的释放信号被接通，其中，在设计挡位之后并且一旦换挡拨叉或滑动套筒处于中立位置，切断所有的释放信号，其中，驱动马达的转速在公差窗内与待挂入的挡位同步并且接通配属给待挂入的挡位的执行器的释放信号。然后可以借助于通过控制设备对相应的功率切换级的操控来挂入相关的挡位。
根据本发明，不是对可能错误的致动作出反应，而是主动地(proaktiv)仅激活执行机构的在相应的行驶情况中必要的部分的电源。执行机构的所有其他分支都切断。这既可用于电动执行机构，也可用于电动液压执行机构。利用相应的硬件和软件，该方法可用于达到ASIL-D安全目标。
在本发明的一个实施方式中，换挡拨叉/滑动套筒通过卡锁部保持在挂入位置和/或中立位置中。
由于主动切断，不需要快速监控错误的操控或运动。由此降低了对计算时间(监控的速度)的要求，并排除了错误检测。
因此可以改善爪式离合器变速器中的功能安全性。
在一个实施方式中，继电器或其他功率开关可以集成到执行器的输入线路中。
附图说明
本发明的实施例借助附图更详细地阐述。
图1示出了用于切换变速器的组件的示意图，
图2示出了爪式离合器变速器的示意图，以及
图3示出了机动车的示意图，机动车包括爪式离合器变速器和组件。
彼此对应的部件在所有附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1是用于切换变速器、尤其是爪式离合器变速器的组件1的示意图，该组件包括用于第一执行器6.1的第一功率切换级2.1和用于第二执行器6.2的第二功率切换级2.2，其中，该第一功率切换级用于切换爪式离合器变速器的换挡拨叉或滑动套筒，该第二功率切换级用于切换爪式离合器变速器的换挡拨叉或滑动套筒。
组件1还包括用于操控第一功率切换级2.1的第一执行器驱动器3.1和用于操控第二功率切换级2.2的第二执行器驱动器3.2。
可以设置任意数量的另外的功率切换级和用于另外的执行器的执行器驱动器，用于切换爪式离合器变速器的另外的换挡拨叉或滑动套筒。执行器6.1、6.2可以构造为马达。
执行器驱动器3.1、3.2由控制设备4例如微控制器操控。
每个功率切换级2.1、2.2配属有相应的释放级5.1、5.2，该释放级将相应的功率切换级2.1、2.2与电源7连接或与电源断开。释放级5.1、5.2同样与控制设备4连接并且可以由该控制设备借助于释放信号F1、F2来操控。
用于运行组件1的方法例如可以设置如下：
·当借助执行器6.1、6.2中的一个执行器挂入挡位时，则用于属于该挡位的执行器6.1、6.2的释放级5.1、5.2的释放信号F1、F2保持接通。因此，相应的功率切换级2.1、2.2被供应有电压，使得所属的执行器6.1、6.2可以在通过所属的执行器驱动器3.1、3.2进行相应操控的情况下随时运动。用于另一执行器6.1、6.2或所有其他执行器的释放级5.1、5.2的释放信号F1、F2被切断，使得这些其他执行器不能运动，即使当例如无意地应当通过所属的执行器驱动器3.1、3.2进行操控。
·当两个挡位调节器/换挡拨叉/滑动套筒例如由于执行器6.1、6.2中的一个执行器的相应操纵而处于中立位置(没有挂入挡位)时，可以切断用于两个执行器6.1、6.2或所有执行器的释放级5.1、5.2的释放信号F1、F2，使得这些执行器6.1、6.2不能运动，即使当例如无意地应该通过所属的执行器驱动器3.1、3.2进行操控。
·用于执行器6.1、6.2中的一个执行器的释放级5.1、5.2的释放信号F1、F2在以下条件下接通：
1.该车辆速度高于预先给定的阈值并且挡位的转速在公差窗内是同步的(从动转速*挡位传动比＝马达转速)，和/或
2.车辆静止不动并且要求一个挡位作为停车锁。
每个执行器6.1、6.2可以设置用于操纵换挡拨叉/滑动套筒，借助于该换挡拨叉/滑动套筒可以挂入两个不同的挡位。
当两个或所有换挡拨叉/滑动套筒处于中立位置中，从而没有挂入挡位时，当相关的挡位的转速在公差窗内是同步的，给出释放信号F1、F2。
当换挡拨叉/滑动套筒中的一个处于挂入位置中时，那么相关的执行器6.1、6.2的释放信号F1、F2可以保持接通，因为相关的挡位的设计不会导致临界状态。
因为在每个时间点仅一个挡位可以在公差窗内是同步的，所以也仅给分别配属的执行器6.1、6.2通电。
在换挡时，首先借助于所属的执行器6.1、6.2设计刚刚挂入的挡位。同时，配属给执行器6.1、6.2的释放信号F1、F2接通。在设计挡位之后并且一旦换挡拨叉/滑动套筒处于中立位置中时，两个或所有执行器6.1、6.2的释放信号F1、F2被切断，从而执行器6.1、6.2中的任何一个都不能被操纵。驱动马达的转速同步到作为下一个待挂入的挡位上，并且用于配属给待挂入的挡位的执行器6.1、6.2的释放信号F1、F2被接通，从而可以操纵执行器6.1、6.2。
图2是示例性的爪式离合器变速器10，例如专用混合动力变速器(DHT)的示意图。
爪式离合器变速器10具有与内燃机13连接的第一输入轴12。爪式离合器变速器10的第二输入轴14可以与第一电驱动器15、例如电驱动马达连接。爪式离合器变速器10的第三输入轴16可以与第二电驱动器17、例如皮带起动发电机连接。
该爪式离合器变速器10具有多个爪式离合器18.1、18.2，用于切换多个挡位S1-S4、例如四个挡位S1-S4。爪式离合器18.1、18.2可以具有换挡拨叉/滑动套筒，该换挡拨叉/滑动套筒借助于上述组件1的执行器6.1、6.2操纵。
换挡拨叉/滑动套筒可以具有卡锁部，借助于该卡锁部，换挡拨叉/滑动套筒可以保持在挂入位置中和/或中立位置中。
图3是机动车20的示意图，其包括爪式离合器变速器10和组件1。
附图标记列表
1 组件
2.1 第一功率切换级
2.2 第二功率切换级
3.1 第一执行器驱动器
3.2 第二执行器驱动器
4 控制设备
5.1 释放级
5.2 释放级
6.1 第一执行器
6.2 第二执行器
7 电源
10变速器、爪式离合器变速器
12第一输入轴
13驱动马达、内燃机
14第二输入轴
15驱动马达、第一电驱动器
16第三输入轴
17驱动马达、第二电驱动器
18.1 爪式离合器
18.2 爪式离合器
20 机动车
F1、F2释放信号
S1至S4挡位

Claims (8)

1.一种用于切换变速器(10)的组件(1)，其中，所述组件(1)包括：
-用于相应的执行器(6.1、6.2)的至少两个功率切换级(2.1、2.2)，用于在中立位置和至少一个挂入位置之间切换所述变速器(10)的相应的换挡拨叉或滑动套筒，
-用于操控所述功率切换级(2.1、2.2)的唯一的控制设备(4)，其中，每个功率切换级(2.1、2.2)配属有相应的释放级(5.1、5.2)，所述释放级将相应的功率切换级(2.1、2.2)选择性地与电源(7)连接或与电源断开，其中，所述释放级(5.1、5.2)同样与所述控制设备(4)连接并且能够由所述控制设备借助于释放信号(F1、F2)来进行控制，其中，所述控制设备(4)如此配置，使得不激活释放信号(F1、F2)或者仅激活恰好一个释放信号(F1、F2)，所述释放信号的所配属的执行器(6.1、6.2)在当前行驶情况下能够在功能上可靠地被操纵，
其中，用于另一执行器(6.1、6.2)或所有其他执行器的释放级(5.1、5.2)的释放信号(F1、F2)被切断，使得这些其他执行器不能运动。
2.根据权利要求1所述的组件(1)，其中，此外每个功率切换级(2.1、2.2)配属有相应的执行器驱动器(3.1、3.2)，所述功率切换级(2.1、2.2)通过所述执行器驱动器与所述控制设备(4)连接。
3.根据权利要求1或2所述的组件(1)，其中，所述执行器(6.1、6.2)构造为马达。
4.一种机动车，包括变速器(10)和根据权利要求1至3中任一项所述的组件(1)。
5.根据权利要求4所述的机动车，其中，所述变速器(10)构造为爪式离合器变速器。
6.用于运行根据权利要求1至3中任一项所述的组件(1)的方法，其中，当所配属的换挡拨叉或滑动套筒处于挂入位置中时，接通释放信号(F1、F2)，其中，当所有换挡拨叉或滑动套筒处于中立位置中时，如果所配属的挡位(S1至S4)的转速在预先给定的公差窗内与驱动马达(13、15、17)的马达转速同步时，接通用于所配属的换挡拨叉或滑动套筒的释放信号(F1、F2)。
7.根据权利要求6所述的方法，该方法在机动车中执行，其中，当机动车静止不动并且要求挂入挡位(S1至S4)作为停车锁时，用于所配属的换挡拨叉或滑动套筒的所述释放信号(F1、F2)此外被接通。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，为了换挡，借助于所属的执行器(6.1、6.2)设置刚刚挂入的挡位(S1至S4)，而配属给该执行器(6.1、6.2)的释放信号(F1、F2)被接通，其中，在设置所述挡位(S1至S4)之后并且一旦换挡拨叉或滑动套筒处于中立位置中，则切断所有的释放信号(F1、F2)，其中，驱动马达(13、15、17)的转速在公差窗内与待挂入的挡位(S1至S4)同步，并且接通用于被配属给待挂入的挡位(S1至S4)的执行器(6.1、6.2)的释放信号。
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