CN1918408A - 带有相对于控制鼓的轴线轴向运动的嵌入槽侧面的控制鼓以及换档方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于汽车的有级变速器的控制鼓(10；10’)，具有至少一个环形轨道(14、16)，特别是环形槽(14、16)，至少一个轴向可移动的轨道从动件(S、Z)能够接合在所述的环形轨道中，所述环形轨道(14、16)具有引导轨道从动件(S、Z)的侧面(22、24)，其特征在于，侧面之一(22)具有部分(26)，所述部分被安装以便逆着回复力(FR)能够轴向地从正常位置中移出。

Description

带有相对于控制鼓的轴线轴向运动的嵌入槽侧面的控制鼓以及换档方法
技术领域
本发明涉及一种用于预加载汽车的有级变速器的要被脱离的挡位的方法以及用于汽车的有级变速器的控制鼓，该控制鼓具有至少一个环形轨道，特别是环形槽，至少一个轴向可移动的轨道从动件能够啮合在该环形槽中，其中该环形轨道(环形轨道)具有侧面，轨道从动件在该侧面上被引导。
此外本发明涉及一种控制鼓控制的汽车有级变速器以及一种用于预加载有级变速器的要被脱离的挡位的方法。
背景技术
从DE 199 24 335 A1已知一种这样的控制鼓和一种这样的方法。
在汽车的自动换档的有级变速器中，应该区别两个概念。一个概念是负载行星齿轮单元和液压转换器的组合。特别地因为液压转换器，这样变速器的效率不是特别良好的。现在越来越多采用的第二个概念是基于由传统的手动换档变速器和传统的以摩擦离合器形式的开始离合器和分开离合器组成的布置。代替这些由驾驶员通过离合器踏板和换档杆操纵的元件，设有相应的执行元件，为了换档该执行元件依据高级的换档策略以互相协调的方式被控制。
在设计为传动箱齿轮式的有级变速器的手动变速器中，当挡位改变时，在脱离挡位的时间点和接合新挡位的时间点之间牵引力突然下降，由于在这种情况下分配给有级变速器的摩擦离合器是打开的。在这种情况下，发动机与变速器分离并且因此也与驱动轮分离。
在自动的有级变速器中，挡位改变由本身引起，例如借助于一个或多个控制鼓。这些控制鼓适合于换档变速器的顺序的起动。
控制鼓借助于开动驱动器驱动，例如马达，特别是电马达。例如，也设计为换档销的销形槽从动件在可转动的控制鼓的至少一个导向槽或控制槽中被引导。换档销以相对于控制鼓的转动轴线可轴向移动的方式安装并且连接于所属的变速器的执行元件(换档叉、同步单元、换档套筒等)。如果联结于销的挡位要被换档，那么控制鼓和因此控制槽在电马达的辅助下转动。控制槽具有弯曲的区域，即所谓的啮合齿(shifZ ZooZh)或者啮合凸轮，借助于它们换档销被轴向地偏移。在这些弯曲的区域中，通常沿圆周方向直线延伸的控制槽沿轴向方向偏移。
分配给不同挡位的多个换档销能够在控制槽中被引导。单个换档销在必要时甚至可以分配给多个挡位，即以下面的方式，换档销离开空挡位置沿第一轴向方向的轴向移动接合一个挡位并且换档销离开空挡位置沿相反的轴向方向的轴向移动接合另一个挡位。
在现有技术中，对如何在这种类型的控制鼓中避免预定顺序的换档过程已经提出很多建议。因此本来已知的是，借助于控制槽的径向运动即相对于控制鼓的轴线垂直的运动使换档销与控制槽脱离。这允许控制鼓的啮合齿在换档销的接合端下面经过，而不会引起换档销的轴向移动。
此外已知，为了在换档时跳过挡位，换档槽部分地被加宽并且控制鼓整体以轴向可移动的方式安装，所以啮合齿能够移动经过换档销，而不会轴向起动换档销。代替仅部分被加宽的换档槽，换档槽也可以整体沿轴向方向被加宽，在这种情况下槽宽度应该至少等于销宽度加上换档宽度(shifZ widZh)，所以通过轴向移动控制鼓相应于换档宽度的距离，啮合齿或者多个啮合齿能够有效地换档或者无效地换档。
如果控制槽的宽度显著地超过槽从动件或者换档销的宽度，槽从动件(换档销)，至少局部地没有沿两个轴向方向被引导在控制槽中。
代替加宽的控制槽，DE 101 28 854 A1提供所谓的旁路控制槽，其中换档销能够移动经过啮合齿，而不会沿轴向方向移动换档销。也就是说，控制槽是简单连续的直线形的，控制齿相对于直线形的控制槽形成分支。
为了影响换档销必须采取的路径，设有转换器(swiZch)。该转换器是可沿轴向方向移动的导向部分。在第一轴向位置，转换器操纵换档销到啮合齿的轨道中。在不同于第一换档位置的第二轴向位置中，转换器操纵换档销到支路轨道，所以在连续的换档顺序中可以跳过分配给转换器的挡位。因此转换器的轴向可移动性用于以有顺序的方式跳过挡位。
在DE 195 43 645 A1中，控制鼓本身可以沿轴向移动，以便以有顺序地跳过挡位。
DE 198 45 604 C1公开了一种用于脱离有级变速器的挡位的方法。
在其中，传动系统包括摩擦离合器和有级变速器。有级变速器将汽车发动机的能量从变速器的输入轴传递到变速器的输出轴。有级变速器以已知的方式设计为中间轴变速器并且具有中间轴。变速器包括多个轮副。在轮副之间，带有同步装置的换档离合器设置在变速器的输出轴上，用于形式接合地接合和脱离挡位。
当挡位接合时，同步装置能够使在变速器输出轴和连接于该输出轴上的齿轮之间的差动转速减小为零并且因此使两个变速器部件同步。
响应于换档要求信号，例如通过逐渐地关闭节流阀或者相应地控制喷射量，发动机功率首先下降，其中上述信号在手动换档模式下例如通过换档杆的起动触发，但是在自动模式下通过中央控制器独立地触发。
等候一些时间以及要不然与此同时，起动离合器，所以摩擦离合器逐渐从完全关闭的位置向完全打开的位置移动。在该移动期间，摩擦离合器经过所谓的联动点(slip poinZ)。达到联动点时，摩擦离合器不再打滑并且发动机和变速器的轴的转速是相同的。超过联动点时，摩擦离合器开始打滑。在发动机轴和变速器输入轴之间产生转速差。
而且，在检测到换档要求信号之后，通过变速器控制产生用于预加载接合的挡位的起动信号。起动信号逐渐上升并且保持在最终值，直到换档离合器向打开位置移动时所处的时间点。
由于起动信号逐渐上升，借助于变速器执行器作用在换档离合器上的力以预张力的方式逐渐增加。
应该注意的是，用于将换档离合器从关闭位置移动到打开位置所必需的力取决于在换档位置中传递的负载的大小或者取决于相应的扭矩大小。只要扭矩通过变速器输出轴传输，由于形式接合在同步装置上，换档离合器沿圆周方向被压紧在换档位置中。通过所谓的底切并且因此有效的内拉效果加强该形式接合。
由于要被脱离的挡位的换档离合器的预加载，可能发生的是，因为发动机扭矩输入的下降，由变速器输入轴传输的扭矩虽然不是零，但到达这样一个值，使得通过变速器执行器施加到同步装置上的预张力的大小足够大以移动换档离合器到打开位置。从而能够缩短牵引力的中断时间。
带有牵引力辅助的这种系统或变速器(例如，DE 199 08 602 A1)，通常要求源挡位的脱离以及目标挡位接合的分离。在鼓操纵的变速器中，仅在设有两个或多个控制鼓时这通常才是可以的。
发明内容
本发明以下面的问题为基础，即提供一种改进的控制鼓或者改进的控制鼓控制的变速器以及改进的换档方法(带有源挡位的预加载)，其中特别地是，简化预加载的控制。
该目的借助于在开头所述的控制鼓实现，其中侧壁之一具有部分，所述部分被安装以便逆着回复力能够轴向地从正常位置中移出。
此外，该目的借助于具有这种类型的控制鼓的自动换档变速器实现。
此外，该目的借助于下面方法实现，所述方法具有下列步骤：旋转有级变速器的控制鼓，所述控制鼓具有至少一个环形轨道，特别是环形槽，至少一个轴向可移动的轨道从动件能够接合在所述的环形轨道中，所述环形轨道具有引导轨道从动件的侧面，并且其中侧面之一具有部分，所述部分被安装以便逆着回复力能够轴向地从正常位置中移出，以及由于控制鼓的旋转，逆着回复力沿轴向方向移动以可移动的方式安装的侧面部分，当所述侧面部分支撑在轨道从动件上时。
由于环形轨道的一个侧面具有可移动的部分，该部分逆着回复力可从正常位置移动出来的方式安装，所以允许要被脱离的挡位快速脱离的预张力能够以简单的方式获得。
在本发明的上下文中术语“可移动的部分”优选地理解为侧面沿圆周方向的部分，其延伸的角度明显小于180°，特别小于90°并且包括环形轨道的一个或多个功能部分。
根据本发明的控制鼓以下面的方式简化要被脱离的挡位的预加载，即预加载操作与控制鼓的转动分离。此外，要被脱离的挡位的脱离同样与要被接合的挡位的接合分离(decoupled)。
控制鼓可以具有单个这样的侧面部分，其被分配给明确的挡位。备选地，变速器的多个挡位或所有挡位分配有这样可移动的侧面部分。
根据一个优选的实施例，回复力随着以从正常位置中可移出的方式安装的侧面部分的轴向移动的增加而增加。
通过这种措施，可以实现脱离挡位所要求的预张力逐渐建立。用于脱离挡位所提供的力通过控制鼓的增加的转速总是更高。
此外有利的是，侧面部分在正常位置中相对于它所属的侧面突出。
通过这种偏移可以获得，在轨道从动件运动期间，侧面部分沿圆周方向轴向上偏转。
根据本发明另一个优选的实施例，轨道具有至少一个啮合齿，借助于所述啮合齿能够改变变速器的挡位，以可移动的方式安装的侧面部分在空间上基本设置在啮合齿的区域中。
因此，当将要进行换档时，要求的预张力能够建立。预张力不保持不必要长的时间，但预张力在时间方面仅在换档操作发生之前不久建立并且随后又迅速地减小。这不仅保护元件的具有可移动侧面部分的侧面防止磨损，而且最重要的是也保护换档叉和换档套筒。
此外，有利的是以可移动方式安装的侧面部分具有啮合齿侧面的形状。
这意味着啮合齿是斜坡状的设计并且没有轨道从动件必须克服的台阶或类似物。
传统的啮合齿的侧面众所周知是如此形成，使得控制鼓和连接于控制鼓的轨道从动件承受尽可能小的压力。该优点可以应用在以可移动的方式安装的侧面部分中。
根据一个优选的实施例，沿换档方向连接于以可移动的方式安装的侧面部分的环形轨道的侧面部分构成为推出部分。
推出部分的设置确保两个挡位不会同时非故意地接合，确切地说，例如，源挡位的未脱离和目标挡位的已经接合将导致整个变速器的严重损害。因此该推出部分构成预防以可移动的方式安装的侧面部分故障的安全装置。
特别优选的是，环形轨道在以可移动的方式安装的侧面部分的区域中沿轴向被加宽。
环形轨道在轴向方向上的加宽允许以可移动的方式安装的侧面部分在存在足够积累的回复力时沿轴向方向移动轨道从动件。该运动可以发生在任何时候并且因此与轨道从动件相对于控制鼓的位置沿圆周方向的定向无关。只要要求的回复力建立，轨道从动件能够被转换，也就是说脱离要被脱离的挡位。越快脱离要被脱离的挡位，就能越快接合要被接合的挡位，所以在换档时的整个换档时间能够显著地减小。
同样有利的是，以可移动的方式安装的侧面部分被分配给所述滑块，所述滑块转而被分配给用于产生回复力的装置。
在本发明的意思内滑块是以可轴向移动的方式安装在控制鼓上的元件。该元件能够简单的连接于用于产生回复力的装置上。这确保当存在足够积累的回复力时，轨道从动件被移动，也就是说，要被脱离的挡位被脱离。
根据另一个实施例，用于产生回复力(FR)的装置(30)包括弹簧，特别地该弹簧的弹簧常数如此选择，使得弹簧至少能够吸收轨道从动件的轴向运动所要求的力，以便脱离变速器的接合的挡位，特别是在部分加载的情况下。
通过使用弹簧，经过弹簧常数的选择能够改变预载力。由于不是每个挡位都要求相同的预载力，以便脱离，所以这构成用于改变各个预加载力的合适的装置。可以使用任何期望的弹簧特征曲线，例如直线的并且递减/递增的特征曲线。
特别优选的是用于产生回复力的装置是弹簧阻尼系统，所述弹簧阻尼系统依据换档时间产生不同大小的回复力。
换档时间越短，回复力被调整的越大。因此，例如弹簧在正常位置已经预加载，所以以可移动方式安装的侧面部分沿轴向方向的仅略微的偏移是必要的以便到达期望的预张力或回复力的临界值。
此外优选的是，用于产生回复力的装置设置在控制鼓的里面。
当用于产生回复力的装置设置在控制鼓的里面时，它们如此设置以免受污染。在换档期间在控制鼓和轨道从动件之间可能发生的磨损不能损害用于产生回复力的装置。
备选地，有利的是用于产生回复力的装置设置在控制鼓的外面。
在这种情况下，能够以简单的方式更换用于产生回复力的装置。由于容易的可达性也能够以简单的方式实现维修、检查和修理工作。
根据另一个优选的实施例，回复力能够被另一个控制元件有效地控制。
因此，在换档操作期间预张力能够依据情况设置或者根据预定的控制模式(ECO/sporZ)设置。
另一个优点是，以可移动的方式安装的侧面部分具有平坦区域。
该平坦区域优选地连接于坡形部分并且通常用于补偿公差。由于例如锥形摩擦装置或者同步装置的磨损，目标挡位的同步点的位置可以改变。由于不同大小的同步力或者压力，目标挡位的同步点的位置同样可以改变。平坦区域，即沿圆周方向直线性形成的侧面部分确保在控制鼓特别沿换档方向转动时回复力在长的时间周期内保持恒定。
此外优选的是，以可移动的方式安装的侧面部分如此形成，使得最迟在要被接合的挡位到达它的同步点时，要被脱离的挡位的回复力是足够高的以脱离要被脱离的挡位。
此外优选的是以可移动方式安装的侧面部分如此形成，使得它部分地沿轴向倾斜。
侧面部分沿轴向方向的部分倾斜确保控制鼓沿圆周方向的旋转运动通过轨道从动件使逐渐建立的力分量沿轴向方向作用在侧面部分上。
此外，已经证明有利的是离开正常位置的轴向运动是远离轨道的。
此外有利的是推出部分设置在啮合齿的区域中。
根据本发明的另一个优选地的实施例，另外的控制元件机械地、电力地、气动地和/或液压地控制回复力。
此外优选的是，轨道从动件是滑块或者滑辊。
此外，有利的是以可移动的方式安装的侧面部分设置在侧面上，在变速器的挡位脱离期间轨道从动件被引导在该侧面上。
根据另一个优选的实施例，以可移动的方式安装的侧面部分如此安装，使得它至少可以轴向移动要被脱离的挡位的脱离行程的量。
此外，优选的是控制鼓设计为单个鼓系统或者带有在单个控制鼓上连续的挡位顺序的控制鼓系统。
同样优选的是，轨道从动件联结于变速器的执行器，特别是换档套筒。
应该明白的是，在不脱离本发明的范围的情况下，上面所述的特征以及那些在下面解释的特征不仅能够用于在每种情况下指明的组合中，而且也能用在其他组合中或者单独使用。
附图说明
参考附图从下面的说明中将更加明白其他的目的，特征和优点，在附图中：
图1示出根据本发明的第一实施例的控制鼓的示意性透视图；
图2示意性地示出根据本发明的另一个实施例的控制鼓；
图3a-图3e示出示意性的换档过程的顺序，其中示出接合的开始和源挡位被脱离以及脱离的目标挡位被接合；
图4示出曲线图，其中在变速器的输出侧上的传动力矩相对于时间绘制；以及
图5a-图5d示出类似于图3的换档过程，注意安全装置，其在有故障的时开动。
具体实施方式
在图1中控制鼓的第一实施例通常用10表示。控制鼓形成汽车的自动有级变速器的未示出的换档装置的部分。
控制鼓10具有纵向轴线12，绕着该轴线控制鼓10以可转动的方式安装。控制鼓10沿箭头13的方向转动，以便例如从低挡位换到更高的挡位。在这种情况下，较低的挡位首先脱离并且较高的挡位随后接合。
控制鼓10具有在图1的右侧示出的第一环形轨道14以及在图1左侧示出的第二环形轨道16。环形轨道14和16分别形成环形槽的形状，所谓的轨道从动件(未示出)能够接合在每个环形槽中。所使用的轨道从动件可以特别是所谓的槽从动件，控制销、滑块、辊子等。环形轨道也可以以相反的方式形成，即环形轨道具有凸起或隆起的形状。那么槽从动件例如可以分别具有围绕凸起的叉的形状以便被引导。
在图1中未示出的轨道从动件联结到有级变速器的执行器上，特别是换档套筒上。所以变速器的挡位能够接合或脱离执行器并且因此轨道从动件也必须沿控制鼓10的轴向移动(参见图1的箭头28)。执行器的轴向运动导致例如所谓的松轮(loose wheel)抗扭地连接于变速器轴或者从变速器轴上释放。
图1示出具有直的部分18和18’以及带有所谓的啮合齿的部分20和20’的环形轨道14和16。该啮合齿20、20’导致轨道从动件沿轴向运动，即挡位接合或脱离。环形轨道14和16的直的部分18和18’相应于没有挡位变换的静态换档位置。在环形轨道14和16的直的部分18和18’中，相应的挡位保持接合或者脱离。
为了换档，沿相应的方向旋转控制鼓10。
在图1所示的示例性的实施例中，第一环形轨道14例如能够用于接合和脱离变速器的第一挡位。第二环形轨道16能够用作接合和脱离第二挡位。
第一环形轨道14的可在图1中看见的啮合齿20沿旋转方向13在第二环形轨道16的啮合齿20’前面开始。
因此，也被称为源挡位或开始挡位的第一挡位首先脱离。也被称为目标挡位的第二挡位随后接合。
为了改变挡位，在图1中未示出的相应的槽从动件沿着啮合齿被引导在相关的环形轨道中。轨道从动件经过环形轨道的横向侧面被引导。第一环形轨道14具有第一侧面22，其示出在图1的视图的右侧上，以及第二侧面24。第二环形轨道16类似地具有第一侧面22’和第二侧面24’。
第一环形轨道14在啮合齿区域20中具有以可沿轴向28移动的方式安装的滑块25。滑块25具有侧面部分26，其优选地具有啮合齿侧面的形状，在控制鼓沿箭头13的方向移动时，侧面部分26的沿圆周形成的部分确保回复力不断地作用在滑块25上。在正常位置中，滑块靠在控制鼓10的体部33的止动面29上。滑块25与产生回复力的装置30联结。
产生回复力的装置30例如具有沿轴向方向28被压缩的弹簧(未示出)。在滑块25的正常位置中，弹簧优选地是松弛的或者仅略微预压。在滑块25远离环形轨道14的轴向运动的情况下，弹簧被张紧，从而产生沿轴向方向28作用的回复力。
也可以使用有效的调节的控制元件31，通过该元件可以控制滑块25的行程、行程速度和力。
图2示出根据本发明的另一个实施例。控制鼓10’以剖切图示出以便获得控制鼓10’的内部的视图。
与在图1中所示的特征相同的特征用相同的附图标记表示。
在这里与图1相比，以用于产生回复力的压缩弹簧32的形式的装置30’设置在控制鼓10’的外壳33内的空腔35中。滑块25具有衬套，该衬套沿轴向可移动地安装在导向轴34上。侧面部分26经过径向凸起39连接于衬套。而且，控制鼓10’在一个轴向端部具有相对于纵向轴线12垂直定向的并且封闭空腔35的盖子37。
例如以螺旋弹簧形式的压缩弹簧32设置在盖子37和径向凸起39之间。在图2的视图中，滑块25在它的正常位置中，即靠在止动面29上(参见图1)。在该位置，弹簧32以一定的量预压。
当滑块25沿轴向朝盖子37运动时，弹簧32被张紧。由于盖子37固定在控制鼓10’的外壳33上，产生沿纵向轴线12远离盖子37的回复力。该回复力尽力推动滑块25回到正常位置。
图3a至图3e示出根据本发明的示意性换档过程的不同阶段，其中要被脱离的挡位借助于根据本发明的控制鼓预加载，特别是图1和图2的控制鼓10、控制鼓10’。
在图3a至图3e中，控制鼓10或控制鼓10’的圆周表面投影在平面上。箭头13’相应于图1的旋转方向13。
而且，图3a至图3e示出两个轨道从动件S和Z。轨道从动件S跟随环形轨道14并且被分配给要被脱离的开始挡位。轨道从动件Z跟随环形轨道16并且被分配给要被接合的目标挡位。为了说明简单，控制鼓不移动，但是代替地，轨道从动件Z和S沿相反于箭头13’的方向移动。
图3a示出开始挡位接合并且目标挡位脱离时的情况。响应于换档信号(未示出)，根据本发明的控制鼓沿箭头13’的方向旋转。开始挡位的啮合齿20在空间上在目标挡位的啮合齿20’的前面开始(沿旋转方向)。
环形轨道14的侧面22的形状(例如在现有技术中能够找到的)借助于虚线41示出。根据现有技术，侧面22沿着虚线41连续以便并入到静态的侧面部分26中，但该静态的侧面部分在本发明中以可移动的方式安装。在这里，环形轨道14的啮合齿20同样在空间上设置在环形轨道16的啮合齿20’的前面。这确保在控制鼓沿箭头13’的方向旋转期间保证在接合前暂时的脱离。确切地说，环形轨道14的右手边的侧面在没有以可移动方式安装的侧面26的情况下包括连续的部分。在控制鼓沿箭头13’的方向旋转的情况下，轨道从动件S通过静态侧面26向图3a的左边移动，导致脱离。因此由于啮合齿20’，目标挡位的轨道从动件Z导致目标挡位的接合。
在这种情况下，在本发明中所述的系统，特别是弹簧能够以这样的方式形成，使得根据现有技术的换档顺序，即在完全打开主离合器时不预加载开始挡位同样是可以的。
但是根据本发明，以沿轴向可移动的方式安装的滑块25设置在啮合齿的区域36中。该区域36包括啮合齿20和环形轨道14的直接跟随啮合齿20的部分。在控制鼓沿箭头13’的方向旋转期间，轨道从动件S因此顺着第一环形轨道14的侧面22沿着滑块25的以可移动的方式安装的侧面部分26的方向被引导。
通过设置滑块25有效地加宽了轨道14(也参见图3c)。
在图3b中，控制鼓沿箭头13’的方向旋转到这样的程度，使得轨道从动件S碰到滑块25的侧面部分26。由于开始挡位还受到(剩余)扭矩的作用，开始挡位经过离合器体和换档套筒的啮合保持。这意味着轨道从动件S(还)不能向左移动，即在图3B中的它的空挡位置。而且该结果还在于轨道从动件S保持它的初始轴向位置并且因此沿箭头40的方向移动滑块25。
箭头40沿轴向远离环形轨道14定向，即朝向图3b中的右边。作为滑块25的轴向运动的结果，产生回复力FR，其沿相反于箭头40的方向定向。该回复力影响预张力。
在图3c中，根据本发明的控制鼓甚至继续沿箭头13’的方向旋转。在转动期间，由于滑块的斜面形的结构以及轨道从动件S沿圆周方向的运动，滑块25沿轴向移动的甚至更远。这导致更高的回复力FR。轨道从动件S已经移动滑块25经过整个脱离行程42。那么在弹簧中积累的能量是最大的并且至少相应于脱离开始挡位所需要的回复力或预张力。
目标挡位的轨道从动件Z已经沿相反于方向40的方向在轨道16中沿轴向移动，即沿联结于目标从动件Z的同步设备的摩擦位置(同步点)的方向。由于该位置沿相反于方向40的方向移动，作为在同步设备中磨损的结果，滑块25在该区域具有形成在其上面的侧面部分26的沿圆周直线的部分，该部分在该区域中施加一个恒定的力FR在滑块25上。
因此该直的部分补偿在轨道从动件Z上的同步装置的摩擦点(同步点)的有偏差的位置，同时确保在滑块25上恒定的力FR。
诸如在图3d中所示的情况紧跟着图3c所示的情况。根据本发明的控制鼓再一次沿着箭头13’的方向略微地转动。由于弹簧的原因挡位保持力小于或者等于挡位预张力，所以开始挡位能够被脱离并且如果必要移动到空挡位置46。在这种情况下，滑块25重新位于正常位置。由弹簧积累的回复力FR已经用于脱离开始挡位并且因此重新返回到初始数值。
在相同的时间点，目标挡位或者它的导轨从动件Z保持在同步点上，在该点上要被接合的目标挡位接收驱动扭矩。
随后，在控制鼓的继续转动期间，由于沿着第二环形轨道16的侧面22’，目标挡位的轨道从动件Z完全沿轴向移动到在图3d的左边，以便完全接合目标挡位。
图3e示出开始挡位完全脱离并且目标挡位完全接合的情况。
图4示出曲线图，在变速器的输出侧上的传动力矩MA相对于时间Z绘制。在图4的曲线图中示出三个曲线f1、f2和f3。
曲线f1(虚线)示出在主离合器完全打开时带有完全连续的换档顺序的换档操作。用于脱离开始挡位的力产生在主离合器完全打开之后。目标挡位的同步点的运动发生在开始挡位完全脱离之后。这反映为牵引力中断的换档。
曲线f2(点划线)示出在主离合器完全打开时带有重叠/平行施加的换档顺序的换档操作。用于脱离开始挡位的力产生在主离合器完全打开之前。目标挡位的同步点的运动发生在开始挡位完全脱离期间和主离合器完全打开期间。因此获得减小牵引力中断的换档。
曲线f3(连续线)示出在主离合器没有打开或者没有完全打开时带有重叠/平行施加的换档顺序的换档操作。用于脱离开始挡位的力产生在主离合器没有打开或者没有完全打开时。这意味着开始挡位在预张力的情况下脱离。目标挡位的同步点的运动以及用于目标挡位的支撑/过渡力矩建立都产生在开始挡位的预加载期间。因此主离合器决不完全打开。产生带有牵引力辅助的换档。
根据本发明的控制鼓因此允许在图4中由曲线f1、f2和f3示出的换档操作。
图5示出按照另一个换档操作的根据本发明的控制鼓的可选的实施例，该换档操作在图5a-图5b中详细地示出。
根据在图5中所示的实施例的控制鼓与图1和2的控制鼓的区别在于环形轨道14，其包括可运动的滑块25并且具有所谓的推出侧面A。推出侧面A是环形轨道14的侧面22的部分。推出侧面A连接于滑块25的以可移动的方式安装的侧面部分26或者侧面部分的直线区域并且位于啮合齿区域中。在滑块25失灵或者故障时推出侧面A用于起动开始挡位的紧急的脱离。
为了既不损害也不会破坏变速器，两个挡位从来不会同时接合。推出侧面A确保在目标挡位接合之前开始挡位必需自动地被推出。
图5a示出滑块25产生故障的情况。明显地滑块25已经从它的正常位置移动到一个位置，滑块通常由积累的回复力(参见图3d)从该位置返回。但是由于损害，例如弹簧元件(未示出)，在这里回复力既不会积累也不会产生。
虽然，由于控制鼓继续沿着旋转方向13’移动，但是开始挡位还没有脱离，轨道从动件S沿推出侧面A的方向移动，如在图5b中所示。以啮合齿的方式设计的推出侧面A然后导致轨道从动件S沿着箭头44的方向移动。箭头44指向开始挡位的脱离状态的方向。
此外，在图5b中还能够看出，目标挡位的轨道从动件Z(在空间上)位于在第二环形轨道16中的啮合齿的开始处。因为环形轨道16的侧面22’，轨道从动件Z被沿着目标挡位的接合状态的方向推动。
在图5c中，控制鼓沿箭头13’的方向移动一小块。因为推出侧面A，开始挡位的轨道从动件S沿箭头44的方向移动，即它被脱离。同时，目标挡位的轨道从动件Z也沿着箭头44的方向移动以便接合。
图5d示出开始挡位脱离并且目标挡位接合的状态。推出侧面A使得仅仅在目标挡位接合之前开始挡位及时地脱离。
因此控制鼓包括防止两个挡位同时接合的安全装置。
如从图5d中可以看出，滑块25的侧面部分26具有沿圆周方向直线性延伸的平坦区域26’。
平坦区域26’优选地用于补偿公差。目标挡位的同步点的位置由于磨损现象而改变。由于平坦区域26’沿圆周方向在一定的长度上延伸，所以可以获得具有相同的脱离力的转角范围，在该范围中允许目标挡位的同步点的改变。
如从图3和5中可以看出，侧面部分26优选地沿轴向倾斜。该斜面具有如下效果，即轨道从动件S沿圆周方向的运动或者控制鼓沿圆周方向的运动导致滑块25沿轴向的运动。滑块25的轴向运动导致预加载所要求的回复力的产生。

Claims (19)

1.一种用于汽车的有级变速器的控制鼓(10；10’)，具有至少一个环形轨道(14、16)，特别是环形槽(14、16)，至少一个轴向可移动的轨道从动件(S、Z)能够接合在所述的环形轨道中，所述环形轨道(14、16)具有引导轨道从动件(S、Z)的侧面(22、24)，其特征在于，侧面之一(22)具有部分(26)，所述部分被安装以便逆着回复力(FR)能够轴向地从正常位置中移出。
2.如权利要求1所述的控制鼓，其特征在于，回复力(FR)具有任意的特征曲线并且该回复力随着以从正常位置中可移出的方式安装的侧面部分(26)的轴向移动的增加而增加。
3.如权利要求1或2所述的控制鼓，其特征在于，在正常位置中，侧面部分(26)相对于它的所属的侧面(22)突出。
4.如权利要求1-3中任一项所述的控制鼓，其特征在于，轨道(14、16)具有至少一个啮合齿(20)，借助于所述啮合齿能够改变变速器的挡位，以可移动的方式安装的侧面部分(26)在空间上基本设置在啮合齿(20)的区域中。
5.如权利要求4所述的控制鼓，其特征在于，以可移动方式安装的侧面部分(26)具有啮合齿侧面的形状。
6.如权利要求1-5中任一项所述的控制鼓，其特征在于，轨道(14、16)的沿换档方向紧接着以可移动的方式安装的侧面部分(26)的侧面部分(A)形成为推出部分(A)。
7.如前述权利要求中任一项所述的控制鼓，其特征在于，环形轨道(14、16)在以可移动的方式安装的侧面部分(26)的区域中沿轴向被加宽。
8.如前述权利要求中任一项所述的控制鼓，其特征在于，还包括滑块(25)，以可移动的方式安装的侧面部分(26)被分配给所述滑块(25)，所述滑块被分配给用于产生回复力(FR)的装置(30)。
9.如权利要求8所述的控制鼓，其特征在于，用于产生回复力(FR)的装置(30)包括弹簧(32)。
10.如权利要求9所述的控制鼓，其特征在于，弹簧(32)的弹簧常数如此选择，使得弹簧至少能够吸收轨道从动件(S、Z)的轴向运动所要求的力，以便脱离变速器的接合的挡位，特别是在部分加载的情况下。
11.如权利要求8所述的控制鼓，其特征在于，用于产生回复力(FR)的装置(30)是弹簧阻尼系统，所述弹簧阻尼系统依据换档时间产生不同大小的回复力(FR)。
12.如权利要求8-11中任一项所述的控制鼓，其特征在于，用于产生回复力(FR)的装置(30、30’)设置在控制鼓(10’)的里面。
13.如权利要求8-11中任一项所述的控制鼓，其特征在于，用于产生回复力(FR)的装置(30、30’)设置在控制鼓(10)的外面。
14.如前述权利要求中任一项所述的控制鼓，其特征在于，回复力(FR)能够被另一个控制元件(31)有效地控制。
15.如前述权利要求中任一项所述的控制鼓，其特征在于，以可移动的方式安装的侧面部分(26)具有平坦区域(26’)。
16.如前述权利要求中任一项所述的控制鼓，其特征在于，以可移动的方式安装的侧面部分(26)如此形成，使得最迟在要被接合的挡位到达它的同步点时，要被脱离的挡位的回复力(FR)是足够高的以脱离要被脱离的挡位。
17.汽车的自动变速器，具有用于变速器的挡位接合和脱离的换档装置，该换档装置具有至少一个如权利要求1-16中任一项所述的控制鼓。
18.如前述权利要求中任一项所述的控制鼓，其特征在于，以可移动方式安装的侧面部分(26)如此形成，使得它部分地沿轴向倾斜。
19.一种用于预加载在汽车的有级变速器中要被脱离的挡位的方法，所述方法具有下列步骤：
(a)旋转有级变速器的控制鼓(10；10’)，所述控制鼓具有至少一个环形轨道(14、16)，特别是环形槽(14、16)，至少一个轴向可移动的轨道从动件(S、Z)能够接合在所述的环形轨道中，所述环形轨道(14、16)具有引导轨道从动件(S、Z)的侧面(22、24)，并且侧面之一(22)具有部分(26)，所述部分被安装以便逆着回复力(FR)能够轴向地从正常位置中移出，以及
(b)由于控制鼓(10；10’)的旋转，逆着回复力(FR)沿着轴向方向移动以可移动的方式安装的侧面部分(26)。
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