【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种变速器、一种变速器控制单元和一种车辆。本专利技术可应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和施工设备。尽管本专利技术将相对于卡车进行描述，但本专利技术不限于这种类型的车辆，而是也可用于诸如公共汽车、挂车、轮式装载机、挖掘机等其他车辆。
技术介绍
1、发动机的降速(即，使发动机在低旋转速度下以高扭矩操作)通常能提高驾驶性能并且降低燃料消耗。因此，在重型车辆中，为了节省燃料和减少排放，发动机的降速已经变得越来越普遍。这种降速需要增大车辆变速器中的齿轮比覆盖范围以便维持起动性。因此，需要附加齿轮。然而，此类附加齿轮存在使得变速器更长、更重且更昂贵的风险。另外，通过增加变速器内的轴的长度，轴变得更薄弱并且在负载时更容易偏转。鉴于此，期望实现变速器的中性长度设计，其中可提供可选的附加齿轮。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种用于车辆的变速器，所述变速器与常规变速器相比至少在某一方面有所改进。特别地，一个目的是提供这样一种可在不增加变速器长度的情况下提供附加齿轮比，并且适合与降速发动机一起使用的变速器。另一个目的是提供这样一种不需要任何附加的壳体模块或类似物的变速器。
2、该目的通过根据权利要求1的装置/方法来实现。因此，提供了一种用于车辆的变速器，所述变速器包括：
3、-输入轴、主轴和副轴，所述主轴与所述输入轴同轴并且所述副轴与所述主轴平行，
4、-第一一级齿轮平面和第二一级齿轮平面，所述第一一级齿轮平面和所述第二一级齿轮平面被布
5、-至少一个二级齿轮平面，所述至少一个二级齿轮平面被布置用于在所述副轴与所述主轴之间进行扭矩传递。
6、所述变速器还包括与所述主轴平行地布置的爬行(crawler)轴，其中所述第一一级齿轮平面包括布置在所述爬行轴上的第一爬行轴大齿轮，并且其中所述第二一级齿轮平面包括布置在所述爬行轴上的第二爬行轴大齿轮，所述第二爬行轴大齿轮能够选择性地旋转地连接到所述第一爬行轴大齿轮以便接合所述变速器的爬行挡。
7、通过如上所述提供与主轴平行地布置的爬行轴并在爬行轴上布置至少两个大齿轮，实现了相对空间有效的变速器，所述变速器可提供前进和倒退爬行挡，而不会增加变速器壳体的长度。“爬行挡”应被理解为低速前进挡，其减速比大于变速器的其他挡位的减速比。爬行挡通常被设计成不经常使用，例如，在低速操纵或偶尔上坡起步时使用。
8、根据本专利技术的变速器是分离器型的，即它包括两个一级齿轮平面以用于在输入轴与副轴之间进行扭矩传递。所述变速器还包括一个或多个二级齿轮平面以用于在副轴与主轴之间进行扭矩传送。每个一级齿轮平面可包括相应的输入大齿轮，所述相应的输入大齿轮可使用一级齿轮接合装置选择性地旋转地连接到输入轴。一级齿轮接合装置与爬行齿轮接合装置和副轴齿轮接合装置的组合用于选择从输入轴到副轴进行扭矩传送的扭矩路径。
9、变速器被配置为使得当爬行挡被接合时，扭矩经由奇数次齿轮啮合(优选地三次齿轮啮合)从输入轴传递到副轴，从而导致副轴和输入轴在相反方向上旋转。当扭矩经由单次齿轮啮合从副轴传递到主轴时，主轴和输入轴由此将在相同方向上旋转。为了接合倒退挡，可在倒退二级齿轮平面中提供附加齿轮啮合。
10、大齿轮“布置在”轴上意指大齿轮与轴同轴，并且可旋转地布置在轴上或永久地固定到该轴。当可旋转地布置时，大齿轮可能使用诸如套筒或类似物的齿轮接合装置来旋转地连接到轴。
11、术语“旋转地连接”意指“连接成共同旋转”。
12、两个旋转部件的“驱动连接”在本文中意指可在部件之间传送扭矩，并且部件的旋转速度成比例。当两个大齿轮驱动地连接时，可在大齿轮之间传送扭矩。这可通过以下方式来实现：使大齿轮啮合接合，或者使第一大齿轮与第二大齿轮啮合接合，进而使所述第二大齿轮与第三大齿轮啮合连接，或者使第一大齿轮与第二大齿轮啮合接合，所述第二大齿轮刚性地连接到第三大齿轮，进而使所述第三大齿轮与第四大齿轮啮合连接。因此，为了驱动地连接，两个大齿轮不必啮合接合。大齿轮中的一个的旋转必然引发大齿轮中的另一个的旋转就足够了。
13、可选地，第一一级齿轮平面包括与输入轴同轴地布置的第一输入大齿轮以及布置在副轴上的第一副轴大齿轮，并且第二一级齿轮平面包括与输入轴同轴地布置的第二输入大齿轮以及布置在副轴上的第二副轴大齿轮。例如，第二输入大齿轮可同轴地布置在输入轴上。
14、可选地，第一爬行轴大齿轮与第一副轴大齿轮彼此啮合接合，并且第二爬行轴大齿轮与第二副轴大齿轮彼此啮合接合。变速器在本文中可被配置为超速变速器，具有经由副轴传递扭矩的高速前进挡，或者被配置为直接挡变速器，其中高速前进挡是直接挡。
15、可替代地，第一爬行轴大齿轮与第一输入大齿轮彼此啮合接合，并且第二爬行轴大齿轮与第二输入大齿轮彼此啮合接合。变速器在本文中可被配置为直接挡变速器，其中高速前进挡是直接挡，或者被配置为超速变速器，具有经由副轴传递扭矩的高速前进挡。
16、啮合接合在本文中意指永久啮合接合。
17、在以上两种配置中，变速器被配置为使得奇数次的齿轮啮合，即三次齿轮啮合，被提供用于将扭矩从输入轴传递到副轴，从而导致副轴和输入轴在相反方向上旋转。因此，当使用单次齿轮啮合来将扭矩从副轴传递到主轴时，实现了前进挡。
18、可选地，第一副轴大齿轮和第二副轴大齿轮中的一者在转向上固定到副轴，并且第一副轴大齿轮和第二副轴大齿轮中的另一者是可旋转地布置在副轴上并能够选择性地旋转地连接到所述副轴的可旋转的副轴大齿轮。当第一爬行轴大齿轮没有旋转地连接到第二爬行轴大齿轮时，可在不使用爬行轴的情况下在输入轴与主轴之间传送扭矩，即具有比使用爬行轴时更小的减速。当可旋转的副轴大齿轮没有旋转地连接到副轴时，可接合使用爬行轴来进行扭矩传递的爬行挡。
19、可选地，变速器还包括：爬行齿轮接合装置，所述爬行齿轮接合装置被配置为选择性地将第一爬行轴大齿轮与第二爬行轴大齿轮彼此旋转地连接和断开；以及副轴齿轮接合装置，所述副轴齿轮接合装置被配置为选择性地将可旋转的副轴大齿轮旋转地连接到副轴以及与所述副轴旋转地断开。
20、可选地，副轴齿轮接合装置被配置为仅在爬行齿轮接合装置处于中性位置时将可旋转的副轴大齿轮旋转地连接到副轴，并且爬行齿轮接合装置被配置为仅在副轴齿轮接合装置处于中性位置时将第一爬行轴大齿轮与第二爬行轴大齿轮彼此旋转地连接。在其中性位置，副轴齿轮接合装置将可旋转的副轴大齿轮与副轴旋转地断开，使得所述可旋转的副轴大齿轮可相对于所述副轴旋转。同样，在其中性位置，爬行齿轮接合装置将第一爬行轴大齿轮与第二爬行轴大齿轮彼此旋转地断开，诸如通过将爬行轴大齿轮中的一个与爬行轴旋转地断开来进行。
21、可选地，爬行齿轮接合装置和副轴齿轮接合装置被布置成能够由单个致动器共同移动，诸如能够通过设于共用变速杆上的能够由单个致动器移动的两个变速叉来移动。
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【技术保护点】
1.一种用于车辆(100)的变速器(120)，所述变速器包括：
2.根据权利要求1所述的变速器，其中：
3.根据权利要求2所述的变速器，其中所述第一爬行轴大齿轮(41)与所述第一副轴大齿轮(31)彼此啮合接合，并且其中所述第二爬行轴大齿轮(42)与所述第二副轴大齿轮(32)彼此啮合接合，或
4.根据权利要求2或3所述的变速器，其中所述第一副轴大齿轮(31)和所述第二副轴大齿轮(32)中的一者在转向上固定到所述副轴(3)，并且所述第一副轴大齿轮(31)和所述第二副轴大齿轮(32)中的另一者是可旋转地布置在所述副轴(3)上并能够选择性地旋转地连接到所述副轴的可旋转的副轴大齿轮。
5.根据权利要求4所述的变速器，所述变速器还包括：爬行齿轮接合装置(43)，所述爬行齿轮接合装置被配置为选择性地将所述第一爬行轴大齿轮(41)与所述第二爬行轴大齿轮(42)彼此旋转地连接和断开；以及副轴齿轮接合装置(33)，所述副轴齿轮接合装置被配置为选择性地将所述可旋转的副轴大齿轮旋转地连接到所述副轴(3)以及与所述副轴旋转地断开。
6.根据权利要
7.根据权利要求5或6所述的变速器，其中所述爬行齿轮接合装置(43)和所述副轴齿轮接合装置(33)被布置成能够由单个致动器(50)共同移动。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的变速器，其中所述爬行齿轮接合装置(43)和所述副轴齿轮接合装置(33)能够选择性地移动到共同的中性位置，在所述共同的中性位置，所述第一爬行轴大齿轮(41)与所述第二爬行轴大齿轮(42)彼此旋转地断开并且所述可旋转的副轴大齿轮与所述副轴(3)旋转地断开。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的变速器，其中所述第一爬行轴大齿轮(41)的齿轮齿数与所述第一爬行轴大齿轮(41)的理论齿轮齿数相差至少一个齿轮齿，诸如1–3个齿轮齿数，其中所述理论齿轮齿数根据所述第一输入大齿轮(11)和所述第一副轴大齿轮(31)的齿轮齿数以及所述第一一级齿轮平面(P1)的所述大齿轮(11、31、41)之间的中心到中心的距离(amcr、amco、acc)来确定。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的变速器，其中所述第二爬行轴大齿轮(42)的齿轮齿数与所述第二爬行轴大齿轮的理论齿轮齿数相差至少一个齿轮齿，诸如1–3个齿轮齿数，其中所述理论齿轮齿数根据所述第二输入大齿轮(12)和所述第二副轴大齿轮(32)的齿轮齿数以及所述第二一级齿轮平面(P2)的所述大齿轮(12、32、42)之间的中心到中心的距离(amcr、amco、acc)来确定。
11.根据权利要求10与权利要求9组合时所述的变速器，其中所述第一爬行轴大齿轮(41)的所述齿轮齿数小于所述第一爬行轴大齿轮(41)的所述理论齿轮齿数，并且所述第二爬行轴大齿轮(42)的所述齿轮齿数大于所述第二爬行轴大齿轮(42)的所述理论齿轮齿数。
12.根据从属于权利要求4时的权利要求11所述的变速器，其中所述可旋转的副轴大齿轮位于所述第二一级齿轮平面(P2)中。
13.根据权利要求10与权利要求9组合时所述的变速器，其中所述第一爬行轴大齿轮(41)的所述齿轮齿数大于所述第一爬行轴大齿轮的所述理论齿轮齿数，并且所述第二爬行轴大齿轮(42)的所述齿轮齿数小于所述第二爬行轴大齿轮的所述理论齿轮齿数。
14.一种用于控制根据权利要求5至8中任一项所述的变速器(120)的变速器控制单元(200)，其中所述变速器控制单元(200)被配置为在所述变速器(120)的直接前进挡被接合时将所述副轴齿轮接合装置(33)控制到中性位置。
15.一种车辆(100)，所述车辆包括根据权利要求1至13中任一项所述的变速器。
...【技术特征摘要】
1.一种用于车辆(100)的变速器(120)，所述变速器包括：
2.根据权利要求1所述的变速器，其中：
3.根据权利要求2所述的变速器，其中所述第一爬行轴大齿轮(41)与所述第一副轴大齿轮(31)彼此啮合接合，并且其中所述第二爬行轴大齿轮(42)与所述第二副轴大齿轮(32)彼此啮合接合，或
4.根据权利要求2或3所述的变速器，其中所述第一副轴大齿轮(31)和所述第二副轴大齿轮(32)中的一者在转向上固定到所述副轴(3)，并且所述第一副轴大齿轮(31)和所述第二副轴大齿轮(32)中的另一者是可旋转地布置在所述副轴(3)上并能够选择性地旋转地连接到所述副轴的可旋转的副轴大齿轮。
5.根据权利要求4所述的变速器，所述变速器还包括：爬行齿轮接合装置(43)，所述爬行齿轮接合装置被配置为选择性地将所述第一爬行轴大齿轮(41)与所述第二爬行轴大齿轮(42)彼此旋转地连接和断开；以及副轴齿轮接合装置(33)，所述副轴齿轮接合装置被配置为选择性地将所述可旋转的副轴大齿轮旋转地连接到所述副轴(3)以及与所述副轴旋转地断开。
6.根据权利要求5所述的变速器，其中所述副轴齿轮接合装置(33)被配置为仅在所述爬行齿轮接合装置(43)处于中性位置时将所述可旋转的副轴大齿轮旋转地连接到所述副轴(3)，并且其中所述爬行齿轮接合装置(43)被配置为仅在所述副轴齿轮接合装置(33)处于中性位置时将所述第一爬行轴大齿轮(41)与所述第二爬行轴大齿轮(42)彼此旋转地连接。
7.根据权利要求5或6所述的变速器，其中所述爬行齿轮接合装置(43)和所述副轴齿轮接合装置(33)被布置成能够由单个致动器(50)共同移动。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的变速器，其中所述爬行齿轮接合装置(43)和所述副轴齿轮接合装置(33)能够选择性地移动到共同的中性位置，在所述共同的中性位置，所述第一爬行轴大齿轮(41)与所述第二爬行轴大齿轮(42)彼此旋转地断开并且所述可旋转的副轴大齿轮与所述副轴(3)旋转地断...
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