CN101078426B - 一种带动力补偿的自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带动力补偿的自动变速器，其主要包括发动机、主离合器、输入轴、副轴、电子控制单元、离合控制机构、档位控制机构，以及档位传感器，尤其是还包括辅助离合器与车速传感器，所述输入轴设有套轴与芯轴，套轴是套在芯轴外，该套轴的一端与主离合器固定连接，另一端依次分别被固定套接有各档位齿轮；该芯轴的一端与发动机的输出轴固定连接，另一端与辅助离合器固定连接，并被套设有高档位齿轮，该辅助离合器与该高档位齿轮之间固定连接；车速传感器与电子控制单元电连接，发动机是与可根据换档间断期间车速变化进而控制辅助离合器接合的电子控制单元电连接。这种变速器结构简单、传动效率高。

Description

一种带动力补偿的自动变速器

技术领域

本发明涉及一种汽车用的自动变速器(简称AMT)，尤其是涉及一种结构简单、传动效率高的带动力补偿的自动变速器。

背景技术

目前，在一般汽车上，变速器在换档过程中，为了减轻变速齿轮的冲击载荷并防止传动系过载，汽车通过离合器分离与接合实现换档，在离合器分离与接合之间就有动力传递暂时中断的现象。这时车速随动力中断会减慢，直至换档完毕，离合器重新接合，车速随动力的输出会突然加速。在这个过程中，如果是传统手动变速箱，驾驶员因有换档意识，车速的变化一般不会引起不舒适的感觉。如果是AMT变速箱，在自动变速过程中，驾驶员对换档没有预见性，因而会受车速的明显变化产生顿挫冲击的感觉，直接影响驾乘的舒适性。

在现有的技术中，采用液力自动变速器，简称AT(英文全称：Automatic Transmission)，能够实现换档时的动力补偿。它是液力变矩器与机械传动部分共同构成的一个不可分割的整体，液力变矩器具有无级连续变速和变矩阵的能力，机械传动部分为行星齿轮系、离合器、制动器等组成，具有换档时动力不会中断的特性，使换档非常平稳。但是，液力变矩器的结构复杂、精密度高的零件多、制造困难、成本高、相应的维修技术要求较高；另外，液力变矩器的传动效率低，最高效率一般只有82％～86％左右，使汽车的燃油经济性有所降低。

发明内容

鉴于上述不足，本发明的主要目的在于提供一种结构简单、传动效率高的带动力补偿的自动变速器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供一种带动力补偿的自动变速器，其主要包括发动机、与发动机固定连接的主离合器、与主离合器固定连接的输入轴、与输入轴可依次通过各档位齿轮传动连接的副轴、电子控制单元、控制主离合器的离合控制机构、接收档位信号的档位控制机构，以及与电子控制单元电连接的档位传感器，尤其是还包括辅助离合器与车速传感器，所述输入轴设有套轴与芯轴，套轴是套在芯轴外，该套轴的一端与主离合器固定连接，另一端依次分别被固定套接有各档位齿轮；该芯轴的一端与发动机的输出轴固定连接，另一端与辅助离合器固定连接，并被套设有高档位齿轮，该辅助离合器与该高档位齿轮固定连接；车速传感器与电子控制单元电连接，发动机是与可根据换档间断期间车速变化进而控制辅助离合器接合的电子控制单元电连接。

在上述结构基础上，其中：

所述的辅助离合器指是磁粉离合器或湿式离合器。

所述套轴上所被固定套设的各档位齿轮是指主轴一档齿轮、主轴二档齿轮、主轴三档齿轮，以及主轴四档齿轮；芯轴上所套设的高档位齿轮是指主轴五档齿轮；副轴上依次套接有可与这些齿轮依次啮合的副轴一档齿轮、副轴二档齿轮、副轴三档齿轮、副轴四档齿轮、副轴五档齿轮，其中前四组齿轮之间的啮合关系是由套设在副轴上的一二档同步器和三四档同步器控制，副轴五档齿轮与副轴固定连接，且主轴五档齿轮与副轴五档齿轮之间的啮合关系为常啮合关系。

该辅助离合器是通过其壳体与该高档位齿轮固定连接。

本发明相对于现有技术，其优点在于，本发明是在传统AMT的基础上改进的，即增加辅助离合器及改变原输入轴为由套轴与芯轴组成的双轴结构来实现换档时动力不中断的，其结构简单，性能可靠，增加了换档平顺性，在低成本下解决了AMT常见的换档不平顺现象，提高了驾乘的舒适性，同时传动效率高。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1是本发明一种带动力补偿的自动变速器的局部剖状态下的结构示意图。

图2是本发明一种带动力补偿的自动变速器的在换档前处于一档时的变速箱动力传递路线结构示意图。

图3是本发明一种带动力补偿的自动变速器的在一档换二档过程中变速箱动力传递路线结构示意图。

图4是本发明一种带动力补偿的自动变速器的在一档换二档在换档完成后变速箱动力传递路线结构示意图。

具体实施方式

本发明一种带动力补偿的自动变速器，是在传统AMT变速箱的基础上，增加辅助离合器9、车速传感器(图未示出)及改变原输入轴为由套轴3与芯轴2组成的双轴结构，来实现换档时动力不中断的。

请参阅图1，原输入轴已修改为由套轴3与芯轴2组成的双轴结构，其中套轴3是套在芯轴2外，芯轴2的一端与原发动机20的输出轴固定连接(如通过花键固定连接)，另一端与辅助离合器9固定连接，同时该端还被固定套接有高档位齿轮(该固定套接方式为可拆卸方式套接，也可为一体成型结构所达成的不可拆卸方式的套接，如辅助离合器9外壳与主轴五档齿轮8之间连接关系为一体成形结构)，在本实施例中是指主轴五档齿轮8。原发动机20与原主离合器1的连接方不变(其中图中标号21是指发动机的飞轮)。套轴3一端与原主离合器1固定连接，另一端依次分别被固定套接有各档位齿轮(该固定套接方式为可拆卸方式套接，也可为一体成型结构所达成的不可拆卸方式的套接)，在本实施例是指主轴一档齿轮4、主轴二档齿轮5、主轴三档齿轮6，以及主轴四档齿轮7。原副轴10上依次固定连接有副轴一档齿轮17、副轴二档齿轮15、副轴三档齿轮14、副轴四档齿轮12、副轴五档齿轮11，并分别可依次与主轴一档齿轮4、主轴二档齿轮5、主轴三档齿轮6、主轴四档齿轮7及主轴五档齿轮8相啮合，其中，前四组齿轮之间是否啮合，由套设在原副轴10上的一二档同步器16和三四档同步器13控制；副轴五档齿轮与副轴固定连接，且主轴五档齿轮8与副轴五档齿轮11之间的啮合关系为常啮合关系。

传统AMT变速箱上设有电子控制单元(下称TCU)、离合控制机构、档位控制机构、档位传感器等。其中离合控制机构控制主离合器，档位控制机构用以换档，档位传感器接收档位信号，并将此信号提供给TCU。在本发明中，车速传感器提供车速信号给TCU的，因此，换档时，TCU控制主离合器1脱开，并控制档位控制机构动作，摘下当前档，此时TCU根据车速信号值判断当前车速，当车速下降时，TCU通过车速差值换算所需补偿扭力值，通过辅助离合器9滑磨，动力由辅助离合器9所连接的副轴五档齿轮11输出，从而达到换档过程中，动力补偿的目的。档位控制器在TCU的控制下换上目的档位，此时辅助离合器9脱开，主离合器1接合，从而实现车辆的平稳换档。

据上所述，本发明在一至四档档位变换过程中，是由发动机20通过辅助离合器9从副轴五档齿轮补偿动力。换五档时，主离合器1分离，辅助离合器9接合即可。下面是本发明在实际操作中一档换二档的一个实例：

请参考图2，车辆在一档行驶过程中，其主离合器1接合，将发动机20的动力传递给套轴3，此时一二档同步器16是靠近副轴一档齿轮17的一侧，变速箱此时按副轴一档齿轮17的传动比输出。在变速箱换档前，主离合器1是接合的，而辅助离合器9此时处于脱开状态。

请参考图3，要求变速箱在由一档换为二档时，主离合器1即脱开，一二档同步器16正向副轴二档齿轮15的一侧滑动，准备换档。与此同时，辅助离合器9结合，使来自发动机20的动力经辅助离合器9输入芯轴2，并传递给主轴五档齿轮8，变速箱按副轴照五档齿轮11的传动比输出。在变速箱换档的过程中，主离合器1断开的同时，辅助离合器9立刻接合，起到了在换档过程中动力补偿的作用。

请参考图4，当一档换二档完成后，主离合器1又接合，而一二档同步器16此时已靠近副轴二档齿轮15的一侧，变速箱此时按副轴二档齿轮15的传动比输出。在变速箱换档后，主离合器1是接合的，而辅助离合器9此时处于脱开状态。

以上是本发明由一档换二档时，变速箱在换档前、换档过程中和换档后原理。同理，本发明在其他的档位变换时，也能够实现动力的补偿，使车辆在任何前进档位之间变换时更加平稳。

下面是本发明在五档以及倒档状态下的原理。

请参考图1，辅助离合器9和主轴五档齿轮8连接在一起，当车辆需换五档时，主离合器1脱离，TCU控制档位控制器将四档摘下，并控制辅助离合器9接合，发动机20的动力经辅助离合器主轴9传递给副轴五档齿轮11，变速箱此时按副轴五档齿轮11的传动比输出。

在车辆换倒档时，与传统AMT变速箱换档方式相同，而辅助离合器9脱离。

另外，本发明所涉及的辅助离合器9可以采用磁粉离合器或湿式离合器，也可以用其它各种适用的离合器。其中，现以磁粉离合器为例说明：磁粉离合器是根据电磁原理和利用磁粉传递转矩的，具有励磁电流和传递转矩基本成线性关系的特性。换档时，TCU会处理来自换档前的车速信号和其他车况信号，在主离合器1脱开的瞬间，给辅助离合器9合适的励磁电流，产生合适的转矩，从而使变速箱的副轴10所获提转矩和转速和换档前的一致，达到平稳换档的目的。

Claims (4)

1.一种带动力补偿的自动变速器，其主要包括发动机、与发动机固定连接的主离合器、与主离合器固定连接的输入轴、与输入轴可依次通过各档位齿轮传动连接的副轴、电子控制单元、控制主离合器的离合控制机构、接收档位信号的档位控制机构，以及与电子控制单元电连接的档位传感器，其特征在于：还包括辅助离合器与车速传感器，所述输入轴设有套轴与芯轴，套轴是套在芯轴外，该套轴的一端与主离合器固定连接，另一端依次分别被固定套接有各档位齿轮；该芯轴的一端与发动机的输出轴固定连接，另一端与辅助离合器固定连接，并被套设有高档位齿轮，该辅助离合器与该高档位齿轮固定连接；车速传感器与电子控制单元电连接，发动机是与可根据换档间断期间车速变化进而控制辅助离合器接合的电子控制单元电连接。

2.如权利要求1所述的一种带动力补偿的自动变速器，其特征在于：所述的辅助离合器指是磁粉离合器或湿式离合器。

3.如权利要求1或2所述的一种带动力补偿的自动变速器，其特征在于：所述套轴上所被固定套设的各档位齿轮是指主轴一档齿轮、主轴二档齿轮、主轴三档齿轮，以及主轴四档齿轮；芯轴上所套设的高档位齿轮是指主轴五档齿轮；副轴上依次套接有可与这些齿轮依次啮合的副轴一档齿轮、副轴二档齿轮、副轴三档齿轮、副轴四档齿轮、副轴五档齿轮，其中前四组齿轮之间的啮合关系是由套设在副轴上的一二档同步器和三四档同步器控制，副轴五档齿轮与副轴固定连接，且主轴五档齿轮与副轴五档齿轮之间的啮合关系为常啮合关系。

4.如权利要求1或2所述的一种带动力补偿的自动变速器，其特征在于：该辅助离合器是通过其壳体与该高档位齿轮固定连接。

Images