CN101078436A - 一种机械式自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带辅助离合器的AMT变速器，包括手动变速箱，档位控制机构，启动离合器及其控制机构，输入轴转速传感器，输出轴转速传感器，换档位置传感器和控制单元TCU，其特征是：输入轴上装设有辅助离合器和辅助离合器控制机构，辅助离合器结合高档位齿轮。利用本发明解决了换档过程中发动机的动力将不能被传递到车轮导致动力中断的问题，换档时没有明显减速产生，提高了换档舒适性，保证了车辆具有良好的动力性与换档稳定性，同时提高了燃油的经济性，降低了换档时的油耗。

Description

一种机械式自动变速器

技术领域

本发明涉及行走机械动力传递变速装置，尤其涉及一种适用于汽车的机械式自动变速器(AMT)装置。

背景技术

在现有的汽车变速器中，传统的手动变速器(MT)主要依靠齿轮传动，传动效率高，成本低，但是必须依靠驾驶员判断换档点并手动换档，换档操作因驾驶员换档技术的差异而可能会产生不准确、迟钝等现象，并增加了驾驶员的工作。电控机械式自动变速器(AMT)是在传统手动变速箱上加上电控系统，以及电控执行机构，它也是齿轮传动，故传动效率高，达到了自动换档，因此操纵简洁，结构简单成本低。因为AMT一些固有的特点：齿轮传动，档位随路况和车速变化，因此它有较高燃油经济性、低排放和保护现有手动变速器生产投资的优点。但是它的工作原理决定了它在换档过程中首先要分离离合器，然后将变速器摘空档，再选档、换档，最后结合离合器。这样，当离合器分离后，直到离合器再重新结合之前，发动机的动力将不能被传递到车轮去驱动车辆运行，所以换档过程中产生了动力传递的中断，车辆必然产生减速度，换档时间长，给车辆的加速性，舒适性等带来不利影响，因此在汽车上没有大面积的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的AMT变速器，解决传统AMT变速器动力中断而产生的不足问题，实现在动力不中断的情况下对汽车进行换档操作。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决：

这种带辅助离合器的AMT变速器包括手动变速箱，档位控制机构，启动离合器及其控制机构，输入轴转速传感器，输出轴转速传感器，换档位置传感器和控制单元TCU，所述输入轴上装设有辅助离合器和辅助离合器控制机构，辅助离合器结合高档位齿轮。

所述辅助离合器可以为电磁离合器，也可以为湿式离合器。

本发明的工作原理是：在发动机点火起步时，TCU控制启动离合控制机构动作来分开启动离合器，并控制换档控制机构换上一档，然后控制启动离合器结合，输出发动机动力，实现起步。在车辆需挂倒档时，TCU控制启动离合控制机构来分开启动离合器，并控制换档控制机构挂上倒档，然后控制启动离合器结合，实现倒档行驶。在升档过程中，启动离合器处于常接合状态，TCU通过采集来的相关传感器信号值与内置信号值对比，在达到换档条件时，TCU控制换档控制机构动作，摘下档位，此时TCU控制辅助离合器控制机构动作，逐渐结合辅助离合器，此时发动机动力由高档位输出至车轮，虽然此时的车速与高档位输出的转速不一致，但是此时的辅助离合器并没有完全结合，辅助离合器存在打滑，所以仍然能够通过使用高档位的齿轮与当前速度匹配。TCU同时监控车速信号值V1，并与内部已存储的目的档位车速值V2相对比，并通过调整发动机转速，使车速V1向V2趋近，当检测到V1与V2相等时，此时目的档位的空套齿轮转速与轴转速同步，TCU控制换档机构动作，挂入目的档位，同时控制辅助离合器控制机构动作，辅助离合器分离，实现无动力中断换档，提高了驾乘舒适性。在车辆需降档时，由于目的档位所对应的车速值V4比当前档位的车速值V3低，在摘下当前档位时，V3会在阻力矩的作用下自然下降，所以TCU只需监控当前车速信号值即可，当V3下降至与V4相等时，目的档位空套齿轮与轴的转速同步，TCU控制换档机构动作，挂入目的档位，完成降档动作。

本发明的有益效果是：带辅助离合器的电控机械式自动变速器在换档过程中，摘下档位的同此时，逐渐结合辅助离合器，从而不存在动力中断，换档时没有明显减速产生，提高了换档舒适性，保证了车辆具有良好的动力性与换档稳定性。另外，由于电控机械式自动变速器能够精确的根据电脑设定的车速进行换档，与MT相比换档更加准确同时避免了换档过程中动力中断，需要增加油门提速，从而具有更好的燃料经济性。由于带辅助离合器的电控机械式自动变速器是在传统AMT变速器基础上进行改进的，从而以结构简单的平行轴式机构达到了结构复杂的旋转轴(行星齿轮)式自动变速器的效果，但结构更加紧凑，成本更低，其成本远远低于AT(液力自动变速)、CVT(机械无级自动变速)等自动变速器。此外，它可以充分利用手动变速器的生产设备，只需增加少量的生产设备即可，生产继承性好，容易实现批产化，保护了手动变速器生产线的投资，降低了成本。

附图说明

图1是本发明实施例五档位带辅助离合器的电控机械式自动变速器总体结构示意图。

图2是该变速器处于一档工作状态的示意图。

图3是该变速器由一档换到二档的第二步过程示意图。

图4是该变速器由一档换到二档的最后一步过程示意图。

图5是该变速器由一档换到二档发动机转速和车轮扭矩曲线图。

其中，1是辅助离合器控制机构，2是档位控制机构，3是输入轴，4是启动离合器控制机构，5是启动离合器，6是输入轴转速传感器，7是输出轴转速传感器，8是输出轴，9是辅助离合器，10是第一同步器，16是第二同步器，11是一档  12是二档  13是三档  14是四档  15是五档，t是时间，N使发动机转速，M是车轮扭矩，a是一档传动，b是五档传动，c是二档传动。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

图1所示为五档位带辅助离合器的电控机械式自动变速器的结构示意图，它在传统的电控机械式自动变速器的输入轴3后端装置了一个辅助离合器9，并有相应的辅助离合器控制机构1，辅助离合器9与高档位传动连接，并在辅助离合器控制机构1控制下结合或分离，辅助离合器控制机构1与TCU电连接，其它结构均与传统AMT相同(包括装在变速器箱体外通过伸进箱体内的拨叉杆来控制档位的档位控制机构2，装在与输入轴3位置对应的箱体上的输入轴转速传感器6，装在与输出轴8位置对应的箱体上的输出轴转速传感器7，装在档位控制机构上的档位传感器，控制单元TCU)。该变速器通过启动离合器5与发动机相连。

在发动机点火起步时，TCU控制启动离合控制机构4动作来分开启动离合器5，并控制档位控制机构2换上一档，第一同步器10同步一档11与输出轴8，然后控制启动离合器结合5，输出发动机动力，实现起步。在车辆需挂倒档时，TCU控制启动离合控制机构4来分开启动离合器5，并控制档位控制机构2挂上倒档，然后控制启动离合器5结合，实现倒档行驶。

从一档11升到二档12：当车速达到了TCU设定换档点值可以升到二档12时，TCU控制档位控制机构2将档位换到空挡，第一同步器10与一档11脱离，同时TCU发出指令给辅助离合器控制机构1，辅助离合器控制机构1按指令后控制辅助离合器9结合，如图2所示，此后扭矩只能通过辅助离合器9及五档齿轮传递到驱动轮，如图3所示。虽然此时的车速与高档位齿轮比输出的转速不一致，但是此时的辅助离合器9并没有完全结合，辅助离合器9存在打滑，所以仍然能够通过使用高档位的齿轮与当前速度匹配。当车速达到了TCU程序中设定的二档值时；二档12的空套齿轮转速与轴转速同步，档位控制机构2就将档位换到二档12，第一同步器10与二档12同步，如图4所示；同时辅助离合器控制机构1控制辅助离合器9分离，彻底分离后换档就完成。其他升档过程原理与此相同。从图5可以看出升档时发动机转速和驱动轮扭矩变化情况。

从二档12降到一档11：当车速要从二档12降低到一档11时，目的档位一档11车速V1比当前档位的车速V2低，所以TCU发出指令给换档机构摘下二档12，第一同步器10与二档12脱离，V2会在阻力矩的作用下自然下降，此时TCU一直在监控当前车速信号值，当V2下降至与V1相等时，一档的空套齿轮与轴的转速同步，TCU控制换档机构动作，挂入一档，完成换档动作。

当与辅助离合器9一体的五档15换入低档位时，TCU控制辅助离合控制机构1动作，辅助离合器分9离，当检测到当前车速值所对应的输出轴转速与目的低档位齿轮转速同步时，挂入低档位。

在由四档14升到五档15时，即当车速达到了内部设定的五档15车速时，档位2控制机构将档位摘下，同时辅助离合器控制机构1控制辅助离合器9结合，即达到了五档15传动。

二档12升到三档13时，原理一样，此时第一同步器10与二档12脱离，第二同步器16与三档13结合。

在上述实施例中，辅助离合器9可以为电磁离合器，也可以为湿式离合器。

Claims (3)

1、一种机械式自动变速器，包括手动变速箱、装在手动变速箱外通过伸进箱体内的拨叉杆来控制档位的档位控制机构(2)、装在与输入轴(3)位置对应的箱体上的输入轴转速传感器(6)、装在与输出轴(8)位置对应的箱体上的输出轴转速传感器(7)、装在档位控制机构(2)上的档位传感器，以及与各传感器和档位控制机构(2)相连的控制单元TCU，其特征是：输入轴(3)上装设有辅助离合器(9)和辅助离合器控制机构(1)，辅助离合器(9)与高档位传动连接，并在辅助离合器控制机构(1)控制下结合或分离，辅助离合器控制机构(1)与TCU电连接。

2、如权利要求1所述的带辅助离合器的AMT变速器，其特征是：所述辅助离合器(9)为电磁离合器或湿式离合器。

3、如权利要求1所述的带辅助离合器的AMT变速器，其特征是：所述高档位是最高档位，4档或5档或6档。

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