CN101749422A - 用于双离合器变速器的换档装置 - Google Patents

用于双离合器变速器的换档装置 Download PDF

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Abstract

一种用于双离合器变速器的换档装置，其包括：多个换档凸耳和移动所述换档凸耳的换档操作装置。所述装置除了简单的换档之外，还具有简单的结构和足够的刚度和耐用性。所述装置进一步具有自动释放功能和主动互锁的功能，自动释放功能自动释放之前的档位，主动互锁的功能防止连接到同一离合器的齿轮同时啮合，并能实现6-3档和5-2档的越级换档。

Description

用于双离合器变速器的换档装置
技术领域
本发明涉及用于双离合器变速器的换档装置。
背景技术
双离合器变速器是具有两组离合器的换档系统，不像单盘式离合器变速器系统那样，双离合器变速器，例如自动变速器，被设计成使用第一离合器来实现偶数档，而使用第二离合器来实现奇数档，这使得驾驶变得舒适，并比具有手动变速器的车辆更能减少燃油消耗。
此外，双离合器变速器还具有平稳换档的优点，因为在单盘式离合器变速器中出现的加速停止不会出现。
控制双离合器变速器的必要部件是离合器促动器，换档促动器和控制器，离合器促动器连接或分离离合器，换档促动器通过控制变速器的换档拨叉执行实际的变速，控制器基于车辆速度和节气门开度控制所述促动器。
除了简单执行换档的功能之外，换档促动器还应该具有自动释放的功能和主动互锁的功能，自动释放的功能自动解除之前的档位，而主动互锁的功能阻止连接到同一离合器的齿轮同时接合。
除了提供使用简单构造和结构的双离合器变速器的换档装置所需的基本功能之外，耐用性优选得到保证，越级换档，例如6-3档换档和5-2档换档也是可能的。
前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
发明内容
本发明提供一种用于双离合器变速器的换档装置，其除了简单的换档之外还具有简单的结构和足够的刚度和耐用性，并具有自动释放功能和主动互锁功能，自动释放功能自动解除之前的档位，而主动互锁功能防止连接到同一离合器的齿轮同时啮合，并能实现6-3档和5-2档的越级换档。
本发明一方面提供一种用于双离合器变速器的换档装置，其包括：换档凸耳和换档操作装置。所述换档凸耳连接至换档拨叉以传递直线运动力并被布置为形成环形的一部分。所述换档操作装置转动并在换档凸耳确定的环形的中心轴上直线移动从而任何一个换档凸耳的直线移动实现结合一个档位而另一个档位被解除至空档。
所述换档凸耳可以在换档凸耳确定的圆形的轴向开口，并在所述圆形的轴向上以扇形法兰的形式在两侧封闭。
所述换档操作装置可以包括选择轴，自动释放单元，换档单元，选择驱动单元和换档驱动单元。选择轴与所述换档凸耳确定的圆形同轴布置。自动释放单元从选择轴径向突出并插在所述换档凸耳的两个法兰之间且同时与选择轴一起转动。换档单元被布置成与选择轴一同转动并在选择轴上相对于选择轴直线移动。选择驱动单元转动所述选择轴。换档驱动单元驱动换档单元以在所述选择轴上直线运动。
选择驱动单元可以包括产生旋转力的选择电机和将选择电机的旋转力传递至选择轴而作为旋转力的齿轮系。进一步地，所述换档驱动单元可以包括产生旋转力的换档电机和将所述换档电机的旋转力转换成直线运动力并将所述直线运动力传递给换档单元的直线运动转换装置。
四个换档凸耳可以相互间隔45度布置从而确定一个半圆，自动释放单元可以包括从选择轴以180径向突出的释放销和与所述释放销转动组合的滚子，换档单元可以包括具有槽的换档管，释放销贯穿该槽，换档管覆盖所述选择轴，换档销从所述换档管径向突出并与释放销成90度布置以便插在换档凸耳的两个法兰之间。
所述换档凸耳可以布置在与换档拨叉连接的换档凸耳附近，换档拨叉通过变速器的两个离合器中的不同离合器的结合或分离实现换档，与换档叉相连的换档凸耳成90度布置，换档拨叉通过同一离合器的结合或分离实现换档。
换档驱动单元的直线运动转换装置可以包括由换档电机驱动的丝杠(导螺杆)，螺母在所述丝杠上直线移动，传递拨叉与所述螺母一体连接并限制所述换档单元的两侧。
四个换档凸耳，其中相邻的两个分别构成一对，可以相对于所述换档凸耳确定的圆的中心对称布置，连接到换档拨叉的换档凸耳相对于所述圆心对称布置，所述换档拨叉通过同一离合器的结合或分离实现换档，自动释放单元可以由释放指形成，释放指从选择轴径向突出，换档单元可以包括换档管和换档销，换档管具有槽，释放指贯穿所述槽以防止转动并允许相互之间的直线运动，换档管覆盖所述选择轴，换档销从所述换档管径向突出并距释放指成约90度和约180度布置以便插在所述换档凸耳的两个法兰之间。
换档驱动单元的直线运动转换装置可以包括由换档电机驱动的丝杠，螺母在丝杠上直线移动，转动杆将螺母的直线运动变换为换档管的直线运动。
本发明一方面提供除简单齿轮换档的简单的结构和足够的刚度和耐用性之外，还具有自动释放的功能和主动互锁功能，自动释放功能释放之前的档位，主动互锁功能防止连接到同一离合器的齿轮同时被结合，并能实现6-3档和5-2档的越级换档。
附图说明
为了更好的理解本发明的本质和特征，下面将参考附图进行详细的说明，其中：
图1是显示了根据本发明一个实施例的用于双离合器变速器的换档装置的实施方式的视图；
图2是从另一个方向显示了图1中的结构；
图3是图1中移去某些部件的视图；
图4是图3中移去某些部件的视图；
图5是从另一个方向显示了图4中的结构；
图6是图4的右侧视图；
图7部分显示了图1中的实施方式的换档操作装置的结构；
图8显示了图1中的实施方式的换档凸耳和换档拨叉；
图9显示了图1中的实施方式的操作；
图10和11显示了根据本发明实施方式的用于双离合器变速器的换档装置的另一实施例；
图12显示了图11中的实施方式的换档凸耳；
图13显示了不同于图11的另一实施方式；
图14显示了图10和11中所示实施方式的操作。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明的各种实施方式。
参见图1至8，根据本发明一个实施方式的用于双离合器变速器的换档装置包括：换档凸耳，其与换档拨叉1连接以传递直线运动给他们，并被布置成相互在一起形成圆形的一部分；和换档操作装置，其在换档凸耳确定的圆形的中心轴上直线移动并枢转，从而在直线运动时换档凸耳中的一个与档位结合而另一个自动释放至空档。
换档凸耳如此形成，即他们朝向换档凸耳确定的圆形开口并在所述圆形的轴向上以扇形法兰的方式在两侧封闭。
在一显示的实施例中，提供4个换档凸耳，他们间隔45度顺序布置从而形成一个半圆。
所述换档凸耳与连接到通过变速器的两个离合器中的不同离合器的结合和分离改变档位的所述换档拨叉1的换档凸耳临近布置，从而与通过同一离合器的分离和结合改变档位的换档拨叉1连接的换档凸耳相互间隔90度布置。
也就是说，1-3档换档凸耳5，2-4档换档凸耳7，5档换档凸耳9和6-R档换档凸耳11从图6的下侧顺序布置，其中第一换档和第二换档和第五换档由变速器的第一离合器的操作进行换档，第一和第二换档由连接至1-3档换档凸耳5的换档叉1实现，第五换档由连接至第五换档凸耳9的换档拨叉1实现，通过2-4档换挡凸耳连接或分离的第二和第四换挡以及由6-R换档凸耳结合或分离的第6换挡或倒档由第二离合器的操作实现.
在该实施方式中，换档操作装置包括选择轴13，自动释放单元，换档单元，选择驱动单元以及换档驱动单元。选择轴13与换档凸耳确定的圆同轴布置；自动释放单元从所属选择轴13的径向突出并被插在换档凸耳的两个法兰之间同时与选择轴一起转动；换档单元布置成与选择轴一起转动并可以相对于选择轴13在选择轴13上直线移动；选择驱动单元提供来驱动选择轴13；换档驱动单元提供来在选择轴13上直线驱动所述换档单元。
换档操作装置紧凑地组装在壳体15中，选择驱动单元包括选择电机17和齿轮系，选择电机17产生旋转力，齿轮系传递选择电机17的力至选择轴13作为转动的力，换档驱动单元包括产生旋转力的换档电机19和直线运动转换装置，其将换档电机19的旋转力转换成直线运动力并传递至所述换档单元。
在该实施例中，齿轮系具有由选择电机17驱动的蜗杆和蜗轮21，蜗轮21与选择轴13配合从而与蜗杆啮合并转动。
在该实施例中，换档驱动单元的直线运动转换装置包括由换档电机驱动的丝杠(导螺杆)23，螺母在所述丝杠上直线移动，与螺母25一体连接并限制换档单元的两侧的变速器拨叉27。
自动释放单元包括释放销29和滚子31，释放销29在选择轴13上间隔180度径向突出，滚子31转动地安装在释放销29上。
换档凸耳具有导向斜坡33以便滚子可以容易地插在所述换档凸耳的两个法兰3之间，并优选滚子的直径基本上接近，但略小于法兰3之间的宽度从而当滚子插在所述换档凸耳的两个法兰之间时获得主动互锁功能，如此，换档凸耳确定地回到空档并不再移动。
换档单元由换档管37和换档销39组成，换档管37具有槽35并覆盖选择轴13，释放销穿过所述槽35，换档销39从所述换档管径向突出并与释放销29间隔90度布置以便能插在所述换档凸耳的两个法兰3之间。
根据具有上述结构的本发明一个实施方式的操作将参考图9进行描述。
图9A显示了3档到4档的预选位置。也就是说，车辆现在通过结合3档以3档行驶，下一个期望的档位4档被结合。
由于换档凸耳可以从空档通过向两侧的直线运动分别移动至预定的档位，图9A所示的位置可以被构造成1档至2档的预选位置。
在该位置，由于换档管37被移动，从而换档销39通过驱动换档电机19被定位至空档位置，图9B中驱动选择电机17驱动选择轴13，换档销39被定位以便能直线移动5档换档凸耳9，自动释放功能自动释放至空档状态，同时释放销29和滚子31移动至1-3换档凸耳之间，这样该位置由滚子连续的并稳定地保持，从而获得主动互锁功能。
改变到预选的4档由下列步骤实现：转动选择轴13，释放用于1-3档换档凸耳5的第一离合器，结合用于2-4档换档凸耳7的第二离合器。
接着，5档换档凸耳9由驱动换档电机19直线移动，5档被预先选择以便功率传递时直接输出5档变速齿轮速比。
图9C所示的位置由驱动换档电机19和选择电机17从上述位置获得，类似于上述操作，滚子自动释放2-4档换档凸耳7，第二离合器被释放而第一离合器被结合，如此4档被解除而动力以5档输出，换档销39直线移动6-R档换档凸耳11至预选6档位置。
图9D所示的位置由驱动换档电机19和选择电机17从上述位置获得，6档移动到3档预选位置被获得，从而为6-3越级换档做准备。
也就是，6档被预先选择，释放销29和滚子31通过驱动换档电机19自动释放5档换档凸耳9从而换档销39位于空档位置，驱动选择电机17从而换档销39移动至1-3档换档凸耳5和法兰3之间。
同时，5档被释放而6档前进由释放第一离合器和结合第二离合器获得，6-3档越级换档由驱动换档电机19完成，如此换档销39预先结合3档。
进一步地，6档到3档的6-3越级换档由释放第二离合器并结合第一离合器完成，同时从上述位置转换至图9B所示的位置。
进一步地，5-2越级换档与6-3越级换档方式相同，在此不再赘述。
如上所述，根据本发明实施方式的装置具有简单的结构，其能为换档凸耳和换档销39，释放销29，滚子31提供足够的刚度以操作他们，操作平稳地获得，从而获得具有简单构造、高耐用性、操作平稳、成本低的用于双离合器变速器的换档装置。
图10至12显示了本发明的其他实施例，其中换档凸耳的布置有所不同，而一些部件，例如换档驱动单元的直线运动转换装置也被不同地构造，但是其他结构是与上述实施例相同的。
在该实施例中，四个换档凸耳相对于所述换档凸耳形成的圆的中心对称布置，其中两个相邻的换档凸耳构成一对，与换档拨叉1连接的换档凸耳相对于所述圆的中心对称布置，换档拨叉1通过同一离合器的结合或分离改变档位。
也就是，如图12A和图12B所示，1-3档换档凸耳5和2-4档换档凸耳7构成一对，5档换档凸耳9和6-R档换档凸耳11构成一对，1-3档换档凸耳5和5档换档凸耳9对称布置，2-4档换档凸耳7和6-R档换档凸耳11对称布置，1-3档换档凸耳5和5档换档凸耳9与第一离合器一起操作，2-4档换档凸耳7和6-R档换档凸耳11与第二离合器一起操作。
自动释放单元由释放指41形成，释放指41从选择轴13径向突出，换档单元具有换档管37和换档销39，换档管37具有开口，释放指41插入所述开口以防止转动并允许相互之间的直线运动，换档管37覆盖选择轴13，换档销39从换档管径向突出，并距释放指41约90度和约180度布置以便插在换档凸耳的两个法兰之间。
换档驱动单元的直线运动转换装置包括由换档电机19驱动的丝杠(导螺杆)23，螺母25在丝杠23上直线移动，转动杆43将螺母25的直线运动转换成换档管37的直线运动。
自动释放单元可以由释放销29和球形滚子45组成，释放销29从选择轴13径向突出，球形滚子45可转动地安装在释放销29上，如图13所示。
下面结合图14描述本实施例的操作。
图14A显示了4档移动到5档的预选位置，其中释放指41自动释放1-3档换档凸耳5同时移动1-3档换档凸耳5，这个释放位置由释放指41稳定地保持以防止1-3档换档凸耳5的运动，从而获得主动互锁功能，主动互锁功能防止连接到同一离合器的齿轮同时啮合。
换档电机19在换档销39插入5档换档凸耳9后之后被驱动，5档被预先选择并结合，从而其可能快速的操作下一档位。
当图14B中所示的位置通过驱动选择电机17转动选择轴13从上述位置获得时，释放指41自动释放2-4当换档凸耳7，第二离合器被释放而第一离合器被结合，从而动力以5档输出且换档销39通过换档电机19的操作直线移动6-R档换档凸耳11，从而预选择6档。
6-3档越级换档在该实施例中也能实现，其中换档销39和释放指41沿图14B所示的箭头转动，如此获得6档到3档的预选位置，随后3档通过再次换档获得。
其他档位的变换与上述方式相同，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种用于双离合器变速器的换档装置，其特征在于，所述装置包括：
多个换档凸耳，其中每个换档凸耳被连接至换档拨叉以传递线性运动至所述换档拨叉，并被构造成在换档位置和空档位置之间移动，所述换档凸耳沿一轴布置；以及
换档操作模块，其包括构造成沿所述轴转动的第一部分和构造成沿所述轴直线移动的第二部分，从而所述转动和所述直线运动促使所述换档凸耳中的一个移向换档位置而另一个换档凸耳移向空档位置。
2.根据权利要求1所述的用于双离合器变速器的换档装置，其特征在于，所述每个换档凸耳包括两个向所述轴延伸的相对的法兰，从而每个凸耳向所述轴是开口的并在两侧通过所述法兰封闭。
3.根据权利要求2所述的用于双离合器变速器的换档装置，其特征在于，所述换档操作模块包括：
沿所述轴延伸的选择轴；
自动释放单元，其从所述选择轴径向突出并被构造成当与所述选择轴一起转动时插在所述法兰之间；以及
换档单元，其被构造成与所述选择轴一起绕所述轴转动并进一步构造成沿所述轴相对于所述选择轴直线移动。
4.根据权利要求3所述的用于双离合器变速器的换档装置，其特征在于，所述换档操作模块进一步包括：
选择驱动单元，其被构造成转动所述选择轴，所述选择驱动单元包括选择电机和齿轮系统，选择电机被构造成产生旋转的力，齿轮系统被构造成将选择电机的旋转力传递给选择轴作为转动力，以及
选档驱动单元，其被构造成沿所述轴移动所述换档单元，所述换档单元包括被构造成产生旋转力的换档电机和被构造成将换档电机的旋转力转换成直线运动力直线运动转换器，并被构造成传递所述直线运动力至所述换档单元。
5.根据权利要求4所述的用于双离合器变速器的换档装置，其特征在于，所述多个换档凸耳包括四个换档凸耳，所述四个换档凸耳沿所述轴顺序布置并沿一半圆成45度间隔布置而形成径向布置，
其中所述自动释放机构包括：
从所述选择轴径向突出并相互面对的释放销；
与所述释放销转动结合的滚子，以及
所述换档单元包括：
具有开口的换档管，所述释放销贯穿所述开口，所述换档管覆盖所述选择轴，以及
换档销从所述换档管径向突出并距所述释放销成90度布置从而能插在所述换档凸耳的两个法兰之间。
6.根据权利要求5所述的用于双离合器变速器的换档装置，其特征在于，所述四个换档凸耳包括第一换档凸耳和所述第一换档凸耳紧邻的第二换档凸耳，其中所述第一换档凸耳被构造成与所述第一离合器操作相关的第一档，所述第二换档凸耳被构造成与所述第二离合器操作相关的第二档。
7.根据权利要求6所述的用于双离合器变速器的换档装置，其特征在于，所述四个换档凸耳包括和所述第二换档凸耳紧邻的第三换档凸耳，这样第二换档凸耳介于第一和第三换档凸耳之间，其中所述第三换档凸耳被构造成与所述第一离合器操作相关的第三档。
8.根据权利要求5所述的用于双离合器变速器的换档装置，其特征在于，所述换档驱动单元的直线运动转换器包括由换档电机驱动的丝杠，螺母被构造成在所述丝杠上直线移动，一体形成的传递叉与所述螺母连接并被构造成限制所述换档单元的两侧。
9.根据权利要求4所述的用于双离合器变速器的换档装置，其特征在于，所述换档凸耳包括第一对两个相邻的换档凸耳和第二对两个相邻的换档凸耳，其中所述第一对和第二对相对于所述轴对称布置，每对中的所述换档凸耳被构造成分别形成与不同离合器操作相关的不同档位，其中所述第一对中的第一换档凸耳和第二对中的第二换档凸耳被构造成形成与相同离合器操作相关的不同档位并相对于所述轴对称布置，
其中所述自动释放单元以从所述选择轴径向突出的释放指的形式形成，以及
其中所述换档单元包括具有开口的换档管，释放指贯穿所述开口以防止转动并允许换档管相对于所述释放指直线运动，所述换档销从所述换档管径向突出并距所述释放指约90度和约180度布置。
10.根据权利要求9所述的用于双离合器变速器的换档装置，其特征在于，所述换档驱动单元的直线运动转换器包括由换档电机驱动的丝杠，螺母被构造成在所述丝杠上直线移动，和一转动的杆，其被构造成将所述螺母的直线运动转换成换档管的直线运动。
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