CN103912639A - 一种双离合变速器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双离合变速器及其控制方法，涉及汽车领域，为能够增加挡位数并且降低成本、降低变速器总成的重量而设计。所述双离合变速器，带有两个离合器（1、2），所述离合器的输入侧与原动机连接以及所述离合器的输出侧与两个相互同轴布置的变速器输入轴（3、17）中的各一个连接，该双离合变速器还带有与所述输入轴平行且分隔开的第一副轴和第二副轴，所述第一副轴上空套有副空心轴和倒挡齿轮；设置多个齿轮平面（I、II、III、IV），为所述齿轮平面配设多个用于切换空套齿轮（13、21、23、25、34）和/或轴连接装置的换挡元件（A、B、C、D、E），使得能够切换倒挡（R）和多个前进挡（V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7）。本发明可用于汽车制造。

Description

一种双离合变速器及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种双离合变速器及其控制方法。

背景技术

根据发动机的布置形式，变速器有横置和纵置之分，一般纵置适用于前置后驱车型，横置适用于前置前驱车型。现有双离合变速器横置产品多采用嵌套式双输入轴的三轴式设计，一般设置6-7个前进挡，其各挡都采用奇奇、偶偶组合排布在两根中间轴上。

现有市场上的已量产的DCT（Dual Clutch Transmission，双离合变速器）挡位数少，速比范围小，与整车匹配的动力性和经济性都不够好；并且现有双离合变速器需要添加倒挡轴，且采用倒挡轴添加的零件数量多、加工壳体和检测壳体的成本非常高，布置困难。另外，中间轴的轴向长度较长，占用空间较大、重量大、成本高不利于产品的经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双离合变速器及其控制方法，能够增加挡位数并且降低成本、降低变速器总成的重量。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种双离合变速器，带有两个离合器（1、2），所述离合器的输入侧与原动机连接以及所述离合器的输出侧与两个相互同轴布置的变速器输入轴（3、17）中的各一个连接，

该双离合变速器还带有与所述输入轴平行且分隔开的第一副轴和第二副轴，所述第一副轴上空套有副空心轴和倒挡齿轮；设置多个齿轮平面（I、II、III、IV），为所述齿轮平面配设多个用于切换空套齿轮（13、21、23、25、34）和/或轴连接装置的换挡元件（A、B、C、D、E），使得能够切换倒挡（R）和多个前进挡（V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7）。

四个齿轮平面（I、II、III、IV）布置为使得至少七个前进挡（V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7）能够动力换挡。

在第一齿轮平面（I）中，第二变速器输入轴（3）的固定齿轮（5）与第二副轴（19）的空套齿轮（34）啮合。

在第二齿轮平面（II）中，第二变速器输入轴（3）的固定齿轮（9）分别与副空心轴（11）的固定齿轮（8）以及第二副轴（19）的空套齿轮（25）啮合。

在第三齿轮平面（III）中，第一变速器输入轴（17）的固定齿轮（18）分别与副空心轴（11）的固定齿轮（10）以及第二副轴（19）的空套齿轮（23）啮合。

在第四齿轮平面（IV）中，第一变速器输入轴（17）的固定齿轮（15）与第二副轴（19）的空套齿轮（21）啮合，第二副轴（19）的空套齿轮（21）与第一副轴空套的倒挡齿轮（13）啮合。

单侧作用的换挡元件（A）配设于第四齿轮平面（Ⅳ），使得在换挡元件（A）被激活时，副空心轴（11）抗相对转动地与倒挡齿轮（13）连接。

双侧作用的换挡元件（B-C）配设于第三齿轮平面（III）和第四齿轮平面（Ⅳ），使得在换挡元件（B）被激活时，空套齿轮（23）抗相对转动地与第二副轴（19）连接，以及在换挡元件（C）被激活时，空套齿轮（21）抗相对转动地与第二副轴（19）连接。

双侧作用的换挡元件（D-E）配设于第一齿轮平面（I）和第二齿轮平面（II），使得在换挡元件（D）被激活时，空套齿轮（34）抗相对转动地与第二副轴（19）连接，以及在换挡元件（E）被激活时，空套齿轮（25）抗相对转动地与第二副轴（19）连接。

在七挡双离合变速器中，第一前进挡（V1）能够通过第二离合器（2）和通过被激活的换挡元件（C）切换，第二前进挡（V2）能够通过第一离合器（1）和通过被激活的换挡元件（C）切换，第三前进挡（V3）能够通过第二离合器（2）和通过被激活的换挡元件（E）切换，第四前进挡（V4）能够通过第二离合器（2）以及通过被激活的换挡元件（B）切换，第五前进挡（V5）能够通过第一离合器（1）和通过被激活的换挡元件（B）切换，第六前进挡（V6）能够通过第二离合器（2）和通过被激活的换挡元件（D）切换，第七前进挡（V7）能够通过第一离合器（1）以及通过被激活的换挡元件（D）切换，倒挡（R）能够通过第二离合器（2）和通过被激活的换挡元件（A）以及通过被激活的换挡元件（C）切换。

至少一个齿轮平面既能够用作驱动性的齿轮平面又能够用作被驱动的齿轮平面。

第二副轴（19）上在空套齿轮（23）和空套齿轮（25）之间带有驻车齿轮（24）。

此外，本发明还提供一种上述任一技术方案所述的双离合器的控制方法，包括：

车载电脑根据车况数据控制需要切换的挡位，

还包括：

由第三前进挡（V3）开始向上升挡时，从第三前进挡（V3）转换到第五前进挡（V5），将第五前进挡（V5）作为支持挡位，然后车载电脑根据车况数据判定是换到第四前进挡（V4）还是仍然停留在第五前进挡（V5）或换到其它挡位。

由第三前进挡（V3）开始向上升挡具体包括：

关闭第二离合器（2）并关闭换挡元件（E），同时激活第一离合器（1）和激活换挡元件（B）；

若车况数据未达到第五前进挡（V5）的水准，则

关闭第一离合器（1）和关闭换挡元件（B），同时激活第二离合器（2）以及激活换挡元件（B）而切换至第四前进挡（V4）；

若车况数据达到第五前进挡（V5）的水准，则

仍然激活第一离合器（1）和激活换挡元件（B）而切换至第五前进挡（V5）。

所述车况数据包括车速和/或发动机转速。

本发明实施例提供的双离合变速器，其独特的结构布局，使得在实现多挡速比的情况下，不增加轴向尺寸使变速器的结构更加紧凑；独特的结构只通过一个主减齿轮就实现了多个挡位，并且通过第二副轴和倒挡齿轮的设置，避免了单设倒挡轴。与传统双离合变速器相比，至少减少了一个倒挡轴、一个主减齿轮、一个同步器，一个拨叉同时减少了中间轴的轴向长度和整箱的重量，降低了变速器的成本。本发明实施例提供的双离合器的控制方法，第三前进挡和第四前进挡的换挡过程采用独特的换挡策略。因为当相邻挡位使用不同的离合器时才能保证相邻挡位切换时动力传输不中断，即离合器一关闭，离合器二同时激活。本发明实施例的第三前进挡和第四前进挡共用一个离合器，因此，升挡过程中，从第三前进挡先转换到第五前进挡，把第五前进挡作为一个支持挡位，然后根据需求判定是换到第四前进挡还是换到其它挡位。其它挡位间的切换仍为传统的切换方式。该种换挡控制方法避免了变速器在换挡过程中，尤其是3、第四前进挡切换时的动力中断问题的发生，提高了变速器的换挡性能。

附图说明

图1为本发明实施例的双离合变速器结构布局简图；

图2为本发明实施例挡位示意图；

图3为本发明实施例的挡位控制方法图；

图4为本发明实施例的从第三前进挡开始升挡的控制方法图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例的双离合器及其控制方法进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的双离合变速器，带有两个离合器1、2，所述离合器的输入侧与原动机连接以及所述离合器的输出侧与两个相互同轴布置的变速器输入轴3、17中的各一个连接，该双离合变速器还带有与所述输入轴平行且分隔开的第一副轴和第二副轴，所述第一副轴上空套有副空心轴和倒挡齿轮；设置多个齿轮平面I、II、III、IV，为所述齿轮平面配设多个用于切换空套齿轮13、21、23、25、34和/或轴连接装置的换挡元件A、B、C、D、E，使得能够切换倒挡R和多个前进挡V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7。

本发明实施例提供的双离合变速器，其独特的结构布局，使得在实现多挡速比的情况下，不增加轴向尺寸使变速器的结构更加紧凑；独特的结构只通过一个主减齿轮32就实现了多个挡位，并且通过第二副轴和倒挡齿轮的设置，避免了单设倒挡轴。与传统双离合变速器相比，至少减少了一个倒挡轴、一个主减齿轮、一个同步器，一个拨叉同时减少了中间轴的轴向长度和整箱的重量，降低了变速器的成本。如图1所示，各挡的动力最后都经主减齿轮32，传递给差速器齿圈28，然后传递给差速器，然后传递给差速器半轴26和30，最后传递到汽车车轮。

一般，换挡元件包括同步器和拨叉。本文中，换挡元件A激活即为同步器13的A端结合。其他关于换挡元件B、C、D和E的激活也类似。

四个齿轮平面I、II、III、IV布置为使得至少七个前进挡V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7能够动力换挡。

在第一齿轮平面I中，第二变速器输入轴3的固定齿轮5与第二副轴19的空套齿轮34啮合。

在第二齿轮平面II中，第二变速器输入轴3的固定齿轮9分别与副空心轴11的固定齿轮8以及第二副轴19的空套齿轮25啮合。

在第三齿轮平面III中，第一变速器输入轴17的固定齿轮18分别与副空心轴11的固定齿轮10以及第二副轴19的空套齿轮23啮合。

在第四齿轮平面IV中，第一变速器输入轴17的固定齿轮15与第二副轴19的空套齿轮21啮合，第二副轴19的空套齿轮21与第一副轴空套的倒挡齿轮13啮合。

单侧作用的换挡元件A配设于第四齿轮平面Ⅳ，使得在换挡元件A被激活时，副空心轴11抗相对转动地与倒挡齿轮13连接。

双侧作用的换挡元件B-C配设于第三齿轮平面III和第四齿轮平面Ⅳ，使得在换挡元件B被激活时，空套齿轮23抗相对转动地与第二副轴19连接，以及在换挡元件C被激活时，空套齿轮21抗相对转动地与第二副轴19连接。

双侧作用的换挡元件D-E配设于第一齿轮平面I和第二齿轮平面II，使得在换挡元件D被激活时，空套齿轮34抗相对转动地与第二副轴19连接，以及在换挡元件E被激活时，空套齿轮25抗相对转动地与第二副轴19连接。

如图2所示，在七挡双离合变速器中，第一前进挡V1能够通过第二离合器2和通过被激活的换挡元件C切换，第二前进挡V2能够通过第一离合器1和通过被激活的换挡元件C切换，第三前进挡V3能够通过第二离合器2和通过被激活的换挡元件E切换，第四前进挡V4能够通过第二离合器2以及通过被激活的换挡元件B切换，第五前进挡V5能够通过第一离合器1和通过被激活的换挡元件B切换，第六前进挡V6能够通过第二离合器2和通过被激活的换挡元件D切换，第七前进挡V7能够通过第一离合器1以及通过被激活的换挡元件D切换，倒挡R能够通过第二离合器2和通过被激活的换挡元件A以及通过被激活的换挡元件C切换。

以下参照图1列出各挡位的动力传递路线。

一挡传递路线：发动机——第二离合器2——驱动齿轮9——固定齿轮8——从动齿轮10——驱动齿轮18——实心输入轴17——驱动齿轮15——从动齿轮21——同步器22C端结合——第二副轴19——主减齿轮32——差速器——汽车车轮。

二挡传递路线：发动机——第一离合器1——实心输入轴17——驱动齿轮15——从动齿轮21——同步器22C端结合——第二副轴19——主减齿轮32——差速器——汽车车轮。

三挡传递路线：发动机——第二离合器2——驱动齿轮9——从动齿轮25——同步器31E端结合——第二副轴19——主减齿轮32——差速器——汽车车轮。

四挡传递路线：发动机——第二离合器——驱动齿轮9——固定齿轮8——从动齿轮10——驱动齿轮18——从动齿轮23——同步器22B端结合——第二副轴19——主减齿轮32——差速器——汽车车轮。

五挡传递路线：发动机——第一离合器1——驱动齿轮18——从动齿轮23——同步器22B端结合——第二副轴19——主减齿轮32——差速器——汽车车轮。

六挡传递路线：发动机——第二离合器2——驱动齿轮5——从动齿轮34——同步器31D端结合——第二副轴19——主减齿轮32——差速器——汽车车轮。

七挡传递路线：发动机——第一离合器1——实心输入轴17——驱动齿轮18——从动齿轮10——副空心轴11——中间齿轮8——从动齿轮9——空心输入轴3——驱动齿轮5——从动齿轮34——同步器31D端结合——主减齿轮32——差速器——汽车车轮。

倒挡传递路线：发动机——第二离合器2——驱动齿轮9——固定齿轮8——副空心轴11——同步器12A端结合——从动齿轮13——从动齿轮21——同步器22C端结合——第一副轴9——主减齿轮32——差速器——汽车齿轮。

至少一个齿轮平面既能够用作驱动性的齿轮平面又能够用作被驱动的齿轮平面。如上所述，有些齿轮平面中的既作为主动齿轮平面又作为从动齿轮平面。这种齿轮功能的多样化，使得减少了齿轮数量，整体结构紧凑。

第二副轴19上在空套齿轮23和空套齿轮25之间带有驻车齿轮24。驻车齿轮的位置布置能够在满足性能的同时有利于减小变速器的空间。

此外，如图3所示，本发明还提供一种上述任一技术方案所述的双离合器的控制方法，包括：

车载电脑根据车速和/或发动机转速等车况数据控制需要切换的挡位，

还包括：

由第三前进挡V3开始向上升挡时，从第三前进挡V3转换到第五前进挡V5，将第五前进挡V5作为支持挡位，然后车载电脑根据车速和/或发动机转速等车况数据判定是换到第四前进挡V4还是仍然停留在第五前进挡V5或换到其它挡位。

本发明实施例提供的双离合器的控制方法，第三前进挡和第四前进挡的换挡过程采用独特的换挡策略。因为当相邻挡位使用不同的离合器时才能保证相邻挡位切换时动力传输不中断，即离合器一关闭，离合器二同时激活。本发明实施例的第三前进挡和第四前进挡共用一个离合器，因此，升挡过程中，从第三前进挡先转换到第五前进挡，把第五前进挡作为一个支持挡位，然后根据需求判定是换到第四前进挡还是换到其它挡位。其它挡位间的切换仍为传统的切换方式。该种换挡控制方法避免了变速器在换挡过程中，尤其是第三前进挡、第四前进挡切换时的动力中断问题的发生，提高了变速器的换挡性能。

由第三前进挡V3开始向上升挡具体包括：

关闭第二离合器2并关闭换挡元件E，同时激活第一离合器1和激活换挡元件B；

若车速和/或发动机转速等车况数据未达到第五前进挡V5的水准，则

关闭第一离合器1和关闭换挡元件B，同时激活第二离合器2以及激活换挡元件B而切换至第四前进挡V4；

若车速和/或发动机转速等车况数据达到第五前进挡V5的水准，则

仍然激活第一离合器1和激活换挡元件B而切换至第五前进挡V5。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种双离合变速器，带有两个离合器（1、2），所述离合器的输入侧与原动机连接以及所述离合器的输出侧与两个相互同轴布置的变速器输入轴（3、17）中的各一个连接，其特征在于，

该双离合变速器还带有与所述输入轴平行且分隔开的第一副轴和第二副轴，所述第一副轴上空套有副空心轴和倒挡齿轮；设置多个齿轮平面（I、II、III、IV），为所述齿轮平面配设多个用于切换空套齿轮（13、21、23、25、34）和/或轴连接装置的换挡元件（A、B、C、D、E），使得能够切换倒挡（R）和多个前进挡（V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7）。

2.根据权利要求1所述的双离合变速器，其特征在于，四个齿轮平面（I、II、III、IV）布置为使得至少七个前进挡（V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7）能够动力换挡。

3.根据权利要求1或2所述的双离合变速器，其特征在于，在第一齿轮平面（I）中，第二变速器输入轴（3）的固定齿轮（5）与第二副轴（19）的空套齿轮（34）啮合。

4.根据权利要求3所述的双离合变速器，其特征在于，在第二齿轮平面（II）中，第二变速器输入轴（3）的固定齿轮（9）分别与副空心轴（11）的固定齿轮（8）以及第二副轴（19）的空套齿轮（25）啮合。

5.根据权利要求4所述的双离合变速器，其特征在于，在第三齿轮平面（III）中，第一变速器输入轴（17）的固定齿轮（18）分别与副空心轴（11）的固定齿轮（10）以及第二副轴（19）的空套齿轮（23）啮合。

6.根据权利要求5所述的双离合变速器，其特征在于，在第四齿轮平面（IV）中，第一变速器输入轴（17）的固定齿轮（15）与第二副轴（19）的空套齿轮（21）啮合，第二副轴（19）的空套齿轮（21）与第一副轴空套的倒挡齿轮（13）啮合。

7.根据权利要求6所述的双离合变速器，其特征在于，单侧作用的换挡元件（A）配设于第四齿轮平面（Ⅳ），使得在换挡元件（A）被激活时，副空心轴（11）抗相对转动地与倒挡齿轮（13）连接。

8.根据权利要求7所述的双离合变速器，其特征在于，双侧作用的换挡元件（B-C）配设于第三齿轮平面（III）和第四齿轮平面（Ⅳ），使得在换挡元件（B）被激活时，空套齿轮（23）抗相对转动地与第二副轴（19）连接，以及在换挡元件（C）被激活时，空套齿轮（21）抗相对转动地与第二副轴（19）连接。

9.根据权利要求8所述的双离合变速器，其特征在于，双侧作用的换挡元件（D-E）配设于第一齿轮平面（I）和第二齿轮平面（II），使得在换挡元件（D）被激活时，空套齿轮（34）抗相对转动地与第二副轴（19）连接，以及在换挡元件（E）被激活时，空套齿轮（25）抗相对转动地与第二副轴（19）连接。

10.根据权利要求9所述的双离合变速器，其特征在于，在七挡双离合变速器中，第一前进挡（V1）能够通过第二离合器（2）和通过被激活的换挡元件（C）切换，第二前进挡（V2）能够通过第一离合器（1）和通过被激活的换挡元件（C）切换，第三前进挡（V3）能够通过第二离合器（2）和通过被激活的换挡元件（E）切换，第四前进挡（V4）能够通过第二离合器（2）以及通过被激活的换挡元件（B）切换，第五前进挡（V5）能够通过第一离合器（1）和通过被激活的换挡元件（B）切换，第六前进挡（V6）能够通过第二离合器（2）和通过被激活的换挡元件（D）切换，第七前进挡（V7）能够通过第一离合器（1）以及通过被激活的换挡元件（D）切换，倒挡（R）能够通过第二离合器（2）和通过被激活的换挡元件（A）以及通过被激活的换挡元件（C）切换。

11.根据权利要求10所述的双离合变速器，其特征在于，至少一个齿轮平面既能够用作驱动性的齿轮平面又能够用作被驱动的齿轮平面。

12.根据权利要求11所述的双离合变速器，其特征在于，第二副轴（19）上在空套齿轮（23）和空套齿轮（25）之间带有驻车齿轮（24）。

13.一种如上述权利要求1-12中任一项所述的双离合器的控制方法，包括：

车载电脑根据车况数据控制需要切换的挡位，

其特征在于，还包括：

由第三前进挡（V3）开始向上升挡时，从第三前进挡（V3）转换到第五前进挡（V5），将第五前进挡（V5）作为支持挡位，然后车载电脑根据车况数据判定是换到第四前进挡（V4）还是仍然停留在第五前进挡（V5）或换到其它挡位。

14.根据权利要求13所述的双离合器的控制方法，其特征在于，由第三前进挡（V3）开始向上升挡具体包括：

关闭第二离合器（2）并关闭换挡元件（E），同时激活第一离合器（1）和激活换挡元件（B）；

若车况数据未达到第五前进挡（V5）的水准，则

关闭第一离合器（1）和关闭换挡元件（B），同时激活第二离合器（2）以及激活换挡元件（B）而切换至第四前进挡（V4）；

若车况数据达到第五前进挡（V5）的水准，则

仍然激活第一离合器（1）和激活换挡元件（B）而切换至第五前进挡（V5）。

15.根据权利要求13或14所述的双离合器的控制方法，其特征在于，所述车况数据包括车速和/或发动机转速。