CN108343714A - 汽车变速器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多挡双离合传动系统，包括双离合器和变速器；所述双离合器的两个输出端分别用于向变速器的奇数挡传动链和偶数挡传动链输入动力，所述奇数挡传动链和偶数挡传动链可以在适当时候锁止，使其成为一体；所述变速器包括主动轴和从动轴；所述主动轴与从动轴之间均形成齿轮变速传动结构，本发明的动力系统紧凑性较高，纵向长度较短，且具有较多挡位数。

Description

汽车变速器及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，尤其涉及一种双离合汽车变速器及其控制方法。

背景技术

舒适性、操控性和高效经济都是很重要的车辆及变速器性能指标，在传统手动变速器和自动变速器的应用中，在以上性能方面都只是顾此失彼。选择高的操控性和高效经济就意味着低的舒适性；选择高的舒适性则意味着在操控性和经济性上有所让步，然而，新型的双离合变速器的采用，能够最大程度的满足人们对以上性能的综合需求。双离合变速器可以提供媲美手动变速器的高效率及更高的操控性，能满足人们对车辆经济性和驾驶娱乐的需求；双离合变速器同时还具有不亚于自动变速器的高舒适性，能够实现行驶过程中的动力不中断，现有双离合变速器越来越趋于紧凑型结构，导致变速器挡位数较少，影响变速器的换挡平顺性，也就意味着影响车辆的行驶舒适性。同时，电动车用双离合器自动变速器，单独一套离合器承载电机的最大扭矩，略显浪费，可以考虑双离合一起承载电机的最大扭矩，单独一套离合器可以满足承载电机的额定扭矩。

因此，为解决以上问题，需要一种紧凑性较高，纵向长度较短，匹配电机能力强且具有较多挡位数的多挡双离合传动系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种结构简单、传动效率高、成本低的多挡双离合变速器系统总成。

本发明的多挡双离合传动系统，包括双离合器和变速器；所述双离合器的两个输出端分别用于向变速器的奇数挡传动链和偶数挡传动链输入动力，所述变速器包括主动轴和从动轴；所述主动轴与从动轴之间均形成齿轮变速传动结构；

本发明的多挡双离合传动系统还包括奇数挡传动链和偶数挡传动链互锁，电机额定扭矩由单独的一组离合器承担，最大扭矩由两组离合器共同承担；

进一步，所述主动轴与从动轴之间均通过多组传动比不同的变速齿轮副传递动力；相邻变速齿轮副之间设有同步器或接合套；

进一步，所述从动轴，多组所述变速齿轮副的主动齿轮传动配合于主动轴，多组变速齿轮副的从动齿轮交替设置于从动轴；所述同步器或接合套设置于相邻两从动齿轮之间；

本发明的多挡双离合传动系统还包括换挡操纵机构，所述换挡操纵机构包括用于驱动同步器或接合套沿轴向往复滑动的拨叉、用于驱动拨叉动作的第一圆柱凸轮、用于驱动双离合器动作的第二圆柱凸轮以及用于驱动第一圆柱凸轮和第二圆柱凸轮转动的换挡电机。

进一步，一个或多个所述主动齿轮同时与位于不同从动轴上的多个从动齿轮啮合以驱动多个从动齿轮转动；

进一步，所述主动轴包括与双离合器的第一输出端传动连接的中心轴以及转动配合于所述中心轴并与双离合器的第二输出端传动连接的轴套，所述变速齿轮副包括奇数挡齿轮副和偶数挡齿轮副，且奇数挡齿轮副和偶数挡齿轮副的主动齿轮分别传动配合于所述中心轴和轴套；

进一步，所述变速齿轮副设有4组，并分别为1挡齿轮副、2挡齿轮副、3挡齿轮副、4挡齿轮副。

本发明汽车变速器DCT模式在电机峰值扭矩工况下的换挡控制方法如下：

步骤(1)、当前状态下，锁定同步器同步两根输入轴，两个离合器均闭合，输出轴通过输出同步器连接第一输入轴上的挡位齿轮组，当前DCT被切换为AMT模式；

步骤(2)、断开与第二输入轴连接的第二离合器；

步骤(3)、断开锁定同步器，第一输入轴和第二输入轴失去同步，第二输入轴失去动力，切换回DCT模式；

步骤(4)、利用输出同步器将输出轴接合第二输入轴上的挡位齿轮组；

步骤(5)、闭合第二离合器并同时断开第一离合器，DCT特征的双离合器带动力换挡；

步骤(6)、利用输出同步器将输出轴与第一输入轴上的挡位齿轮组断开；

步骤(7)、接合锁定同步器，第一输入轴与第二输入轴再次同步，切换回AMT模式；

步骤(8)、闭合第一离合器，完成满足承载电机峰值扭矩的状态。

上述的八个步骤描述的是一次完整的汽车变速器DCT模式在电机峰值扭矩工况下的换挡换挡操作，汽车每一次的升挡或者降挡操作都可以通过重复上述步骤实现。

本发明汽车变速器DCT模式在电机额定扭矩工况下的换挡控制方法如下：

步骤(1)、当前状态下，锁定同步器打开，两根输入轴解锁，进入DCT工况，第一离合器闭合而第二离合器分离，输出轴通过输出同步器连接第一输入轴上的挡位齿轮组；

步骤(2)、利用输出同步器将输出轴接合第二输入轴上的挡位齿轮组；

步骤(3)、闭合第二离合器并同时断开第一离合器，DCT特征的双离合器带动力换挡；

步骤(4)、利用输出同步器将输出轴与第一输入轴上的挡位齿轮组断开，完成DCT模式的挡位切换，满足承载电机额定扭矩的状态。

上述的四个步骤描述的是一次完整的汽车变速器DCT模式在电机额定扭矩工况下的换挡换挡操作，汽车每一次的升挡或者降挡操作都可以通过重复上述步骤实现。

本发明汽车变速器AMT模式在电机额定扭矩工况下的换挡控制方法如下：

步骤(1)、当前状态下，锁定同步器同步两根输入轴，两个离合器均闭合，输出轴通过输出同步器连接第一输入轴上的挡位齿轮组，当前DCT被切换为AMT模式；

步骤(2)、双离合器同时分离，动力完全被切断；

步骤(3)、断开原挡位同步器，结合目标挡位同步器；

步骤(4)、双离合器同时结合，完成AMT模式挡位切换。

上述的四个步骤描述的是一次完整的汽车变速器AMT模式在电机全工况下的换挡换挡操作，汽车每一次的升挡或者降挡操作都可以通过重复上述步骤实现。

有益效果：本发明的汽车变速器在内部设置了一个可操控的锁定同步器，在汽车正常行驶时(非换挡操作时)，锁定同步器始终处于接合状态，第一输入轴和第二输入轴同步旋转，DCT模式转换为AMT模式，第一离合器和第二离合器全部处于闭合状态，两个离合器共同承受发动机的输出扭矩；在某些极限工况下，可以采用双离合器同时分离与结合的操作模式，即AMT换挡模式；相比于传统的DCT(双离合变速器)，本发明汽车变速器内的单个离合器承受的载荷降低了大约一半，有助于减小离合器及整个变速器的体积和成本；相比于传统的AMT(机械式半自动变速器)，本发明汽车变速器内的两组离合器可以实现带动力换挡，提升换挡舒适性。

附图说明

图1是实施例1汽车变速器的结构示意图。

图2是实施例1汽车变速器换挡原理图(其一)。

图3是实施例1汽车变速器换挡原理图(其二)。

图4是实施例1汽车变速器换挡原理图(其三)。

图5是实施例1汽车变速器换挡原理图(其四)。

图6是实施例1汽车变速器换挡原理图(其五)。

图7是实施例1汽车变速器换挡原理图(其六)。

图8是实施例1汽车变速器换挡原理图(其七)。

图9是实施例1汽车变速器换挡原理图(其八)。

其中：1、第一输入轴；2、第一离合器；3、第二输入轴；4、第二离合器；5、输出轴；6、锁定同步器；7、电动机；8、一挡挡位齿轮组；9、二挡挡位齿轮组；10、三挡挡位齿轮组；11、四挡挡位齿轮组；12、第一输出同步器；13、第二输出同步器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例的汽车变速器为四挡变速器，包括第一输入轴1、第一离合器2、第二输入轴3、第二离合器4、四组挡位齿轮组、输出轴5、两个输出同步器和一个锁定同步器6；

第一输入轴1通过第一离合器2连接至汽车的电动机7；

第二输入轴3通过第二离合器4连接至汽车的电动机7；

四组挡位齿轮组分别为一挡挡位齿轮组8、二挡挡位齿轮组9、三挡挡位齿轮组10和四挡挡位齿轮组11；第一输入轴1上安装有一挡挡位齿轮组8和三挡挡位齿轮组10；第二输入轴3上安装有二挡挡位齿轮组9和四挡挡位齿轮组11；

输出轴5上安装有两个输出同步器，分别为第一输出同步器12和第二输出同步器13；操控第一输出同步器12可以将输出轴5接合一挡挡位齿轮组8或者三挡挡位齿轮组10，操控第二输出同步器13可以将输出轴5接合二挡挡位齿轮组9或者四挡挡位齿轮组11；

锁定同步器6受操控的连接第一输入轴1和第二输入轴3，当锁定同步器6处于结合状态时，第一输入轴1和第二输入轴3同步旋转；当锁定同步器6处于断开状态时，第一输入轴1和第二输入轴3彼此独立。

下面以一挡切换至二挡为例，叙述本实施例汽车变速器的换挡步骤：

步骤(1)、图1所示的是变速器处于一挡状态，此时，锁定同步器6同步两根输入轴，两个离合器均闭合，输出轴5通过第一输出同步器12连接第一输入轴1上的一挡挡位齿轮组8，当前DCT被切换为AMT模式；

步骤(2)、如图2所示，断开与第二输入轴3连接的第二离合器4；

步骤(3)、如图3所示，断开锁定同步器6，第一输入轴1和第二输入轴3失去同步，第二输入轴3失去动力，切换回DCT模式；

步骤(4)、如图4所示，利用第二输出同步器13将输出轴5接合第二输入轴3上的二挡挡位齿轮组9；

步骤(5)、如图5所示，闭合第二离合器4并同时断开第一离合器2，DCT特征的双离合器带动力换挡；

步骤(6)、如图6所示，利用第一输出同步器12将输出轴5与第一输入轴1上的一挡挡位齿轮组8断开；

步骤(7)、如图7所示，接合锁定同步器6，第一输入轴1与第二输入轴3再次同步，切换回AMT模式；

步骤(8)、如图8所示，闭合第一离合器2，完成满足承载电机峰值扭矩的状态。

可以看出，对于本实施例的汽车变速器而言，一旦挡位切换完成，两个离合器均处于闭合状态，两根输入轴同步旋转；相比于传统的双离合变速器，降低了单个离合器的工作载荷，因而本实施例的双离合汽车变速器的体积更小、成本更低，尤其适合应用在各类电动汽车和混合动力汽车上。

虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种汽车变速器，其特征在于：包括第一输入轴、第一离合器、第二输入轴、第二离合器、多组挡位齿轮组、输出轴、输出同步器和锁定同步器；

第一输入轴通过第一离合器连接至汽车的发动机或电机；

第二输入轴通过第二离合器连接至汽车的发动机或电机；

第一输入轴和第二输入轴上均安装有一组或多组挡位齿轮组，所有奇数挡位齿轮组安装在同一根输入轴上，所有偶数挡位齿轮组安装在另一根输入轴上；

输出轴上安装有一个或多个输出同步器，输出同步器受操控的将输出轴与挡位齿轮组连接；

锁定同步器受操控的连接第一输入轴和第二输入轴，并使得第一输入轴和第二输入轴同步旋转。

2.一种如权利要求1所述的汽车变速器DCT模式在电机峰值扭矩工况下的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1)、当前状态下，锁定同步器同步两根输入轴，两个离合器均闭合，输出轴通过输出同步器连接第一输入轴上的挡位齿轮组，当前DCT被切换为AMT模式；

步骤(2)、断开与第二输入轴连接的第二离合器；

步骤(3)、断开锁定同步器，第一输入轴和第二输入轴失去同步，第二输入轴失去动力，切换回DCT模式；

步骤(4)、利用输出同步器将输出轴接合第二输入轴上的挡位齿轮组；

步骤(5)、闭合第二离合器并同时断开第一离合器，DCT特征的双离合器带动力换挡；

步骤(6)、利用输出同步器将输出轴与第一输入轴上的挡位齿轮组断开；

步骤(7)、接合锁定同步器，第一输入轴与第二输入轴再次同步，切换回AMT模式；

步骤(8)、闭合第一离合器，完成DCT模式的挡位切换，满足承载电机峰值扭矩的状态。

3.一种如权利要求1所述的汽车变速器DCT模式在电机额定扭矩工况下的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1)、当前状态下，锁定同步器打开，两根输入轴解锁，进入DCT工况，第一离合器闭合而第二离合器分离，输出轴通过输出同步器连接第一输入轴上的挡位齿轮组；

步骤(2)、利用输出同步器将输出轴接合第二输入轴上的挡位齿轮组；

步骤(3)、闭合第二离合器并同时断开第一离合器，DCT特征的双离合器带动力换挡；

步骤(4)、利用输出同步器将输出轴与第一输入轴上的挡位齿轮组断开，完成DCT模式的挡位切换，满足承载电机额定扭矩的状态。

4.一种如权利要求1所述的汽车变速器AMT模式在电机各种工况下的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1)、当前状态下，锁定同步器同步两根输入轴，两个离合器均闭合，输出轴通过输出同步器连接第一输入轴上的挡位齿轮组，当前DCT被切换为AMT模式；

步骤(2)、双离合器同时分离，动力完全被切断；

步骤(3)、断开原挡位同步器，结合目标挡位同步器；

步骤(4)、双离合器同时结合，完成AMT模式挡位切换。