CN116906558A - 变速器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变速器及控制方法，装置设置若干同步器，使其实现全同步器换挡结构，减少汽车换挡过程中的卡顿，提升汽车换挡流畅性的同时，也能减小换挡噪音，优化客户使用体验感。然后装置还通过设置双中间轴，使得动力经由主中间轴分流，减少装置中每根传动轴所承受的载荷力，从而增加变速器的使用寿命。

Description

变速器及控制方法

技术领域

本申请涉及汽车自动变速器技术领域，特别是涉及一种自动变速器及控制方法。

背景技术

目前，商用车配置的变速器通常采用手动变速器，手动变速器虽然具有价格低、结构简单以制造、易维修等优点，但是手动变速器的配置导致驾驶员在行车过程中操作复杂，劳动强度较大，需要频繁的踩下离合器再换挡，长久以往影响行车安全。自动变速器则简化了驾驶员的操作，能够模拟优秀驾驶员的操作，降低燃油消耗，提高传动系使用寿命，因此，匹配自动变速器是商用车技术发展的必然趋势。

机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission，简称AMT)，是以手动变速器为基础，通过匹配选换挡执行器、离合器执行器，通过变速器控制单元(Transmission Control Unit，简称TCU)发出的控制命令，实现变速器自动选换挡功能，AMT变速器具有传动效率高、结构简单、维修成本低等优势，适合在商用车领域推广。但是相关的ATM变速器存在换挡卡顿问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种变速器及控制方法，提升换挡的流畅度，增加装置使用寿命。

一种变速器及控制方法，包括：

变速器壳体；

主箱总成，位于所述变速器壳体内，所述主箱总成包括沿第一方向依次布置且传动连接的多个第一变速齿轮组，全部所述第一变速齿轮组被配置为具有彼此不同的传动比；

副箱总成，位于所述变速器壳体内，所述副箱总成包括沿所述第一方向依次布置且传动连接的多个第二变速齿轮组，全部所述第二变速齿轮组被配置为具有彼此不同的传动比；及

同步装置，包括至少一个第一同步器和至少一个第二同步器；

所述第一变速齿轮组用于输入动力，所述第二变速齿轮组用于输出动力；

沿所述第一方向，除位于最下游的所述第一变速齿轮组外的所有所述第一变速齿轮组中，每相邻的两个所述第一变速齿轮组构成一个第一变速齿轮单元，不同的所述第一变速齿轮单元中的所述第一变速齿轮组不同；同一所述第一变速齿轮单元中的两个所述第一变速齿轮组之间布置有一个所述第一同步器，所述第一同步器配置为可选择性地连接于与该所述第一同步器相邻的两个所述第一变速齿轮组；

沿所述第一方向，每相邻的两个所述第二变速齿轮组构成一个第二变速齿轮单元，不同的所述第二变速齿轮单元中的所述第二变速齿轮组不同；同一所述第二变速齿轮单元中的两个所述第二变速齿轮组之间布置有一个所述第二同步器，所述第二同步器配置为可选择性地连接于与该所述第二同步器相邻的两个所述第二变速齿轮组。

在其中一个实施例中，所述变速器具有第一工作模式，在所述第一工作模式下，沿所述第一方向，位于最上游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一同步器相连后输入动力，位于最上游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第二工作模式，在所述第二工作模式下，沿所述第一方向，位于最上游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一同步器相连后输入动力，位于最下游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第三工作模式，在所述第三工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的所述第一变速齿轮组位于同一第一变速齿轮单元的另一所述第一变速齿轮组与所述第一同步器相连后输入动力，位于最上游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第四工作模式，在所述第四工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的所述第一变速齿轮组位于同一第一变速齿轮单元的另一所述第一变速齿轮组与所述第一同步器相连后输入动力，位于最下游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第五工作模式，在所述第五工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一所述第一变速齿轮单元中，位于上游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一变速器相连后输入动力，位于最上游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第六工作模式，在所述第六工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一所述第一变速齿轮单元中，位于上游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一变速器相连后输入动力，位于最下游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第七工作模式，在所述第七工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一所述第一变速齿轮单元中，位于下游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一变速器相连后输入动力，位于最上游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第八工作模式，在所述第八工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一所述第一变速齿轮单元中，位于下游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一变速器相连后输入动力，位于最下游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第九工作模式，在所述第九工作模式下，沿所述第一方向，位于最下游的所述第一变速齿轮组转动以输入动力，位于最上游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第十工作模式，在所述第十工作模式下，沿所述第一方向，位于最下游的所述第一变速齿轮组转动以输入动力，最下游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力。

在其中一个实施例中，所述第一变速齿轮组配置有5组，所述第二变速齿轮组配置有2组，且所述第一同步器配置有2个，所述第二同步器配置1个。

在其中一个实施例中，所述主箱总成还包括第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴以及第四传动轴，所述第一传动轴用于输入动力；

所述第一传动轴以及所述第二传动轴依次沿所述第一方向布置，且二者转动连接，所述第三传动轴和所述第四传动轴沿第二方向间隔布置，所述第三传动轴和所述第四传动轴分别位于所述第一传动轴和所述第二传动轴的两侧，所述第一方向与所述第二方向相垂直；

所述第三传动轴和第四传动轴均通过所述第一变速齿轮组与所述第一传动轴和所述第二传动轴传动连接；

所述第一同步器与所述第二传动轴可转动连接；

所述副箱总成还包括第五传动轴，所述第五传动轴用于输出动力；

所述第五传动轴与所述第二传动轴可转动连接，所述第二同步器与所述第五传动轴可转动连接。

在其中一个实施例中，所述变速器还包括选换挡执行器和副箱控制阀，所述选换挡执行器分别与所述第一同步器连接，用于控制所述第一同步器与其相对应的所述第一变速齿轮组相连接与分离；

所述副箱控制阀与所述第二同步器相连接，用于控制第二同步器与相对应的所述第二变速齿轮组的连接与分离。

在其中一个实施例中，所述变速器还包括离合器组件；

所述离合器组件包括离合器壳体、离合器以及离合器执行器，所述离合器壳体与所述变速器壳体相连通，且所述离合器和离合器执行器均位于所述离合器壳体内，所述离合器执行器用于控制所述离合器与发动机的连接与分离。

在其中一个实施例中，所述离合器组件还包括离合器控制阀，所述离合器控制阀设置在所述变速器壳体上，所述离合器控制阀与所述离合器执行器相连，所述离合器执行器能够响应于所述离合器控制阀，以实现所述离合器的开启和闭合。

在其中一个实施例中，所述变速器还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述第一同步器与所述第一变速齿轮组的连接或切断；和/或

控制单元用于控制所述第二同步器与所述第二变速齿轮组的连接或切断。

在其中一个实施例中，所述变速器还包括传感器组件，所述传感器组件与所述控制单元电性连接，所述传感器组件将汽车内的物理参数转换成电信号传输至所述控制单元内，所述控制单元通过接收所述传感器组件的信号以输出切换工作模式的指令。

在其中一个实施例中，所述传感器组件包括离合器位置传感器，所述离合器位置传感器安装在所述离合器执行器上，用于检测所述离合器的位置；和/或

所述传感器组件包括输入轴转速传感器，所述输入轴转速传感器位于所述左中间轴总成上，用于检测所述左中间轴总成的转速信号；和/或

所述传感器组件包括油温传感器，所述油温传感器设置在所述变速器本体上，用于检测发动机的油温；和/或

所述传感器组件包括输出轴转速传感器，所述输出轴转速传感器位于所述变速器的输出轴上，用于检测输出轴的转速信号；和/或

所述传感器组件包括副箱位置传感器，所述副箱位置传感器固定在所述副箱总成的气缸上，用于检测所述副箱总成的换挡情况；和/或

所述传感器组件包括气源压力传感器，所述气源压力传感器用于检测供气气源的压力。

一种变速器的控制方法，采用权利要求1-10任一项所述的变速器进行换挡；所述变速器具有主箱总成进挡状态、主箱总成摘挡状态、副箱总成换挡状态；所述控制方法用于控制所述变速器在所述主箱总成进挡状态、所述主箱总成摘挡状态、所述副箱总成换挡状态之间切换；所述控制方法包括：

控制所述第一同步器动作，以使所述第一同步器与其对应的所述第一变速齿轮组连接，进而使得所述变速器处于所述主箱总成进挡状态；

控制所述第一同步器动作，以使所述第一同步器与其对应的所述第一变速齿轮组断开，进而使得所述变速器处于所述主箱总成摘挡状态；

控制所述第二同步器动作，以使所述第二同步器与其对应的所述第二变速齿轮组连接或断开，进而使得所述变速器处于所述副箱总成换挡状态。

上述变速器及控制方法中，首先，装置设置若干同步器，使其实现全同步器换挡结构，减少汽车换挡过程中的卡顿，提升汽车换挡流畅性的同时，也能减小换挡噪音，优化客户使用体验感。然后装置还通过设置双中间轴，使得动力经由主中间轴分流，减少装置中每根传动轴所承受的载荷力，从而增加变速器的使用寿命。

附图说明

图1为本申请一实施例中的变速器在一视角下的结构示意图。

图2为本申请一实施例中的变速器本体在一视角下的结构示意图。

图3为本申请一实施例中的变速器本体在一视角下的剖面结构示意图。

图4为本申请一实施例中的变速器本体在另一视角下的结构示意图。

图5为本申请一实施例中的变速器本体在一视角下的结构示意图。

图6为本申请一实施例中的变速器的控制方法的流程示意图。

附图标记说明：

101、变速器壳体；102、第一传动轴；103、第二传动轴；104、第三传动轴；105、第四传动轴；106、第五传动轴；107、进气管总成；108、副箱控制阀；109、减压阀；110、副箱输入齿轮；111、选换挡执行器；201、第一同步器；202、第二同步器；203、第一变速齿轮组；204、第二变速齿轮组；30、离合器组件；301、离合器壳体；302、离合器；303、离合器执行器；304、离合器控制阀；40、控制单元；401、变速器线束；402、离合器位置传感器；403、输入轴转速传感器；404、油温传感器；405、输出轴转速传感器；406、副箱位置传感器；407、气源压力传感器；X、第一方向；Y、第二方向。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请提供了一种变速器，包括变速器壳体101、主箱总成、副箱总成以及同步装置。主箱总成位于变速器壳体101内，主箱总成包括沿第一方向依次布置且传动连接的多个第一变速齿轮组203，全部第一变速齿轮组203被配置为具有彼此不同的传动比。副箱总成位于变速器壳体101内，副箱总成包括沿第一方向依次布置且传动连接的多个第一变速齿轮组204，全部第一变速齿轮组204被配置为具有彼此不同的传动比。

同步装置包括至少一个第一同步器201和至少一个第二同步器202。其中，沿第一方向，位于最上游的第一变速齿轮组203用于输入动力，位于最下游的第一变速齿轮组203传动连接位于最上游的第一变速齿轮组204，位于最下游的第一变速齿轮组204用于输出动力。沿第一方向，除位于最下游的第一变速齿轮组203外的所有第一变速齿轮组203中，每相邻的两个第一变速齿轮组203构成一个第一变速齿轮单元，不同的第一变速齿轮单元中的第一变速齿轮组203不同；同一第一变速齿轮单元中的两个第一变速齿轮组203之间布置有一个第一同步器201，第一同步器201配置为可选择性地连接于与该第一同步器201相邻的两个第一变速齿轮组203；

沿第一方向，每相邻的两个第一变速齿轮组204构成一个第二变速齿轮单元，不同的第二变速齿轮单元中的第一变速齿轮组204不同；同一第二变速齿轮单元中的两个第一变速齿轮组204之间布置有一个第二同步器202，第二同步器202配置为可选择性地连接于与该第二同步器202相邻的两个第一变速齿轮组204。

在本实施例中，在主箱总成内每相邻的两个第一变速齿轮组203组成一个第一变速齿轮单元，副箱总成内每相邻的两个第一变速齿轮组204组成一个第二变速齿轮单元，且在每一第一变速齿轮单元和第二变速齿轮单元内设置一个同步器。

变速器的具体运作流程为：参照图1，汽车发动机提供的动力从主箱总成内输入，通过汽车系统所发出的目标挡位指令，主箱总成内的其中一个第一变速齿轮单元中的同步器(即第一同步器201)与目标挡位所对需的其中一个第一变速齿轮组203相连接，或者位于最下游的第一变速齿轮组203单独转动，与此同时，副箱总成内的第二同步器202也与目标挡位所需的第二变齿轮组相连接。最后动力经过第一变速齿轮组203和第一变速齿轮组204形成目标挡位所需的齿轮传动比后从副箱总成连接的输出法兰输出动力，以完成汽车的驱动。

此设置能够实现变速器的全同步器换挡功能，提升变速器换挡时的流畅度与成功率，同时，由于换挡流畅度的提高，变速器在换挡时的噪音也相应减小，提升客户驾驶体验感。

在一些实施方式中，变速器壳体101采用铸铁材质。铸铁材质的设置有助于增加变速器的耐磨性，增加变速器的使用寿命。同时采用铸铁材质使得变速器具有优异的消振性，有助于保证变速器运行的稳定性。

具体地，铸铁材质配置为灰口铸铁、可锻铸铁以及球墨铸铁的其中一种。

在一些实施方式中，第一变速齿轮组203和第一变速齿轮组204中应用的齿轮均配置圆柱直齿轮结构。此结构简单，便于生产的同时，具有成本低且使用寿命长等优点。

在一些实施方式中，继续参阅图1，第一变速齿轮组203配置有5组，第一变速齿轮组204配置有2组，且第一同步器201配置有2个，第二同步器202配置1个。

具体地，5组第一变速齿轮组203中具有4组用于驱动汽车前进的前进挡，包括一挡、二挡、三挡和四挡。1组用于汽车倒退的倒挡。2组第一变速齿轮组204分别为高速挡和低速挡。

一挡、二挡、三挡、四挡、倒挡、低速挡和高速挡在变速器壳体101内沿第一方向依次布置，一挡和二挡位于同一第一变速齿轮单元，三挡和四挡位于同一第一变速齿轮单元，倒挡即位于最下游的第一变速齿轮组203。即沿第一方向，位于最上游的第一变速齿轮组203为一挡，位于最下游的第一变速齿轮输出的速度为倒挡。位于最上游的第一变速齿轮组204为低俗挡，位于最下游的第二变速齿轮为高速挡。

变速器通过主箱的4个前进挡和1个倒挡分别与副箱总成内的高速挡和低速挡传动连接能够形成8个前进挡和2个倒挡。

8个前进挡包括：一挡×高速挡、一挡×低速挡、二挡×高速挡、二挡×低速挡、三挡×高速挡、三挡×低速挡、四挡×高速挡、四挡×低速挡。

2个倒挡包括：倒挡×高速挡、倒挡×低速挡。

在一些实施方式中，变速器具有第一工作模式，在第一工作模式下，沿第一方向，位于最上游的第一变速齿轮组203与对应的第一同步器201相连后输入动力，位于最上游的第一变速齿轮组204与第二同步器202相连后输出动力。

在本实施例中，第一工作模式属于上述实施例中的前进挡，对应一挡×低速挡组合形式。

变速器具有第二工作模式，在第二工作模式下，沿第一方向，位于最上游的第一变速齿轮组203与对应的第一同步器201相连后输入动力，位于最下游的第一变速齿轮组204与第二同步器202相连后输出动力。

在本实施例中，第二工作模式属于上述实施例中的前进挡，对应一挡×高速挡组合形式。

变速器具有第三工作模式，在第三工作模式下，沿第一方向，与最上游的第一变速齿轮组203位于同一第一变速齿轮单元的另一第一变速齿轮组203与第一同步器201相连后输入动力，位于最上游的第一变速齿轮组204与第二同步器202相连后输出动力。

在本实施例中，第三工作模式属于上述实施例中的前进挡，对应二挡×低速挡组合形式。

变速器具有第四工作模式，在第四工作模式下，沿第一方向，与最上游的第一变速齿轮组203位于同一第一变速齿轮单元的另一第一变速齿轮组203与第一同步器201相连后输入动力，位于最下游的第一变速齿轮组204与第二同步器202相连后输出动力。

在本实施例中，第四工作模式属于上述实施例中的前进挡，对应二挡×高速挡组合形式。

变速器具有第五工作模式，在第五工作模式下，沿第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一第一变速齿轮单元中，位于上游的第一变速齿轮组203与对应的第一变速器相连后输入动力，位于最上游的第一变速齿轮组204与第二同步器202相连后输出动力。

在本实施例中，第五工作模式属于上述实施例中的前进挡，对应三挡×低速挡组合形式。

变速器具有第六工作模式，在第六工作模式下，沿第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一第一变速齿轮单元中，位于上游的第一变速齿轮组203与对应的第一变速器相连后输入动力，位于最下游的第一变速齿轮组204与第二同步器202相连后输出动力。

在本实施例中，第六工作模式属于上述实施例中的前进挡，对应三挡×高速挡组合形式。

变速器具有第七工作模式，在第七工作模式下，沿第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一第一变速齿轮单元中，位于下游的第一变速齿轮组203与对应的第一变速器相连后输入动力，位于最上游的第一变速齿轮组204与第二同步器202相连后输出动力。

在本实施例中，第七工作模式属于上述实施例中的前进挡，对应四挡×低速挡组合形式。

变速器具有第八工作模式，在第八工作模式下，沿第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一第一变速齿轮单元中，位于下游的第一变速齿轮组203与对应的第一变速器相连，位于最下游的第一变速齿轮组204与第二同步器202相连。

在本实施例中，第八工作模式属于上述实施例中的前进挡，对应四挡×高速挡组合形式。

变速器具有第九工作模式，在第九工作模式下，沿第一方向，位于最下游的第一变速齿轮组203转动以输入动力，位于最上游的第一变速齿轮组204与第二同步器202相连后输出动力。

在本实施例中，第九工作模式属于上述实施例中的倒挡，对应倒挡×低速挡组合形式。

变速器具有第十工作模式，在第十工作模式下，沿第一方向，位于最下游的第一变速齿轮组203转动以输入动力，最下游的第一变速齿轮组204与第二同步器202相连后输出动力。

在本实施例中，第十工作模式属于上述实施例中的倒挡，对应倒挡×高速挡组合形式。

通过多个前进挡位和高低档相配合的设置能够满足汽车的应用需求。尤其是在用于运送人员和货物的商用车中，多个不同挡位的切换和搭配的挡位，能使其适应于多种使用场景。

在一些实施方式中，参阅图3，主箱总成还包括第一传动轴102、第二传动轴103、第三传动轴104以及第四传动轴105，第一传动轴102用于输入动力。第一传动轴102以及第二传动轴103依次沿第一方向布置，且二者转动连接，第三传动轴104和第四传动轴105沿第二方向间隔布置，第三传动轴104和第四传动轴105分别位于第一传动轴102和第二传动轴103的两侧，第一方向与第二方向相垂直。第三传动轴104和第四传动轴105均通过第一变速齿轮组203与第一传动轴102和第二传动轴103传动连接。第一同步器201和第二同步器202与第二传动轴103转动连接。副箱总成还包括第五传动轴106，第五传动轴106用于输出动力。第五传动轴106与第二传动轴103转动连接，第二同步器202与第五传动轴106转动连接。

在本实施例中，汽车发动机提供的动力通过第一传动轴102传入主箱总成内，然后依次传至第三传动轴104、第四传动轴105、第二传动轴103后和第五传动轴106，最后通过与第五传动轴106连接的输出法兰输出。

第三传动轴104和第四传动轴105的设置使得变速器具有双中间轴结构，主动力经过双中间轴进行分流(即三传动轴和第四传动轴105)，能够减小变速器的每根传动轴所承受的载荷，以此增加变速器的使用寿命。

进一步地，继续参阅图3，副箱总成还包括副箱输入齿轮110。第一变速齿轮组203通过副箱输入齿轮110与第一变速齿轮组204相连接。

在一些实施方式中，参阅图1，变速器还包括选换挡执行器111和副箱控制阀108，选换挡执行器111分别与第一同步器201连接，用于控制第一同步器201与其相对应的第一变速齿轮组203相连接与分离。副箱控制阀108与第二同步器202相连接，用于控制第二同步器202与相对应的第一变速齿轮组204的连接与分离。

在一些实施方式中，选换挡执行器111采用电机驱动。电机驱动选换挡执行器111能够保证精准换挡时间的同时兼顾汽车换挡时的舒适性。

具体地，选换挡执行器111与伺服电机电性连接，选换挡执行器111被控制以完成第一同步器201与第一变速齿轮组203的连接与切断。

选换挡执行器111包括若干换挡拨头，主箱总成还包括若干换挡拨叉，每一第一变速齿轮单元中的两个第一齿轮组之间的空间为选换挡口，换挡拨头位于选换挡口内，且与选换挡口内的换挡拔叉相连接，换挡拨叉的另一端分别与第一同步器201相连。

具体地，选换挡执行器111的运行过程为伺服电机通过控制换挡拨头，推动换挡拨叉，换挡拨叉推动第一同步器201，以实现换挡动作。

在一些实施方式中，变速器还包括气缸。气缸包括气缸活塞和气缸轴，气缸活塞和气缸轴固定连接。气缸轴上设置有副箱拨叉。副箱控制阀108固定在气缸上，副箱控制阀108的控制口与气缸相连通。

具体地，副箱控制阀108的运行过程为副箱控制阀108进气，推动气缸活塞运动，气缸活塞与带动气缸轴上进行轴向移动，进而带动气缸轴上的副箱拨叉运动，副箱拨叉拨动第二同步器202以实现变速器高挡低挡的转换。

在一些实施方式中，参阅图4，变速器还包括减压阀109。减压阀109的一端与变速器相连通，减压阀109的另一端与副箱控制阀108的进气口相连通。减压阀109的设置能够保持副箱控制阀108对气缸的控制过程中的稳定性，进而提高汽车在换挡过程中的稳定性。

在一些实施方式中，继续参阅图4，变速器还包括进气管总成107。进气管总成107能够与副箱控制阀108、减压阀109相连通，进气管总成107的设置能够将变速器中所有的气路进行整合，使得变速器中气路走向合理，结构紧凑，便于整车布置。

在一些实施方式中，参阅图1，变速器还包括离合器组件30。离合器组件30包括离合器壳体301、离合器302以及离合器执行器303，离合器壳体301与变速器壳体101相连通，且离合器302和离合器执行器303均位于离合器壳体301内，离合器执行器303用于控制离合器302与发动机的连接与分离。

具体地，离合器执行器303配置为同心式离合器执行器303。离合器执行器303与第一传动轴102同心布置，且固定在第一传动轴102所在地后轴承盖上。在压缩气体(后续阐述的离合器控制阀304所提供的气体)的作用下在第一传动轴102上平移，实现离合器302的分离和结合。

在本实施例中，由于将同心式离合器布置在离合器壳体301内，使得变速器整体布置紧凑，减少占地面积。

在一些实施方式中，同心式离合器执行器303采用电控气动方式驱动。通过电控气动方式驱动的同心式离合器执行器303具有结构简单、响应快、输出力大等优点。

在一些实施方式中，离合器组件30还包括离合器控制阀304，离合器控制阀304设置在变速器壳体101上，离合器控制阀304与离合器执行器303相连，离合器执行器303能够响应于离合器控制阀304，以实现离合器302的开启和闭合。

具体地，离合器控制阀304设置有进气口、控制口与排气口。离合器控制阀304的进气口与上述实施例中进行管总成相连通，以提供压缩气体至离合器控制阀304。离合器控制阀304的控制口与离合器执行器303连通，以控制离合器执行器303的动作以实现离合器302的开启与闭合。离合器控制阀304的排气口与环境直接连通。

在一些实施方式中，参阅图2，变速器还包括控制单元40，所述控制单元40用于控制所述第一同步器201和所述第二同步器202分别与所述第一变速齿轮组203和所述第一变速齿轮组204的连接或切断。

具体的，控制单元40能够通过控制选换挡执行器111的电机占空比，实现不同工况下精准换挡力控制，缩短换挡时间，提升换挡舒适性。

控制单元40还能通过控制副箱控制阀108提前进气保压，实现副箱换挡缓冲功能。

在一些实施方式中，变速器还包括传感器组件，所述传感器组件将所述变速器内的物理参数转换成电信号传输至所述控制单元40内，传感器组件与控制单元40电性连接，控制单元40通过接收传感器组件的信号以输出切换工作模式的指令。

通过控制单元40的综合控制，实现自动换档的功能，简化驾驶员操作，提高整车的舒适性和燃油经济性。

在一些实施方式中，参阅图5，传感器组件包括离合器位置传感器402，离合器位置传感器402安装在离合器执行器303上，用于检测离合器的位置。

离合器位置传感器402的设置能够将离合器302的位置信息传送至控制单元40，以保证汽车平稳起步、保证汽车换档时工作平顺以及放置传动系过载。

参阅图2，传感器组件包括输入轴转速传感器403，输入轴转速传感器403位于第四传动轴105上，用于检测左中间轴总成的转速信号。

输入轴转速传感器403能够计算变速器输入轴的转速，控制单元40能够根据此数值结合汽车发动机转速传感器和输出轴转速传感器和其他信号，精确地控制换挡时机，锁止离合器302工作状态、换挡时间。

继续参阅图2，传感器组件包括油温传感器404，油温传感器404设置在变速器壳体101上，用于检测发动机的油温。

油温传感器404能够监测发动机油温，以确保发动机正常运转。

继续参阅图2，传感器组件包括输出轴转速传感器405，输出轴转速传感器405位于第五传动轴106上，用于检测输出轴的转速信号。

输出轴转速传感器405用于检测变速器输出轴的转速，并换算成其汽车行驶的车速后传输至控制单元40。有助于控制单元40进行平顺换挡。

参阅图4，传感器组件包括副箱位置传感器406，副箱位置传感器406固定在副箱总成的气缸上，用于检测副箱总成的换挡情况。

副箱位置传感器406能够检测副箱总成的换挡情况，并反应至控制单元40，有助于控制单元40更平顺的进行选换挡操作。

继续参阅图4，传感器组件包括气源压力传感器407，气源压力传感器407用于检测供气气源的压力。

气源压力传感器407能够检测发动机气缸(即供气气源)压力、振动和燃烧噪声，以判断汽车发动机的燃爆程度，在通过调整点火来排除隐患。

在一些实施例中，控制单元40通过变速器线束401与离合器控制阀304、选换挡执行器111、副箱控制阀108、离合器位置传感器402、输入轴转速传感器403、油温传感器404、输出轴转速传感器405、副箱位置传感器406以及气源压力传感器407电性连接，使得控制单元40能够接受来自变速器传感器和整车信号，选择最佳的换挡时机和换挡策略，通过控制离合器控制阀304、选换挡执行器111和副箱控制阀108操纵相关部件，从而完成变速器的换挡动作。

在本实施例中，变速器线束401的设置使得变速器中全部的电线束走向合理，结构紧凑，便于整车布置。

一种变速器的控制方法，变速器具有主箱总成进挡状态、主箱总成摘挡状态、副箱总成换挡状态。控制方法用于控制变速器在主箱总成进挡状态、主箱总成摘挡状态、副箱总成换挡状态之间切换。控制方法包括：

控制第一同步器动作，以使第一同步器与其对应的第一变速齿轮组203连接，进而使得变速器处于主箱总成进挡状态。

控制第一同步器动作，以使第一同步器与其对应的第一变速齿轮组203断开，进而使得变速器处于主箱总成摘挡状态。

控制第二同步器动作，以使第二同步器与其对应的第一变速齿轮组204连接或断开，进而使得变速器处于副箱总成换挡状态。

在一些实施方式中，参阅图6，变速器的控制方法包括以下步骤：

在步骤S110中，控制单元40通过选换挡执行器111控制第一同步器201与目标挡位相连接，以完成主箱总成内挡位的选择。

控制单元40通过副箱控制阀108控制第二同步器202与其对应第一变速齿轮组204连接，以实现副箱总成挡位的选择。

在步骤S120中，控制单元40通过选换当执行器111将第一同步器201与其相连的挡位断开，控制第一同步器201与下一目标挡位相连接，以完成主箱总成内挡位的切换。

控制单元40通过副箱控制阀108控制第二同步器202与其对应的第一变速齿轮组204断开连接，与其对应的另一第一变速齿轮组204连接，以完成副箱总成内挡位的切换。

在在步骤S130中，控制单元40通过选换挡执行器111将第一同步器201与其相连的挡位断开，以实现主箱总成的摘挡操作。

控制单元通过副箱控制阀108控制第二同步器202与其相连的第一变速齿轮组204断开，以实现副箱总成内的摘挡操作。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一些实施例中，在主箱总成进挡过程中，控制单元40根据选换挡执行器111换挡拨头位置、目标挡位齿轮与换挡滑套转速差、当前油温，计算启动位置电机占空比，实现选换挡执行器111快速启动功能。同时根据第一同步器201或第二同步器202的锁止结构计算出理论最大换挡力，设置换挡力上限，防止出现第一同步器201或者第二同步器202锁止失效、未同步即进挡的情况。在换挡拨头到位前设置电机反向占空比，进行换挡过程缓冲控制，减小换挡到位噪声和零部件冲击，延长选换挡执行器111的寿命，提升换挡主观感受。

在主箱总成摘挡过程中，控制单元40根据选换挡执行器111换挡拨头位置、当前油温，计算启动位置电机占空比，实现选换挡执行器111快速启动功能。在换挡拨头到位前设置电机反向占空比，进行电机摘挡过程缓冲控制，防止拨头位置过冲。

在副箱总成换挡过程中，为防止换挡噪声过大，提前进行反向补气，具体方法为：换挡前，副箱控制阀108与当前挡位气道连接的阀体先进气保压；换挡时，副箱控制阀108与当前挡位气道连接的阀体排气，同时副箱控制阀108与目标挡位气道连接的阀体进气，从而实现换挡过程的缓冲控制，减小换挡噪音和零部件冲击，提升换挡主观感受。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (11)

1.一种变速器，其特征在于，包括：

变速器壳体；

主箱总成，位于所述变速器壳体内，所述主箱总成包括沿第一方向依次布置且传动连接的多个第一变速齿轮组，全部所述第一变速齿轮组被配置为具有彼此不同的传动比；

副箱总成，位于所述变速器壳体内，所述副箱总成包括沿所述第一方向依次布置且传动连接的多个第二变速齿轮组，全部所述第二变速齿轮组被配置为具有彼此不同的传动比；及

同步装置，包括至少一个第一同步器和至少一个第二同步器；

所述第一变速齿轮组用于输入动力，所述第二变速齿轮组用于输出动力；

沿所述第一方向，除位于最下游的所述第一变速齿轮组外的所有所述第一变速齿轮组中，每相邻的两个所述第一变速齿轮组构成一个第一变速齿轮单元，不同的所述第一变速齿轮单元中的所述第一变速齿轮组不同；同一所述第一变速齿轮单元中的两个所述第一变速齿轮组之间布置有一个所述第一同步器，所述第一同步器配置为可选择性地连接于与该所述第一同步器相邻的两个所述第一变速齿轮组；

沿所述第一方向，每相邻的两个所述第二变速齿轮组构成一个第二变速齿轮单元，不同的所述第二变速齿轮单元中的所述第二变速齿轮组不同；同一所述第二变速齿轮单元中的两个所述第二变速齿轮组之间布置有一个所述第二同步器，所述第二同步器配置为可选择性地连接于与该所述第二同步器相邻的两个所述第二变速齿轮组。

2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述变速器具有第一工作模式，在所述第一工作模式下，沿所述第一方向，位于最上游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一同步器相连后输入动力，位于最上游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第二工作模式，在所述第二工作模式下，沿所述第一方向，位于最上游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一同步器相连后输入动力，位于最下游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第三工作模式，在所述第三工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的所述第一变速齿轮组位于同一第一变速齿轮单元的另一所述第一变速齿轮组与所述第一同步器相连后输入动力，位于最上游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第四工作模式，在所述第四工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的所述第一变速齿轮组位于同一第一变速齿轮单元的另一所述第一变速齿轮组与所述第一同步器相连后输入动力，位于最下游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第五工作模式，在所述第五工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一所述第一变速齿轮单元中，位于上游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一变速器相连后输入动力，位于最上游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第六工作模式，在所述第六工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一所述第一变速齿轮单元中，位于上游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一变速器相连后输入动力，位于最下游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第七工作模式，在所述第七工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一所述第一变速齿轮单元中，位于下游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一变速器相连后输入动力，位于最上游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第八工作模式，在所述第八工作模式下，沿所述第一方向，与最上游的第一变速齿轮单元相邻的另一所述第一变速齿轮单元中，位于下游的所述第一变速齿轮组与对应的所述第一变速器相连后输入动力，位于最下游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第九工作模式，在所述第九工作模式下，沿所述第一方向，位于最下游的所述第一变速齿轮组转动以输入动力，位于最上游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力；和/或

所述变速器具有第十工作模式，在所述第十工作模式下，沿所述第一方向，位于最下游的所述第一变速齿轮组转动以输入动力，最下游的所述第二变速齿轮组与所述第二同步器相连后输出动力。

3.根据权利要求2所述的变速器，其特征在于，所述第一变速齿轮组配置有5组，所述第二变速齿轮组配置有2组，且所述第一同步器配置有2个，所述第二同步器配置1个。

4.根据权利要求1-3任一项所述的变速器，其特征在于，所述主箱总成还包括第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴以及第四传动轴，所述第一传动轴用于输入动力；

所述第一传动轴以及所述第二传动轴依次沿所述第一方向布置，且二者转动连接，所述第三传动轴和所述第四传动轴沿第二方向间隔布置，所述第三传动轴和所述第四传动轴分别位于所述第一传动轴和所述第二传动轴的两侧，所述第一方向与所述第二方向相垂直；

所述第三传动轴和第四传动轴均通过所述第一变速齿轮组与所述第一传动轴和所述第二传动轴传动连接；

所述第一同步器和所述第二同步器与所述第二传动轴可转动连接；

所述副箱总成还包括第五传动轴，所述第五传动轴用于输出动力；

所述第五传动轴与所述第二传动轴可转动连接，所述第二同步器与所述第五传动轴可转动连接。

5.根据权利要求1-3任一项所述的变速器，其特征在于，所述变速器还包括选换挡执行器和副箱控制阀，所述选换挡执行器与所述第一同步器连接，用于控制所述第一同步器与其相对应的所述第一变速齿轮组相连接与分离；

所述副箱控制阀与所述第二同步器相连接，用于控制第二同步器与相对应的所述第二变速齿轮组的连接与分离。

6.根据权利要求5所述的变速器，其特征在于，所述变速器还包括离合器组件；

所述离合器组件包括离合器壳体、离合器以及离合器执行器，所述离合器壳体与所述变速器壳体相连通，且所述离合器和离合器执行器均位于所述离合器壳体内，所述离合器执行器用于控制所述离合器与发动机的连接与分离。

7.根据权利要求6所述的变速器，其特征在于，所述离合器组件还包括离合器控制阀，所述离合器控制阀设置在所述变速器壳体上，所述离合器控制阀与所述离合器执行器相连，所述离合器执行器能够响应于所述离合器控制阀，以实现所述离合器的开启和闭合。

8.根据权利要求1-3任一项所述的变速器，其特征在于，所述变速器还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述第一同步器与所述第一变速齿轮组的连接或切断；和/或

控制单元用于控制所述第二同步器与所述第二变速齿轮组的连接或切断。

9.根据权利要求8所述的变速器，其特征在于，所述变速器还包括传感器组件，所述传感器组件与所述控制单元电性连接，所述传感器组件将汽车内的物理参数转换成电信号传输至所述控制单元内，所述控制单元通过接收所述传感器组件的信号以输出切换工作模式的指令。

10.根据权利要求9所述的变速器，其特征在于，所述传感器组件包括离合器位置传感器，所述离合器位置传感器安装在所述离合器执行器上，用于检测所述离合器的位置；和/或

所述传感器组件包括输入轴转速传感器，所述输入轴转速传感器位于所述第四传动轴上，用于检测所述第四传动轴的转速信号；和/或

所述传感器组件包括油温传感器，所述油温传感器设置在所述变速器壳体上，用于检测发动机的油温；和/或

所述传感器组件包括输出轴转速传感器，所述输出轴转速传感器位于所述第五传动轴上，用于检测输出轴的转速信号；和/或

所述传感器组件包括副箱位置传感器，所述副箱位置传感器固定在所述副箱总成的气缸上，用于检测所述副箱总成的换挡情况；和/或

所述传感器组件包括气源压力传感器，所述气源压力传感器用于检测供气气源的压力。

11.一种变速器的控制方法，其特征在于，采用权利要求1-10任一项所述的变速器进行换挡，所述变速器具有主箱总成进挡状态、主箱总成摘挡状态、副箱总成换挡状态；所述控制方法用于控制所述变速器在所述主箱总成进挡状态、所述主箱总成摘挡状态、所述副箱总成换挡状态之间切换；所述控制方法包括：

控制所述第一同步器动作，以使所述第一同步器与其对应的所述第一变速齿轮组连接，进而使得所述变速器处于所述主箱总成进挡状态；

控制所述第一同步器动作，以使所述第一同步器与其对应的所述第一变速齿轮组断开，进而使得所述变速器处于所述主箱总成摘挡状态；

控制所述第二同步器动作，以使所述第二同步器与其对应的所述第二变速齿轮组连接或断开，进而使得所述变速器处于所述副箱总成换挡状态。