CN1495061A - 双离合变速器的同步装置 - Google Patents

Abstract

双离合变速器的同步装置，尤其用于汽车的双离合变速器的同步装置，带有一个制动机构用于在从一个较低的源档位换到一个较高的目标档位时使正在执行换档的变速器部分的转速实现同步，其中，对双离合变速器的每个子变速器，制动机构具有至少一个属于这个子变速器的一根变速器输入轴的变速器输入轴制动器，变速器输入轴制动器通过一个控制机构可控，将变速器输入轴制动到对应于一个目标档位的同步转速所需的制动功率由相应的变速器输入轴制动器产生。

Description

双离合变速器的同步装置

技术领域

本发明涉及一种尤其用于汽车的双离合变速器的同步装置，其具有一个制动器，在从一个较低的源档位换到一个较高的目标档位时，该制动器使执行换档的变速器部分的转速实现同步。

背景技术

汽车的双离合变速器很久以来就已公知。双离合变速器通常有两个同轴布置的变速器输入轴，它们分别有一个独立的输入离合器和一组档位以及一个变速器输出轴或从动轴。已知的双离合变速器使用例如两个油冷的多片式离合器或湿离合器作为输入离合器。通常一组包括奇数档位及倒档，另一组包括偶数档位。原则上，每一组档位具有一个与一根轴抗扭连接的固定轮，与一个可旋转支承在另一根轴上的滑动轮持续啮合。在换档过程中，滑动轮与支承它的轴通过一个换档离合器连接，在输入离合器接合时，发动机的驱动力矩传递到从动轴上。在双离合变速器中，一个换档过程，也就是从正在作用的源档位换到下一个更高的或更低的目标档位，首先是挂入目标档位，这例如可通过一个相应的接合套和对应目标档位档位齿轮的换档离合器进行，接着交叉进行对应源档位变速器输入轴的输入离合器脱开和对应目标档位变速器输入轴的输入离合器接合。在换档过程之外的力传递也分别相继通过两个变速器输入轴之一进行。

因为在手动致动两个输入离合器和对瞬时两个同时挂入的档进行换档时很费力，双离合变速器通常设计成自动的，也就是不仅输入离合器的致动而且档位的转换都是通过一个辅助驱动器进行，该辅助驱动器设计成可电磁地、电机地、压力介质如液压地或者其它方式致动，并通过一个变速器控制设备控制。

双离合变速器与传统的有级变速器相比一个主要的优点是换档过程很大程度上没有牵引力中断。由此在牵引驱动时产生更好的加速能力，在滑行时产生更好的减速能力。此外通过尽可能避免加速度波动和由于传动链的构件之间应力载荷循环的重叠引起的冲击噪声，改善了行驶舒适性。

为了实现没有载荷冲击地舒适地换档，要求在接通目的档位之前使变速器输入轴的转速尽可能调整到从动轴或者说新的目标档位的实际转速，这样参与的齿轮可以更容易地和无力矩地相互啮合。为此，变速器通常具有同步装置。源档位的变速器输入轴例如通过使用同步装置在从高档换到低档时受到制动，反之在从低档换到高档时受到加速。这里变速器输入轴的加速例如在接通输入离合器时通过发动机转速控制或者也可以通过辅助驱动器实现。为了制动变速器输入轴转速，常常采用同步件，例如设计成摩擦锥或摩擦环的摩擦离合器。同步件必须实施由旋转质量的惯性矩和摩擦引起的牵引力矩所产生的摩擦功。

有问题的是，在双离合变速器的湿离合器中，尤其是在变速器油是冷的时，牵引力矩特别高，从而同步件相应地必须设计得很大，以承受高磨损，由此缩短了寿命并可能使换档时间较长。

DE 196 52 96 Al公开了一种用于自动换档变速器的同步装置。在一个外壳内安装一根联动轴，该联动轴可以通过一个带有一活塞的制动器制动。该活塞在一个与外壳相连的制动器壳体内支承在一个缸体中可移动。通过一种由制动器壳体中的阀微机控制的压力冲击，制动器壳体中的活塞、可移动不能转动的摩擦片以及与联动轴相连的旋转摩擦片一起压向外壳上的起动面，从而在摩擦片之间产生摩擦连接，实现联动轴的制动。为了加压和通风，有两条单独的管道通向活塞前面的缸腔中，这样就可以在对应的阀前面的供给管道中总是保持一定压力。由此实现制动器的响应特性特别快和特别稳定。在换高档时，通过微机控制制动联动轴，直到达到由传感器测得的从动轴的转速和选定较高档位传动比决定的理论连接转速。

缺点是，活塞制动器及其控制只调节联动轴的制动和同步化，而没有描述转速同步化，尤其是带有至少两个变速器输入轴的双离合变速器的转速同步化，其中将两个变速器输入轴相继调节到一个同步转速。

由DE 196 27 895 C1已知一种带有非同步齿轮档和一个双带式制动器的齿轮变速器。两个对向旋转的制动鼓分别由一根带包绕，其中一个制动鼓装在一根变速器输入轴上，另一个制动鼓装在一根平行于上述变速器输入轴的联动轴上，该联动轴通过一个齿轮档与该变速器输入轴永久传动连接。双带式制动器可以通过一个共同的致动器例如一个液压活塞通过在带上的牵拉来致动，以便为了换高档也就是能够容易地进入新的档位而产生一个减速力矩来使输入轴转速减速。这种制动作用可以通过发动机方面的措施例如通过关闭节气门或者通过移动发动机的点火时刻来得到支持。

不利的是，为了支持已知齿轮变速器的双带式制动器能够快速地和无力矩地实现同步，需要设定附加的发动机发明的措施。这比较费事而且在发动机方面需要设置一定的构件或辅助设备以及控制这些附加措施较昂贵。相反，没有设置如双离合变速器的同步装置所要求的一种电子换档过程控制。另外，双带式制动器设计成干式制动器，其布置在一个分离离合器的离合器壳体中。因此为了用于湿离合器变速器中，如在双离合变速器中经常发生的，只能花费较高的结构费用，安装在一个单独的壳体中。

发明内容

本发明的任务是提供一种同步装置，尤其是双离合变速器的同步装置，其中以较少的费用，在所有工况下，使各个变速器输入轴在换高档过程中能够快速无磨损地制动到当前的同步转速。

按照本发明，该任务结合权利要求1前序部分的特征这样来解决：对双离合变速器的每个子变速器，制动装置机构具有至少一个对应于该子变速器的一根变速器输入轴的变速器输入轴制动器，该变速器输入轴制动器可以通过一个控制器控制，使得将该子变速器制动到一个对应目标档位的同步转速所需的制动功率可以由相应的变速器输入轴制动器产生。

通过布置两个变速器输入轴制动器，其中通常双离合变速器的两个子变速器分别有一个制动器，换高档时，为了同步化各变速器输入轴所需的制动功率可以由相应的制动器产生。这些制动器与传统的同步件相比更耐抗。由此可以整体达到更小的磨损，从而延长变速器同步装置的寿命。此外可以通过设计制动器的预定较高的制动功率和通过控制机构相应的控制来缩短同步时间，结果缩短了换档时间，改善了换档舒适性。变速器输入轴制动器尤其在变速器油较冷的情况下也能够经受住很高的负荷以保持很短的换档时间。由此可以在行驶过程中紧接着一次冷起动之后实现并保持很短的换档时间，这样在至少保持变速器相同寿命甚至延长其寿命的情况下一直恒定地实现很短的换档时间。

根据本发明的一种优选实施形式，控制机构是一个变速器控制器。

在自动变速器中，尤其是双离合变速器中，通常使用变速器控制器来控制换档过程。控制机构的任务可以通过将相应的功能集成在这样一个变速器控制器中来经济地实现。

按照本发明的另一种优选的实施形式，设置同步件用于同步化执行换档的变速器部分，变速器输入轴制动器和同步件的制动功率可通过控制机构相互协调。

在用现有同步件制动齿轮组或轴的变速器中，还可以用变速器输入轴制动器来支持和去负荷。尤其是，同步件不必为在变速器较冷时换高档由于很高的牵引力矩产生最大的摩擦功率峰值而设计，这会更经济和减少磨损。通过控制机构可以精确协调整个制动机构来使换档时间最佳化。

按照本发明的另一种优选实施形式，变速器输入轴制动器集成在双离合变速器的一个变速器壳体中。

制动器在变速器壳体中的安装在结构上非常简单因而成本低廉而且节省空间，由此可以保持变速器的结构外形紧凑。

按照本发明的另一种优选实施形式，变速器输入轴制动器装在面向变速器输入轴的变速器侧，分别通过一个变速器输出离合器与变速器输出轴可接合。

通过制动器与变速器输出轴的接合，可以实现通过输出轴的制动。变速器输出轴的转矩利用在这里有利地用于制动器的能量消耗。

按照本发明的另一种优选实施形式，如权利要求6至8所述，变速器输入轴制动器是摩擦制动器，分别带有两个可摩擦连接的摩擦副。带有摩擦副的制动器已证实可用于汽车中。这里，一个摩擦副可以与变速器输入轴传力连接，另一个摩擦副可以与变速器壳体传力连接。例如，一个摩擦副是制动盘，另一个固定在壳体上的摩擦副是一个或多个制动鞍。在与变速器输出轴接合时，第二摩擦副可以与变速器输出轴传力连接。

按照本发明的另一种实施形式，变速器输入轴制动器可液压致动。也可以气动或电动或电机致动或电磁致动。

带有液压变速器控制的汽车中，液压致动制动器尤其是与费事的机械系统相比更有利。在带有压缩气体供给的汽车中，可以成本经济地使用起动致动。原则上也可以想到其它制动系统，例如涡流制动器。

本发明的其它细节由后面详细的描述和举例表示本发明优选实施形式的附图给出。

附图说明

图1是带有两个变速器输入轴制动器的双离合变速器的侧视剖面图，

图2是为图1的视图附加了一个制动器与变速器输出轴的离合器。

具体实施方式

双离合变速器的同步装置1主要包括一个制动机构6和两个变速器输出轴制动器B1和B2。

双离合变速器1主要包括两个子变速器2和3和一个由两个输入离合器K1和K2构成的双离合器11。子变速器2和3分别通过其相应的输入离合器K1或K2可与一个(未示出的)驱动马达相连接，以便将驱动力矩经各档也就是以一定的传动比传递到变速器输出轴12上。一个子变速器2或3承担奇数档，相应地，另一个子变速器3或2承担偶数档。双离合变速器1具有两个同轴布置的变速器输入轴4，5，其中子变速器2对应内部的轴4，子变速器3对应外部的轴5。这里，子变速器3经一个齿轮组8与其轴5接合。图1中以简单方式示出了通过齿轮组9，10构成的档。

各档以公知方式(图中没有详细示出)对应于换档离合器，在挂档时，换档离合器通过轴向移动操作杆及固定在操作杆上的接合套分别在一个滑动轮和支承该滑动轮的轴之间也就是在齿轮组和从动轴12之间建立连接。操作杆通过一根换档操纵轴调整，该换档操纵轴上设置触指，触指嵌入到各操作杆的相应凹槽中。机械致动换档操纵轴通过一个电液档位调节器控制，该档位调节器由一个控制机构7最好是变速器控制器构成。

子变速器2或3对应于可调的同步件S1或S2以实现转速同步。同步件例如是摩擦环，在操作杆轴向移动时与相应的接合套接触。由此在换档过程中较快的轴相对较慢的轴制动。在转速相同时可以进行无力矩地挂入目标档。为了支持同步，子变速器2，或者变速器输入轴4对应变速器输入轴制动器B1，而子变速器3，或者变速器输入轴5对应变速器输入轴制动器B2。轴制动器B1和B2通过控制机构7可控并能够产生同步化所需的摩擦功率也就是制动各轴所需的功率。因此，同步件S1或S2在换高档时部分或者全部地去负荷。

变速器输入轴制动器B1或B2可以按公知方式实施，例如实施为盘式制动器，其中一个制动盘与一根轴相连，一个制动鞍与一个壳体相连，其中通过一种液压介质可在盘和鞍之间建立一种摩擦连接，以便使制动器其作用。

变速器输入轴制动器B1或B2也可以通过变速器输出轴12接合。为此设置两个输出离合器K3和K4(图2)，它们分别沿着变速器输出方向布置在制动器B1，B2后面。制动器可以通过离合器与输出轴连接。转速比输出轴12慢的输入轴4或5则可以借助相应的离合器K3或K4通过输出轴12制动。

因此，借助变速器输入轴4，5通过变速器输入轴制动器B1，B2的制动，有效地支持了双离合变速器1的同步化。

Claims (12)

1.双离合变速器的同步装置，尤其用于汽车的双离合变速器的同步装置，带有一个制动机构用于在从一个较低的源档位换到一个较高的目标档位时使正在执行换档的变速器部分的转速实现同步，其特征在于，对双离合变速器(1)的每个子变速器(2，3)，制动机构(6)具有至少一个属于这个子变速器(2，3)的一根变速器输入轴(4，5)的变速器输入轴制动器(B1，B2)，变速器输入轴制动器(B1，B2)通过一个控制机构(7)可控，将变速器输入轴(4，5)制动到对应于一个目标档位的同步转速所需的制动功率由相应的变速器输入轴制动器(B1，B2)产生。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，控制机构(7)是一个变速器控制器。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，设置同步件(S1，S2)用于使执行换档的变速器部分实现同步，变速器输入轴制动器(B1，B2)和同步件(S1，S2)的制动功率可通过控制机构(7)相互协调。

4.按照权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，变速器输入轴变速器(B1，B2)集成在双离合变速器(1)的一个变速器壳体中。

5.按照权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，变速器输入轴制动器(B1，B2)装在面向变速器输出轴(12)的变速器侧，变速器输入轴制动器(B1，B2)分别通过一个变速器输出离合器(K3，K4)可与变速器输出轴(12)接合。

6.按照权利要求1至5之一所述的装置，其特征在于，变速器输入轴制动器(B1，B2)是摩擦式制动器，分别带有两个可摩擦连接的摩擦副。

7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，一个摩擦副与变速器输入轴(4，5)传力连接，另一个摩擦副与变速器壳体传力连接。

8.按照权利要求5或6所述的装置，其特征在于，一个摩擦副与变速器输入轴(4，5)传力连接，另一个摩擦副与变速器输出轴(12)传力连接。

9.按照权利要求1至8之一所述的装置，其特征在于，变速器输入轴制动器(B1，B2)可液压致动。

10.按照权利要求1至8之一所述的装置，其特征在于，变速器输入轴制动器(B1，B2)可气动致动。

11.按照权利要求1至8之一所述的装置，其特征在于，变速器输入轴制动器(B1，B2)可电机致动。

12.按照权利要求1至8之一所述的装置，其特征在于，变速器输入轴制动器(B1，B2)可电磁致动。