CN208123423U - 一种dct双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种DCT双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构，包括选挡机构和换挡机构，所述选挡机构包括奇数选档轴、偶数选档轴，奇数选档轴、偶数选档轴通过旋转依靠其圆周方向伸出的选挡板旋进相应的要预选档位同步器的换挡拔叉进行选挡，其中奇数选档轴控制一三档同步器、五七档同步器，偶数选档轴控制第三换挡拔叉、六倒档同步器。本实用新型采用新型的电控式选换挡执行机构，具有设计难度低、制造成本低，空间容易布置、响应速度快、控制精度高等优点。适用于干式、湿式双离合自动变速箱的换挡执行机构，也可用于电控式自动变速箱即AMT的换挡执行机构。

Description

一种DCT双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构

技术领域

本实用新型涉及双离合自动变速箱领域，具体是一种DCT双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构。

背景技术

目前汽车自动变速箱的双离合干式和湿式的换挡执行机构模块制造成本高，设计难度大，目前DCT的双离合变速箱的换挡执行机构普遍选用液压换挡，而液压换挡执行机构的电磁阀模块体积庞大、需要多个位置传感器与方向控制阀、成本高，设计制造难度大。也有采用电控式的换挡执行机构，比如带换挡鼓的双电机执行机构，而换挡鼓选换档槽设计复杂、换挡拨叉数量多结构复杂；特别是采用一个换挡鼓时，换挡鼓体积庞大、除了换挡拨叉外又有多个连接拨叉。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种DCT双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构，包括选挡机构和换挡机构，所述选挡机构包括奇数选档轴、偶数选档轴，奇数选档轴、偶数选档轴通过旋转依靠其圆周方向伸出的选挡板旋进相应的要预选档位同步器的换挡拔叉进行选挡，其中奇数选档轴控制一三档同步器、五七档同步器，偶数选档轴控制二四档同步器、六倒档同步器。

进一步的，所述奇数选档轴圆周方向上设置选挡板控制一三档同步器；另外一个位置处的圆周方向设置两个相隔90度选挡板用来控制五七档同步器；

所述偶数选档轴圆周方向上设置选挡板控制六倒档同步器；另外一个位置处的圆周方向设置伸出两个相隔90度选挡板用来控制二四档同步器。

进一步的，当奇数选档轴、偶数选档轴上设置的选挡板旋进同步器的换挡拔叉时，自锁钢球通过内六角螺钉、弹簧压板、压缩弹簧的作用落入选挡板的槽里，将奇数选档轴、偶数选档轴的圆周方向锁定。

进一步的，还包括第一角度传感器、第二角度传感器，第一角度传感器、第二角度传感器用于检测件奇数选档轴、偶数选档轴的旋转角度，并将此时的选档信号传递给TCU。

进一步的，所述换挡机构包括第一换挡电机、第二换挡电机，第一换挡电机通过行星减速机构由行星架输出运动，行星架通过第一深沟球轴承固定在变速箱壳体上，行星架的前端内孔内设置梯形螺纹，螺杆座的端部加工有梯形螺纹通过支撑杆限制其圆周方向的转动，支撑杆的外侧装有钢球保持套，同时支撑杆顶住第二深沟球轴承的轴承外圈，对第二深沟球轴进行轴向限位；行星架旋转时螺杆座只能做直线运动，螺杆座通过第二深沟球轴承连接奇数选档轴，拉动奇数选档轴做往返的直线运动，拉动第一换挡拔叉或第二换挡拔叉完成奇数档的换挡动作；

第二换挡电机的结构和所执行偶数档换挡动作与第一换挡电机相同。

进一步的，所述换挡机构还包括压缩弹簧、弹簧，压缩弹簧、弹簧放置在行星架的内孔与外圆上。

进一步的，所述换挡机构还包括第一位移传感器、第二位移传感器，第一位移传感器、第二位移传感器用来检测换挡时的行程位移，将档位信号反馈给TCU。

本实用新型采用新型的电控式选换挡执行机构，具有设计难度低、制造成本低，空间容易布置、响应速度快、控制精度高等优点。适用于干式、湿式双离合自动变速箱的换挡执行机构，也可用于电控式自动变速箱即AMT的换挡执行机构。

附图说明

图1是DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构结构示意图；

图2是A-A剖视图；

图3是B-B剖视图；

图4是升降档逻辑图。

图中附图标记含义：1-第一换挡电机、2-变速箱壳体、3-行星齿轮、4-销轴、5-定位销、6-长螺杆、7-第一深沟球轴承、8-行星架、9-压缩弹簧、10-固定架、11-支撑杆、12-螺杆座、13-钢球保持套、14-第二深沟球轴承、15-五七档同步器、16-一三档同步器、17-第一换挡拔叉、18-第二换挡拔叉、19-奇数选档轴、20-直线轴承、21-第一角度传感器、22-第一平键、23-第一位移传感器、24-第二换挡电机、25-压缩弹簧、26-弹簧、27-深沟球轴承、28-第二平键、29-偶数选档轴、30-二四档同步器、31-第三换挡拔叉、32-第四换挡拔叉、33-六倒档同步器、34-第二角度传感器、35-第二位移传感器、36-内六角螺钉、37-弹簧压板、38-螺旋弹簧、39-自锁钢球、40-选档电机、41-蜗杆轴、42-第一选档蜗轮、43-第二选档蜗轮、44-小轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-4所示，本实用新型的换挡执行机构主要是两大模块，即一套选档模块用来选择当升档或者降档时要预先选择的档位，两套换挡模块分别控制变速箱的奇数档与偶数档。

DCT换挡原理

DCT干式、湿式双离合的换挡原理：两套离合器称之为K1、K2分别控制变速箱的奇数档与偶数档。当车辆停止或者怠速时两离合器均处于脱开的状态，起步时控制1、3档的同步器将档位挂到1档，然后K1离合器接合，传递发动机扭矩。当车辆加速到2档换挡点的某一速度时控制2、4档的同步器将档位预先选择到2档，而此时控制偶数档的离合器依旧是脱开的，只有随着车速的继续增加达到K2离合器的接合速度时，此时K1离合器逐渐脱开，K2离合器逐渐接合，变速箱进入2档工作模式。以此类推档位按照顺序逐渐升档或降档。

选档原理

选档电机40，通过蜗杆轴41驱动第一选档蜗轮42、第二选档蜗轮43，第一选档蜗轮42、第二选档蜗轮43分别通过第一平键22、第二平键28驱动奇数选档轴19、偶数选档轴29转动。奇数选档轴19、偶数选档轴29旋转依靠其圆周方向伸出的选挡板旋进相应的要预选档位的同步器换挡拔叉，奇数选档轴19、偶数选档轴29同时旋转一次旋转90度，升档过程顺时针旋转两次，降档过程逆时针旋转两次一次90度。其中奇数选档轴19控制一三档同步器16、五七档同步器15，偶数选档轴29控制二四档同步器30、六倒档同步器33。

奇数选档轴19圆周方向上设置选挡板控制一三档同步器16；另外一个位置处的圆周方向设置两个选挡板（两个选挡板相隔90度）用来控制五七档同步器15。当一三档同步器16工作时，五七档同步器15不被选择，即奇数选档轴19上控制五七档同步器15的选挡板不被旋进。

偶数选档轴29圆周方向上设置选挡板控制六倒档同步器33；另外一个位置处的圆周方向设置伸出两个选挡板（两个选挡板相隔90度）用来控制二四档同步器30。当二四档同步器30工作时，六倒档同步器33不被选择，即偶数选档轴29上控制六倒档同步器33的选挡板不被旋进。

当一三档同步器16工作时，二四档同步器30需要被选择、作为升档或者降档时的预选同步器可以完成1-4档的升降档。

当4档工作时，此时奇数选档轴19旋转90度，一三档同步器16的选挡板脱开，五七档同步器15的选挡板被旋进，五七档同步器15被预选，当奇数选档轴19旋转的同时偶数选档轴29在二四档同步器30处设置的选挡板也在旋转，导致二四档同步器30被脱离选择，控制二四档同步器30的选挡板在圆周方向上有两个，当前一个旋转90度脱开时后一个被旋进，此时二四档同步器30依旧处于被选择的状态。此时实现5档的预选与换挡，当5档工作时随着发动机转速的不断增加，6档需要被预选，此时选档电机40接受信号开始转动，使奇数选档轴19、偶数选档轴29旋转90度，控制五七档同步器15的前一个选挡板脱离后一个选挡板旋进五七档同步器15的换挡拔叉槽，二四档同步器30脱开，偶数选档轴29的旋转使选挡板旋进六倒档同步器33的换挡拔叉槽，六倒档同步器33被预选6档，可以进行升换档与R档的工作。由于DCT特殊的换挡原理本实用新型的选档模块需要同时两个连续的奇数档与偶数档同步器被选择，以方便进行预选档位与升降档的顺利完成。同理降档过程也是如此，不同的是此时奇数选档轴19、偶数选档轴29需要连续两次反转90度，完成同步器的选择。

当奇数选档轴19、偶数选档轴29上设置的选挡板，旋进同步器的换挡拔叉时，为了保证奇数选档轴19、偶数选档轴29位置准确，当选挡板旋进时将自锁钢球39通过内六角螺钉36、弹簧压板37、压缩弹簧38的作用落入选挡板的槽里，将奇数选档轴19、偶数选档轴29的圆周方向锁定。

第一角度传感器21、第二角度传感器34用于检测件奇数选档轴19、偶数选档轴29的旋转角度，并将此时的选档信号传递给TCU，TCU根据当前的选档位置以及发动机的转速信号，发布信号给选档电机40，选档电机40执行动作使奇数选档轴19、偶数选档轴29旋转完成选档，使选档系统实现闭环控制。

换挡原理

当同步器的换挡拔叉被选择时，此时同步器是处于中间位置，并未挂上档，同步器齿套的移动是由第一换挡电机1、第二换挡电机24驱动完成，第一换挡电机1作为奇数档的换挡电机，第二换挡电机24作为偶数档的换挡电机。

第一换挡电机1通过行星减速机构（内齿圈固定行星架输出）由行星架8输出运动，行星架8通过第一深沟球轴承7固定在变速箱壳体2上，行星架8的前端内孔里加工出梯形螺纹，用来将行星架的旋转运动变成直线运动，螺杆座12的端部加工有梯形螺纹通过支撑杆11限制其圆周方向的转动，支撑杆11的外侧装有钢球保持套13，方便螺杆座12顺畅移动，同时支撑杆11顶住第二深沟球轴承14的轴承外圈，对第二深沟球轴承14进行轴向限位，使深沟球轴承14可以承受第一选档蜗轮42选档时的轴向力。通过以上零部件的互相作用使行星架8旋转时螺杆座12只能做直线运动，螺杆座12通过第二深沟球轴承连接奇数选档轴19，从而拉动奇数选档轴19做往返的直线运动，拉动第一换挡拔叉17或第二换挡拔叉18完成奇数档的换挡动作。

同理，第二换挡电机24所执行偶数档换挡动作同第一换挡电机。

压缩弹簧25、弹簧26放置在行星架的内孔与外圆上，使换挡时的直线运动更加平稳，换挡后弹簧的压缩使丝杆副内部产生预紧力，使梯形丝杆的自锁更加可靠，不会因为车辆行驶中的颠簸震动而产生松动出现掉档或者同步器齿套晃动或后移；丝杆副的晃动以及同步器换挡齿套的松动最终还会影响电机的行程控制，影响控制精度与响应速度。

第一位移传感器23、第二位移传感器35用来检测换挡时的行程位移，将档位信号反馈给TCU，从而控制第一换挡电机1、第二换挡电机24的起动关闭，同时这些位移传感器可以保证换挡同步器的齿套在空挡时能准确处于零位这样就保证了选档时奇数选档轴19、偶数选档轴29圆周方向伸出的选挡板可以准确地旋进同步器换挡拔叉的槽里，不会出现选档干涉。

本实用新型使用时，车辆在起步之前奇数选档轴19、偶数选档轴29分别选择一三档同步器16、二四档同步器30的换挡拔叉的槽，通过自锁钢球39定位，然后第一换挡电机1通过螺杆座12端部的梯形螺纹带动奇数选档轴19作直线运动，进而推动第二换挡拔叉18在第一位移传感器23的检测下完成换挡动作并将档位信号传递给TCU，此时奇数选档轴19沿着第一平键22在第一选档蜗轮42的内孔做直线运动，此时同步器的选择状态下可以顺利完成1档到4档或者4档到1档的升降档工作。

当4档升5档时件选档电机40通过蜗杆副分别驱动第一选档蜗轮42、第二选档蜗轮43旋转，通过第一角度传感器21、第二角度传感器34的检测使奇数选档轴19、偶数选档轴29顺时针旋转90度，通过奇数选档轴19、偶数选档轴29上设置的选挡板使奇数选档轴19脱离一三档同步器16，另一个选挡板旋进五七档同步器15，而此时二四档同步器30不被脱开，因此偶数选档轴29控制二四档同步器30设置的选挡板有两个且相隔90度，当前一个选挡板脱出时后一个又重新旋进、之后随着发动机转速的继续增加第一换挡电机1执行动作通过丝杆副驱动螺杆座12作直线运动，带动奇数选档轴19做直线运动，奇数选档轴19推动第一换挡拔叉17完成5档的选档动作，第一位移传感器23检测换挡行程并反馈档位信号，然后K2离合器的逐渐脱开，K1离合器的逐渐接合变速箱进入5档，此时第二换挡电机24执行动作，推动4档的换挡拔叉，使同步器齿套回到中间位置。然后根据发动机转速，油门工况，道路状况TCU发出指令选档电机40执行动作，通过第一选档蜗轮42、第二选档蜗轮43将奇数选档轴19、偶数选档轴29继续顺时针旋转90度，偶数选档轴29设置的选挡板脱离第三换挡拔叉31、旋进六倒档同步器33的第四换挡拔叉32，奇数选档轴19上控制第一换挡拔叉17的选挡板有两个且相隔90度，前一个旋出后一个旋进，同上此时第二换挡电机24换挡电机执行动作进行6档的预选，然后根据离合器的结合状态变速箱进入6档行驶状态，当变速箱升7档第一换挡电机1执行动作推动一换挡拔叉17，实现7档预选，1到7档升档过程如上，降档过程只需将升档动作反向执行即可。

Claims (7)

1.一种DCT双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构，包括选挡机构和换挡机构，其特征在于：所述选挡机构包括奇数选档轴（19）、偶数选档轴（29），奇数选档轴（19）、偶数选档轴（29）通过旋转依靠其圆周方向伸出的选挡板旋进相应的要预选档位同步器的换挡拔叉进行选挡，其中奇数选档轴（19）控制一三档同步器（16）、五七档同步器（15），偶数选档轴（29）控制二四档同步器（30）、六倒档同步器（33）。

2.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构，其特征在于：

所述奇数选档轴（19）圆周方向上设置选挡板控制一三档同步器（16）；另外一个位置处的圆周方向设置两个相隔90度选挡板用来控制五七档同步器（15）；

所述偶数选档轴（29）圆周方向上设置选挡板控制六倒档同步器（33）；另外一个位置处的圆周方向设置伸出两个相隔90度选挡板用来控制二四档同步器（30）。

3.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构，其特征在于：当奇数选档轴（19）、偶数选档轴（29）上设置的选挡板旋进同步器的换挡拔叉时，自锁钢球（39）通过内六角螺钉（36）、弹簧压板（37）、压缩弹簧（38）的作用落入选挡板的槽里，将奇数选档轴（19）、偶数选档轴（29）的圆周方向锁定。

4.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构，其特征在于：还包括第一角度传感器（21）、第二角度传感器（34），第一角度传感器（21）、第二角度传感器（34）用于检测件奇数选档轴（19）、偶数选档轴（29）的旋转角度，并将此时的选档信号传递给TCU。

5.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构，其特征在于：所述换挡机构包括第一换挡电机（1）、第二换挡电机（24），第一换挡电机（1）通过行星减速机构由行星架（8）输出运动，行星架（8）通过第一深沟球轴承（7）固定在变速箱壳体（2）上，行星架（8）的前端内孔内设置梯形螺纹，螺杆座（12）的端部加工有梯形螺纹通过支撑杆（11）限制其圆周方向的转动，支撑杆（11）的外侧装有钢球保持套（13），同时支撑杆（11）顶住第二深沟球轴承（14）的轴承外圈，对第二深沟球轴承（14）进行轴向限位；行星架（8）旋转时螺杆座（12）只能做直线运动，螺杆座（12）通过第二深沟球轴承连接奇数选档轴（19），拉动奇数选档轴（19）做往返的直线运动，拉动第一换挡拔叉（17）或第二换挡拔叉（18）完成奇数档的换挡动作；

第二换挡电机（24）的结构和所执行偶数档换挡动作与第一换挡电机相同。

6.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构，其特征在于：所述换挡机构还包括压缩弹簧（25）、弹簧（26），压缩弹簧（25）、弹簧（26）放置在行星架的内孔与外圆上。

7.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的电控式换挡执行机构，其特征在于：所述换挡机构还包括第一位移传感器（23）、第二位移传感器（35），第一位移传感器（23）、第二位移传感器（35）用来检测换挡时的行程位移，将档位信号反馈给TCU。