[發明專利]一種動力換擋式自動變速系統

有效

• 申請號: 200810028051.X
• 申請日: 2008-05-13
• 公開（公告）號: CN101280826A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 羅玉濤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F16H3/10
• 分類號: F16H3/10;F16H61/00;F16H59/04
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及機械傳動系統中的自動變速系統，特別是涉及一種動力換擋式自動變速系統。

技術背景

車輛的經濟性、動力性、駕乘舒適性不僅取決于發動機，而且在很大程度上依賴于變速器及變速器與發動機的匹配。最早出現的手動擋變速器(MT)，通過離合器和手動換擋撥叉來實現擋位的變換，這種變速器具有結構簡單、外形緊湊，傳動效率高，可靠性高，成本低等優點，應用較為廣泛。但由于車輛在換擋過程中，必須分離離合器，導致動力中斷，影響了車輛的動力性和駕乘舒適性。由液力變矩器和行星齒輪機構組成的液力自動變速器(AT)能夠實現動力換擋，克服了手動擋變速器換擋過程中動力中斷的缺點，并且實現了自動換擋。鋼帶無級變速器(CVT)則是通過改變帶輪的工作半徑，使變速器傳動比無級變化，能使發動機始終工作在最佳工作點，使車輛的性能大大提高。隨著世界能源危機的出現，城市道路的日漸擁堵，汽車動力傳動裝置也在發生變化。當代汽車的發展更注重燃油經濟性、排放以及駕乘舒適性，一種在傳動效率和生產成本等方面優于傳統自動變速器(AT)的新技術一電控機械式自動變速器(AMT)被開發出來，由于其具有目前汽車工業發展所要求的高燃油經濟性、低排放和保護現有手動變速器生產投資的優點，受到了各大汽車廠的重視。

AMT的工作原理決定了它在換擋過程中首先要分離離合器，然后將變速器摘空擋，再選擋、換擋，最后接合離合器。這樣，當離合器分離后，直到離合器再重新接合之前，發動機的動力將不能被傳遞到車輪去驅動車輛運行，所以換擋過程中產生了動力傳遞的中斷，車輛必然產生減速度，換擋時間長，給車輛的加速性、舒適性等帶來不利影響。

為了既可以充分利用AMT所具有的優點，又可以消除其中斷動力換擋的缺點，人們研究出一種雙離合器自動變速器(Dual?Clutch?Transmission，簡稱DCT)。從原理上講，DCT系統是將2套離合器一齒輪變速系統交替使用，其中一套負責1擋、3擋、5擋等奇數擋的變速；另一套負責2擋、4擋和6擋等偶數擋和倒擋的變速。DCT系統的原理如圖5所示。DCT將變速器的擋位按奇、偶數分別布置在與兩個離合器所聯結的輸入軸上，通過預先接合同步器及離合器的滑磨控制來實現動力換擋過程。例如：當車輛以1擋行駛時，若電控單元判斷車輛即將要升入2擋，通過控制同步器執行機構，提前將2擋被動齒輪與同步器2進行嚙合，此時離合器2仍處于分離狀態，2擋還不傳遞動力；當達到2擋換擋時刻時，通過控制離合器執行機構，使離合器1的分離動作和離合器2的接合動作同時發生，保證了換擋過程中發動機的轉矩被連續傳遞到車輪，其余升、降擋過程與此類似。

雖然DCT系統實現了動力換擋，但仍然存在很多不足，其中主要有兩點：

(1)DCT系統工作時只有一根軸傳遞動力，另一根閑置；

(2)DCT系統能獲得的傳動比數受齒輪對數限制，即：系統的傳動比數與齒輪對數相等。

發明內容

本發明的目的在于保持雙離合器變速器自動變速器動力換擋的優點同時，克服現有雙離合器變速器的缺點，用極少的齒輪對數實現更多的傳動比。

本發明通過改進現有的雙離合器式自動機械變速器，增設行星機構及兩個制動器，并配合兩個離合器使用，實現用極少的齒輪對數實現更多的傳動比的目的。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種動力換擋式自動變速系統，包括輸入軸、輸出軸、齒輪箱、控制單元、換擋驅動機構和轉速傳感器，換檔驅動機構與齒輪箱內的嚙合套連接，控制單元分別與輸入軸、輸出軸、動力傳動軸之一和動力傳動軸之二上的轉速傳感器和換檔驅動機構信號連接；該系統還包括行星齒輪機構、兩離合器和兩制動器；所述輸入軸一端與發動機的曲軸相聯，另一端與行星機構的行星架相聯；行星機構的齒圈和太陽輪則分別與離合器之一和離合器之二的主動盤相連；制動器之一的一端固接于變速箱的外殼上，另一端則與行星機構的齒圈相連接；制動器之二的一端也固接于變速箱的外殼上，另一端則與行星機構的太陽輪連接；離合器之一和離合器之二的從動盤分別與齒輪箱的動力傳動軸之一和動力傳動軸之二連接，分別通過動力傳動軸之一和動力傳動軸之二的齒輪與輸出軸連接。

所述的齒輪箱中動力傳動軸之一上空套有前進擋用主動齒輪之一和主動齒輪之二；動力傳動軸之二上空套有前進擋用主動齒輪齒輪之三、主動齒輪之四和動力傳遞倒擋齒輪，主動齒輪分別與輸出軸上的四個從動齒輪嚙合；倒擋齒輪空套在倒擋軸上，分別與動力傳動軸之二上的動力傳遞倒擋齒輪及輸出軸上的從動倒檔齒輪嚙合。