专利名称：一种基于车用磁粉式双离合器的全电式机械自动变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于车辆自动变速技术领域，涉及一种基于车用磁粉子离合器的全电式机械自动变速器，特别是指一种用于汽车动力源传递动力的变速传动装置，也可应用于其他需要以变速方式传递动力的场合。
背景技术：
双离合器变速器(DCT)的最早研究开始于1938年，提出了将手动变速箱分为两部分的设计概念，一部分为奇数挡齿轮，一部分为偶数挡齿轮。奇数挡齿轮的输入轴和偶数挡齿轮的输入轴分别连接两个离合器上，通过这两个离合器来控制奇数挡齿轮和偶数挡齿轮动力传递的切换，能够实现在动力不中断的情况下实现速比的切换。与奇数挡齿轮输入轴和偶数挡齿轮输入轴连接的这两个离合器可以定义为双离合器的两个子离合器。双离合器变速器作为自动变速器产品首个进行工程开发并大量生产投放市场的是2003年德国大众公司和博格华纳联合开发的DQ250产品，采用的是博格华纳的湿式摩擦片的双离合器。此后德国LUK又为德国大众开发了基于干式摩擦片的双离合器运用在德国大众DQ200的双离合器变速器上。之后国内外众多整车厂和变速器供应商展开了双离合器变速器的研究开发工作，但基本都是基于湿式摩擦片双离合器和干式摩擦片双离合器而展开的，双离合器变速器传递的扭矩有所增大，前进挡位数有所增加，由横置发展为纵置，但无论是湿式摩擦片的双离合器还是干式摩擦片的双离合器的制造生产都为国外零部件公司所垄断。传统的湿式摩擦片双离合器变速器，湿式双离合器采用多片式油冷却摩擦片，通过液压缸来推动压板使湿式摩擦片同摩擦衬板的结合逐步从滑摩到完全结合实现扭矩的传递。通过控制两个子离合器的压板的推动压力及压力变化，实现两个子离合器传递扭矩的切换。传统的干式摩擦片 双离合器，通过电机驱动的分离杠杆来推动膜片弹簧来实现主动摩擦片和被动摩擦片从滑摩到完全结合。通过控制分离杠杆加载在膜片弹簧上的压力及压力变化，实现两个子离合器传递扭矩的切换。无论是传统的湿式摩擦片双离合器变速器和干式摩擦片双离合器变速器都有抗滑摩能力差的缺点，控制不好极易造成车辆工况切换下的冲击，影响车辆行驶的舒适性，同样因为抗滑摩能力差极易造成双离合器工作温度过高而进入故障状态，，同样因为抗滑摩能力差这样使得车辆在坡道驻车无法通过离合器滑摩传递发动机动力来抵消车辆后溜，而只能借助电子驻车等系统来实现车辆的坡道驻车，并且在坡道频繁起步及坡道爬行工况行车极易出现因滑摩造成的离合器温度过高，离合器热衰退失效和烧毁。无论是传统的湿式摩擦片双离合器变速器和干式摩擦片双离合器变速器在离合器结合过程中扭矩的控制呈现非线性特征，这使得传统的湿式双离合器和干式双离合器的控制比较复杂，在双离合器使用过程中摩擦片的磨损所带来的离合器特性差异造成的车辆驾驶性的变化比较大，极易造成车辆换挡过程的冲击性。[0008]无论是传统的湿式摩擦片双离合器变速器和干式摩擦片双离合器变速器其湿式离合器涉及的液压驱动装置还是干式离合器涉及的机械驱动装置都较为复杂，制造成本也比较高，使得基于目前这两种传统双离合器的自动变速器产品仅限于在中高档车辆中使用。
发明内容本实用新型专利所要解决的是提出一种基于车用磁粉式双离合器的全电式机械自动变速器设计方案，来解决传统双离合器自动变速器制造成本高、控制难度大、抗滑摩能力差的问题。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种基于车用磁粉式双离合器的全电式机械自动变速器，包括数据和信号采集装置、选换挡装置、变速器控制单元、机械变速器本体和离合器执行机构，所述的变速器控制单元的信号输入端连接数据和信号采集装置，变速器控制单元的信号输出端连接选换挡装置和离合器执行机构，所述的选换挡装置、变速器控制单元和离合器执行机构安装于机械变速器本体上，其特征在于，所述的离合器执行机构为车用磁粉式双离合器。所述的一种基于车用磁粉式双离合器的全电式机械自动变速器，所述的数据和信号采集装置包括分别与变速器控制单元通信连接的变速器输入轴转速传感器、选挡位置传感器、换挡位置传感器，以及与变速器控制单元通信连接的用于采集选挡器位置信号、加速踏板信号、制动踏板信号和通过CAN总线接收来自发动机控制单元和ABS控制单元的信号的电路。本实用新型的技术效果在于，利用两个磁粉子离合器励磁电流通断控制来实现这两个磁粉子离合器工作与非工作状态的切换。利用两个磁粉子离合器激磁电流的线性增长与线性降低来完成两个磁粉子离合器传递扭矩的切换过程。本发明的技术效果是，利用磁粉在励磁电流下形成磁粉链，通过切割磁粉链来传递扭矩原理，通过控制不同磁粉子离合器励磁电流的通断来控制两个磁粉子离合器的工作状态，利用控制两个磁粉子离合器励磁电流的变化来实现两个磁粉子离合器传递扭矩的切换。由于磁粉离合器具备了抗滑摩能力强，输出扭矩特性与励磁电流基本成线性关系，通过控制电流的通断就可以实现扭矩的传递与切断，通过控制电流增长和下降特性就可以控制两个磁粉子离合器的扭矩切换特性，相对传统的双离合器取消了复杂的离合器液压驱动装置和机械驱动装置。因此采用本实用新型使得双离合器变速器结构更为简单，控制更为简单，制造成本更低，抗滑摩能力更强，使用寿命更长，最大限度的减少车辆换挡冲击。具有无噪音，无污染的优点有利于减少汽车排放，提高车辆的安全性、舒适性和经济性。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的电路连接结构示意图；图3为本实用新型换挡原理示意图。
具体实施方式
参见图1、图2，本实用新型的数据和信号采集装置包括分别与变速器控制单元通信连接的变速器输入轴转速传感器、选挡位置传感器、换挡位置传感器、以及用于采集选挡器位置信号、加速踏板信号、制动踏板信号和通过CAN总线接收来自发动机控制单元和ABS控制单元的信号的电路。变速器控制单元的信号输入端连接数据和信号采集装置，变速器控制单元的信号输出端连接选换挡装置，选换挡装置、变速器控制单元和离合器执行机构安装于机械变速器本体上，离合器执行机构为车用磁粉式双离合器，变速器控制单元的信号输出端连接车用磁粉式双离合器。变速器电控单元(TCU)根据传感器实时采集的驾驶员操纵参数信息(油门踏板、制动踏板、挡位选择器开关等)和车辆的运行状态参数信息(通过CAN总线与发动机E⑶通信，了解油门踏板开度、发动机转速和扭矩等信号，与ABS控制单元通信来判定路面信息和车速)，进行综合判断和处理，按照控制器中存储的控制规律，发出控制指令。借助于相应的执行机构(选换挡执行机构、车用磁粉式双离合器、发动机控制单元等)，对车辆的动力传动系统(发动机、车用磁粉式双离合器、变速器换挡装置)进行联合操纵，使变速器处在相应的最佳挡位，从而达到车辆的加速或减速的目的。参见图3，本实用新型的一种基于磁粉式双离合器的全电式机械自动变速器的车用磁粉式双离合器分为Cl磁粉式子离合器和C2磁粉式子离合器。其中Cl磁粉式子离合器连接变速器的奇数挡齿轮，C2磁粉式子离合器连接变速器的偶数挡齿轮。但本实用新型方案并不限于此图所描述的速比，奇数挡和偶数挡齿轮速比扩展可设计实现12速变速，此示意图仅为工作原理描述。空挡在Cl磁粉式子离合器励磁线圈和C2磁粉式子离合器励磁线圈均未通电的情况下，Cl磁粉式子离合器输出轴和C2磁粉式子离合器输出轴均不能输出发动机扭矩，此时双离合器自动变速器处在空挡状态。奇数挡C1磁粉式子离合器励磁线圈电流逐渐增大直至饱和时，Cl磁粉式子离合器输出轴开始输出发动机扭矩，Cl磁粉式子离合器实现了从滑摩到完全结合的转变，也就实现了发动机扭矩的完全传递。偶数挡C2磁粉式子离合器励磁线圈电流逐渐增大直至饱和时，C2磁粉式子离合器输出轴开始输出发动机扭矩，C2磁粉式子离合器实现了从滑摩到完全结合的转变，也就实现了发动机扭矩的完全传递。奇数挡偶数挡工作扭矩切换当奇数挡齿轮向偶数挡齿轮切换时，负责奇数挡Cl磁粉式子离合器励磁线圈电流从饱和开始呈下降趋势直至为0，Cl磁粉式子离合器最后为非工作状态。负责偶数挡C2磁粉式子离合器励磁线圈电流呈增长趋势直至为饱和，C2磁粉式子离合器为工作状态。由于磁粉离合器具有稳定的转速-转矩特性，有效的散热装置及其负载特性，控制功率小和快速响应特性等优点，是一种多用途、性能优越的自动控制元件。通过改变其励磁电流的大小可以任意调节控制转矩的大小，响应速度快使得基于车用磁粉式双离合器的全电式机械自动变速器控制单元更易于控制发动机转矩的传递，较传统基于湿式摩擦片的双离合器变速器和基于干式摩擦片的双离合器变速器控制更加简单，换挡冲击得到最大限度的降低。[0026]基于车用磁粉式双离合器的全电式机械自动变速器较传统的湿式双离合器变速器和干式双离合器变速器具有响应速度快、无冲击、无噪音、无污染、抗滑摩时间更长，使用寿命长，控制更易实现。使用本实用新型专利，可以使双离合器型自动变速器成本更低，控制更易实现，有利于减少汽车排放，提高车辆的安全性、舒适性和经济性。
权利要求1.一种基于车用磁粉式双离合器的全电式机械自动变速器，包括数据和信号采集装置、选换挡装置、变速器控制单元、机械变速器本体和离合器执行机构，所述的变速器控制单元的信号输入端连接数据和信号采集装置，变速器控制单元的信号输出端连接选换挡装置和离合器执行机构，所述的选换挡装置、变速器控制单元和离合器执行机构安装于机械变速器本体上，其特征在于，所述的离合器执行机构为车用磁粉式双离合器。
2.根据权利要求1所述的一种基于车用磁粉式双离合器的全电式机械自动变速器，其特征在于，所述的数据和信号采集装置包括分别与变速器控制单元通信连接的变速器输入轴转速传感器、选挡位置传感器、换挡位置传感器，以及与变速器控制单元通信连接的用于采集选挡器位置信号、加速踏板信号、制动踏板信号和通过CAN总线接收来自发动机控制单元和ABS控制单元的信号的电路。
专利摘要本实用新型公开了一种基于车用磁粉式双离合器的全电式机械自动变速器，包括数据和信号采集装置、选换挡装置、变速器控制单元、机械变速器本体和车用磁粉式双离合器，本实用新型的技术效果在于，采用车用磁粉式双离合器替代湿式双离合器及其液压驱动装置和干式双离合器及其离合器电机驱动机械执行机构，故简化了结构。基于车用磁粉式双离合器的全电式机械自动变速器较传统的湿式双离合器变速器和干式双离合器变速器具有响应速度快、无冲击、无噪音、无污染、抗滑摩时间更长，使用寿命长，控制更易实现。本装置可以使双离合器型自动变速器成本更低，控制更易实现，有利于减少汽车排放，提高车辆的安全性、舒适性和经济性。
文档编号B60K17/02GK202901254SQ20122054644
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者魏英俊 申请人:湖南中德汽车自动变速器股份有限公司