专利名称：防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及双离合器式自动变速器装置，具体是指防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器。
背景技术：
随着汽车技术、车辆操控自动化的迅猛发展，出现了多种形式的车辆自动变速装置，主要有液力机械式自动变速器(AT)、机械式无级变速器(CVT)、以及电控机械式自动变速器(AMT)、双离合器式自动变速器等。
其中，电控机械式自动变速器(AMT)是基于传统的平行轴式手动变速器发展而来的，具有高燃油经济性、低排放和保护现有手动变速器生产投资等优点，但是，其工作原理决定了它在换挡过程中首先要分离离合器，然后将变速器挂空挡，再选挡、换挡，最后接合离合器，因此其换挡过程不可避免地存在动力中断，给车辆地车辆的加速性、舒适性带来不利影响。为解决AMT动力中断的缺点，改善换挡品质，双离合器式自动变速器应运而生。双离合器式变速器挡位按奇、偶数分开布置在与两个离合器联结的传动轴上，通过两离合器的交替传递动力完成换挡切换。双离合器式变速器相当于有两套变速机构相互配合，因此可以保证动力不中断，使动力传递连续，极大地提高燃油经济性和换挡舒适性。
但是，目前双离合器式自动变速器有一问题亟待解决在换挡过程中，为使动力不中断，两个离合器必然存在工作重叠的部分，重叠量过小，则仍会存在动力中断；如果重叠量过大或离合器油压配合操控不当，则会出现挂双挡干涉锁死的情况，即两挡位动力传输机构形成首尾相连的封闭环，此时变速机构自由度为0，变速机构卡死，从而极易造成发动机熄火，或两离合器在很高的压紧力下出现有害滑摩，离合器摩擦片温度急剧升高，产生变形甚至烧蚀破坏，同时引起齿轮附加啮合损失，降低传动效率，甚至损坏动力传动机构。因此现有的双离合器式自动变速器其对离合器的接合、分离控制时序精度有很高的要求。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，其可较好解决因离合器操控不当而导致双离合器式自动变速器挂双挡干涉锁死问题，以改善汽车运行的燃油经济性及换挡平顺性。
本实用新型的目的通过下述方案实现本防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，包括第一、第二离合器及输入轴，输出轴，传动轴，各挡位齿轮副，各挡位同步器、换挡控制机构，换挡控制机构与第一、二离合器及各挡位同步器相连接；所述输入轴、输出轴、传动轴相互平行，所述两个离合器与输入轴连接或者分别与输入轴、输出轴连接，各挡位齿轮副按奇、偶数挡位布置在输入轴、输出轴、传动轴上，且通过各挡位同步器适时地与输入轴、输出轴、传动轴接合或分离，所述第一、二离合器与传动轴间相应串连有第一、二单向离合器。
为更好地实现本实用新型，上述挡位包括五个前进挡I、II、III、IV、V及一个倒挡R。当然，也可以是其他形式的挡位设置。
当采用上述五个前进档及一个倒挡的挡位设置时，作为第一种优选的方案，所述第一、二离合器与输入轴固接，所述传动轴包括中间轴、同心轴，各挡位同步器包括第一、二、三同步器，所述各挡位齿轮副的布置方式为I、III、V挡主动齿轮与中间轴套接，R挡主动齿轮与中间轴固接，且中间轴与第一单向离合器连接，II、IV挡主动齿轮通过同心轴与第二单向离合器连接，第一、第二同步器与中间轴固接，且第一同步器与I、III挡主动齿轮连接，第二同步器与V挡主动齿轮连接，I、III、V、R挡从动齿轮及第三同步器与输出轴固接，II、IV挡从动齿轮与输出轴套接，且II、IV挡从动齿轮分别与第三同步器连接。
当采用上述五个前进档及一个倒挡的挡位设置时，作为第二种优选的方案，所述第一离合器与输入轴固接，第二离合器与输出轴固接，所述传动轴包括第一、第二同心轴，各挡位同步器包括第一、二、三同步器，所述各挡位齿轮副的布置方式为I、III、V、R挡主动齿轮通过第一同心轴与第一单向离合器连接，II、IV挡主动齿轮与输入轴套接，第一同步器与输入轴固接，且与II、IV挡主动齿轮分别连接，第二、三同步器及R挡从动齿轮与输出轴固接，I、III、V挡从动齿轮与输出轴套接，且第二同步器与I、III挡从动齿轮分别连接，第三同步器与V挡从动齿轮连接，II、IV挡从动齿轮通过第二同心轴与第二单向离合器连接。
当采用上述五个前进档及一个倒挡的挡位设置时，作为第三种优选的方案，本防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，还包括由输出齿轮及第一、二中间齿轮组成的齿轮组，所述传动轴包括同心轴及第一、二、三中间轴，输出齿轮与输出轴固接，第一、二中间齿轮相应固接在第一、二中间轴上，且第一、二中间齿轮与输出齿轮啮合，所述第一、二离合器与输入轴固接，各挡位同步器包括第一、二、三、四同步器，所述各挡位齿轮副的布置方式为I、III、V挡主动齿轮通过第一同心轴与第一单向离合器连接，II、R挡主动齿轮与第一中间轴固接，IV挡主动齿轮与第一中间轴套接，I、V挡从动齿轮与第二中间轴套接，第三、四同步器及II挡从动齿轮与第二中间轴固接，第三同步器与I、V挡从动齿轮分别连接，第四同步器与II挡从动齿轮连接，III、IV、R挡从动齿轮与第三中间轴套接，第一、二同步器与第三中间轴固接，且第一同步器与III挡从动齿轮连接，第二同步器与IV、R挡从动齿轮分别连接。
本实用新型的工作原理是当车辆接合某一离合器以某一挡位运行时，控制系统预先判断即将进入工作的与另一离合器相连接的下一挡位，由于该挡位还未传递动力，故可以指令自动换挡机构十分方便的将相应齿轮副预先切入挡位，在车辆运行达到换挡点时，将正在工作的离合器分离，同时接合另一离合器，从而完成挡位切换。本实用新型采用了单向离合器，其作用为(1)当车辆处于某一挡位稳定行驶时，与该挡位联结的单向离合器锁止，动力经相应离合器、单向离合器传送出去。此时该单向离合器起同比传递动力的作用。
(2)变速器在换挡过程中，以变速器从III挡切换到IV挡为例变速器与III挡相联结的离合器C1由接合到滑摩再到分离状态，与IV挡相联结的离合器C2由分离到滑摩再到接合状态，为使动力不中断，两个离合器必需存在工作重叠区。假如此时由于操控不当或某种原因，两离合器同时紧密接合，且相应同步装置同时啮合III、IV挡齿轮，即此时变速器同时挂上III、IV两挡。由于两挡位传动比不同，与离合器C1、C2联结的两传动轴将不可避免地存在转速差，与低挡位齿轮副联结传动轴的转速大于与高挡位齿轮副传动轴，则联结低挡位的单向离合器将发生打滑，高挡位的单向离合器锁止，动力由高挡位传送出去。假如此时离合器C1、C2没有串联单向离合器，两挡位动力传输机构将形成首尾相连的闭环，此时变速机构自由度为0，变速机构卡死，从而极易造成发动机熄火，或两离合器在很高的压紧力下出现有害滑摩，离合器摩擦片温度急剧升高，产生变形甚至烧蚀破坏，同时引起齿轮附加啮合损失，降低传动效率，甚至损坏动力传动机构。
本实用新型相对现有技术具有如下优点与有益效果(1)本防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器相当于有两套变速系统，在变速过程中交替工作，换挡时不存在动力中断，使换挡平顺，换挡时没有明显的减速产生，且两个离合器的切换时间短，从而缩短了换挡时间，极大地改善了换挡舒适性；(2)由于两个离合器各串联有一单向离合器，解决了双离合器式自动变速器挂双挡锁死的问题。即使两个离合器由于误操作同时完全紧密接合(即挂双挡)，变速系统会适时自动地选择相应挡位齿轮副作为动力输出，第二挡位齿轮副及其关联离合器被架空，使动力能顺利传出，不会产生挂双挡时由于两挡位传动比不同所造成的干涉锁死及其引起的动力内耗、发动机卡死熄火等问题；(3)由于单向离合器的采用，利用其对转矩方向的灵敏反应来限制反方向负转矩的产生，又同时自动适时地发出正转矩，保证了换挡瞬间既不会发生动力中断，也不会出现挂双挡干涉锁死问题，转矩扰动减至最小，从而可以简化双离合器换挡油压操控策略，提高选、换挡机构和离合器操控机构的容错能力，提高车辆的运行可靠度；(4)增加的单向离合器结构简单，成本低，且使用过程中几乎无任何能量损耗。
图1是本实用新型防挂双挡锁死的双离合器式自动变速机构的一种结构示意图；图2是本实用新型防挂双挡锁死的双离合器式自动变速机构的第二种结构示意图；图3是本实用新型防挂双挡锁死的双离合器式自动变速机构的第三种结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例一如图1所示，本防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，包括第一、二离合器C1、C2，第一、二单向离合器F1、F2及输入轴4，输出轴2，传动轴，各挡位齿轮副、各挡位同步器、换挡控制机构，换挡控制机构与第一、二离合器及各挡位同步器相连接；输入轴1、输出轴2、传动轴相互平行，挡位包括五个前进挡I、II、III、IV、V及一个倒挡R，第一、二离合器C1、C2与输入轴4固接，传动轴包括中间轴1、同心轴3，各挡位同步器包括A1、A2、A3，各挡位齿轮副的布置方式为I、III、V挡主动齿轮Z1、Z3、Z5与中间轴1套接，R挡主动齿轮ZR与中间轴1固接，且中间轴1与第一单向离合器F1连接，II、IV挡主动齿轮Z2、Z4通过同心轴3与第二单向离合器F2连接，第一、二同步器A1、A2与中间轴1固接，且第一同步器A1与I、III挡主动齿轮Z1、Z3连接，第二同步器A2与V挡主动齿轮Z5连接，I、III、V、R挡从动齿轮Z1’、Z3’、Z5’、ZR’及第三同步器与输出轴2固接，II、IV挡从动齿轮Z2’、Z4’与输出轴2套接，且II、IV挡从动齿轮Z2’、Z4’分别与第三同步器A3连接。
以挂III挡为例，说明该双离合器式自动变速机构的工作过程如下动力源的动力由输入轴4传入，当离合器C1接合，离合器C2分离时，动力由离合器C1再经单向离合器F1传到轴1，而轴1上固定连接了两个同步器A1、A2。当同步器A1与同心轴1上的III挡主动齿轮Z3啮合，且同步器A2处于空挡位置时，动力由III挡主动齿轮Z3传到与其常啮合的III挡被动齿轮Z3’，再经输出轴2传出。动力经由输入轴4→离合器C1→同步器A1→III挡主动齿轮Z3→III挡被动齿轮Z3’→输出轴2传出。即此时该变速器挂上III挡。挂其它挡位时接合或分离相应的离合器、同步器即可，依此类推。
以从III挡挂上IV挡为例，说明换挡过程这时与IV挡齿轮副相联结的离合器C2分离，该挡位还未传递动力，可预先指令换挡控制机构换入挡位，即使同步器A3与IV挡被动齿轮Z4’啮合。当车辆运行到换挡点时，将离合器C1分离，同时接合离合器C2。从而完成从III挡到IV挡的挡位切换。换挡过程中不存在动力中断，发动机的动力始终连续地被传送出去。
变速器在上述从III挡到IV挡的挡位切换过程中，离合器C1由接合到滑摩再到分离，离合器C2由分离到滑摩再到接合，为使动力不中断，两个离合器必需存在工作重叠区。假如此时离合器C1、C2由于操控不当或其它某种原因，同时紧密接合，且同步器A1啮合III挡主动齿轮Z3，同步器A3啮合IV挡被动齿轮Z4’，即此时变速器同时挂上III、III两挡。由于两挡位变速比不同，传动轴1与传动轴3存在转速差，且传动轴1的转速大于传动轴2，则与传动轴1相联结的单向离合器F1将发生打滑，与传动轴1联结的单向离合器F2锁止，传动轴2与输入轴1同步，动力由仅经离合器C2、单向离合器F2由IV挡齿轮副传递出去。
实施例二如图2所示，本防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，包括第一、第二离合器C1、C2，第一、二单向离合器F1、F2及输入轴1，输出轴4，传动轴，各挡位齿轮副、各挡位同步器、换挡控制机构，换挡控制机构与第一、二离合器及各挡位同步器相连接；输入轴1、输出轴4、传动轴相互平行，挡位包括五个前进挡I、II、III、IV、V及一个倒挡R，第一离合器C1与输入轴1固接，起联接轴1、轴2作用，第二离合器C2与输出轴4固接，传动轴包括同心轴2、3，各挡位同步器包括第一、二、三同步器A1、A2、A3。各挡位齿轮副的布置方式为I、III、V、R挡主动齿轮Z1、Z3、Z5、ZR通过同心轴2与单向离合器F1、离合器C1连接，II、IV挡主动齿轮Z2、Z4空套在输入轴1上，通过同步器A1适时地与输入轴1接合或分离。同步器A1与输入轴1固接，同步器A2、A3及R挡从动齿轮ZR’与输出轴4固接。I、III挡从动齿轮Z1’、Z3’空套在输出轴4上，且通过同步器A2适时地与输出轴4同步接合。II、IV挡从动齿轮Z2’、Z4’通过同心轴3与单向离合器F2、离合器C2连接。同步器A3固接在输出轴4上，且与V挡从动齿轮Z5’配合。
其工作过程与实施例一相似。
实施例三如图3所示，本防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，包括第一、第二离合器C1、C2，第一、二单向离合器F1、F2及输入轴1，输出轴2，传动轴，各挡位齿轮副、各挡位同步器、换挡控制机构，换挡控制机构与第一、二离合器及各挡位同步器相连接；输入轴、输出轴、传动轴相互平行，挡位包括五个前进挡I、II、III、IV、V及一个倒挡R。本防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，还包括由输出齿轮Z0”及第一、二中间齿轮Z0、Z0’组成的齿轮组，传动轴包括中间轴3、5、6及同心轴4，输出轴齿轮Z0”与输出轴2固接，第一、二中间齿轮Z0、Z0’相应固接在中间轴3、5上，第一、二离合器C1、C2与输入轴1固接，各挡位同步器包括第一、二、三、四同步器A1、A2、A3、A4。各挡位齿轮副的布置方式为I、III、V挡主动齿轮Z1、Z3、Z5固接在同心轴4上；II、IV、R挡主动齿轮Z2、Z4、ZR与中间轴6固接；I、II、V挡从动齿轮Z1’、Z2’、Z5’空套在中间轴5上，且通过同步器A3、A4适时地与轴5同步接合；III、IV、R挡从动齿轮Z3’、Z4’、ZR’空套在中间轴3上，且通过同步器A1、A2适时地与轴3接合或分离。
本实施例为双中间轴式双离合器自动变速机构。它与前两个实施例相比，不同之处在于采用了两个中间轴，动力在输入轴和输出轴之间可经由两条不同的路线传递。其优点是变速器的轴向尺寸较前两种大大缩短，且功能和换挡过程与前两种布置形式一样。
以上仅就结合具有I、II、III、IV、V挡及倒挡R共六个挡位的双离合器式变速器的三个具体实施例，对本技术实用新型的工作原理作了具体说明，按照此构思完全可实现五个挡位或其它挡位布置的变速机构，但只要是以由两个离合器组成的平行轴式齿轮变速机构，并且两离合器各串联一单向离合器，各挡位齿轮副按奇、偶数布置逐级联结两离合器，实现挡位的交替切换，均属本实用新型技术构思的权利保护范围。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
权利要求1.防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，本防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，包括第一、二离合器及输入轴，输出轴，传动轴，各挡位齿轮副、各挡位同步器、换挡控制机构，换挡控制机构与第一、二离合器及各挡位同步器相连接；所述输入轴、输出轴、传动轴相互平行，所述两个离合器与输入轴连接或者分别与输入轴、输出轴连接，各挡位齿轮副按奇、偶数挡位布置在输入轴、输出轴、传动轴上，且通过各挡位同步器与输入轴、输出轴、传动轴连接，其特征在于所述第一、二离合器与传动轴间还相应串连有第一、二单向离合器。
2.按权利要求1所述防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，其特征在于所述挡位包括五个前进挡I、II、III、IV、V及一个倒挡R。
3.按权利要求2所述防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，其特征在于所述第一、二离合器与输入轴固接，所述传动轴包括中间轴、同心轴，各挡位同步器包括第一、二、三同步器，所述各挡位齿轮副的布置方式为I、III、V挡主动齿轮与中间轴套接，R挡主动齿轮与中间轴固接，且中间轴与第一单向离合器连接，II、IV挡主动齿轮通过同心轴与第二单向离合器连接，第一、第二同步器与中间轴固接，且第一同步器与I、III挡主动齿轮连接，第二同步器与V挡主动齿轮连接，I、III、V、R挡从动齿轮及第三同步器与输出轴固接，II、IV挡从动齿轮与输出轴套接，且II、IV挡从动齿轮分别与第三同步器连接。
4.按权利要求2所述防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，其特征在于所述第一离合器与输入轴固接，第二离合器与输出轴固接，所述传动轴包括第一、第二同心轴，各挡位同步器包括第一、二、三同步器，所述各挡位齿轮副的布置方式为I、III、V、R挡主动齿轮通过第一同心轴与第一单向离合器连接，II、IV挡主动齿轮与输入轴套接，第一同步器与输入轴固接，且与II、IV挡主动齿轮分别连接，第二、三同步器及R挡从动齿轮与输出轴固接，I、III、V挡从动齿轮与输出轴套接，且第二同步器与I、III挡从动齿轮分别连接，第三同步器与V挡从动齿轮连接，II、IV挡从动齿轮通过第二同心轴与第二单向离合器连接。
5.按权利要求2所述防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，其特征在于还包括由输出齿轮及第一、二中间齿轮组成的齿轮组，所述传动轴包括同心轴及第一、二、三中间轴，输出齿轮与输出轴固接，第一、二中间齿轮相应固接在第一、二中间轴上，且第一、二中间齿轮与输出齿轮啮合，所述第一、二离合器与输入轴固接，各挡位同步器包括第一、二、三、四同步器，所述各挡位齿轮副的布置方式为I、III、V挡主动齿轮通过第一同心轴与第一单向离合器连接，II、R挡主动齿轮与第一中间轴固接，IV挡主动齿轮与第一中间轴套接，I、V挡从动齿轮与第二中间轴套接，第三、四同步器及II挡从动齿轮与第二中间轴固接，第三同步器与I、V挡从动齿轮分别连接，第四同步器与II挡从动齿轮连接，III、IV、R挡从动齿轮与第三中间轴套接，第一、二同步器与第三中间轴固接，且第一同步器与III挡从动齿轮连接，第二同步器与IV、R挡从动齿轮分别连接。
专利摘要本实用新型提供防挂双挡锁死的双离合器式自动变速器，包括第一、二离合器及输入轴，输出轴，传动轴，各挡位齿轮副、各挡位同步器、换挡控制机构，换挡控制机构与第一、二离合器及各挡位同步器相连接；输入轴、输出轴、传动轴相互平行，两个离合器与输入轴连接或者分别与输入轴、输出轴连接，各挡位齿轮副按奇、偶数挡位布置在输入轴、输出轴、传动轴上，且通过各挡位同步器适时地与输入轴、输出轴、传动轴接合或分离，第一、二离合器与传动轴间相应串连有第一、二单向离合器。本实用新型解决了挂双挡锁死及动力内耗、发动机卡死熄火等问题；单向离合器结构简单，成本低，能量损耗低；可简化双离合器换挡油压操控策略，提高车辆的运行可靠度。
文档编号F16H3/12GK2924171SQ20062005975
公开日2007年7月18日 申请日期2006年5月31日 优先权日2006年5月31日
发明者朱喆达, 陈丽娜, 孙海平, 王培森 申请人:华南理工大学