专利名称：具有带滚筒换档装置的机动车双离合器变速器和包括此变速器的机动车混合动力推进系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有至少五个前进档和一个倒车档的机动车双离合器变速器，其包括具有一对主轴和至少一个副轴的机械式变速箱，第一主轴承载与奇数档(第一、第三和第五档)和倒车档相关联的主动齿轮，第二主轴承载与偶数档(至少第二和第四档)相关联的主动齿轮，而至少一个副轴承载与前进档和倒车档相关联的空转从动齿轮，变速箱还具有换档装置，其包括多个滑动接合套管、相应的多个滑动换档拨叉、滚筒和致动单元，每个接合套管布置成每次连接与给定档位相应的从动齿轮以与变速箱的相应轴一起旋转，每个换档拨叉布置成使得相应的接合套管在空档位置和至少一个换挡位置之间滑动，滚筒平行于变速箱的轴设置，并在其外圆柱表面上具有相应的多个引导槽，相应的螺柱接合在每个引导槽中，该螺柱刚性地连接以随相应的换档拨叉在换档拨叉的滑动方向上平移，致动单元布置成使得滚筒在多个角位置之间阶梯式旋转，每个角位置相应于接合套管的预定位置，变速器还包括具有两个摩擦离合器的离合器单元，每个摩擦离合器布置成将车辆内燃机的轴与变速箱的相应主轴扭转连接。根据另一方面，本发明涉及机动车混合动力推进系统，该系统包括内燃机、上述类型的双离合器变速器和与该双离合器变速器的变速箱连接以替代地作为电动机和发电机的电机。
发明内容
本发明的目的是提供机动车双离合器变速器，其具有比现有技术更优的性能，并且当在混合动力推进系统中使用时，在车辆的电池耗尽的情况下也允许车辆运行，当电机作为电动机时，电池向电机供能。根据本发明，凭借如下的机动车双离合器变速器全部实现上述目的和其它目的， 该机动车双离合器变速器包括具有至少五个前进档和一个倒车档的机械式变速箱，其中变速箱包括第一主轴、第二主轴和至少一个副轴，第一主轴承载与奇数档和倒车档相关联的主动齿轮，第二主轴与第一主轴同轴并承载至少与第二档和第四档相关联的主动齿轮，至少一个副轴承载多个空转从动齿轮，空转从动齿轮直接地或间接地与由两个主轴承载的主动齿轮啮合。其中变速箱还具有换档装置，该换档装置包括多个滑动接合套管、相应的多个滑动换档拨叉、滚筒和致动单元，每个接合套管设置成每次连接相应于给定档的从动齿轮以与相应的副轴一起旋转，每个换档拨叉设置成使得相应的接合套管在空档位置和至少一个换挡位置之间滑动，滚筒在其外圆柱表面上具有相应多个引导槽，相应的螺柱可滑动地接合在每个引导槽中，螺柱被刚性地连接以与相应的换档拨叉一起在该换档拨叉的滑动方
4向上平移，致动单元设置成使得滚筒在多个角位置之间阶梯式旋转，每个角位置相应于接合套管的预定位置。其中滚筒的引导槽以如下的方式成形使得在所述多个角位置的第一角位置中，接合套管被定位成同时接合第二档和倒车档。因为第二档和倒车档分别由两个不同的主轴驱动，即第二主轴和第一主轴，所以能够以动力换档模式实现第二档和倒车档中的停车操作，即通过同时保持这两个档位接合并通过借助两个摩擦离合器以这些档位中的任一个控制扭矩的传递。而且，当变速器用于具有永久地运动学(cinematically)连接到第二主轴(偶数档)的电机的混合动力推进系统中时，正常情况下停车操作由电机驱动， 或者如果需要，例如在电池耗尽的情况下，也可以由内燃机驱动。有利地，滚筒的外圆柱表面上的引导槽以如下方式成形使得在紧邻上述位置的之前(或之后)的滚筒角位置中，接合套管定位成仅接合倒车档。当该变速器用于具有永久地运动学连接到第二主轴(偶数档)的电机的混合动力推进系统中时这是有用的，因为在电机损坏的情况下，仍可能借助内燃机以倒车档驱动车辆。
通过本文下面仅以参照附图的非限定示例的方式给出的详细描述，本发明的特点和优点将变得清楚。其中图1是示意图，其示出了具有五个前进档和一个倒车档的机械式变速箱以及与该变速箱连接的电机，该变速箱形成根据本发明第一实施例的机动车双离合器变速器的一部分；图2是示意图，其示出了具有六个前进档和一个倒车档的机械式变速箱以及与该变速箱连接的电机，该变速箱形成根据本发明第二实施例的机动车双离合器变速器的一部分；图3是示意图，其示出了具有六个前进档和一个倒车档的机械式变速箱以及与该变速箱连接的电机，该变速箱形成根据本发明第三实施例的机动车双离合器变速器的一部分；图4是示意图，其示出了具有六个前进档和一个倒车档的机械式变速箱以及与该变速箱连接的电机，该变速箱形成根据本发明第四实施例的机动车双离合器变速器的一部分；图5是图2的变速箱的截面图，以及相关联的电机；图6是图2的变速箱的另一局部截面图，其以放大的比例示出了与控制第六档的接合的接合套管关联的换档拨叉；图7是与图2的变速箱关联的换档装置的立体图；图8是示意图，其示出了图7的换档装置的滚筒的引导槽的平面展开图，指示了在每个滚筒角位置中的接合套管所在的位置；和图9是示意图，其示出了与图3的变速箱关联的换档装置的滚筒的引导槽的平面展开图，指示了在每个滚筒角位置中的接合套管所在的位置。
具体实施例方式下面将参照机动车混合动力推进系统来详细描述本发明的机动车双离合器变速器，在机动车混合动力推进系统中，该变速器不仅连接到内燃机，还连接到电机，该电机能够替代地作为电动机和发电机，尽管清楚的是使用连接到变速器的电机完全是可选择的。参照图1，附图标记10和80分别指示机械式变速箱和形成机动车的混合动力推进系统的一部分的电机，该机动车还包括内燃机(未示出)和离合器单元(也未示出)，其与变速箱10 —起形成双离合器变速器。在图1所示的实施例中，变速箱10是具有五个前进档和一个倒车档的变速箱并且包括第一主轴12，其通过离合器单元的第一摩擦离合器与内燃机的曲轴扭转连接；第二主轴14，其通过离合器单元的第二摩擦离合器与机动车内燃机的曲轴扭转连接，第二主轴14与第一主轴12同轴布置，并且特别地，根据所示的实施例，第二主轴14位于第一主轴12的外侧；和副轴16和中心轴(lay shaft) 18，两者都平行于两个主轴12和14地布置。第一主轴12 (内主轴)从第二主轴14 (外主轴)轴向突出，并且从与变速器的离合器单元轴向相对的一侧(相对于图1的观察者的左手侧)到轴向面向变速器的离合器单元的一侧(相对于图1的观察者的右手侧)依次承载用作第一档齿轮系和倒车档齿轮系两者的主动齿轮的齿轮20、用作第五档齿轮系的主动齿轮的齿轮22和用作第三档齿轮系的主动齿轮的齿轮对。第一主轴12还在相对于图1观察者的左手端承载空转齿轮沈，空转齿轮26用作将中心轴18运动学连接到副轴16的齿轮系的中间齿轮，这将在后面的描述部分中进一步解释。第二主轴14在相对于图1观察者从左至右的方向上依次承载用作第四档齿轮系的主动齿轮的齿轮观和用作第二档齿轮系的主动齿轮的齿轮30。上述的主动齿轮20、22、MJ8和30都制成为固定齿轮，即永久固定以与相应轴一起旋转的齿轮。副轴16在与离合器单元轴向相对的一端承载齿轮32，该齿轮制成为固定齿轮并永久地与第一主轴12的空转齿轮沈啮合，并且在轴向面对离合器单元的一端承载最终减速小齿轮34，最终减速小齿轮34用于永久地与机动车(未示出)的差速齿轮的输入齿轮或齿圈啮合。副轴16在相对于图1观察者从左到右的方向上还在齿轮32和最终减速小齿轮 34之间依次承载齿轮36、齿轮38、齿轮40和齿轮42，齿轮36与主动齿轮20永久地啮合并用作第一档齿轮系的从动齿轮，齿轮38与主动齿轮22永久地啮合并用作第五档齿轮系的从动齿轮，齿轮40与主动齿轮观永久地啮合并用作第四档齿轮系的从动齿轮，齿轮42与主动齿轮30永久地啮合并用作第二档齿轮系的从动齿轮。上述的从动齿轮36、38、40和42 都被制成为空转齿轮并且都是通过一对滑动接合套管44和46可选择性连接以与副轴16 一起旋转。更具体地，接合套管44置于齿轮36和38之间并且可选择性地通过中间的空档位置向左或向右移动，以分别连接齿轮36或齿轮38，从而与副轴16 —起旋转，由此分别接合第一档或第五档，而滑动接合套管46置于齿轮40和42之间并且可选择性地通过中间的空档位置向左或向右移动，以分别连接齿轮40或齿轮42，从而与副轴16 —起旋转，由此分别接合第四档或第二档。中心轴18在与离合器单元轴向相对的一端承载齿轮48，齿轮48制成为固定齿轮并与第一主轴12的空转齿轮沈以如下方式永久啮合中心轴18借助由齿轮48、空转齿轮沈和齿轮32形成的齿轮系永久地运动学连接到副轴16，齿轮48是固定的以与中心轴18 — 起旋转，空转齿轮26与第一主轴12同轴，齿轮32是固定的以与副轴16—起旋转。中心轴 18从相对于图1观察者的左侧到右侧依次承载齿轮50、齿轮52和齿轮M，齿轮50与副轴16所承载的齿轮36永久啮合并作为倒车档齿轮系的中间齿轮，齿轮52与第一主轴12所承载的主动齿轮M永久啮合并作为第三档齿轮系的中间齿轮，齿轮M作为停车齿轮。上述的中间齿轮50和52制成为空转齿轮，而停车齿轮M制成为固定齿轮。滑动接合套管56 置于齿轮50和52之间并可通过中间的空档位置选择性地向左或向右移动，以分别连接齿轮50或齿轮52，从而与中心轴18 —起旋转，由此分别接合倒车档或第三档。因此，在倒车档和至少一个前进档(在本实施例中是第三档)中的扭矩传递通过中心轴18而发生。更具体地，当倒车档被接合时(接合套管56位于左手侧的换挡位置时)， 扭矩通过齿轮系从第一主轴12传递到中心轴18，该齿轮系由齿轮20、齿轮36和齿轮50形成，齿轮20由主轴12承载并作为主动齿轮，齿轮36由副轴16承载并作为空转齿轮，齿轮 50由中心轴18承载的并作为从动齿轮；然后其通过齿轮系从中心轴18传递到副轴16，该齿轮系由齿轮48、齿轮沈和齿轮32形成，齿轮48由中心轴18承载并作为主动齿轮，齿轮 26由第一主轴12承载并作为空转齿轮，齿轮32由副轴16承载并作为从动齿轮。当第三档被接合时(接合套管56位于右手侧的换挡位置)，扭矩通过齿轮系从第一主轴12传递到中心轴18，该齿轮系由齿轮M和齿轮52形成，齿轮M由主轴12承载并作为主动齿轮，齿轮 52由中心轴18承载并作为从动齿轮；然后其通过上述齿轮系从中心轴18传递到副轴16， 该齿轮系由齿轮48、齿轮沈和齿轮32形成。上述参照图1描述的变速箱使得能够以所谓的动力换档模式(即旧档和新档同时接合)实现所有的单个换档，除了从第一档到倒车档的换档和从倒车档到第一档的换档， 因为所有与奇数档(第一、第三和第五档)相关联的主动齿轮都由一个主轴(在本实施例中是第一主轴1 承载，而所有与偶数档(第二和第四档)相关联的主动齿轮都由另一主轴(在本实施例中是第二主轴14)承载。如果存在电机，那么电机80与变速箱平行设置，即电机80的输出轴82的轴线与变速箱的轴12、14、16和18的轴线平行设置，并且电机80通过齿轮系永久地运动学连接到主轴12、14中的任一个(在所提出的示例中是连接到与偶数档相关联的第二主轴14)，该齿轮系由电机80的输出轴82承载的小齿轮84、专用中间轴88 (由变速箱10的壳体支撑) 承载并与小齿轮84永久地啮合的中间齿轮86、和变速箱的前述主轴12、14承载的齿轮的其中一个(在图1的示例中是作为第二档齿轮系的主动齿轮的齿轮30)组成的。由于与变速箱的两个主轴的任一个直接连接，电机80除了通常的牵引(从车辆的高压电池获取能量以产生用于车轮的机械动力)功能和发电(从车辆动能的恢复中或当车辆静止时从内燃机的运行中获取能量产生用于车辆高压电池的电能)功能外，还能执行交流发电机功能和起动电动机功能，并因此使得可能避免使用额外的交流发电机和起动电动机。有利地，电机80借助安装在电机80的输出轴82上的主动带轮92、安装在压缩机 90的驱动轴96上的从动带轮94、缠绕在两个带轮92和94上的带98、和与从动带轮94相关联的电磁离合器100还连接到空调的压缩机90。电机80因此还能执行产生用于空调的压缩机90的机械动力的额外功能，这是特别有用的，因为它允许空调的压缩机在内燃机未运行的时候也能工作。电机80和空调的压缩机90(在压缩机连接到电机的情况下)因此能被从内燃机侧移动到机动车的变速箱侧。图2示出了本发明的另一实施例，其中与图1的实施例相同或类似的零件或元件具有相同的附图标记。
图2示出的变速箱是具有六个前进档和一个倒车档的变速箱，该变速箱也包括一对主轴12和14，副轴16和中心轴18。与前五个前进档和倒车档相关联的齿轮的布置与图1的变速箱的布置相同，因此参考对上述变速箱的具体描述。通过增加与齿轮沈相关联的滑动接合套管58以连接齿轮沈从而与第一主轴12 —起旋转来获得第六档。这样，当操作滑动接合套管58以连接齿轮沈从而与第一主轴12 —起旋转时，扭矩直接从第一主轴12 通过由作为主动齿轮轭齿轮沈和作为从动齿轮的齿轮32形成的齿轮系传递到副轴16。根据图2的变速箱提供了上述参考图1的变速箱描述的相同的优点，而区别在于在本实施例中，不允许以动力换档模式执行从第五档到第六档的转换以及相反情况，但允许以动力换档模式执行降档操作过程中的从第六档到第四档或第二档的换档。就电机80而言，参照图1的前述描述完全适用。图3示出了本发明的又一实施例，其中与图2的零件或元件相同或类似的零件或元件具有相同的附图标记，并增加了 100。参照图3，变速箱总体由110指示并也包括第一主轴112(内主轴)、第二主轴 114(外主轴)、副轴116和中心轴118。第一主轴112从第二主轴114轴向突出，并相对于图3的观察者从左至右依次承载空转齿轮126、齿轮120和齿轮122，空转齿轮126同时作为将中心轴118运动学连接到副轴116的齿轮系的中间齿轮和第三档齿轮系的主动齿轮；齿轮120作为第一档齿轮系和倒车档齿轮系的主动齿轮；齿轮122作为第五档齿轮系的主动齿轮。第二主轴114相对于图3的观察者从左至右依次承载作为第四档齿轮系的主动齿轮的齿轮124、作为第六档齿轮系的主动齿轮的齿轮1 和第二档齿轮系的主动齿轮的齿轮130。上述主动齿轮120、 122U24U28和130都制成为固定齿轮，即它们都是永久固定的以与相应的轴一起旋转。副轴116在与离合器单元轴向相对的一端承载齿轮132，该齿轮制成为固定齿轮并永久地与第一主轴112的空转齿轮126啮合，并且在轴向面对离合器单元的一端承载最终减速小齿轮134，最终减速小齿轮134用于永久地与机动车(未示出)的差速齿轮的输入齿轮或齿圈啮合。副轴116在相对于图3观察者从左到右还在齿轮132和最终减速小齿轮 134之间依次承载齿轮136、齿轮138、齿轮140和齿轮142，齿轮136与主动齿轮120永久地啮合并用作第一档齿轮系的从动齿轮，齿轮138与主动齿轮122永久地啮合并用作第五档齿轮系的从动齿轮，齿轮140与主动齿轮1 永久地啮合并用作第六档齿轮系的从动齿轮，齿轮142与主动齿轮130永久地啮合并用作第二档齿轮系的从动齿轮。上述的从动齿轮136、138、140和142都被制成为空转齿轮并且都是通过一对滑动接合套管144和146可选择性连接以与副轴116 —起旋转。更具体地，滑动接合套管144置于齿轮136和138之间并且可选择性地向左或向右移动，以分别连接齿轮136或齿轮138，从而与副轴116 —起旋转，由此分别接合第一档或第五档，而滑动接合套管146置于齿轮140和142之间并且可选择性地向左或向右移动，以分别连接齿轮140或齿轮142，从而与副轴116—起旋转，由此分别接合第六档或第二档。中心轴118在与离合器单元轴向相对的一端承载齿轮148，齿轮148制成为固定齿轮并与第一主轴112的空转齿轮126以如下方式永久啮合中心轴118借助由齿轮148、空转齿轮1 和齿轮132形成的齿轮系永久地运动学连接到副轴116，齿轮148是固定的以与中心轴118 —起旋转，空转齿轮126与第一主轴112同轴，齿轮132是固定的以与副轴116CN 102506130 A
说明书
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一起旋转。中心轴118从相对于图3观察者从左到右依次承载与副轴116承载的齿轮136 永久啮合并作为倒车档齿轮系的中间齿轮的齿轮150、与第二主轴114承载的主动齿轮IM 永久啮合并作为第四档齿轮系的中间齿轮的齿轮152和作为停车齿轮的齿轮154。上述的中间齿轮150和152制成为空转齿轮，而停车齿轮IM制成为固定齿轮。滑动接合套管156 置于齿轮150和152之间并能选择性地向左或向右移动，以分别连接齿轮150或齿轮152， 从而与中心轴118 —起旋转，由此分别接合倒车档或第四档。关于图2的变速箱，与通过中心轴118的扭矩传递相对应的前进档因此是第四档， 而不是第三档。而且，通过借助于滑动接合套管158连接空转齿轮126以与第一主轴一起旋转所获得的档是第三档，而不是第六档。而且，如同图1的变速箱，图3的变速箱也能以动力换档方式执行所有单个的换档，除了从第一档到倒车档的换档以及相反情况，因为所有与奇数档(第一、第三和第五档)相关联的主动齿轮都由一个主轴(在本实施例中也是第一主轴11 承载，而所有与偶数档(第二、第四和第六档)相关联的主动齿轮都由另一主轴(第二主轴114)承载。图3中的实施例也提供了上述的在限制变速箱的轴向尺寸和减少停车装置的致动力方面的相同优点。就图3中由180指示的电机而言，前面参照图1的描述完全适用。图4示出了本发明的又一实施例，其中与图3的零件或元件相同或类似的零件或元件具有相同的附图标记。图4的变速箱也包括一对主轴112和114，副轴116和中心轴118，并且具有的与六个前进档和倒车档相关联的齿轮的布置与图3的变速箱的布置相同，区别仅在于主动齿轮1 与副轴116承载的从动齿轮140永久地啮合以在本实施例中通过第一主轴112实施第六档，而不是通过第二主轴114，尤其是在主动齿轮122的右侧(根据图4的观察者的视点)。因此，根据图4的变速箱不允许以动力换档模式进行从第五档到第六档的换档以及相反情况，但不管怎样都允许以动力换档模式进行在降档操作过程中的从第六档到第四档或第二档的换档。就图4中还由180指示的电机而言，前面参照图1的描述完全适用。根据本发明的一方面，其可为参照图1至4描述的上述每个实施例而提供，如果在混合动力推进系统中适用双离合器变速器，那么电机有利地集成在变速箱内。更具体地，参照图5，其中与图2的零件或元件相同或类似的零件或元件具有相同的附图标记，电机80以如下方式插入并固定在由变速箱的壳体形成的专用座102中，使得形成在电机定子106的外表面上的电机冷却回路的螺旋形轮廓104在径向外侧上被座102的内圆柱表面108封闭，因此冷却回路的通道被限定在螺旋形轮廓104和内圆柱表面108之间。根据本发明的变速器还包括换档装置，该装置设置为通过控制变速箱的接合套管在相应的空档位置和换挡位置之间的移位来顺序控制各档的接合。具体参考图5至7，现在将结合图2和5中所示的变速箱来描述换档装置。如前所述，图2和5的变速箱是具有六个前进档和一个倒车档的变速箱，其中各档通过分别与第一和第五档、与第四和第二档、与倒车档和第三档，以及最后与第六档相关联的四个接合套管 44、46、56和58接合。更具体地，接合套管44可以从中间的空档位置起向左和向右移位，以分别进入左手侧换挡位置和右手侧换挡位置，在左手侧换挡位置中它接合第一档，而在右手侧位置中它接合第五档，接合套管46可以从中间的空档位置起向左和向右移位，以分
9别进入左手侧换挡位置和右手侧换挡位置，在左手侧换挡位置中它接合第四档，而在右手侧位置中它接合第二档，接合套管56可以从中间的空档位置起向左和向右移位，以分别进入左手侧换挡位置和右手侧换挡位置，在左手侧换挡位置中它接合倒车档，而在右手侧位置中它接合第三档，最后接合套管58可从中间的空档位置起向右移位入右手侧换挡位置， 在右手侧换挡位置它接合第六档。换档装置包括滚筒60，其旋转轴线(在图6中由X指示)与滚筒的几何轴线重合并且平行于变速箱10的轴12、14、16和18的轴线设置。四个引导槽61、62、63和64相对于图5至7的观察者从左至右依次设置在滚筒60的外圆柱表面上。螺柱65可滑动地接合在引导槽61内并被刚性地连接以与换档拨叉66 —起轴向平移(即在平行于上述轴线X的方向上)，换档拨叉66进而被刚性地连接以和与第一和第五档相关联的接合套管44 一起轴向平移。螺柱67可滑动地接合在引导槽62内并被刚性地连接以与换档拨叉68 —起轴向平移，换档拨叉68进而被刚性地连接以和与倒车档和第三档相关联的接合套管56 —起轴向平移。螺柱69可滑动地接合在引导槽63内并被刚性地连接以与换档拨叉70 —起轴向平移，换档拨叉70进而被刚性地连接以和与第四和第二档相关联的接合套管46 —起轴向平移。最后，螺柱71可滑动地接合在引导槽64内并被刚性地连接以与换档拨叉72 —起轴向平移，换档拨叉72进而被刚性地连接以和与第六档相关联的接合套管58 —起轴向平移。 与接合套管44和46相关联的换档拨叉66和70可滑动地沿着固定杆73安装，而换档拨叉 68沿着固定杆74可滑动地安装，两个固定杆73和74固定在变速箱10的壳体上。与接合套管58相关联的换档拨叉72固定到由变速箱10的壳体支撑的滑动杆75上。然而清楚的是，换档拨叉和相应的杆的布置可以与此处所描述和说明的布置不同。换档装置还包括致动单元(未示出)，该单元设置为使滚筒60围绕旋转轴线X在多个角位置之间作阶梯式旋转，每个角位置都相应于接合套管44、46、56和58的预定位置。 致动单元以自身已知的方式包括电动机或伺服辅助液压装置，如果需要可连接到齿轮减速单元。滚筒60的引导槽61、62、63和64以如下方式形成合适的形状，使得由于滚筒的旋转，它们每次都使得螺柱65、67、69和71中的至少一个，并且因此使得相应的接合套管44、 56、46和58中的至少一个根据预定的操作模式移动(轴向平移)以每次接合或分离一个或多个档。在这种连接中，图8示意性地示出了滚筒60的引导槽61、62、63和64的平面展开图以及在每个滚筒的角位置中螺柱65、67、69和71 (并且因此由可操作地连接这些螺柱上的接合套管44、46、56和58)所占据的位置。滚筒的角位置由接合的档位的符号指示在图 8的图右侧。从由N指示的位置开始，在该位置中所有的接合套管44、46、56和58都位于中间的空档位置，滚筒沿向着前进档的方向顺序占据下列角位置角位置(1/11)，其中与在引导槽61内滑动的螺柱65相关联的接合套管44处于与第一档的接合相应的换挡位置，与在引导槽63内滑动的螺柱69相关联的接合套管46处于与第二档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管56和58处于中间的空档位置；角位置(11/111)，其中与在引导槽62内滑动的螺柱67相关联的接合套管56处于与第三档的接合相应的换挡位置，与在引导槽63内滑动的螺柱69相关联的接合套管46处于与第二档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管44和58处于中间的空档位置；
角位置(III/IV)，其中与在引导槽62内滑动的螺柱67相关联的接合套管56处于与第三档的接合相应的换挡位置，与在引导槽63内滑动的螺柱69相关联的接合套管46处于与第四档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管44和58处于中间的空档位置；角位置(IV/V)，其中与在引导槽61内滑动的螺柱65相关联的接合套管44处于与第五档的接合相应的换挡位置，与在引导槽63内滑动的螺柱69相关联的接合套管46处于与第四档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管56和58处于中间的空档位置；角位置(IV/VI)，其中与在引导槽63内滑动的螺柱69相关联的接合套管46处于与第四档的接合相应的换挡位置，与在引导槽64内滑动的螺柱71相关联的接合套管58处于与第六档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管44和56处于中间的空档位置；以及角位置(VI)，其中与在引导槽64内滑动的螺柱71相关联的接合套管58处于与第六档的接合相应的换挡位置，而其它三个接合套管44、46和56处于中间的空档位置。在角位置(I/II)和角位置(II/III)之间设置一个中间位置(II)，其中接合套管 44移动到中间空档位置以分离第一档，而接合套管46保持在与第二档的接合相应的换挡位置。在角位置(II/III)和角位置(III/IV)之间设置有中间位置(III)，其中接合套管 46移动到中间空档位置以分离第二档，而接合套管56保持在与第三档的接合相应的换挡位置。在角位置(III/IV)和角位置(IV/V)之间设置有中间位置(IV)，其中接合套管56移动到中间空档位置以分离第三档，而接合套管46保持在与第四档的接合相应的换挡位置。 在角位置(IV/V)和角位置(IV/VI)之间设置有中间位置(IV)，其中接合套管44移动到中间空档位置以分离第五档，而接合套管46保持在与第四档的接合相应的换挡位置。从位置N开始，滚筒沿朝向倒车档的方向顺序占据下列角位置角位置(R/II)，其中与在引导槽62内滑动的螺柱67相关联的接合套管56处于与倒车档的接合相应的换挡位置，与在引导槽63内滑动的螺柱69相关联的接合套管46处于与第二档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管44和58处于中间的空档位置；以及角位置(R)，其中与在引导槽62内滑动的螺柱67相关联的接合套管56保持在与倒车档的接合相应的换挡位置，与在引导槽63内滑动的螺柱69相关联的接合套管46移动到中间的空档位置以分离第二档，而其它两个接合套管44和58保持在中间的空档位置。因为滚筒的引导槽以如下方式成形，使得在滚筒的角位置的其中一个中，第二档和倒车档同时接合，能以动力换档模式执行停车操作。事实上，因为第二档和倒车档分别由两个不同的主轴驱动，即第二主轴14和第一主轴12，所以在保持上述两个档位同时接合且通过两个摩擦离合器控制在这些档位的任一个中的扭矩传递的情况下，可以执行停车操作。而且，如果在具有永久地运动学连接到第二主轴14 (偶数档)的电机的混合动力推进系统中使用该变速器时，停车操作一般可由电机驱动，或者如果需要的话，例如在电池耗尽的情况下，也可由内燃机驱动。而且，因为滚筒的引导槽以如下方式成形使得在滚筒角位置的一个中仅接合倒车档，所以当在具有永久地运动学连接到第二主轴(偶数档)的电机的混合动力推进系统中使用该变速器时，即使在电机损坏的情况下也可以用内燃机以倒车档驱动车辆。而且，因为滚筒的引导槽以如下方式成形使得在滚筒角位置的一个中第六档 (与第一主轴12相关联)和第四档(与第二主轴14相关联)同时接合，所以如果在具有永久地运动学连接到第二主轴的电机的混合动力推进系统中使用该变速器，当车辆以第六档(高速公路档)运行时该电机可以作为发电机以对电池充电，以及该电机还可以用作增压器。而且，在滚筒的另一角位置中只有第六档被接合，这个角位置的存在使得可以在车辆在第六档接合的情况下运行且电池充好电时断开电机的连接。上述关于与图2的变速箱相关的换档装置的描述也适用于图1的变速箱，区别仅在于在该实施例中，与第六档相关联的接合套管58被省略，因此省略了相应的螺柱71和相应的引导槽64。图9 (其中与图8的零件或元件相同或类似的零件或元件具有相同的附图标记，并增加了 100)示意性地示出了形成与图3的变速箱相关的换档装置的一部分的滚筒160的外圆柱表面的平面展开图。在滚筒160的外圆柱表面上相对于图9的观察者从左到右依次设置四个引导槽161、162、163和164。螺柱165可滑动地接合在引导槽161中并被刚性连接以和与第一和第五档相关联的接合套管144 一起轴向平移。螺柱167可滑动地接合在引导槽162中并被刚性连接以和与倒车档和第四档相关联的接合套管156 —起轴向平移。螺柱169可滑动地接合在引导槽163中并被刚性连接以和与第六和第二档相关联的接合套管 146 一起轴向平移。最后，螺柱171可滑动地接合在引导槽164中并被刚性连接以和与第三档相关联的接合套管158 —起轴向平移。与上述参照图6至8描述的换档装置相似，在本实施例中也设置致动单元(未示出)以使滚筒160绕其自己的旋转轴线在多个角位置之间作阶梯式旋转，每个角位置都对应接合套管144、146、156和158的预定位置。滚筒160的引导槽161、162、163和164以如下方式形成合适的形状，使得由于滚筒的旋转，它们每次都使得螺柱165、167、169和171中的至少一个，并且因此使得相应的接合套管144、156、146和158中的至少一个根据预定的操作模式移动(轴向平移)以每次接合或分离一个或多个档。在这种连接中，参照图9，滚筒160设置为顺序占据以下角位置角位置(R/II)，其中与在引导槽162中滑动的螺柱167相关联的接合套管156处于与倒车档的接合相应的换挡位置，与在引导槽163中滑动的螺柱169相关联的接合套管 146处于与第二档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管144和158处于中间的空档位置；角位置(I)，其中与在引导槽161中滑动的螺柱165相关联的接合套管144处于与第一档的接合相应的换挡位置，而其它三个接合套管146、156和158处于中间的空档位置；角位置(1/11)，其中与在引导槽161中滑动的螺柱165相关联的接合套管144处于与第一档的接合相应的换挡位置，与在引导槽163中滑动的螺柱169相关联的接合套管 146处于与第二档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管156和158处于中间的空档位置；角位置(11/111)，其中与在引导槽163中滑动的螺柱169相关联的接合套管146 处于与第二档的接合相应的换挡位置，与在引导槽164中滑动的螺柱171相关联的接合套管158处于与第三档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管144和156处于中间的空档位置；角位置(III/IV)，其中与在引导槽162中滑动的螺柱167相关联的接合套管156处于与第四档的接合相应的换挡位置，与在引导槽164中滑动的螺柱171相关联的接合套管158处于与第三档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管144和146处于中间的空档位置；角位置(IV/V)，其中与在引导槽161中滑动的螺柱165相关联的接合套管144处于与第五档的接合相应的换挡位置，与在引导槽162中滑动的螺柱167相关联的接合套管 156处于与第四档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管146和158处于中间的空档位置；以及角位置(V/VI)，其中与在引导槽161中滑动的螺柱165相关联的接合套管144处于与第五档的接合相应的换挡位置，与在引导槽163中滑动的螺柱169相关联的接合套管 146处于与第六档的接合相应的换挡位置，而其它两个接合套管156和158处于中间的空档位置。在角位置(I/II)和角位置(II/III)之间设置中间位置(II)，其中接合套管144 移动到中间空档位置以分离第一档，而接合套管146保持在与第二档的接合相应的换挡位置。在角位置(II/III)和角位置(III/IV)之间设置中间位置(III)，其中接合套管146 移动到中间空档位置以分离第二档，而接合套管158保持在与第三档的接合相应的换挡位置。在角位置(III/IV)和角位置(IV/V)之间设置中间位置(IV)，其中接合套管158移动到中间空档位置以分离第三档，而接合套管156保持在与第四档的接合相应的换挡位置。 在角位置(IV/V)和角位置(V/VI)之间设置中间位置(V)，其中接合套管156移动到中间空档位置以分离第四档，而接合套管144保持在与第五档的接合相应的换挡位置。因此，在本实施例中也能获得上述参照图8描述的且与同时接合第二档和倒车档的可能性相关的相同优点。换档装置包括具有引导槽的滚筒，该引导槽以如下方式成形使得在滚筒角位置的一个中，同时接合第二档和倒车档，这样的换档装置明显地也能与上述参照图4描述的变速箱结合使用。当然，在本发明的原理保持不变的情况下，关于仅以非限定示例的方式描述和说明的那些实施例和制造细节可以进行广泛地改变。
权利要求
1.一种机动车双离合器变速器，包括具有至少五个前进档(I，II，III，IV, V ；I，II， III，IV，V，VI)和一个倒车档(R)的机械式变速箱(10 ；110),其中，所述变速箱(10 ；110)包括第一主轴(12;112)、第二主轴(14；114)和至少一个副轴(16，18 ；116，118)，所述第一主轴(12 ；112)承载与奇数档(I，III，V)和倒车档(R)相关联的主动齿轮00，22，24;120，122)，所述第二主轴(14 ;114)与所述第一主轴(12 ;112) 同轴并承载至少与第二档(II)和第四档(IV)相关联的主动齿轮O8，30 ；1 ，130)，所述至少一个副轴(16,18 ；116,118)承载多个空转从动齿轮(36，38，40，42，50，52 ； 136，138， 140，142，150，152)，这些空转齿轮直接地或间接地与由两个主轴(12，14 ； 112，114)承载的主动齿轮(20,22,24,28,30 ；120，122，124，130)啮合，其中，变速箱(10;110)还具有换档装置，所述换档装置包括多个滑动接合套管04， 46，56 ；44，46，56，58 ； 144，146，156，158)、相应的多个滑动换档拨叉(66，68，70，72)、滚筒 (60； 160)和致动单元，每个接合套管设置成每次连接相应于给定档的从动齿轮(36，38， 40,42, 50, 52 ；136,138,140,142,150,152)以与相应的副轴(16,18 ；116,118) 一起旋转， 每个换档拨叉设置成使得相应的接合套管(44，46，56 ；44，46，56，58 ； 144，146，156，158)在空档位置和至少一个换挡位置之间滑动，所述滚筒(60;160)在其外圆柱表面上具有相应多个引导槽(61,62,63,64 ；161，162，163，164)，相应的螺柱(65,67,69,71 ； 165，167，169， 171)可滑动地接合在每个引导槽中，所述螺柱被刚性地连接以与相应的换档拨叉(66，68， 70,72)在所述换档拨叉的滑动方向上一起平移，所述致动单元设置成使得所述滚筒(60 ； 160)在多个角位置(R，R/II，N，1/11，11/111，III/IV, IV/V, IV/VI, VI ；R/II, I，1/11，11/ III，III/IV，IV/V，V/VI)之间阶梯式旋转，每个角位置相应于接合套管(44，46，56 ；44，46， 56，58 ； 144，146，156，158)的预定位置，以及其中，所述滚筒(60 ； 160)的引导槽(61,62,63,64 ；161,162,163,164)以如下的方式成形在所述多个角位置(R，R/II，N，1/11，11/111，III/IV, IV/V, IV/VI, VI ；R/II, I，I/ II，11/111，III/IV, IV/V, V/VI)的第一角位置(R/II)中，所述接合套管(44,46,56 ；44， 46,56,58 ；144,146,156,158)被定位成同时接合第二档(II)和倒车档(R)。
2.如权利要求1所述的变速器，其中所述变速箱(10)具有五个前进档(I，II，III，IV， V)和一个倒车档(R)，并且其中所述多个接合套管04，46，56)包括设置成选择性地接合第一档(I)或第五档(V)的第一接合套管(44)、设置成选择性地接合第二档(II)或第四档 (IV)的第二接合套管(46)、和设置成选择性地接合第三档(III)或倒车档(R)的第三接合套管(56)。
3.如权利要求2所述的变速器，其中所述变速箱(10)还具有第六前进档(VI)，并且其中所述多个接合套管(44，46，56，58)还包括设置成接合第六档(VI)的第四接合套管(58)。
4.如权利要求1所述的变速器，其中所述变速箱(10)具有六个前进档(I，II，III，IV， V，VI)和一个倒车档(R)，并且其中所述多个接合套管(144，146，156，158)包括设置成选择性地接合第一档(I)或第五档(V)的第一接合套管(144)、设置成选择性地接合第二档 (II)或第六档(VI)的第二接合套管(146)、设置成选择性地接合第四档(IV)或倒车档(R) 的第三接合套管(156)、和设置成接合第三档(III)的第四接合套管(158)。
5.一种机动车混合动力推进系统，包括内燃机、电机(80 ； 180)和根据上述任一权利要求所述的双离合器变速器，其中所述电机(80 ；180)永久地运动学连接到两个主轴(12，14 ；·112,114)中的任一个(14 ；114)
6.如权利要求5所述的推进系统，其中所述电机(80； 180)永久地运动学连接到第二主轴(14 ； 114)。
7.如权利要求5所述的推进系统，其中所述电机(80;180)通过齿轮系(84，86，30; 184，186，130)永久地运动学连接到两个主轴(12，14 ； 112，114)中的任一个(14; 114)，所述齿轮系包括由所述电机(80 ； 180)的输出轴(82 ； 182)承载的小齿轮(84 ；184)、至少一个中间齿轮(86 ； 186)和由所述主轴(14 ； 114)承载的主动齿轮(28，30 ； 124，130)中的一个 (30 ；130)。
8.如权利要求7所述的推进系统，其中所述电机(80;180)永久地运动学连接到第二主轴(14 ；114)，并且其中所述主动齿轮(30 ； 130)由所述变速箱(10 ；110)的第二主轴(14 ； 114)承载并与第二档(II)相关联。
9.如权利要求6所述的推进系统，其中所述滚筒(60)的引导槽(61，62，63，64)以如下方式成形在所述滚筒(60)的紧邻第一角位置(R/II)的第二角位置(R)中，接合套管G4， 46,56 ；44,46, 56, 58)被定位成仅接合倒车档(R)。
全文摘要
具有带滚筒换档装置的机动车双离合器变速器和包括此变速器的机动车混合动力推进系统。变速器包括承载主动齿轮的第一主轴和第二主轴、承载多个空转从动齿轮的至少一副轴，该齿轮直接或间接啮合主动齿轮。变速箱有换档装置，其有多个滑动接合套管、多个滑动换档拨叉、滚筒、致动单元，套管设置成每次连接给定档从动齿轮以与副轴一起旋转，换档拨叉设置使接合套管在空档和至少一换挡位置间滑动，滚筒外圆柱表面有引导槽，螺柱可滑动接合在引导槽中，螺柱刚性连接以与拨叉在其滑动方向一起平移，设置致动单元使滚筒在多个角位置之间阶梯旋转，角位置对应接合套管预定位置。槽如下方式成形在第一角位置，套管定位成同时接合第二档和倒车档。
文档编号F16H3/02GK102506130SQ20111034301
公开日2012年6月20日 申请日期2010年6月11日 优先权日2009年11月13日
发明者A·皮扎, F·佩索拉, G·普雷尼奥拉托, M·加拉贝洛, V·帕斯托雷洛 申请人:C.R.F.阿西安尼顾问公司