专利名称：双离合器分组变速器和用于操作双离合器分组变速器的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求I前序部分所述的双离合器分组变速器以及一种根据权利要求9前序部分所述的用于操作双离合器分组变速器的方法。
背景技术：
分组变速器和双离合器变速器都是公知的变速器类型。此外，也已经公知具有双离合器的分组变速器。分组变速器或多档组变速器具有如下优点，即，分组变速器或多档组变速器通过将两个或更多变速器档组组合起来，以提供大数目的档位，并且在运行中是高效率的并 且在其档位数目方面能够以结构紧凑的结构形式来实现。但是，分组变速器或多档组变速器像所有的手动或自动换档变速器那样原则上都会遭受牵引力中断。与此相对照地，双离合器变速器具有如下优点，即，它们通过连续的换档顺序(在该换档顺序中，各一个配属于其中一个离合器的档位是有效的，而预先选出配属于另外那个离合器的跟随档位(Anschlussgang))原则上是可以负载换档的，即基本上实现了牵引力不中断的档位变换，并且因此提供很高的行驶舒适性。因此，两种变速器类型的组合表现为是有意义的，尤其是对于商用汽车例如像用于长途交通运输的载重汽车，其一方面需要带有相应的变速器传动比范围的很高的档位数目，而另一方面应该提供很高的行驶舒适性以及很高的运行安全性。但是，在这样设计的变速器中，所有的档位本身不能负载换档。如果分组变速器像通常的那样具有输入档组或分裂档组和呈中间轴结构形式的主档组以及呈行星齿轮结构形式的后置的范围选择档组，其中，范围选择档组能够在两个档位范围之间转换，那么视彼此跟随的档位的力矩流而定地，大多数档位能够借助于双离合器在两个档位范围内部作为负载换档档位来实现。但是，范围选择档组本身的转换过程一般得不到牵引力支持。因为转换过程持续时间相对长，所以驾驶员一般觉察到这种情况并且感觉到干扰。在本申请人的未在先公开的DE 10 2008 054 477 Al中提供了一种多档组变速器，其可以实现牵引力支持的档位变换。所述多档组变速器具有带有三个档位常量传动级的输入侧的分裂档组、三档位的主档组和后置的范围选择档组。分裂档组和主档组以节省结构空间而且协调负载分配的中间轴结构形式而构造有两个共同的轴线平行的中间轴。范围选择档组构成为如下的行星齿轮变速器，其具有居中的太阳轮、由行星架引导的行星轮组和外部的齿圈。变速器输入轴借助起动离合器在其一个端部上能够与驱动发动机的驱动轴连接。变速器输入轴在其另一个端部上能够借助于换档装置直接地、即不通过中间轴分支地与轴向上布置在该变速器输入轴后面的变速器主轴连接。变速器主轴在其输出侧的端部上与范围选择档组的太阳轮固定连接。此外，布置有负载换档离合器，通过所述负载换档离合器，靠近发动机的第一档位常量传动级的以可转动的方式支承在变速器输入轴上的空套轮能够与驱动轴连接，从而负载换档离合器桥接起动离合器。起动离合器和负载换档离合器可以例如构成为双离合器，双离合器的共同的离合器罩件与驱动轴连接。通过能够独立于起动离合器换档状态来换档的第一输入常量传动级以及变速器输入轴与变速器主轴的直接连接可能性可以同时选取出直接的功率路径和分支的功率路径，并且该直接的功率路径和分支的功率路径通过将两个离合器交叠地打开或闭合而能够在驱动力流中过渡为彼此。即由此，可以在这种变速器中实现多个能在负载下换档的档位变换。但是，后置的范围选择档组在由行星齿轮变速器变速的下档位范围与通过锁定行星齿轮变速器而不变速的上档位范围之间的转换得不到牵引力支持。由DE 10 2008 001 200 Al公知另一种受牵引力支持的多档组变速器，其具有分裂档组、主档组和范围选择档组以及双离合器。在其中，其中一个离合器构成为用于将驱动发动机的驱动轴与变速器输入轴连接起来的起动离合器，并且另外那个离合器构造为用于通过驱动轴与贯穿变速器档组的变速器主轴的连接来切换中间档位的负载换档离合器。变速器输入轴构成为空心轴，该空心轴同轴地布置在变速器主轴上。在档位变换期间，接入负载换档离合器并因此切换中间档位，由此，分裂档组和主档组能够无负载地被换档，而使起动离合器脱开联接。通过驱动轴与变速器主轴的直接连接，中间档位相应于分裂档组和主档组的直接档位。在此，在倒拖运行中，负载换档离合器支持汽车输出装置处的发动机力矩，其中，发动机转速得到同步。通过转矩支持，防止了在分裂档组和/或主档组处于空档位置期间在从起始档位变换到目标档位时发生牵弓丨力中断。如果变速器主轴以常见方式在其输出侧的端部上与范围选择档组的太阳轮直接连接，而与范围选择档组的输出装置上的变速器输出轴仅间接连接，那么中间档位在转换范围选择档组时，不能提供牵引力支持，在转换范围选择档组时，例如力流在齿圈与壳体的 联接同齿圈与变速器输出轴(其中，所述变速器输出轴与行星架连接)的联接之间发生变换。关于这一点，在DE 10 2008 001 200 Al中提供了一种辅助措施，即主变速器具有附加的空心轴，所述空心轴同轴地布置在主轴上并且布置在主变速器的空套轮和配属的换档装置上。空心轴在其输出侧的端部上代替变速器主轴地与太阳轮连接，而变速器主轴无联接地引导穿过范围选择档组，并且与变速器输入轴直接连接。因此，范围转换可以通过暂时地切换整个变速器的直接档位来作为档位变换时的中间档位而同样得到牵引力支持。但由此，范围选择档组自身还不能进行负载转换。因此，在没有设置中间档位切换的变速器方案中，所述范围转换也没有得到牵引力支持。此外，延伸至太阳轮的空心轴相对长，从而对引导穿过空心轴的、从起动离合器延伸至变速器输出端的非常长的变速器主轴的支承很难达到最佳。
发明内容
在该背景下，本发明的任务在于提供一种具有分裂档组和呈中间轴结构形式的主档组以及呈行星齿轮结构形式的范围选择档组的双离合器分组变速器，所述双离合器分组变速器可以尤其是在对范围选择档组进行切换时实现能负载换档的档位变换，并且具有相对短的变速器轴。此外，应该介绍一种用于操作这种变速器的方法，在切换范围选择档组时，提供很高的换档舒适性和/或行驶舒适性。该任务的解决方案由独立权利要求的特征得知，而本发明的具有优点的构造方式和改进方案由从属权利要求得知。
本发明基于如下认识，即在如下分组变速器中，借助于变速器结构能够在察觉不到牵引力中断的情况下实施带有行星齿轮变速器部件在负载下的联接变化的档位变换，其中，所述分组变速器具有双离合器，所述双离合器具有用于分别将变速器输入轴与驱动发动机连接起来的两个发动机离合器，并且所述分组变速器包括前置的分裂档组、呈中间轴结构形式的主档组以及呈行星齿轮结构形式的后置的范围选择档组，所述变速器结构可以实现第一变速器输入轴与变速器主轴之间的直接连接以及第二变速器输入轴与范围选择档组的行星架之间的独立于该直接连接的作用连接。因此，本发明以如下的双离合器分组变速器为出发点，所述双离合器分组变速器具有分裂档组、主档组和范围选择档组，分裂档组、主档组和范围选择档组轴向依次排列地布置在传动系中，其中，所述分裂档组和所述主档组构成为具有至少一个共同的中间轴及多个档位常量传动级或档位的中间轴式变速器，其中，所述范围选择档组构成为具有径向外部齿圈、居中的太阳轮及在齿圈与太阳轮之间滚动的行星轮组的行星齿轮变速器，其中，行星轮由行星架来引导，并且所述双离合器分组变速器具有第一内部的变速器输入轴，其与第一输入侧离合器连接，所述双离合器分组变速器具有第二外部的变速器输入轴，其作为空心轴同轴地布置在所述内部的变速器输入轴上并且与第二输入侧离合器连接，所述双 离合器分组变速器具有变速器主轴，其轴向布置在所述变速器输入轴后面并且与所述太阳轮连接，所述双离合器分组变速器具有变速器输出轴，其轴向布置在所述变速器主轴后面并且在输出侧与所述行星架连接，并且所述双离合器分组变速器具有用于换档或者建立力配合连接的换档装置。为了解决所提出的任务，本发明设置为通过换档装置，所述内部的变速器输入轴能够与所述变速器主轴直接连接，即附加的空心轴同轴地布置在所述变速器主轴上，其中，在所述空心轴上以能转动的方式至少支承有所述主档组的前进档位的空套轮，所述空套轮能够通过换档装置与所述空心轴抗相对转动地连接，并且所述空心轴能够通过换档装置与所述变速器主轴连接并且能通过换档装置与行星架连接。通过能够将驱动发动机的驱动轴通过所述内部的变速器输入轴直接接到所述变速器主轴上，所以可以通过于是自由转动的、不与驱动轴和变速器主轴连接的中间轴实现能与该功率系独立地进行换档的第二功率系。在根据本发明的系统中，所述第二功率系能够利用第二空心轴来实现，在所述第二空心轴上，能够直接接入范围选择档组的行星架，由此，能够建立行星架与驱动的外部的变速器输入轴之间的力配合连接。因此，通过根据本发明的系统具有优点地实现一方面通过主档组和分裂档组变速的、在外部的变速器输入轴及变速器输出轴之间的力配合连接，以及在内部的变速器输入轴与变速器主轴或者说范围选择档组太阳轮之间的直接力配合连接能够凭借下档位范围中接下来选择性地变速的范围选择档组或者上档位范围中被锁定的范围选择档组来彼此独立地切换。此外，本发明以一种用于操作双离合器分组变速器的方法为出发点，所述双离合器分组变速器具有分裂档组、主档组和范围选择档组，分裂档组、主档组和范围选择档组轴向依次排列地布置在传动系中，其中，所述分裂档组和所述主档组构成为具有至少一个共同的中间轴和多个档位常量传动级或档位的中间轴式变速器，并且其中，所述范围选择档组构成为具有径向外部齿圈、居中的太阳轮及在齿圈与太阳轮之间滚动的行星轮组的行星齿轮变速器，其中，行星轮由行星架来引导，所述双离合器分组变速器具有第一内部的变速器输入轴，其与第一输入侧离合器连接，所述双离合器分组变速器具有第二外部的变速器输入轴，其作为空心轴同轴地布置在所述内部的变速器输入轴上并且与第二输入侧离合器连接，所述双离合器分组变速器具有变速器主轴，其轴向布置在所述变速器输入轴后面并且与所述太阳轮连接，所述双离合器分组变速器具有变速器输出轴，其轴向布置在所述变速器主轴后面并且在输出侧与所述行星架连接，并且所述双离合器分组变速器具有用于换档或者建立力配合连接的换档装置。为了解决所提出的在所述方法方面的任务，本发明设置在设置有所述范围选择档组的换档过程的档位变换中，目标档位或者起始档位通过与所述行星架的力配合连接进行切换，所述力配合连接通过同轴地布置在所述变速器主轴上的空心轴以独立于所述变速器主轴的方式来建立。尤其可以设置为同时地，能够通过接通所述内部的变速器输入轴与所述变速器主轴的抗相对转动的直接连接来预先选出所述中间轴式变速器的直接档位，以及通过接通起驱动作用的档位常量传动级的空套轮与所述外部的变速器输入轴的抗相对转动的连接、 所驱动的前进档位的空套轮与所述空心轴的抗相对转动的连接和所述行星架与所述空心轴的抗相对转动的连接来预先选出与所述直接档位相邻的档位。这例如在从下档位范围中的直接档位(也就是从下档位范围中的最高档位)至到下一个更高的档位(也就是上档位范围的最低档位)换高档时，利用范围选择档组的换档可以实现能负载换档的、舒适的档位变换。因此，在这样的换高档时，在下档位范围中的直接档位当在范围选择档组方面进行变换之前，就通过将内部的变速器输入轴与变速器主轴直接连接以及闭合配属的输入离合器来进行换档，根据本发明的空心轴可以在变速器主轴上利用行星架和优选为第一档位的档位齿轮或者空套轮进行换档。由此，外部的变速器输入轴与变速器输出轴作用连接。在此，用于转换范围选择档组的换档装置可以切换到空档，其中，在所述转换中，力流在针对变速的下档位范围的齿圈与壳体件的联接或者针对其中行星齿轮变速器锁定运行的上档位范围的齿圈与齿轮架的联接之间变换。为了紧接着进行负载换档以便进行档位变换，仅仅交叠地打开所述闭合的输入离合器并且闭合另一输入离合器。因此，通过范围选择档组的换档不再被驾驶员视为干扰，由此提高了行驶舒适性。此外，可以设置，所述分裂档组具有三个档位常量传动级，其中第一档位常量传动级和第二档位常量传动级布置在所述外部的变速器输入轴上而第三档位常量传动级布置在所述内部的变速器输入轴上，所述主档组具有两个前进档和一个倒车档，其中第一档和倒车档布置在所述空心轴上而第二档布置在所述主轴上。在此，可以设置为所述空心轴能够一方面通过布置在所述空心轴上的、能向单侧操作的换档装置与所述行星架抗相对转动地连接，并且另一方面通过布置在所述变速器主轴上的、能向单侧或双侧操作的换档装置与所述变速器主轴连接。这种变速器结构总共具有十四个带能负载换档的范围选择档组的前进档位，其中，第七档能够作为下档位范围中的直接档位来切换，而第十四档能够作为上档位范围中的直接档位来切换，并且第八档、第九档和第十档能够通过所述行星架来切换。所述十四档位变速器能够实现相对大的整个传动比扩展(Gesamtspreizung)以及在商用车领域中能够实现特别高效的行驶运行。
此外，第二变速器结构可以设置为其中所述分裂档组具有三个档位常量传动级，其中第一档位常量传动级和第二档位常量传动级布置在所述外部的变速器输入轴上，而第三档位常量传动级布置在所述内部的变速器输入轴上。在这种变速器结构中，所述主档组具有一个前进档和一个倒车档，它们都布置在附加的所述空心轴上，所述范围选择档组能够在下变速档位范围与上直接档位范围之间转换。此外，所述第二变速器结构优选具有布置在所述变速器主轴上的、能向双侧操作的换档装置，从而所述空心轴能够一方面与所述行星架抗相对转动地连接，而另一方面与所述变速器主轴抗相对转动地连接。第二变速器结构总共具有八个带能负载换档的范围选择档组的前进档位，其中，第四档能够作为下档位范围中的直接档位来切换，而第八档能够作为上档位范围中的直接档位来切换，并且第五档、第六档和第七档能够通过所述行星架来切换。相对于所述十四档位的变速器，可以节省换档装置，由此，可以实现还要更短的轴向结构长度并且节省重量。 在根据带有八个前进档位的第二变速器结构的变速器中，所有档位都能够负载换档。
为了形象地说明本发明，给说明书附上了实施例的附图。在这些附图中图I示出根据本发明的双离合器分组变速器的第一变速器结构，其带有十四个档位；图2示出所述十四档位的变速器结构的档位表；图3示出根据本发明的双离合器分组变速器的第二变速器结构，其带有八个档位；图4示出所述八档位的变速器结构的档位系统图。
具体实施例方式因此，在图I中示出双离合器分组变速器的第一变速器结构I的示意图，如例如可以针对载重汽车设置的那样。变速器结构I包括三个变速器档组GV、HG、GP。具有三个输入常量传动级K1、K2、K3的输入侧的分裂档组GV、具有第一档位1G、第二档位2G以及倒车档位RG的主档组HG、具有下档位范围GPL和上档位范围GPS的范围选择档组GP轴向依次排列地布置。分裂档组GV和主档组HG构成为带有两个共同的轴线平行的中间轴2、3的中间轴式变速器。档位常量传动级Κ1、Κ2、Κ3和档位2G、1G、RG形成带有各两个固定轮4、5 ;7、8 ；IOUl ;13、14 ;16、17 ;19、20和各一个空套轮6、9、12、15、18和21的齿轮组，所述固定轮4、5 ;7、8 ;10、11 ;13、14 ;16、17 ;19、20 布置在中间轴 2、3 上，所述空套轮 6、9、12、15、18 和 21以能转动的方式受支承，并且与配属的固定轮对4/4、5 ;7、8 ;10、11 ;13、14 ;16、17 ;19、20保持嵌接。附加地，倒车档RG的齿轮组具有两个未示出的、以能转动的方式被支承的中间轮，用于使转动方向逆反。因为这种中间轴结构形式本身是公知的，所以不需要对各个固定轮和空套轮进行详细介绍。分裂档组GV的远离发动机的档位常量传动级K3的空套轮12布置在第一内部的变速器输入轴22上,所述第一内部的变速器输入轴22与输入侧的第一发动机离合器Cl连接。两个靠近发动机的档位常量传动级K1、K2的空套轮6和9布置在第二外部的变速器输入轴23上，所述第二外部的变速器输入轴23与输入侧的第二发动机离合器C2连接。所述外部的变速器输入轴23构成为较短的空心轴，其同轴地布置在所述内部的变速器输入轴22上。两个发动机离合器Cl、C2在图I中仅通过箭头示出。这两个发动机离合器Cl、C2形成根据公知的结构形式的可操控的双离合器，用于建立相应的变速器输入轴22、23与未示出的驱动发动机的力配合连接。变速器主轴24配属于所述主档组HG。在所述变速器主轴24上布置有所述主档组HG的第二档位2G的空套轮15。附加地，根据本发明，空心轴25同轴地布置在变速器主轴24上。第一档位IG和倒车档位RG的空套轮18、21布置在所述空心轴25上。范围选择档组GP轴向布置在主档组HG后面，所述范围选择档组具有居中的太阳轮、外部的齿圈27以及在所述齿圈27与所述太阳轮26之间滚动的行星轮组28，所述太阳轮26与变速器主轴24的远离发动机的端部固定连接，其中，行星轮由行星架29来引导。所述行星架29在输出侧与变速器输出轴30连接。 为了换档或接通力配合连接，总共设置有六个优选带有同步件的换档装置或档位离合器 SI、S2、S3、S4、S5、S6。第一换档装置SI布置在外部的变速器输入轴23上并且能够向双侧操作。所述第一换档装置SI有选择地建立第一档位常量传动级Kl的空套轮6或第二档位常量传动级Κ2的空套轮9与外部的变速器输入轴23的抗相对转动的连接。第二换档装置S2布置在内部的变速器输入轴22上并且同样能够向双侧操作。所述第二换档装置S2有选择地建立第三档位常量传动级Κ3的空套轮12与内部的变速器输入轴22的抗相对转动的连接或者内部的变速器输入轴22与变速器主轴24的靠近发动机的端部之间的直接连接。第三换档装置S3布置在变速器主轴24上并且又能够向双侧操作。所述第三换档装置S3有选择地建立主档组HG的第二档位2G的空套轮15与变速器主轴24的抗相对转动的连接或者变速器主轴24与布置在变速器主轴24上面的空心轴25的靠近发动机的端部之间的抗相对转动的连接。第四换档装置S4布置在空心轴25上并且也能够向双侧操作。所述第四换档装置有选择地建立主档组HG的第一档位IG的空套轮18或倒车档位RG的空套轮21与空心轴25的抗相对转动的连接。第五换档装置S5同样布置在空心轴25上并且能够向单侧操作。所述第五换档装置有选择地建立空心轴25的靠近发动机的端部与范围选择档组GP的行星架29之间的抗相对转动的连接。第六换档装置S6配属于范围选择档组GP。所述第六换档装置有选择地针对相应于行星组28地变速的下档位范围GPL将齿圈27与壳体件31联接起来，或者将齿圈27与行星架29联接起来，由此，范围选择档组GP被锁定并且与变速器输出轴30 —起以变速器主轴24的转速，即在上档位范围GPL中以直接传动比1:1运转。通过将三重分裂器GV与两档主变速器HG和范围选择变速器GP组合起来得到十四个能换档的前进档位。换档顺序和相应地被操作的换档装置SI、S2、S3、S4、S5、S6由图2中的档位表得知。
在图2的档位表的第一列中列出相应档位。两个随后的列示出相应闭合的输入离合器C1、C2。换档位置分别在档位常量传动级K1、K2、K3、档位1G、2G和力配合连接HW (主轴24)、HoW (空心轴25)和PT (行星架29)的列中通过“X”标记。最后两列示出范围选择档组GP的换档装置S6的相应的联接位置。下档位范围相应于换档位置GPL，上档位范围相应于换档位置GPS。换档装置S5的换档位置PT同样相应于所述上档位范围，换档装置S6在该换档位置中是冗余的。配属于换档装置S4的、能通过倒车档位齿轮组RG来切换的倒车档位传动比显然是存在的，但是在该表中没有作进一步考虑，这是因为它们与本发明无关。由图2的档位表清楚可见的是，尤其是在作为下档位范围GPL中的直接档位的第七档位与第八档位、即上档位范围GPS中的第一档位之间的档位变换是能够负载换档的，这是因为这两个档位可以同时挂入并且仅通过离合器Cl、C2进行转换。在此，起决定作用的是在第八档位中，通过外部变速器输入轴23经由中间轴2、3的作用连接和第二空心轴25与行星架29的直接连接而接通至变速器输出轴30的力配合连接，而在第七档位中，通过内部变速器输入轴22与变速器主轴24的直接连接和变速器主轴24经由行星轮组28的作用连接而接通至变速器输出轴30的力配合连接。 此外，由图2的档位表得知，除了第三档到第四档的档位变换以及第十档到第十一档的档位变换，所有其他的档位变换都能够负载换档。但是，因为这两个所说到的牵引力中断的档位变换与档位范围变换无关，所以它们能够相对快速地实施并因此对驾驶员来说干扰较小。此外，第九档位和第十档位通过空心轴25和行星架29来切换，这是因为它们的力流通过布置在空心轴25上的第一档位IG分支。所述换档装置S6的转换在第十一档位中才进行。最高档位即第十四档位是变速器结构I的整个变速器的直接档位。图3示出类似的变速器结构I’，但是所述类似的变速器结构仅具有八个档位。为了简化，其中相类似的构件设有像图I中那样的相同的附图标记。主要区别在于，略去了主档组HG的第二档位2G以及换档装置S3。此外，换档装置S5布置在变速器主轴24上并且能够向双侧操作。所述换档装置S5有选择地建立空心轴25与变速器主轴24之间的抗相对转动的连接或者空心轴25与行星架29之间的抗相对转动的连接。变速器结构I’的工作原理能够与图I中所示的变速器结构I的工作原理相类似。当然，这种变速器完全能够负载换档，如能够从图4中所示的配属的档位表中得知的那样。较慢的下档位范围GPL中的直接档位是第四档位。伴随进入较快速的上档位范围GPS中的档位范围变换的从第四档位到第五档位的档位变换又借助于空心轴25与行星架29的接通而负载换档。参与档位变换的是相同的换档位置或力配合连接，如所述变速器结构I从第七档位到第八档位的已经阐述过的相类似的档位变换那样。第五档位、第六档位和第七档位也通过空心轴25和行星架29来切换，这是因为第五档位、第六档位和第七档位的力流又通过布置在空心轴25上的第一档位IG分支。仅仅针对作为变速器结构I’的整个变速器的直接档位的第八档位来说，将所述换档装置S6转换到相应的换档位置GPS上。附图标记列表I、I’ 变速器结构2中间轴3中间轴
4第一档位常量传动级的固定轮5第一档位常量传动级的固定轮6第一档位常量传动级的齿圈7第二档位常量传动级的固定轮8第二档位常量传动级的固定轮9第二档位常量传动级的空套轮10第三档位常量传动级的固定轮
11第三档位常量传动级的固定轮12第三档位常量传动级的空套轮13第二主档组档位的固定轮14第二主档组档位的固定轮15第二主档组档位的空套轮16第一主档组档位的固定轮17第一主档组档位的固定轮18第一主档组档位的空套轮19倒车档位的固定轮20倒车档位的固定轮21倒车档位的空套轮22内部的变速器输入轴23外部的变速器输入轴24变速器主轴25空心轴26太阳轮27齿圈28行星轮组29行星架30变速器输出轴31壳体部件IG第一主档组档位2G第二主档组档位Cl第一输入侧离合器C2第二输入侧离合器GV分裂档组GP范围选择档组GPL下档位范围GPS上档位范围HG主档组Hoff空心轴 25HW变速器主轴24
Kl第一档位常量传动级K2第二档位常量传动级K3第三档位常量传动级RG倒车档位SI第一换档装置S2第二换档装置S3第三换档装置S4第四换档装置
S5第五换档装置S6第六换档装置PT行星架 29
权利要求
1.双离合器分组变速器，其具有分裂档组(GV)、主档组(HG)和范围选择档组(GP)，所述分裂档组(GV)、主档组(HG)和范围选择档组(GP)轴向依次排列地布置在传动系中，其中，所述分裂档组(GV)和所述主档组(HG)构成为具有至少一个共同的中间轴(2、3)和多个档位常量传动级(1(1、1(2、1(3)或档位(16、26、1 )的中间轴式变速器，其中，所述范围选择档组(GP)构成为具有径向外部齿圈(27)、居中的太阳轮(26)以及在所述齿圈(27)与所述太阳轮(26)之间滚动的行星轮组(28)的行星齿轮变速器，其中，行星轮由行星架(29)来引导，所述双离合器分组变速器具有第一内部的变速器输入轴(22)，所述第一内部的变速器输入轴(22)与第一输入侧离合器(Cl)连接，所述双离合器分组变速器具有第二外部的变速器输入轴(23)，所述第二外部的变速器输入轴(23)作为空心轴同轴地布置在所述内部的变速器输入轴(22)上并且与第二输入侧离合器(C2)连接，所述双离合器分组变速器具有变速器主轴(24)，所述变速器主轴(24)轴向布置在所述变速器输入轴(22、23)后面并且与所述太阳轮(26)连接，所述双离合器分组变速器具有变速器输出轴(30)，所述变速器输出轴(30)轴向布置在所述变速器主轴(24)后面并且在输出侧与所述行星架(29)连接，并且所述双离合器分组变速器具有用于换档或者建立力配合连接的换档装置(S1、S2、S3、S4、35、56)，其特征在于，通过换档装置(32)能够将所述内部的变速器输入轴(22)与所述变速器主轴(24)直接连接，附加的空心轴(25)同轴地布置在所述变速器主轴(24)上，在所述空心轴(25)上以能转动的方式至少支承有所述主档组(HG)的前进档位(IG)的空套轮(18)，所述空套轮(18)能够通过换档装置(S4)与所述空心轴抗相对转动地连接，以及所述空心轴(25)能够通过换档装置(S3、S5)与所述变速器主轴(24)连接，并且能够通过换档装置(S5 )与所述行星架(29 )连接。
2.根据权利要求I所述的双离合器分组变速器，其特征在于，同时地，能够通过接通所述内部的变速器输入轴(22)与所述变速器主轴(24)的抗相对转动的直接连接来预先选出所述中间轴式变速器(GV、HG)的直接档位，并通过接通起驱动作用的档位常量传动级的空套轮(6、9)与所述外部的变速器输入轴(23)的抗相对转动的连接、所驱动的前进档位的空套轮(18 )与所述空心轴(25 )的抗相对转动的连接以及所述行星架(29 )与所述空心轴(25 )的抗相对转动的连接来预先选出与所述直接档位相邻的档位。
3.根据权利要求I或2所述的双离合器分组变速器，其特征在于，所述分裂档组(GV)具有三个档位常量传动级(Kl、K2、K3)，其中，第一档位常量传动级(Kl)和第二档位常量传动级(K2)布置在所述外部的变速器输入轴(23)上，而第三档位常量传动级(K3)布置在所述内部的变速器输入轴(22)上，所述主档组(HG)具有两个前进档(1G、2G)和一个倒车档(RG)，其中，第一档(IG)和倒车档(RG)布置在所述空心轴(25)上，而第二档(2G)布置在所述主轴(24 )上，并且所述范围选择档组(GP )能够在下变速档位范围(GPL)与上直接档位范围(GPS)之间转换。
4.根据权利要求3所述的双离合器分组变速器，其特征在于，所述空心轴(25)能够一方面通过布置在所述空心轴(25)上的、能向单侧操作的换档装置(S5)与所述行星架(29)抗相对转动地连接，并且另一方面通过布置在所述变速器主轴(24 )上的、能向单侧或双侧操作的换档装置(S3)与所述变速器主轴(24)连接。
5.根据权利要求3或4所述的双离合器分组变速器，其特征在于，所述三个变速器档组(GV、HG、GP)总共具有十四个前进档，其中，第七档能够作为下档位范围(GPL)中的直接档位来切换，而第十四档能够作为上档位范围(GPS)中的直接档位来切换，并且第八档、第九档和第十档能够通过所述行星架(29)来切换。
6.根据权利要求I或2所述的双离合器分组变速器，其特征在于，所述分裂档组(GV)具有三个档位常量传动级(Kl、K2、K3)，其中，第一档位常量传动级(Kl)和第二档位常量传动级(K2)布置在所述外部的变速器输入轴(23)上，而第三档位常量传动级(K3)布置在所述内部的变速器输入轴(22)上，所述主档组(HG)具有一个前进档(IG)和一个倒车档(RG)，所述前进档(1G)和倒车档(RG)都布置在所述空心轴(25)上，并且所述范围选择档组(GP)能够在下变速档位范围(GPL)与上直接档位范围(GPS)之间转换。
7.根据权利要求6所述的双离合器分组变速器，其特征在于，所述空心轴(25)通过布置在所述变速器主轴(24)上的、能向双侧操作的换档装置(S5)能够一方面与所述行星架(29)抗相对转动地连接，而另一方面与所述变速器主轴(24)抗相对转动地连接。
8.根据权利要求6或7所述的双离合器分组变速器，其特征在于，所述三个变速器档组(GV、HG、GP)总共具有八个前进档，其中，第四档能够作为下档位范围(GPL)中的直接档位来切换，而第八档能够作为上档位范围(GPS)中的直接档位来切换，并且第五档、第六档和第七档能够通过所述行星架(29)来切换。
9.用于操作双离合器分组变速器的方法，所述双离合器分组变速器具有分裂档组(GV)、主档组(HG)和范围选择档组(GP)，所述分裂档组(GV)、主档组(HG)和范围选择档组(GP)轴向依次排列地布置在传动系中，其中，所述分裂档组(GV)和所述主档组(HG)构成为具有至少一个共同的中间轴(2、3 )和多个档位常量传动级(Kl、K2、K3 )或档位(1G、2G、RG)的中间轴式变速器，并且其中，所述范围选择档组(GP)构成为具有径向外部齿圈(27)、居中的太阳轮(26)以及在所述齿圈(27)与所述太阳轮(26)之间滚动的行星轮组(28)的行星齿轮变速器，其中，行星轮由行星架(29 )来引导，所述双离合器分组变速器具有第一内部的变速器输入轴(22 )，所述第一内部的变速器输入轴(22 )与第一输入侧离合器(Cl)连接，所述双离合器分组变速器具有第二外部的变速器输入轴(23)，所述第二外部的变速器输入轴(23)作为空心轴同轴地布置在所述内部的变速器输入轴(22)上并且与第二输入侧离合器(C2 )连接，所述双离合器分组变速器具有变速器主轴(24 )，所述变速器主轴(24 )轴向布置在所述变速器输入轴(22、23 )后面并且与所述太阳轮(26 )连接，所述双离合器分组变速器具有变速器输出轴(30)，所述变速器输出轴(30)轴向布置在所述变速器主轴(24)后面并且在输出侧与所述行星架(29)连接，并且所述双离合器分组变速器具有用于换档或者建立力配合连接的换档装置(SI、S2、S3、S4、S5、S6)，其特征在于，在其中设置有所述范围选择档组(GP)的换档过程的档位变换中，目标档位或者起始档位通过与所述行星架(29)的力配合连接来切换，所述力配合连接通过同轴地布置在所述变速器主轴(24)上的空心轴(25)独立于所述变速器主轴(24)地建立。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在换高档位时，在通过所述内部的变速器输入轴(22)与所述变速器主轴(24)之间的直接连接在所述范围选择档组(GP)的下档位范围(GPL)中切换出直接档位期间，同时利用所述空心轴(25)、所述分裂档组(GV)的档位常量传动级(K1、K2)、所述主档组(HG)的前进档(IG)和所述行星架(29)切换出跟随档位，并且通过转换所述输入侧离合器(Cl、C2)来进行负载换档的档位变换。
全文摘要
本发明涉及一种双离合器分组变速器以及一种操作所述双离合器分组变速器的方法，所述双离合器分组变速器具有分裂档组(GV)、主档组(HG)和范围选择档组(GP)，其中，所述分裂档组(GV)和所述主档组(HG)构成为中间轴式变速器，所述范围选择档组(GP)构成为具有齿圈(27)、太阳轮(26)和行星轮组(28)的行星齿轮变速器，所述行星轮组由行星架(29)来引导，所述双离合器分组变速器具有第一内部的变速器输入轴(22)，其与第一输入侧离合器(C1)连接，所述双离合器分组变速器具有第二外部的变速器输入轴(23)，其与第二输入侧离合器(C2)连接，所述双离合器分组变速器具有变速器主轴(24)和用于换档或者建立力配合连接的换档装置(S 1、S2、S3、S4、S5、S6)。为了能够在切换所述范围选择档组(GP)时，实现能负载换档的档位变换，通过换档装置(S2)能够将所述内部的变速器输入轴(22)与所述变速器主轴(24)直接连接，并且此外，附加的空心轴(25)同轴地布置在所述变速器主轴(24)上，在所述空心轴(25)上以能转动的方式至少支承有所述主档组(HG)的前进档位(1G)的空套轮(18)，所述空套轮(18)能够通过换档装置(S4)与所述空心轴抗相对转动地连接，其中，所述空心轴(25)能够通过换档装置(S3、S5)与所述变速器主轴(24)连接，并且能够通过换档装置(S5)与所述行星架(29)连接。
文档编号F16H3/095GK102844587SQ201180018959
公开日2012年12月26日 申请日期2011年3月2日 优先权日2010年4月13日
发明者斯特凡·伦纳 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司