车辆用变速装置的制作方法

本发明涉及一种车辆用变速装置，更具体地，涉及一种通过实现用于小型车辆的最小总长以及优化齿轮比/挡间比，能够提高经济性、安装性、燃油效率及动力性能的车辆用变速装置。

背景技术：

车辆的环保技术是未来汽车产业赖以生存的核心技术，汽车制造商正集中力量开发环保及燃油效率达标的环保汽车。

例如，所述未来汽车技术可以是利用电能的电动汽车(electricvehicle，ev)、混合动力电动汽车(hybridelectricvehicle，hev)、提高效率和便利性的双离合变速器(doubleclutchtransmission，dct，以下称为dct)。

与本发明有关的所述dct具有两个离合器装置(clutchdevice)和基本的手动变速器的轮系，利用两个离合器将从发动机输入的旋转动力选择性地传递到两个输入轴，并利用手动变速器的轮系对传递到所述输入轴的旋转动力进行变速之后输出。

所述dct正试图实现紧凑(compact)的五挡以上的高挡变速器，并且通过控制器控制两个离合器和同步装置(synchronizingdevice)，从而实现无需驾驶员的手动变速的自动化手动变速器(automanualtransmission，amt)。

因此，dct与由行星齿轮的组合构成的自动变速器相比，动力传递效率优异，并且由于多挡化而容易变更及添加配件的优点能够满足燃油效率标准和多挡化效率，因此备受瞩目。

并且，由于dct基于高动力传递效率的手动变速器，并由两个离合器交替地操作，因此，具有快速变速且乘车感平稳的优点。

另外，现有的dct应用于高性能车辆及高级车辆，但是，近年来，正积极研发使总长最小化以能够安装在小型车辆和小型混合动力车辆，而且能够实现五挡～六挡的变速挡的dct，从而经济性、安装性、燃油效率及动力性能等方面得以优化。

在背景技术部分记载的内容是为了增加对发明背景的理解而记载的，其可以包括不属于本技术领域的普通技术人员所公知的现有技术的内容。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的实施例的目的在于提供一种车辆用变速装置，其通过实现用于小型车辆的最小总长以及优化齿轮比/挡间比，能够提高经济性、安装性、燃油效率及动力性能。

(二)技术方案

本发明的一个或多个实施例可以提供一种车辆用变速装置，其包括：动力约束装置，由设置在发动机的输出侧的第一离合器和第二离合器构成，并约束发动机的旋转动力；输入装置，包括第一输入轴和第二输入轴，在第一输入轴和第二输入轴上分别设置多个输入齿轮，以通过所述动力约束装置输入发动机的旋转动力，第一输入轴和第二输入轴在相同的轴线上彼此无旋转干涉地重叠配置；变速输出装置，从所述输入装置接收发动机的旋转动力，并进行变速而输出，所述变速输出装置包括：第一变速输出机构，包括输出轴、第一同步单元及输出齿轮，所述输出轴与所述第一输入轴和所述第二输入轴分别平行地配置，并配置有分别与所述第一输入轴和所述第二输入轴上的各输入齿轮外啮合的多个变速齿轮，所述第一同步单元将多个所述变速齿轮与所述输出轴同步连接，所述输出齿轮分别设置在所述输出轴上，并与差速器的主减速齿轮外啮合；以及第二变速输出机构，包括怠速轴和第二同步单元，所述怠速轴与所述第一输入轴和所述第二输入轴分别平行地配置，并且无干涉地配置有将从所述第一输入轴和所述第二输入轴中的一个输入轴传递的旋转动力通过两个输出路径传递到所述输出轴的三个怠速齿轮，所述第二同步单元在三个所述怠速齿轮中，将从一个所述输入轴接收旋转动力的一个怠速齿轮与其他两个怠速齿轮选择性地同步连接。

其中，两个所述输出路径可以包括：前进一挡输出路径，从所述第一输入轴传递的旋转动力通过所述怠速轴上的两个怠速齿轮、所述第二输入轴上的两个输入齿轮、所述输出轴上的一个变速齿轮传递到输出轴；以及后退挡输出路径，从所述第一输入轴传递的旋转动力通过所述怠速轴上的两个怠速齿轮、所述输出轴上的一个变速齿轮传递到输出轴。

并且，所述第一输入轴可由实心轴构成，包括第三输入齿轮和第四输入齿轮，并通过所述第一离合器输入发动机的旋转动力，所述第二输入轴可由中空轴构成，其配置在所述第一输入轴的外周侧，包括第一输入齿轮和第二输入齿轮，并通过所述第二离合器输入发动机的旋转动力。

并且，多个所述变速齿轮可包括分别与所述第一输入齿轮、所述第二输入齿轮、所述第三输入齿轮及所述第四输入齿轮外啮合的第二挡变速齿轮、第四挡变速齿轮、第三挡变速齿轮及第五挡变速齿轮，并通过第一同步单元分别与所述输出轴同步连接。

并且，三个所述怠速齿轮可包括：第一怠速齿轮，与所述第三输入齿轮外啮合；第二怠速齿轮，与所述第二输入齿轮外啮合，并无旋转干涉地配置在从所述第一怠速齿轮的中心延伸的怠速齿轮轴上；以及第三怠速齿轮，与所述第二挡变速齿轮外啮合，所述第一怠速齿轮通过第二同步单元分别与所述第二怠速齿轮、第三怠速齿轮选择性地同步连接。

并且，所述第一同步单元可包括：第一同步器，将所述第三挡变速齿轮或所述第五挡变速齿轮与所述输出轴选择性地同步连接；第二同步器，将所述第二挡变速齿轮或第四挡变速齿轮与所述输出轴选择性地同步连接，所述第二同步单元可包括第三同步器，将所述第一怠速齿轮与所述第二怠速齿轮或第三怠速齿轮选择性地同步连接。

(三)有益效果

根据本发明的实施例，在基于手动变速器且保留两个离合器的变速装置中，在用于后退的怠速轴上配置具有前进一挡变速齿轮的功能的齿轮，从而能够使变速器整体及上部总长(即，外围体积)最小化，提高小型车辆的安装性。

并且，根据本发明的实施例的车辆用变速装置使用额外的怠速齿轮，实现一挡/二挡绕组(winding)路径，使第一挡、第二挡以及整体挡间比无失真而表现优异，从而能够提高动力传递性能及驾驶性。

并且，根据本发明的实施例的车辆用变速装置与现有的前进五挡和后退一挡变速器相比，能够减少一个同步器，有助于实现轻量化。

此外，对于能够通过本发明得到的或预测到的效果，将在本发明的实施例的详细说明中直接或隐含公开。即，根据本发明的实施例预测到的各种效果将在后述的详细说明中公开。

附图说明

图1是本发明的实施例的车辆用变速装置的结构图。

图2是本发明的实施例的车辆用变速装置的变速操作表。

图3是本发明的实施例的车辆用变速装置的前进一挡的动力传递路径图。

图4是本发明的实施例的车辆用变速装置的后退变速挡的动力传递路径图。

附图标记说明

cl1：第一离合器cl2：第二离合器

d1：第一挡变速齿轮d2：第二挡变速齿轮

d3：第三挡变速齿轮d4：第四挡变速齿轮

d5：第五挡变速齿轮diff：差速器

fsdg：主减速齿轮g1：第一输入齿轮

g2：第二输入齿轮g3：第三输入齿轮

g4：第四输入齿轮ids：怠速轴

idgs：怠速齿轮轴idg1：第一怠速齿轮

idg2：第二怠速齿轮idg3：第三怠速齿轮

is1：第一输入轴is2：第二输入轴

og：输入齿轮os：输出轴

sl1：第一同步器sl2：第二同步器

sl3：第三同步器

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施例进行详细说明，以使得本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易实施本发明。但是，本发明可以以各种不同的方式实施，并不限定于在此说明的实施例。

为了清楚地说明本发明，省略与说明无关的部分，并且在整个说明书中相同或相似的组件使用相同的附图标记来进行说明。

并且，在下面的说明中，以第一、第二等来区分组件名称是因组件名称相同而进行区分，并不一定限定于所述顺序。

图1是本发明的实施例的变速装置的结构图。

参照图1，本发明的实施例的车辆用变速装置包括作为动力源的发动机、动力约束装置、输入装置及变速输出装置。

所述作为动力源的发动机(eng)可以利用诸如使用汽油、柴油、液化气等化石燃料的公知的各种发动机。

所述动力约束装置由第一离合器cl1和第二离合器cl2构成。所述第一离合器cl1和所述第二离合器cl2均设置在发动机的输出侧与所述输入装置之间，约束发动机的旋转动力，并可以选择性地传递到所述输入装置。

其中，所述第一离合器cl1和所述第二离合器cl2作为通过由液压控制装置供给的液压而操作的液压摩擦结合单元，主要使用湿式多盘型液压摩擦结合单元，但是，也可以使用能够根据由电子控制装置供给的电信号而操作的干式多盘离合器等结合单元。

所述输入装置包括第一输入轴is1和第二输入轴is2，所述第一输入轴is1和所述第二输入轴is2配置在相同的轴线上。

即，所述第一输入轴is1由实心轴构成，所述第二输入轴is2由中空轴构成，并无旋转干涉地配置在所述第一输入轴is1的外周上。

其中，所述第一输入轴is1的前端部通过所述第一离合器cl1与发动机的输出侧选择性地连接，所述第二输入轴is2的前端部通过所述第二离合器cl2与发动机的输出侧选择性地连接，并接收发动机的旋转动力。

在所述第二输入轴is2上，从前侧向后侧依次间隔配置并固定有第一输入齿轮g1和第二输入齿轮g2，在所述第一输入轴is1上设有第三输入齿轮g3和第四输入齿轮g4，所述第三输入齿轮g3和所述第四输入齿轮g4设置在穿过所述第二输入轴is2的第一输入轴is1的后侧部分，并从前侧向后侧依次间隔配置并固定。

所述第一输入齿轮g1、所述第二输入齿轮g2、所述第三输入齿轮g3及所述第四输入齿轮g4作为根据各变速挡输入发动机的旋转动力的输入齿轮，其齿轮齿数被设置成使得第一输入齿轮g1用作实现第二挡的输入齿轮、第二输入齿轮g2用作实现第四挡的输入齿轮、第三输入齿轮g3用作实现第一挡和第三挡的输入齿轮、第四输入齿轮g4用作实现第五挡的输入齿轮。

此外，所述变速输出装置执行从所述输入装置的各输入齿轮g1、g2、g3、g4接收发动机的旋转动力并进行变速而输出的功能。

即，所述变速输出装置由与所述第一输入轴is1和所述第二输入轴is2隔开预定间隔并平行配置的第一变速输出机构out1和第二变速输出机构out2构成。

所述第一变速输出机构out1包括与所述第一输入轴is1和所述第二输入轴is2隔开预定间隔并平行配置的输出轴os，在所述输出轴os上配置有分别构成一对的第三挡变速齿轮d3和第五挡变速齿轮d5以及第二挡变速齿轮d2和第四挡变速齿轮d4。

并且，所述输出轴os上设有第一同步单元，所述第一同步单元包括：第一同步器sl1，将所述第三挡变速齿轮d3或所述第五挡变速齿轮d5与所述输出轴os选择性地同步连接；及第二同步器sl2，将所述第二挡变速齿轮d2或第四挡变速齿轮d4与所述输出轴os选择性地同步连接。

其中，所述第三挡变速齿轮d3与第三输入齿轮g3外啮合，所述第五挡变速齿轮d5与第四输入齿轮g4外啮合。并且，所述第二挡变速齿轮d2与第一输入齿轮g1外啮合，所述第四挡变速齿轮d4与第二输入齿轮g2外啮合。

并且，所述输入轴os的前端部的一侧设有输出齿轮og，所述输出齿轮og与设置在公知的差速器diff的主减速齿轮fsdg外啮合并输出变速的旋转动力。

另外，所述第二变速输出装置out1包括与所述第一输入轴is1和所述第二输入轴is2隔开预定间隔并平行配置的怠速轴ids，所述怠速轴ids上配置有第一怠速齿轮idg1、第二怠速齿轮idg2及第三怠速齿轮idg3。

即，所述第一怠速齿轮idg1与所述第三怠速齿轮idg3隔开预定间隔并无旋转干涉地配置在所述怠速轴ids上，所述第二怠速齿轮idg2无旋转干涉地配置在所述第一怠速齿轮idg1与所述第三怠速齿轮idg3之间的向所述第一怠速齿轮idg1的一侧延伸形成的怠速齿轮轴idgs上。

并且，所述怠速轴ids上设有第二同步单元，所述第二同步单元包括将第二怠速齿轮idg2或第三怠速齿轮idg3与所述怠速齿轮轴idgs选择性地同步连接的第三同步器sl3。

其中，所述第一怠速齿轮idg1与第三输入齿轮g3外啮合，所述第二怠速齿轮idg2与第二输入齿轮g2外啮合，所述第三怠速齿轮idg3与第二挡变速齿轮d2外啮合。

所述第一同步器sl1、所述第二同步器sl2及所述第三同步器sl3是公知的结构，因此省略详细的说明，与公知技术相同地，分别应用于所述第一同步器sl1、所述第二同步器sl2及所述第三同步器sl3的套筒sle1、套筒sle2及套筒sle3包括额外的致动器(未图示)，所述致动器由变速器控制单元控制。

图2是本发明的实施例的车辆用变速装置的变速操作表，图3是前进一挡的动力传递路径图，图4是后退变速挡的动力传递路径图，变速过程如下。

[前进一挡变速挡]

如图2所示，前进第一挡变速挡为，通过所述第二同步器sl2的第二套筒sel2同步连接第二挡变速齿轮d2与输出轴os，通过第三同步器sl3的第三套筒sel3同步连接第一怠速齿轮idg1与第二怠速齿轮idg2，并操作控制第一离合器cl1。

那么，如图3所示，发动机的旋转动力通过第一离合器cl1、第一输入轴is1、第三输入齿轮g3、第一怠速齿轮idg1、怠速齿轮轴idgs、第二怠速齿轮idg2、第二输入齿轮g2、第二输入轴is2、第一输入齿轮g1、第二挡变速齿轮d2、输出轴os及输出齿轮og传递到设置在差速器diff的主减速齿轮fsdg，由此实现前进一挡的行驶。

[前进第二挡变速挡]

前进第二挡变速挡为，在所述第一挡的状态下增加车速以变挡为第二挡，具体地，在所述第一挡的状态下，释放第一离合器cl1的操作，操作控制第二离合器cl2，并将第三同步器sl3的第三套筒sle3控制为中立。

那么，处于在前进一挡状态下通过第二同步器sl2的第二套筒sel2同步连接第二挡变速齿轮d2与输出轴os的状态，因此，发动机的旋转动力通过第二离合器cl2、第二输入轴is2、第一输入齿轮g1、第二挡变速齿轮d2、输出轴os及输出齿轮og传递到设置在差速器diff中的主减速齿轮fsdg，由此实现前进二挡的行驶。

[前进第三挡变速挡]

前进第三挡变速挡为，在所述第二挡的状态下增加车速以变挡为第三挡，具体地，在所述第二挡的状态下，释放第二离合器cl2的操作，将所述第二同步器sl2的第二套筒sle2控制为中立，并通过所述第一同步器sl1的第一套筒sle1同步连接第三挡变速齿轮d3与输出轴os，然后操作控制第一离合器cl1。

那么，发动机的旋转动力通过第一离合器cl1、第一输入轴is1、第三输入齿轮g3、第三挡变速齿轮d3、输出轴os及输出齿轮og传递到设置在差速器diff中的主减速齿轮fsdg，由此实现前进三挡的行驶。

[前进第四挡变速挡]

所述第四挡变速挡为，在所述第三挡的状态下增加车速以变挡为第四挡，具体地，在所述第三挡的状态下，释放第一离合器cl1的操作，将所述第一同步器sl1的第一套筒sle1控制为中立，并通过所述第二同步器sl2的第二套筒sle2同步连接第四挡变速齿轮d4与输出轴os，然后操作控制第二离合器cl2。

那么，发动机的旋转动力通过第二离合器cl2、第二输入轴is2、第二输入齿轮g2、第四挡变速齿轮d4、输出轴os及输出齿轮og传递到设置在差速器diff中的主减速齿轮fsdg，由此实现前进四档的行驶。

[前进第五挡变速挡]

所述第五挡变速挡为，在所述第四挡的状态下增加车速以变挡为第五挡，具体地，在所述第四挡的状态下，释放第二离合器cl2的操作，将所述第二同步器sl2的第二套筒sle2控制为中立，并通过所述第一同步器sl1的第一套筒sle1同步连接第五挡变速齿轮d5与输出轴os，然后操作控制第一离合器cl1。

那么，发动机的旋转动力通过第一离合器cl1、第一输入轴is1、第四输入齿轮g4、第五挡变速齿轮d5、输出轴os及输出齿轮og传递到设置在差速器diff中的主减速齿轮fsdg，由此实现前进五档的行驶。

[后退变速挡]

如图2所示，后退变速挡为，通过所述第二同步器sl2的第二套筒sel2同步连接输出轴os与第二挡变速齿轮d2，并通过第三同步器sl3的第三套筒sel3同步连接第一怠速齿轮idg1与第三怠速齿轮idg3，并操作控制第一离合器cl1。

那么，如图4所示，发动机的旋转动力通过第一离合器cl1、第一输入轴is1、第三输入齿轮g3、第一怠速齿轮idg1、怠速齿轮轴idgs、第三怠速齿轮idg3、第二挡变速齿轮d2、输出轴os及输出齿轮og传递到设置在差速器diff中的主减速齿轮fsdg，由此实现后退挡的行驶。

如上所述，根据本发明的实施例的车辆用变速装置，在基于手动变速器且保留两个离合器的变速装置中，去除前进一挡变速齿轮，在用于后退的怠速轴上配置具有所述前进一挡变速齿轮的功能的齿轮，从而能够使整个变速器及上部总长(即，外周体积)最小化，提高小型车辆的安装性。

此外，本发明的实施例的车辆用变速装置使用额外的怠速齿轮实现一挡/二挡绕组(winding)路径，使第一挡、第二挡以及整体挡间比无失真而表现优异，从而能够提高动力传递性能及驾驶性。

并且，本发明的实施例的车辆用变速装置与现有的前进五挡和后退一挡变速器相比，能够减少一个同步器，从而有助于实现轻量化。

以上参照本发明的优选实施例进行了说明，但是本发明所属技术领域的普通技术人员能够理解，在不脱离权利要求书中记载的本发明的思想及领域的范围内，可以对本发明进行各种修改及变更。