用于機動車的變速器的制作方法

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用于機動車的變速器。

背景技術：

這種變速器已知為所謂的雙離合變速器并通常在機動車中使用。該變速器除了良好的效率之外還具有以下優點：該變速器能在不中斷牽引力的情況下特別是自動換擋，其中，在相應不工作的子變速器中能預先選擇變速器擋位，該變速器擋位隨后通過能動力換擋的離合器的變換來掛入。在此適宜地借助于相應的齒輪組在一個子變速器中設置奇數擋(1，3，5，等等)，而在另一個子變速器中設置偶數擋(2，4，6，等等)，這些齒輪組例如通過同步接合裝置與相應的輸入軸或輸出軸傳動連接。

技術實現要素：

本發明的目的在于，提供一種變速器，該變速器能以構造有利的結構形式在功能性方面和擋位設計方面實現更大的自由度。

該目的通過權利要求1的特征來實現。本發明的特別有利的改進方案和設計方案是從屬權利要求的主題。

根據權利要求1的特征部分，提供有附加的中間齒輪組用于換擋，特別是用于切換到第二擋或第三擋。該附加的中間齒輪組在其第一運行狀態中配屬于第一子變速器，在其第二運行狀態中配屬于第二子變速器。以這種方式使得中間齒輪組的擋位或者能在第一子變速器工作時被切換到、或者替代地能在第二子變速器工作時被切換到。由此可以降低變速器的擋位數所必需的擋位平面(齒輪組)。此外能在傳動比控制方面實現更大的自由度，例如在降擋時或在跳過擋位時。

本發明特別是針對——然而并不僅限于——以下行駛情況：其中車輛在掛入較高擋位(例如第五擋)的情況下在恒定的行駛速度下運行并希望突然加速以例如開始超車過程。在這種情況下，可以由變速器控制裝置開始從被掛入的第五擋向例如第三擋降擋。

在傳統的雙離合變速器中不能實現從第五擋向第三擋的直接降擋，這是因為第五擋和第三擋都配屬于同一個子變速器。因此在現有技術中必須費時間地首先從第五擋向第四擋降擋，然后再從第四擋向第三擋降擋。

但根據本發明，第三擋可以通過上述的中間齒輪組形成，該第三擋能或者在第一子變速器工作時被切換到、或者在第二子變速器工作時被切換到，也就是說，該第三擋既能配屬于第一子變速器，也能配屬于第二子變速器。

因此，在上述的行駛情況下中間齒輪組配屬于不工作的子變速器。以這種方式，在跨越第四擋的情況下能實現從第五擋向第三擋的直接降擋。

在一個優選的結構設計方案中還可以將中間齒輪組的固定齒輪布置在公共的輸出軸上，而浮動齒輪能與子變速器A或子變速器B的變速器元件(例如輸入軸)接合。

例如可以在十一擋變速器中通過多重利用齒輪組使用僅七個擋位平面，其中，公共使用的齒輪組居中布置在所述兩個子變速器的各三個齒輪組之間。中間齒輪組在此可以形成在兩個子變速器中可切換的擋位，優選地第二擋或第三擋。因此還可以根據子變速器中的其余的擋位布置自動控制出有利的、經常出現的降擋模式。

在本發明的一個有利的改進方案中，可以在七擋變速器中使用五個擋位平面，其中，中間齒輪組居中布置在子變速器A和B的分別兩個擋位平面之間，特別有利地通過變速器元件在所述兩個子變速器A和B中形成第一擋、第二擋和第三擋。這通過在兩個子變速器中接入變速器元件作為中間傳動元件/副軸來實現，其分別與居中的齒輪組形成傳動比。

此外還提出，在子變速器A中設有兩個輸入軸，在子變速器B中設有一個輸入軸，通過三個能動力換擋的離合器能在驅動側使這些輸入軸工作，其中，子變速器A的兩個輸入軸輸出到子變速器A的至少各一個齒輪組上，而子變速器B的輸入軸輸出到子變速器B的至少兩個齒輪組上。

在一個特別有利的變速器設計方案中，子變速器A，B的擋位平面1，2和4，5的齒輪可以被固定在各自的公共空心軸上，其中，所述空心軸以可轉動的方式支承在公共的輸出軸上并能通過換擋接合裝置與輸出軸耦合。這樣便能以結構空間特別有利的方式實現齒輪組的多重利用，以形成設計為變得緩慢或變得快速的傳動比。

所述兩個子變速器的變速器元件還能以結構簡單的方式這樣設計：在功率流中對位于子變速器A和B之間的公共的齒輪組進行切換的擋位調節器同時操縱輸出軸上的和至少一個所述輸入軸上的換擋接合裝置。因此可以減少切換過程所必需的擋位調節器并簡化其操控。

在一個具有三個通過公共的齒輪組實現的擋位的變速器設計方案中能以有利的方式由子變速器A和子變速器B使用第二擋位。因此既可以從子變速器A的擋位控制出向第二擋位的能動力換擋的降擋，也可以從子變速器B的擋位控制出向第二擋位的能動力換擋的降擋。特別優選地，為此還可以在五個擋位平面和七個擋位的情況下，在子變速器A中布置第七擋和第五擋，而在子變速器B中布置有第六擋和第四擋。

最后，在機動車是混合動力驅動的情況下，發動機/內燃機和與該發動機同軸的電機可以輸出到與輸入軸連接的、能動力換擋的離合器的離合器殼體，使得機動車能通過公共的變速器由發動機和/或電機驅動。優選地可以在發動機與后置的電機之間布置有另一個能動力換擋的離合器K0，用于使發動機去耦合。

附圖說明

下面根據附圖詳細說明本發明的多個實施例。圖中:

圖1a示出用于機動車的變速器的框圖，具有雙離合器和11個可切換的前進擋；

圖1b和圖1c分別示出相應于圖1a的視圖，具有在第一運行狀態(圖1b)中和在第二運行狀態(圖1c)中的中間齒輪組；

圖2示出根據圖1的變速器的切換陣列/開關陣列；

圖3示出用于混合動力驅動的機動車的另一個變速器，具有三個能動力換擋的離合器和7個前進擋；

圖4示出根據圖3的變速器的切換陣列；

圖5示出相對于圖3另選的變速器，具有前進擋在所述兩個子變速器上的改變的分配方式；和

圖6示出與根據圖5的變速器相對應的切換陣列。

具體實施方式

在圖1a中示出用于機動車的變速器、特別是雙離合變速器20，借助于該變速器、特別是雙離合變速器可以在七個擋位平面中或者說以七個齒輪組切換到十一個前進擋1至11。

變速器20具有兩個輸入軸22，23，它們例如能利用發動機(未示出)經過扭振減振器21驅動，通過兩個能動力換擋的離合器K1，K2能擇一使這兩個輸入軸工作，在所述兩個輸入軸中的輸入軸22是空心軸，第二輸入軸23穿過該空心軸。轉動軸承和相應的變速器殼體未示出。

齒輪組Z1至Z7按已知的方式通過浮動齒輪和固定齒輪以還要描述的方式布置在輸入軸22，23和公共的輸出軸24上，其中，齒輪組Z1至Z3形成子變速器A，而齒輪組Z5至Z7形成子變速器B。

而中間齒輪組Z4利用輸出軸24上的固定齒輪25和在輸入軸23上的可切換的浮動齒輪26在兩個子變速器A和B之間布置成：其浮動齒輪26能通過換擋接合裝置SK1和SK2或者與子變速器A接合、或者與子變速器B接合。

其余的齒輪組布置為，在僅七個齒輪組Z1至Z7的情況下能實現十一個前進擋，其中：

-Z1的固定齒輪27布置在輸入軸22上，而其浮動齒輪28布置在相對于輸出軸24同軸支承的空心軸29上；

-Z2的固定齒輪30同樣布置在輸入軸22上，而其浮動齒輪31同樣布置在空心軸29上；

-兩個浮動齒輪28，31能借助于換擋接合裝置SK3擇一地與空心軸29接合；

-Z3的固定齒輪32布置在空心軸29上，而其浮動齒輪33能通過換擋接合裝置SK4與輸入軸22接合或通過換擋接合裝置SK1與中間齒輪組Z4或其浮動齒輪26接合；通過換擋接合裝置SK5可以使空心軸29與輸出軸24傳動連接；

-齒輪組Z5的固定齒輪34固定在另一個空心軸35上，該另一個空心軸被以可轉動的方式支承在輸出軸24上，而齒輪組Z5的浮動齒輪36支承在子變速器B的輸入軸23上并能借助于換擋接合裝置SK2與中間齒輪組Z4的浮動齒輪26接合；

-通過另一個換擋接合裝置SK6可以使空心軸35與輸出軸24耦合；

-齒輪組Z6和Z7的固定齒輪37，38布置在輸入軸23上，而其浮動齒輪39，40支承在空心軸35上并能借助于換擋接合裝置SK7切換到空心軸35上；

-換擋接合裝置SK1，SK5和換擋接合裝置SK2，SK6通過各自一個擋位調節器41，42(通過連接線表示)共同操縱，從而擇一地使換擋接合裝置SK1或SK5接合以及擇一地使SK2或SK6接合。

前進擋1至11(在必要時所需的倒車擋未示出)可以根據圖2的切換陣列切換。在切換陣列的上部的水平行中列出可預先選擇的理論擋位，而在側面的豎直行中列出實際擋位。豎直行和水平行形成了具有多個小格的綜合特性曲線，所述多個小格表現出理論擋位和實際擋位的全部組合。如果小格被以斜陰影線表示，則配屬的擋位組合能以不中斷牽引力的方式切換。如果小格被以交叉陰影線表示，則配屬的擋位組合不能以不中斷牽引力的方式切換。

用于第三擋的中間齒輪組Z4可以被用于兩個子變速器A和B，由此例如能控制從較高的擋位——尤其是從兩個子變速器A或B的較高的擋位——向第三擋降擋。

此外中間齒輪組Z4可以在第一運行狀態I(圖1b)中配屬于第一子變速器A，并且在第二運行狀態II(圖1c)中配屬于第二子變速器B。由此，第三擋能或者在第一子變速器A工作時(圖1b)被切換到，或者在第二子變速器B工作時(圖1c)被切換到。

在圖1b中，功率流通過箭頭表示，因此功率流在動力換擋離合器K1接合的情況下通過輸入軸22和被切換的換擋元件SK1和SK4行進到中間齒輪組Z4的浮動齒輪26，并繼續通過其固定齒輪25行進到輸出軸24上。

在圖1c中，用箭頭表示的功率流在動力換擋離合器K2接合的情況下通過輸入軸23和被切換的換擋元件SK8行進到齒輪組Z5的浮動齒輪36，并繼續通過被切換的換擋元件SK2行進到中間齒輪組Z4的浮動齒輪26，并繼續通過其固定齒輪25行進到輸出軸24上。

因此，可以通過子變速器A在離合器K1接合的情況下，并且也可以在子變速器B中在離合器K2接合的情況下，以及通過相應地切換換擋接合裝置SK1至SK8切換出第三擋。

圖3示出根據用于混合動力驅動的機動車的雙離合變速器50的本發明的一個實施例，其中，發動機(未示出)通過扭振減振器21和電機51輸出到三個能動力換擋的離合器K1，K2，K3的殼體52上。發動機可以通過另一個能動力換擋的離合器K0與電機51脫離。

三個離合器K1，K2，K3輸出到三個同軸的輸入軸53，54，55上，所述三個同軸的輸入軸中的輸入軸53，55是空心軸。

具有直至七個前進擋1至7的變速器50具有五個擋位平面或者說齒輪組Z1至Z5，所述五個齒輪組中的齒輪組Z1和Z2配屬于子變速器A，而齒輪組Z4和Z5配屬于子變速器B。

中間齒輪組Z3——以類似于圖1a至1c的中間齒輪組Z4的方式——能用于兩個子變速器A和B并且遮蓋擋位1，2，3，這在下面還要進行說明。

在此，固定齒輪56布置在變速器50的軸線平行的、公共的輸出軸57上，而其浮動齒輪58以可轉動的方式支承在子變速器B的輸入軸54上并能借助于兩側的換擋接合裝置SK1，SK2與鄰接的變速器元件如下所述地傳動連接:

-齒輪組Z1具有兩個固定齒輪59，60，這兩個固定齒輪被固定在與離合器K3連接的輸入軸55上以及固定在空心軸61上，該空心軸以可轉動的方式支承在輸出軸57上；

-齒輪組Z2同樣通過兩個固定齒輪62，63形成，這兩個固定齒輪被布置在離合器K1的輸入軸53上以及固定在空心軸61上；此外，輸入軸53能與齒輪組Z3的浮動齒輪58借助于換擋接合裝置SK1接合；

-輸出軸57上的空心軸61能通過換擋接合裝置SK3與輸出軸57接合；

-齒輪組Z4和齒輪組Z5具有固定齒輪64，65，該固定齒輪被固定在空心軸66上，該空心軸66被以可轉動的方式支承在輸出軸57上；空心軸66能通過換擋接合裝置SK4與輸出軸57接合；

-齒輪組Z4和Z5的浮動齒輪67，68被以可轉動的方式布置在輸入軸54上并能通過另一個換擋接合裝置SK5擇一地與輸入軸54傳動連接。

通過多重利用齒輪組Z1至Z5能實現擋位1至7，其中，換擋接合裝置SK1，SK3和換擋接合裝置SK2，SK4又類似于前面結合圖1所述地通過公共的擋位調節器41，42操縱。由此為了切換擋位僅需三個擋位調節器。圖4示出對于根據圖3的變速器50的可控的切換陣列，其類似于圖2顯示。

在圖3中，擋位1，2，3能通過中間齒輪組Z3形成。在切換擋位1，2，3時得出以下的功率流-進程:

第一擋:離合器K2，輸入軸54，接合的換擋接合裝置SK5，到達齒輪組Z5并通過空心軸66繼續到達齒輪組Z4，通過換擋接合裝置SK2到達中間齒輪組Z3并最后到達輸出軸57；

第二擋:離合器K1，輸入軸53，通過接合的換擋接合裝置SK1到達中間齒輪組Z3的浮動齒輪58，通過固定齒輪56和輸出軸57輸出；和

第三擋:離合器K3，輸入軸55，齒輪組Z1到齒輪組Z2，輸入軸53，換擋接合裝置SK1到齒輪組Z3，輸出軸57。

此外在圖3中，用于切換到第二擋的中間齒輪組Z3可以配屬于第一子變速器A，也可以另選地配屬于第二子變速器B，使得中間齒輪組Z3的第二擋能或者在第一子變速器A工作時被切換到，或者在第二子變速器B工作時被切換到。

在中間齒輪組Z3配屬于第一子變速器A時得出以下所述的功率流:功率流在接合的動力換擋離合器K1中通過輸入軸53和被切換的換擋元件SK1行進到中間齒輪組Z3的浮動齒輪58并繼續通過其固定齒輪56行進到輸出軸57上。

在中間齒輪組Z3配屬于第二子變速器B時得出以下所述的功率流:功率流在接合的動力換擋離合器K2中通過輸入軸54和被切換的換擋元件SK5行進到齒輪組Z4的浮動齒輪67并繼續通過被切換的換擋元件SK2行進到中間齒輪組Z4的浮動齒輪58并繼續通過其固定齒輪56行進到輸出軸57上。

圖5示出變速器50′的不同于圖3的設計方案，其中，齒輪組Z1和Z4(第六擋和第七擋)在子變速器A與B之間互換。圖6示出由此得出的切換陣列。

本發明不限于所示出的實施例。特別對于本領域技術人員來說可以實現例如在所提出的前進擋的數量方面在實施例范圍內的常見的變型和組合。

所提出的換擋接合裝置可以通過在變速器中使用的同步接合裝置實現，能動力換擋的離合器可以通過液壓操縱的膜片式離合裝置實現。