一種動力補償式動力換擋自動變速器及變速方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于車輛自動變速技術領域，特別涉及用于汽車動力源傳遞動力的一種動力補償式動力換擋自動變速器及變速方法。
【背景技術】
[0002]手動變速器(MT)產品、液力自動變速器(AT)產品、機械自動無級變速器(CVT)、機械自動變速器(AMT)、DCT都是汽車廣泛應用的變速器。
[0003]MT產品具有結構簡單、傳動效率高、工藝技術難度小、制造成本低、維修費用少等優點，但是MT產品使用存在著駕駛員操縱離合器與變速換擋頻繁、易造成駕駛員的疲勞；同時，對于非熟練的駕駛員，易造成換擋運行工況不穩定，使汽車啟動不平順、發動機轉速變化突然、易對傳動系統造成沖擊，難以滿足人們對汽車運行舒適性的要求。
[0004]AT產品和CVT產品實現了汽車自動換擋，但是AT產品結構復雜、傳動效率低、工藝技術難度大、制造成本高、維修費用多。CVT產品舒適性較好，具有無級變速功能，但傳動效率相對于MT較低，但是和AT產品一樣結構復雜、工藝技術難度大、制造成本高、維修費用多。
[0005]AMT保留了原手動變速器總成的絕大部分機構，只是將其手動變速的操縱機構用自動操縱機構所取代，生產繼承性好，改造成本低，見效快，并且通過軟件的優化設計可以全面提高車輛的使用性能，但由于換擋過程中存在動力中斷，降低了車輛的動力性和駕駛舒適性，使得配裝車型的檔次受到影響，只能在低端車型中運用。
[0006]雙離合器變速器(DCT)的最早研究開始于1938年，提出了將手動變速器分為兩部分的設計概念，一部分為奇數擋齒輪，一部分為偶數擋齒輪。奇數擋齒輪的輸入軸和偶數擋齒輪的輸入軸分別連接兩個離合器上，通過這兩個離合器來控制奇數擋齒輪和偶數擋齒輪動力傳遞的切換，能夠實現在動力不中斷的情況下實現速比的切換。與奇數擋齒輪輸入軸和偶數擋齒輪輸入軸連接的這兩個離合器可以定義為雙離合器的兩個子離合器。雙離合器變速器可以解決目標擋位切換過程中的動力中斷問題，但如同AT —樣，產品結構復雜、工藝技術難度大、制造成本高、維修費用多。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題是傳統的AMT型機械式自動變速器在車輛換擋時存在動力中斷，降低了車輛的動力性和駕駛舒適性。
[0008]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是，一種動力補償式動力換擋自動變速器，包括機械式自動變速器選/換檔裝置、離合裝置、變速器控制單元和機械變速器本體，所述的機械式自動變速器選/換檔裝置、離合裝置均安裝于機械變速器本體的外殼上，變速器控制單元輸出控制信號至機械式自動變速器選/換檔裝置和離合裝置，還包括磁粉離合器、前殼齒輪傳動系統和中箱齒輪傳動系統，磁粉離合器代替原有的飛輪，通過螺栓將磁粉離合器的主動盤直接固定到發動機的曲軸上，所述的前殼齒輪傳動系統分布在變速器的前殼體中，所述的中箱齒輪傳遞系統分布在變速器的中箱殼體中，前殼齒輪傳動系統包括動力過渡齒輪副、動力補償輸入齒輪副和動力輸出補償齒輪副，所述的動力過渡齒輪副包括過渡軸15、以及分別固定在過渡軸兩端的過渡軸第一齒輪13和過渡軸第二齒輪16，所述的過渡軸15平行于原有的干式離合器的干式離合器花鍵軸4設置，所述的過渡軸第一齒輪13嚙合干式離合器壓盤的花鍵軸4上的花鍵軸齒輪5，過渡軸第二齒輪16嚙合固定在變速器輸入軸上的變速器輸入軸齒輪9，所述的動力補償輸入齒輪副包括動力補償輸入軸8和固定于動力補償輸入軸8上的動力補償輸入軸齒輪7，所述的動力補償輸入軸8連接在磁粉離合器從動盤中的花鍵套內，并空套于干式離合器花鍵軸4內且不互相聯動，變速器輸入軸與動力補償輸入軸8同軸線設置并通過軸承過渡以互不聯動，所述的中箱齒輪傳遞系統包括動力補償中間軸17、分別固定在動力補償中間軸17兩端的動力補償中間軸第一齒輪14和動力補償中間軸第二齒輪18、以及固定在變速器輸出軸上的變速器輸出軸齒輪11，動力補償中間軸17由前殼體穿入至中箱殼體，動力補償中間軸第一齒輪14嚙合動力補償輸入軸齒輪7，動力補償中間軸第二齒輪18嚙合變速器輸出軸齒輪11。
[0009]—種動力補償式動力換擋自動變速方法，采用如權利要求1所述的動力補償式動力換擋自動變速器，包括以下步驟:
[0010]當車輛正常行駛時，磁粉離合器不通電，磁粉離合器主動盤聯動干式離合器主動盤，干式離合器主動盤聯動干式離合器的從動盤，帶動干式離合器花鍵軸4轉動，為變速器輸出動力；
[0011]進行換擋操作時，干式離合器分離，干式離合器花鍵軸4逐漸停止轉動，變速器內中箱擋位齒輪傳遞嚙合副所傳遞的發動機動力逐漸消退，機械式自動變速器選/換檔裝置對中箱擋位齒輪傳遞嚙合副進行原有擋位分離，此時磁粉離合器的勵磁電流從零開始逐漸變大，磁粉離合器內磁粉產生磁粉鏈剪切力，磁粉離合器從動盤開始跟隨磁粉離合器主動盤轉動并帶動動力補償輸入軸轉動，將發動機動力由動力補償輸入軸經動力補償中間軸輸送至變速器輸出軸齒輪，以保持在中殼體中擋位齒輪傳遞嚙合副擋位切換過程中，車輛仍然可以獲得發動機的動力輸出，在中箱擋位齒輪傳遞嚙合副完成了目標擋位切換后，磁粉式離合器的勵磁電流逐漸減小，磁粉所產生的磁粉鏈剪切力也隨之減小，進行磁粉離合器分離操作過程，在機械膜片式離合器傳遞的動力即將回復時，磁粉離合器勵磁電流逐漸減至為零以停止動力補償，動力傳輸完全由中箱擋位齒輪傳遞嚙合副中新的目標擋位齒輪完成。
[0012]所述的一種動力補償式動力換擋自動變速方法，勵磁電流信號、機械式自動變速器選/換檔裝置的傳感器信號均與變速器控制單元進行連接。
[0013]前殼體中齒輪傳遞系統和中箱中的齒輪傳遞系統動力均來自磁粉離合器。中箱殼體中的齒輪傳遞系統通過變速器輸入軸經過過渡齒輪與外套在磁粉離合器動力輸入軸的帶外花鍵的空心軸連接在磁粉式離合器動盤中的花鍵套內。磁粉離合器代替原有的飛輪，通過螺栓直接固定到到曲軸上。
[0014]本發明的技術效果在于，中箱的齒輪傳遞系統負責完成車輛在不同目標擋位下的動力傳遞。前殼體中的齒輪傳遞系統負責中箱齒輪傳遞系統進行目標擋位切換過程中對車輛的動力輸出，即對中箱齒輪傳遞系統目標擋位切換過程中的動力中斷進行補償。由于換擋過程中，沒有動力中斷，因此換擋過程中車輛的動力性和駕駛舒適性相對傳統AMT型機械式自動變速器有非常顯著的提高。
[0015]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的結構示意圖；
[0017]圖2為發明的結構立體圖；
[0018]圖3為與本發明配套使用的離合器的結構示意圖；
[0019]其中I為磁粉離合器，2為前殼體，3為干式離合器，4為干式離合器花鍵軸，5為花鍵軸齒輪，6為離合裝置，7為動力補償輸入軸齒輪，8為動力補償輸入軸，9為變速器輸入軸齒輪，10為中箱殼體，11為變速器輸出軸齒輪，12為機械式自動變速器選/換檔裝置，13為過渡軸第一齒輪，14為動力補償中間軸第一齒輪，15為過渡軸，16為過渡軸第二齒輪，17為動力補償中間軸，18為動力補償中間軸第二齒輪，21為發動機啟動齒圈，22為磁粉離合器主動件，23為磁粉，24為磁粉離合器勵磁線圈，25為磁粉離合器從動件，26為磁粉離合器導電環，27為離合器從動盤，28為離合器壓盤，29為膜片彈簧，30為螺栓。
【具體實施方式】
[0020]參見圖1，本發明變速器包括機械式自動變速器選/換檔裝置、離合裝置、變速器控制單元和機械變速器本體，所述的機械式自動變速器選/換檔裝置、離合裝置均安裝于機械變速器本體的外殼上，變速器控制單元輸出控制信號至機械式自動變速器選/換檔裝置和離合裝置，以及磁粉離合器、前殼齒輪傳動系統和中箱齒輪傳動系統，磁粉離合器代替原有的飛輪，通過螺栓將磁粉離合器的主動盤直接固定到發動機的曲軸上，前殼齒輪傳動系統分布在變速器的前殼體中，中箱齒輪傳遞系統分布在變速器的中箱殼體中，前殼齒輪傳動系統包括動力過渡齒輪副、動力補償輸入齒輪副和動力輸出補償齒輪副，動力過渡齒輪副包括過渡軸15、以及分別固定在過渡軸兩端的過渡軸第一齒輪13和過渡軸第二齒輪16，過渡軸15平行于原有的干式離合器