专利名称：双离合器变速器及控制该双离合器变速器的方法
技术领域：
本发明涉及一个双离合器变速器，其具有一个第一分变速器和一个第二分变速
器，其中与第一分变速器对应设置第一组前进档并与第二分变速器对应设置第二组前进档。
背景技术：
双离合器变速器在机动车中被越来越多地应用。 一个双离合器变速器的优点在于，能在两个相邻的前进档之间实现转换，而无需中断牵引力。其中两个相邻的前进档具有如此的传动比，在其之间不存在另一前进档的传动比。为了实现一个无牵引力中断的转换，例如在第一分变速器中设置了一个第1前进档， 一个第3前进档和一个第5前进档，同时在第二分变速器中设置了一个第2前进档，一个第4前进档和一个第6前进档。例如在从第3前进档转换到第4前进档情况下可以通过该双离合器变速器之两个离合器的扭矩传输在从第3变换到第4前进档时之适当结构设置的重叠阶段就总是提供扭矩。但是对此的先决条件是，这相邻的档位属于不同的分变速器。 将第一组前进档相对一个分变速器作固定的对应设置和将第二组前进档相对另一分变速器的对应设置则使得该双离合器变速器的改变或补充造成困难。因此原则上说在一个已有双离合器变速器的基础上通过简单的修改来构建一个新的双离合器变速器则不是立刻可能的。基于上面所述的使前进档相对分变速器的固定对应设置，附加另一个前进档则会导致该双离合器变速器设一个完全新的齿轮组，这会意味着许多的花费。当对于该双离合器变速器只在机动车中提供一个有限的结构空间时，则构建一个新的齿轮组则更为困难了。其中特别是在机动车带有横向安装的发动机情况下该轴向的结构高度通常是一个关键的因素。
发明内容
因此本发明的任务是提出一个双离合器变速器，其结构简单并具有一个很小的轴向结构高度。 本发明的任务借助权利要求1的特征组合解决。优选的实施例可由从属权利要求2至4中获得。本发明的用于控制该新的双离合器变速器的方法可由权利要求5至9中获得。 按权利要求1的双离合器变速器之特征在于，至少与第二分变速器对应设置两个相邻的前进档。这意味着，前进档对各个分变速器的此外严格的对应设置被取消了。这样在第二分变速器中设置两个前进档，它们具有如此的传动比，即，在它们之间不存在另一前进档的传动比。因此该双离合器变速器的结构或齿轮组可以变化地设计，依此就能容易地遵守如有限制的结构空间或轴向结构高度那样的结构方面的规定。 该双离合器变速器例如可以具有7个前进档。在一个优选实施形式中，对所述分变速器对应设置具有所有前进档的最小传动比的第7前进档和具有所有前进档的次最小传动比的第6前进档。而且还可以例如将第1前进档和第2前进档配设给同一个分变速器。起决定性的是，这些相邻的前进档具有如此的传动比，即在它们之间不存在另一前进档的传动比。虽然这可能对机动车中双离合器变速器的行驶舒适性具有影响，但是通过适当的措施就可以将这一影响最小化，关于所述措施以后还要详细说明。 本发明并不局限在一个具有7个前进档的双离合器变速器上。而是本发明双离合器变速器可以具有更多个前进档(例如8个或9个)或者也可以具有少些个前进档(例如6个档)。还要理解的是，概念"第一分变速器"和"第二分变速器"是可以相互任意交换的。
在一个优选实施例中，并列地在一个变速器轴上设置有与第6及第7前进档对应的空套齿轮。该轴可以是该双离合器变速器的配置给第二分变速器的输入轴。此外可以对该第二分变速器设置第2前进档和第4前进档，其中配置给这些前进档的固定齿轮设置在该变速器轴(优选输入轴)上。空套齿轮和固定齿轮的这种布置已在一个优选的具体实施例中证明为可以在双离合器变速器的轴向上实现特别紧凑的结构。 第3和第5前进档连同相应的空套齿轮可以配置给第一分变速器，这些空套齿轮并列地安置在双离合器变速器的同一个中间轴上。其中，双离合器变速器的第l前进档的和倒车档的固定齿轮配置给第一分变速器，其中这些固定齿轮安置在所述中间轴上。其中，所述中间轴可以通过另一个中间轴与该双离合器变速器的配置给该第一分变速器的输入轴相耦连。因此结合如上面在一个优选具体实施例中对于第二分变速器所描述的结构，就可以构建一个轴向上紧凑的双离合器变速器。 优选设置如此的装置，通过该装置在所述两个相邻的前进档之间转换时可以填补一个扭矩间隙。因为这两个相邻的前进档配置给相同的分变速器，因此不能采用在换档时通过该离合器变速器的离合器的重叠阶段来如通常那样提供扭矩。 用于填补扭矩间隙的装置可以包括一个为至少一个电动机形式的驱动单元。其中该电动机优选可以配置给第一分变速器。而且可能的是，该电动机与一个连接在两个分变速器的后边的输出轴配合作用。 另一个或附加的可能方案在于，在转换时通过第二分变速器中的档位转换离合器
来提供扭矩。其中，一个优选的可能方案在于，比其中一个相邻的前进档的传动比小的另一
个相邻的前进档的档位转换离合器具有一个具有相应地更大扭矩容量的摩擦离合器，该摩
擦离合器在换档时至少部分地、但在行驶舒适性方面可感觉到地填补该扭矩间隙。 在按本发明用于控制该双离合器变速器的方法中，在第一控制模式中，当基于第
一分变速器的一个起始档来转换时，其中一个相邻的前进档被选择为目标档，在另一个控
制模式中，另一个相邻的前进档或另一个档被选择为目标档。 这样在第一控制模式中，当从第一分变速器——在该第一分变速器中未设置所述相邻的前进档——中一个较小档出发，往高档转换时，该第二分变速器的该其中一个相邻的前进档被选择为目标档，以及在该另一个控制模式中该另一个相邻的前进档被选择为目标档。例如第一控制模式可以是运动模式，因此在一个具有7个前进档的双离合器变速器中，当从第5前进档起进行换档时，该第二分变速器的具有次最小传动比的前进档被选则。因此可涉及该第6档或第6 "运动"档。在一个经济模式中，从第5前进档起换档时，选择该具有最小传动比的前进档。在这种情况下可从第5前进档直接转换到第7前进档或者说第6 "经济"档。
作为选择或另外附加，也可以在往低档位转换时，依据所选择的模式要么所述一个前进档或者所述另一个前进档被选择为目标档。 第一控制模式和第二控制模式可以由驾驶员通过一相应的选择开关来预先设定。控制模式也可以通过一个相应的匹配逻辑来选择。此外控制模式也可以只依赖于当前的行驶状况，在该行驶状况中特别有影响的是负荷(牵引工况或拖动工况，负荷的水平)或驾驶员希望扭矩。行驶状况也可以取决于机动车速度。 在例如其特征在于高的牵引负荷的第一控制模式中，可以抑制从所述一个前进档到所述另一个前进档的往高档的转换，因此不发生影响行驶舒适性的牵引力中断的换档。变换地还可以是，在该第一控制模式中实行一个中间转换。这时，由所述一个相邻的前进档首先转换到该第一分变速器的一个前进档中，以便然后又无牵引力中断地转换到该第二分变速器中的所述另一个相邻的前进档中。在该第二或另外的控制模式中(其特征例如在于低的负荷)，可以在承受牵引力中断的条件下实现所述相邻的前进档之间的往高档的换档。拖动式往高档换档(Schub-Hochschaltimgen)可以作为具有牵引力中断的换档来实行。
往低档换档也可以取决于所选择的或生效的控制模式。在该第一控制模式中，例如在强烈加速情况下，从所述两个相邻的前进档之较高的前进档作为起始档出发，选择该第一分变速器的一个前进档为目标档，由此进行一个无牵引力中断的往低档换档。与之不同地，在较小的负荷(第二控制模式)情况下可以在所述相邻的前进档之间进行往低档换档。 从所述两个相邻的前进档之较高的档(相当于所述另一个前进档)的拖动式往回换档可以总是导引至第一分变速器的下一个前进档。 在从所述一个相邻的前进档转换到所述另一个相邻的前进档的情况下，可以在第一分变速器中或在该双离合器变速器的一个置于这些分变速器之后的输出轴上提供扭矩。如上面已提及的，这个扭矩例如可以通过一个电动机来提供。另一个可能方案在于，作为选择或作为附加在该第二分变速器中提供扭矩。这可以通过所述相邻的前进档之一的档位转换离合器实现。如果例如从具有次最小传动比的前进档转换到具有最小传动比的前进档，则配置给第7档的档位转换离合器在滑动情况下建立一个扭矩容量。其中，通过增大挤压力，该扭矩容量被如此程度地增高，直至配置给第6前进档的档位转换离合器几乎变得无扭矩。其中，可以设置装置，当不再施加扭矩时，通过该装置使该第6前进档的档位转换离合器分离。如果该第6前进档的档位转换离合器分离了，可以通过第7前进档的档位转换离合器进行配置给该第7前进档的空套齿轮的转速与该空套齿轮所在的轴的转速的适配。
另一个可能方案在于，第6前进档设有空转装置(Freilauf)，它在从第6前进档转换到第7前进档情况下起作用，这时第6前进档的空套齿轮实际上无扭矩。
借助附图中描述的具体实施例更详细地阐述本发明。附图表明
图1是一个本发明双离合器变速器的示意(方框原理)结构图，禾口
图2是本发明双离合器变速器一个具体实施例的纵剖图。
具体实施例方式
图1示意表明了一个双离合器变速器的结构，其总体上用1表征。该双离合器变速器1具有一个第一分变速器10和一个第二分变速器30。对该分变速器10设置一个第一离合器11，同时与第二分变速器30对应设置一个第二离合器31。该双离合器变速器1与一个发动机2连接，其中例如在闭合了第一离合器11情况下，扭矩从发动机2传输到该第一分变速器10的输入轴12上。在相应闭合了离合器31情况下，扭矩流则从发动机2通过一个输入轴32导送到该第二分变速器30中。 在图1中示意出的双离合器变速器1情况下，涉及一种具有7个前进档和一个倒车档R的双离合器变速器。其中，第1前进档I，第3前进档III和第5前进档V配设给第一分变速器IO。此外该第一分变速器10还包括该倒车档R。对第二分变速器30则对应设置了第2前进档II，第4前进档IV和第6前进档VI。此外该第二分变速器30还包括第7前进档VII。其中，该第7前进档VII具有该双离合器变速器1之前进档的最小的传动比。次最小的传动比与第6前进档VI对应。该第1前进档I具有前进档的最大的传动比。
如果例如该第1前进档I被挂上并且第一离合器11被闭合，则扭矩从发动机2通过第一离合器11和第一分变速器10传输到输出轴50上。为了从第1前进档I转换到第2前进档II，则在第二离合器31还是分离的情况下挂入该第2前进档II。此时接下来的是该离合器11，31的一个重叠阶段，在该重叠阶段中，该离合器11的扭矩容量减小并且离合器31的扭矩容量增高，直至最终该第一离合器11不再传输扭矩。现在扭矩流唯一地通过第二离合器31和第二分变速器30导送到输出轴50。在该重叠阶段期间，扭矩从发动机2持续地传输到输出轴50上，其中，在发动机2和输出轴50之间被传输的扭矩则由通过第一分变速器10及通过第二分变速器30导送的分扭矩组合构成。 只要是从一个分变速器的前进档到另一个分变速器的前进档实行往高档位转换(Hochschalten)的情况，就可以执行一个如上面所述的无牵引力中断的转换。但在从第6前进档往高档转换到下一个更高前进档亦即第7前进档的情况就不同了。因为第6和第7前进档属于同一分变速器30，此处不能采用离合器11，31的一个重叠阶段来执行无牵引力中断的转换。出于这个原因设置了一个电动机40，其与第一分变速器10的第一输入轴12配合作用。在第一离合器11分离的情况下该电动机40可以将一个扭矩传输到第一输入轴12上，该扭矩通过第一分变速器10——只要那里挂上了一个档位——传输到输出轴50。因此当从第6前进档VI向第7前进档VII转换时，该电动机40至少可以部分地填补一个出现在输出轴50上的扭矩间隙。还存在这样的可能方案，即将电动机40连接在第一分变速器10的后面，因此该电动机直接与输出轴30配合作用。在输出轴50上的虚线表示这。
图2表明了本发明双离合器变速器一个优选具体实施例的纵剖图。在图2中与图1中相对应的构件设有相同的参考标号。而且，此处该双离合器变速器用l来表示它的总体。图2的双离合器变速器1具有一个构造为中空轴的第一输入轴12和一个与它同轴地设置的第二输入轴32。该双离合器变速器的在图1中用11和31表明的离合器在图2中未描述，但可看到在一个离合器壳体3中的位置。 在第二输入轴32上配合有两个空套齿轮33和34以及两个固定齿轮35和36。该空套齿轮33与一安置在第二分变速器30的一个输出轴38上的固定齿轮37相啮合。除了固定齿轮37以外还设置了另一个固定齿轮39，其与空套齿轮34啮合。此外在输出轴38上
7置有两个空套齿轮40，41，其与第二输入轴32的固定齿轮35， 36相啮合。空套齿轮33， 34可以通过档位转换离合器42与第二输入轴32无相对转动地连接。相应地另一个档位转换离合器43设置在输出轴38上，通过该档位转换离合器43可以在空套齿轮40， 41和输出轴38之间建立无相对转动的连接。如果例如该空套齿轮33通过档位转换离合器42与第二输入轴32无相对转动地连接，则第7前进档VII被挂上。还可以相同方式挂上前进档II， IV和VI，其中，在轴向上移动所涉及之档位转换离合器42，43的相应滑动套筒。
空套齿轮34与第6前进档对应，而在输出轴38上的空套齿轮40，41与前进档II和IV对应。 该第一输入轴12通过齿轮13， 14与一个中间轴15相连接，在该中间轴上设置有两个空套齿轮16， 17和两个固定齿轮18， 19。空套齿轮16， 17与该双离合器变速器1之另一输出轴22上的固定齿轮20， 21相啮合。通过一个档位转换离合器23可以在例如空套齿轮16和中间轴15之间制造无相对转动的连接。因此之后可挂上第5前进档V。通过档位转换离合器23也可以挂上第3前进档III。 该固定齿轮19与输出轴22上的一个空套齿轮24相啮合。在固定齿轮18和输出轴22上的一个空套齿轮25之间连接一个中间齿轮。如果空套齿轮25通过一个档位转换离合器26与输出轴22无相对转动地连接，则通过该中间齿轮及通过由固定齿轮18和空套齿轮25组成的齿轮对而挂上该双离合器变速器的倒车档R。档位转换离合器26也负责第l前进档的挂档。 输出轴38和输出轴22都与一个齿轮51处于啮合，齿轮51安置在作为差速器的一部分的输出轴50上。因此图2涉及一个如此的视图，其中，轴12， 32和22， 38被翻转到一个平面中。这些轴实际上并非处在一个平面中而是如此设置的，即，如上面所述，输出轴22， 38借助其上相应设置的齿轮27， 44与该齿轮51处于啮合。 图2的7档双离合器变速器1基于一个具有6个前进档的双离合器变速器，其中仅仅是第7前进档VII安置在第6前进档VI的旁边。通过附加第7前进档VII，轴向的结构长度增加了一个数值AL。此外图2之双离合器变速器1相对于原始6档双离合器变速器具有的差别在于，现在应用了一个双重地起作用的档位转换离合器42，借助它一方面能挂上第6前进档VI并另一方面能挂上第7前进档VII。但是除了该轴32， 38的较小的修改以外，在图2的双离合器变速器和具有6个前进档的基础双离合器变速器之间就不存在区别了。可看出，通过简单的修改就可以让一个6档双离合器变速器升级为7档双离合器变速器。参考标号表1双离合器变速器30第二分变速器2发动机31第二离合器3离合器壳体32第二输入轴10第一分变速器33空套齿轮ll第一离合器34空套齿轮12第一输入轴35固定齿轮13齿轮36固定齿轮14齿轮37固定齿轮
15中间轴38第二输出轴16空套齿轮39固定齿轮17空套齿轮40空套齿轮18固定齿轮41空套齿轮19固定齿轮42档位转换离合器20固定齿轮43档位转换离合器22第一输出轴44齿轮23档位转换离合器50输出轴24空套齿轮51齿轮25空套齿轮52差速器26档位转换离合器27齿轮
权利要求
双离合器变速器(1)，具有一个第一分变速器(10)和一个第二分变速器(30)，其中，对该第一分变速器(10)配设第一组前进档和对该第二分变速器(30)配设第二组前进档，其中每个前进档具有一个传动比，其中，两个相邻的前进档具有如此的传动比，即，在它们之间不存在另一前进档的传动比，其特征在于至少该第二分变速器(30)配设了两个相邻的前进档(VI，VII)。
2. 按权利要求1的双离合器变速器(1)，其特征在于设置了装置(40)，通过其能填补在所述两个相邻的前进档(VI， VII)之间转换时的扭矩间隙。
3. 按权利要求2的双离合器变速器(1)，其特征在于该装置(40)为一个电动机形式的驱动单元。
4. 按权利要求2或3的双离合器变速器(1)，其特征在于该装置配置给所述第一分变速器(10)。
5. 控制一个双离合器变速器(1)的方法，该双离合器变速器具有一个第一分变速器(10)和一个第二分变速器(30)，其中，对该第一分变速器(10)配设第一组前进档和对该第二分变速器(30)配设第二组前进档，其中，每个前进档具有一个传动比，其中，两个相邻的前进档具有如此的传动比，即，在它们之间不存在另一前进档的传动比，至少所述第二分变速器(30)配设了两个相邻的前进档(VI， VII)，其特征在于在第一控制模式中，当基于所述第一分变速器(10)的一个起始档位来换档时，选择所述相邻的前进档中的一个前进档作为目标档，在第二控制模式中，选择所述相邻的前进档中的另一个前进档作为目标档。
6. 按权利要求5的方法，其特征在于在所述第一控制模式中，从所述相邻的前进档中的一个前进档(VI)出发，抑制到所述相邻的前进档中的另一个前进档(VII)的往高档换档，或通过所述第一分变速器的一个前进档(V)进行中间转换。
7. 按权利要求5或6的方法，其特征在于在该第一控制模式中，从所述相邻的前进档中的另一个前进档(VII)出发，进行到所述第一分变速器(10)的一个前进档(V)的往低档换档。
8. 控制一个双离合器变速器(1)的方法，该双离合器变速器具有一个第一分变速器(10)和一个第二分变速器(30)，其中，对该第一分变速器(10)配设第一组前进档和对该第二分变速器(30)配设第二组前进档，其中，每个前进档具有一个传动比，其中，两个相邻的前进档具有如此的传动比，即，在它们之间不存在另一前进档的传动比，至少所述第二分变速器(30)配设了两个相邻的前进档(VI， VII)，其特征在于在从所述相邻的前进档中的一个前进档转换到所述相邻的前进档中的另一个前进档时，在所述第一分变速器(10)中和/或在一个连接于这些分变速器(10,30)之后的输出轴(50)上提供扭矩。
9. 控制一个双离合器变速器(1)的方法，该双离合器变速器具有一个第一分变速器(10)和一个第二分变速器(30)，其中，对该第一分变速器(10)配设第一组前进档和对该第二分变速器(30)配设第二组前进档，其中，每个前进档具有一个传动比，其中，两个相邻的前进档具有如此的传动比，即，在它们之间不存在另一前进档的传动比，至少所述第二分变速器(30)配设了两个相邻的前进档(VI， VII)，其特征在于在从所述相邻的前进档中的一个前进档转换到所述相邻的前进档中的另一个前进档时，通过所述第二分变速器(30)中的一个档位转换离合器提供扭矩。
全文摘要
本发明涉及一种双离合器变速器(1)，具有一个第一分变速器(10)和一个第二分变速器(30)，其中，对该第一分变速器(10)配设第一组前进档和对该第二分变速器(30)配设第二组前进档，其中每个前进档具有一个传动比，其中，两个相邻的前进档具有如此的传动比，即，在它们之间不存在另一前进档的传动比。本发明双离合器变速器的特征在于至少该第二分变速器(30)配设了两个相邻的前进档(VI，VII)。本发明还涉及控制该双离合器变速器的方法。
文档编号F16H59/04GK101776131SQ20091100024
公开日2010年7月14日 申请日期2009年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者A·黑格拉特, C·克劳斯, I·施泰因贝格, U·埃格特 申请人:格特拉克·福特传动系统有限公司