專利名稱：桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于變速器的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，尤其涉及用于致動雙離合器變速器 中換檔撥叉的單馬達(dá)驅(qū)動桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
這一部分的內(nèi)容僅僅提供與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，可能并不構(gòu)成現(xiàn)有技 術(shù)。機(jī)動車變速器的換檔機(jī)構(gòu)具有多種形式。在典型的手動變速器中，由操作員引導(dǎo) 的換檔桿作用于多個平行的撥叉導(dǎo)軌，所述撥叉導(dǎo)軌包括換檔撥叉，該換檔撥叉接合和平 移實現(xiàn)期望檔位的離合器與同步器。在自動變速器中，由多個邏輯和控制閥控制的液壓操 作離合器和制動器接合、分離、和制動行星齒輪組件的元件。在更新型的變速器類型——雙 離合器變速器(DTC)中，通過相關(guān)聯(lián)的致動器使兩個副軸上的多個同步器離合器移入接合 或移出接合。這種雙離合器變速器通常具有5、6或7個前進(jìn)檔或速度和倒檔。在具有5個前進(jìn) 檔和倒檔的典型雙離合器變速器中，需要至少三個致動器、三個換檔連桿和三個雙同步器 離合器。通常為雙向電動或液壓裝置的致動器一般是換檔組件中最貴的部件。在典型的六 速雙離合器變速器中，將需要至少四個致動器、換檔連桿和三個雙同步器離合器及一個單 同步器離合器。同樣，致動控制系統(tǒng)通常將是換檔組件中最貴的部件。因為它們類似于手動變速器的極佳的燃料經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)動性能，雙離合器變速器在 市場中獲得承認(rèn)和接受。由于這個趨勢，有關(guān)提高雙離合器變速器設(shè)計和操作的所有方面 的行為正在進(jìn)行，并且本發(fā)明是這種行為的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于雙離合器變速器的換檔機(jī)構(gòu)，其利用旋轉(zhuǎn)桶形凸輪，該旋 轉(zhuǎn)桶形凸輪具有多個軌道，所述軌道由至少三個相關(guān)聯(lián)的凸輪隨動件接合并使所述凸輪隨 動件平移。所述凸輪隨動件從換檔撥叉體延伸，該換檔撥叉體在導(dǎo)軌上滑動，并包括用于雙 向平移至少三個同步器離合器的換檔撥叉，所述同步器離合器接合多達(dá)五個前進(jìn)檔或速度 和倒檔。單個電動或液壓馬達(dá)和齒輪系驅(qū)動桶形凸輪。能夠添加另外的凸輪軌道、隨動件 和同步器離合器，以適應(yīng)例如具有更多前進(jìn)檔或速度的不同的變速器構(gòu)造或變速器。因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于雙離合器變速器的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有多達(dá)五個前進(jìn)檔或速度和倒檔的雙離合器變 速器的換檔機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的又一目的是提供一種具有至少三個軌道和隨動件的雙離合器變速器的 桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的再一目的是提供一種具有單個電動或液壓馬達(dá)和齒輪系的雙離合器變 速器的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的再一目的是提供一種用于雙離合器變速器的具有跳躍換檔能力的桶形 凸輪換檔機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的再一目的是提供一種具有多個撥叉導(dǎo)軌、換檔撥叉和同步器離合器的雙 離合器變速器的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的再一目的是提供一種桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其具有用于凸輪隨動件的可變 軌道輪廓，該輪廓依賴于提供跳躍換檔能力的桶形凸輪的旋轉(zhuǎn)方向。本發(fā)明的再一目的是在具有單個桶形凸輪的雙離合器變速器中提供一種桶形 凸輪換檔機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)在提供跳躍換檔能力的凸輪輪廓中具有方向敏感性臺階和斜面 (ramp)。本發(fā)明的再一目的是在具有單個桶形凸 輪的雙離合器變速器中提供一種桶形凸 輪換檔機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有在提供方向敏感性可變凸輪輪廓的凸輪軌道中具有方向敏感性門 機(jī)構(gòu)，所述方向敏感性可變凸輪輪廓提供跳躍換檔能力。本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案方案1. 一種用于變速器的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，結(jié)合地包括至少一個換檔撥叉體，其布置成能雙向平移，并具有凸輪隨動件，所述凸輪隨動件 具有彈簧偏置元件；桶形凸輪，其具有用于接收所述凸輪隨動件的所述彈簧偏置元件的至少一個凸輪 軌道，所述凸輪軌道具有至少一個這樣的裝置該裝置響應(yīng)于所述桶形凸輪沿一個方向的 旋轉(zhuǎn)而沿著所述凸輪軌道的一部分引導(dǎo)所述凸輪隨動件、并響應(yīng)于所述桶形凸輪沿相反方 向的旋轉(zhuǎn)而沿著所述凸輪軌道的另一部分引導(dǎo)所述凸輪隨動件；以及驅(qū)動裝置，其用于雙向旋轉(zhuǎn)所述桶形凸輪。方案2.如方案1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，還包括連接到所述換檔撥叉體并被其 平移的至少一個同步器離合器。方案3.如方案1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，還包括至少一個副軸及布置在所述副 軸上的多個齒輪。方案4.如方案1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述桶形凸輪被支撐成能在軸上 旋轉(zhuǎn)，并且所述軸聯(lián)接至所述驅(qū)動裝置。方案5.如方案1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述桶形凸輪包括第二凸輪軌道 和第三凸輪軌道。方案6.如方案1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述驅(qū)動裝置包括雙向電動馬達(dá) 和減速齒輪系。方案7.如方案1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述桶形凸輪聯(lián)接至由所述驅(qū)動 裝置驅(qū)動的軸，并且所述驅(qū)動裝置包括用于檢測所述軸的旋轉(zhuǎn)位置的傳感器。方案8. —種用于雙離合器變速器的凸輪軌道換檔機(jī)構(gòu)，結(jié)合地包括至少一對間隔開的齒輪及布置在所述成對齒輪之間的同步器離合器；布置成能雙向平移的至少一個換檔撥叉體，所述換檔撥叉體具有接合所述同步器 離合器的撥叉和凸輪隨動件；圓柱形凸輪體，其具有用于接收所述凸輪隨動件的至少一個凸輪軌道，所述凸輪 軌道具有這樣的裝置該裝置響應(yīng)于所述凸輪體沿一個方向的旋轉(zhuǎn)而朝著所述軌道的第一部分引導(dǎo)所述凸輪隨動件、并響應(yīng)于所述凸輪體沿著相反方向的旋轉(zhuǎn)而朝著所述軌道的第 二部分引導(dǎo)所述凸輪隨動件；以及雙向電動馬達(dá)，其具有驅(qū)動減速組件的輸出，所述減速組件具有驅(qū)動所述凸輪體 的輸出。方案9.如方案8所述的凸輪軌道換檔機(jī)構(gòu)，其中所述凸輪隨動件包括彈簧偏置元 件。方案10.如方案8所述的凸輪軌道換檔機(jī)構(gòu)，其中所述引導(dǎo)裝置包括彈簧偏置門。方案11.如方案8所述的凸輪軌道換檔機(jī)構(gòu)，還包括用于接收所述成對齒輪的副
軸ο方案12.如方案8所述的凸輪軌道換檔機(jī)構(gòu)，其中所述圓柱形凸輪體包括第二凸輪軌道和第三凸輪軌道。方案13.如方案8所述的凸輪軌道換檔機(jī)構(gòu)，其中所述凸輪軌道限定了用于選擇 檔位的左右位置和中間空檔位置。方案14. 一種用于雙離合器變速器的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，結(jié)合地包括至少一個同步器離合器；布置成能在導(dǎo)軌上軸向平移的至少一個換檔撥叉體，所述換檔撥叉體具有接合所 述同步器離合器的撥叉和凸輪隨動件；桶形凸輪，其具有用于接收所述凸輪隨動件的至少一個凸輪軌道，所述凸輪軌道 具有方向敏感性裝置，以便在所述桶形凸輪沿一個方向旋轉(zhuǎn)期間在遇到所述方向敏感性裝 置之后沿著所述軌道的第一部分引導(dǎo)所述凸輪隨動件、并在所述桶形凸輪沿著相反方向旋 轉(zhuǎn)期間在遇到所述方向敏感性裝置之后沿著所述軌道的第二部分引導(dǎo)所述凸輪隨動件；以 及雙向電動馬達(dá)，其具有驅(qū)動減速組件的輸出，所述減速組件具有驅(qū)動所述桶形凸 輪的輸出。方案15.如方案14所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述凸輪軌道限定了用于選擇 檔位的左右位置和中間空檔位置。方案16.如方案14所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述桶形凸輪包括第二凸輪軌 道和第三凸輪軌道。方案17.如方案14所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述桶形凸輪包括第二凸輪軌 道、第三凸輪軌道和第四凸輪軌道。方案18.如方案14所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述方向敏感性裝置包括彈簧 偏置凸輪隨動件和在所述凸輪軌道中的至少一個臺階。方案19.如方案14所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述方向敏感性裝置包括彈簧 偏置棘爪。方案20.如方案14所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，還包括可操作地聯(lián)接至所述減速組 件的所述輸出的旋轉(zhuǎn)位置傳感器。通過下面提供的描述，其它目的、優(yōu)點和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@。應(yīng)當(dāng)理解，描述和 具體實例僅為描述目的，而不是意圖限制本公開的范圍。附圖說 明本文所示的附圖僅僅是說明性目的，而不是意圖以任何方式限制本公開的范圍。

圖1為含有根據(jù)本發(fā)明的桶形凸輪換檔組件的五速雙離合器變速器的圖解性頂 視平面圖；圖2為在根據(jù)本發(fā)明的桶形凸輪換檔組件中使用的桶形凸輪的放大平面圖；圖3為在根據(jù)本發(fā)明的桶形凸輪換檔組件中使用的桶形凸輪的三個凸輪軌道的 平面模式布局圖(flat pattern layout)；圖4為根據(jù)本發(fā)明的桶形凸輪的凸輪軌道的包括方向敏感性臺階的一部分的放 大圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的替代實施例桶形凸輪的凸輪軌道的包括方向敏感性門的一 部分的放大圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的桶形凸輪換檔組件中使用的桶形凸輪的四個凸輪軌道的替 代平面模式布局圖；以及圖7為根據(jù)本發(fā)明的桶形凸輪換檔組件中使用的桶形凸輪的三個凸輪軌道的替 代平面模式布局圖，其類似于圖3的布局圖，但是包括沒有任何預(yù)選的檔位狀態(tài)。
具體實施例方式下面的描述實質(zhì)上僅僅是示例性的，而不是意圖限制本公開、應(yīng)用或使用。圖1 中，應(yīng)當(dāng)理解，為清楚起見，某些部件已經(jīng)旋轉(zhuǎn)出其實際位置，進(jìn)入視圖平面。參考圖1，示出了含有根據(jù)本發(fā)明的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)的雙離合器變速器，該變速 器總地由附圖標(biāo)記10來表示。雙離合器變速器10包括殼體12，該殼體12具有接收、定位 和保持變速器10的部件的多個孔、開口和凸緣等。輸入軸14聯(lián)接至原動機(jī)(未示出)，如 汽油機(jī)、柴油機(jī)、混合動力或電動動力設(shè)備，并由該原動機(jī)驅(qū)動。輸入軸14聯(lián)接至雙離合器 組件18的輸入或殼體16。雙離合器組件18包括一對輸入離合器，即由殼體16共同驅(qū)動的 第一輸入離合器20A和第二輸入離合器20B。雙離合器組件18還可包括飛輪式振動吸收 裝置(未示出)。所述一對輸入離合器20A和20B由相應(yīng)的一對液壓、電動或氣動致動器 或操作器22A和22B可控地接合或分離。第一輸入離合器20A的受控輸出驅(qū)動第一傳動軸 24A，第二輸入離合器20B的受控輸出驅(qū)動同心布置的第二套管軸、傳動管或中空軸24B。雙離合器變速器的特征和益處之一在于相鄰檔位變換(例如從第二檔到第三檔 的加檔)的速度。因為接下來將要接合的檔位齒輪(例如，第三檔)能夠通過同步所述檔位 齒輪并將其連接至副軸而進(jìn)行預(yù)先選擇或預(yù)備(prestage)，所以能夠極快地?fù)Q檔。這樣，實 際接合僅涉及打開與當(dāng)前接合的檔位(例如，第二檔)相關(guān)聯(lián)的輸入離合器以及接合與新 的期望檔位(第三檔)相關(guān)聯(lián)的輸入離合器。該特征需要將檔位布置成使得相鄰的檔(例 如，第一檔和第二檔，第二檔和第三檔)并非由相同的輸入離合器驅(qū)動。例如，第一、第三和 第五檔，即奇數(shù)檔，布置成使得它們由一個離合器驅(qū)動，第二、第四和第六檔，即偶數(shù)檔，由 另一離合器驅(qū)動，從而在發(fā)生經(jīng)由檔位的正常加檔進(jìn)程時，允許工作輸入離合器的交替。雙離合器變速器10構(gòu)造成以這種方式工作。第一傳動軸24A上有第一傳動齒輪 32和較大的第二傳動齒輪34。第一傳動齒輪32和第二傳動齒輪34聯(lián)接至第一傳動軸24A 并由第一傳動軸24A驅(qū)動。第二套管軸或傳動管24B上有第三傳動齒輪36和較小的第四傳動齒輪38。第三傳動齒輪36和第四傳動齒輪38聯(lián)接到第二套管軸或傳動管24B并由第 二套管軸或傳動管24B驅(qū)動。第一副軸或從動軸40A接收四個自由旋轉(zhuǎn)的齒輪，這些齒輪以兩個間隔開的對布 置。所述四個齒輪中的每個都與傳動齒輪32、34、36或38中的一個恒常嚙合。提供最大減 速并對應(yīng)于第一檔的第一大從動齒輪42與第一傳動軸24A上的第一傳動齒輪32恒常嚙 合。第二最小從動齒輪44提供最小減速，且對應(yīng)于最高檔，在該例中為第五檔。第二從動齒 輪44提供的比可為1 :1，或者第二從動齒輪44可提供超速傳動(overdrive)。第二從動齒 輪44與第一傳動軸24A上的第二傳動齒輪34恒常嚙合。第三中間大小的從動齒輪46提 供對應(yīng)于第四檔的中間速度比。第三從動齒輪46與第二套管軸或傳動管24B上的第三傳 動齒輪36恒常嚙合。第四中間大小的從動齒輪48提供對應(yīng)于第二檔的另一中間速度比。 第四從動齒輪48與第二套管軸或傳動管24B上的第四傳動齒輪38恒常嚙合。第一輸出齒 輪50A聯(lián)接至第一副軸或從動軸40A并由其驅(qū)動。第二副軸或從動軸40B接收以間隔開的對布置的兩個自由旋轉(zhuǎn)的齒輪。所述齒輪 中的每個都與傳動齒輪恒常嚙合。第五較小從動齒輪52提供對應(yīng)于第三檔的另一中間速 度比。第五從動齒輪52與第一傳動軸24A上的第二傳動齒輪34恒常嚙合。第六較大從動 齒輪54提供倒檔。倒檔空轉(zhuǎn)齒輪56與第六從動齒輪54及第二套管軸或傳動管24B上的 第四傳動齒輪38都恒常嚙合。第二輸出齒輪50B聯(lián)接至第二副軸或從動軸40B并由其驅(qū) 動。第一輸出齒輪50A和第二輸出齒輪50B與聯(lián)接至并驅(qū)動輸出軸62的輸出齒輪(未 示出)嚙合，并共同地驅(qū)動該輸出齒輪。輸出軸62轉(zhuǎn)而驅(qū)動最終傳動組件(FDA) 64，該最終 傳動組件64可包括傳動軸(prop shaft)、分動箱、至少一個差速器、車軸和車輪(都未示 出)。傳動軸24A和傳動套管軸24B以及副軸40A和40B優(yōu)選由成對的球軸承組件66可旋 轉(zhuǎn)地支撐。應(yīng)當(dāng)清楚，從動齒輪42、44、46、48、52和54 (及其相關(guān)聯(lián)的傳動齒輪)提供的實際 數(shù)字傳動比是基于車輛及其動力系的實際規(guī)格和期望特性的設(shè)計選擇問題。此外，應(yīng)當(dāng)清 楚，齒輪42、44、46、48、52和54在副軸40A和40B上的布置僅僅是例示性的，它們可以在上 述限制條件下以其它布置方式來布置，所述限制條件為相鄰傳動比的檔位(即，第一檔與 第二檔，第四檔與第五檔)必須構(gòu)造成使得一個輸入離合器提供一個檔位，另一個輸入離 合器提供相鄰的傳動比。
第一雙同步器離合器70布置在第一從動齒輪42和第二從動齒輪44的中間。第 一同步器離合器70可通過花鍵組72可滑動地聯(lián)接至第一副軸40A并隨其旋轉(zhuǎn)。如圖1中 所示，第一同步器離合器70包括同步器和面離合器或爪形離合器(未示出)，當(dāng)其被平移到 左邊或右邊時，其有選擇地同步第一從動齒輪42或第二從動齒輪44，然后將第一從動齒輪 42或第二從動齒輪44確定地(positively)聯(lián)接到第一副軸40A。第一同步器離合器70 包括由第一換檔撥叉76接合的周向通道或槽74，所述第一換檔撥叉76從第一圓柱形換檔 撥叉體78延伸。第二雙同步器離合器80布置在第五從動齒輪52和倒檔齒輪54的中間。第二同 步器離合器80可通過花鍵組82可滑動地聯(lián)接至第二副軸40B并隨其旋轉(zhuǎn)。第二同步器離 合器80包括同步器和面離合器或爪形離合器(未示出)，當(dāng)其被平移到左邊或右邊時，其有選擇地同步第五從動齒輪52或倒檔齒輪54，然后將第五從動齒輪52或倒檔齒輪54確定地 聯(lián)接到第二副軸40B。第二同步器離合器80包括由第二換檔撥叉86接合的周向通道或槽 84，所述第二換檔撥叉86從第二圓柱形換檔撥叉體88延伸。第三雙同步器離合器90布置在第三從動齒輪46和第四從動齒輪48的中間。第 三同步器離合器90可通過花鍵組92可滑動地聯(lián)接至第一副軸40A并隨其旋轉(zhuǎn)。第三同步 器離合器90也包括同步器和面離合器或爪形離合器(未示出)，當(dāng)其被平移到左邊或右邊 時，其有選擇地同步第三從動齒輪46或第四從動齒輪48，然后將第三從動齒輪46或第四從 動齒輪48確定地聯(lián)接到第一副軸40A。第三同步器離合器90包括由第三換檔撥叉96接合 的周向通道或槽94，所述第二換檔撥叉96從第三圓柱形換檔撥叉體98延伸。第一換檔撥叉體78和第三換檔撥叉體98都限定了用于可滑 動地接收第一固定撥 叉導(dǎo)軌或桿102的圓柱形通孔。因此換檔撥叉體78和98可沿著第一撥叉導(dǎo)軌102自由雙 向平移。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，撥叉體78和98能夠安裝和固定在分立的導(dǎo)軌上，在 這種情形下，整個撥叉和導(dǎo)軌組件在致動期間在軸承套(bearing pocket)中平移。第一換 檔撥叉體78包括第一凸輪或軌道隨動件104，第三換檔撥叉體98包括第三彈簧偏置凸輪或 軌道隨動件108。第三凸輪或軌道隨動件108被壓縮彈簧110徑向向外偏置，也如圖4中所 示。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，其它凸輪隨動機(jī)構(gòu)能夠提供相同的功能。第二換檔撥叉體88也限定了用 于可滑動地接收第二固定撥叉導(dǎo)軌或桿112的圓柱形通孔。因此第二換檔撥叉體88可沿 著第二撥叉導(dǎo)軌112自由雙向平移。第二換檔撥叉體88包括第二凸輪或軌道隨動件106?，F(xiàn)在參考圖1和2，圓柱形或桶形凸輪組件120大致居中地布置在第一撥叉導(dǎo)軌 102與第二撥叉導(dǎo)軌112之間。桶形凸輪組件120包括旋轉(zhuǎn)桶形凸輪122，該凸輪122限定 圓柱形通孔124，并具有第一凸輪軌道126、第二凸輪軌道128及第三復(fù)雜凸輪軌道130，其 中第一凸輪軌道126被第一換檔撥叉體78的第一凸輪或軌道隨動件104接合，第二凸輪軌 道128被第二換檔撥叉體88的第二凸輪或軌道隨動件106接合，第三復(fù)雜凸輪軌道130被 第三換檔撥叉體98的第三彈簧偏置凸輪或軌道隨動件108接合。桶形凸輪122被支撐成 能在軸134上旋轉(zhuǎn)并固定到軸134，該軸134聯(lián)接至減速齒輪系組件136的輸出并被該輸出 驅(qū)動。旋轉(zhuǎn)位置傳感器138布置在齒輪系組件136附近或之內(nèi)，與軸134成感測關(guān)系，提供 有關(guān)軸134和桶形凸輪122的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)位置的數(shù)據(jù)或信號。齒輪系組件136轉(zhuǎn)而由雙向的 電動或液壓馬達(dá)140驅(qū)動。第一離合器操作器22A、第二離合器操作器22B及電動或液壓馬達(dá)140優(yōu)選在變速 器控制模塊(TCM) 142的控制下，來自位置傳感器138的反饋數(shù)據(jù)或信號及其它指令(例如 換檔指令)被提供給所述模塊142。變速器控制模塊142通常會與其它車輛電子指令及操 作系統(tǒng)(未示出)相關(guān)聯(lián)，并可物理地集成在其中。現(xiàn)在參考圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明的桶形凸輪122的平面模式布局圖。首先，應(yīng)當(dāng) 清楚，圖3的布局圖示出了三個凸輪軌道126、128和130相對于彼此關(guān)于換檔動作的換檔 模式(shift pattern) 0因為軌道的高起和落下的實際周向位置取決于凸輪或軌道隨動件 104、106和108的周向位置，所以未示出。也就是說，如果兩個凸輪或軌道隨動件(例如第 一凸輪隨動件104和第三凸輪隨動件108)布置在桶形凸輪122的一側(cè)，且第二凸輪隨動件 106布置在桶形凸輪122的相對側(cè)，距其它隨動件104和108有180°，那么實際上，第二 (中央)凸輪軌道128需要從圖3所示的位置旋轉(zhuǎn)或移動180°，以便與移動了 180°的凸輪隨動件106 配合，同時仍提供期望的換檔關(guān)系和次序。鑒于所述，應(yīng)當(dāng)清楚，當(dāng)桶形凸輪122被電動或液壓馬達(dá)140旋轉(zhuǎn)時，它實現(xiàn)了 六個不同的工作位置，每個都由一對檔位選擇(即，倒檔_第一檔、第一檔-第二檔、第二 檔-第三檔等)來限定或指定。該雙指定是因為三個考慮第一，兩個指定檔位中一次只有 一個工作或接合；第二，通過桶形凸輪122的旋轉(zhuǎn)所實現(xiàn)的換檔僅會發(fā)生于其相關(guān)聯(lián)的輸 入離合器20A或20B不工作的檔位；第三，所述兩個指定的檔位總是一個檔位與第一輸入離 合器20A相關(guān)聯(lián)，另一個檔位與第二輸入離合器20B相關(guān)聯(lián)。這樣，當(dāng)一個檔位(及相關(guān)聯(lián) 的輸入離合器)工作時，相鄰的檔位不工作并可被改變。如圖7中所示，無需在其它軸中預(yù) 先選擇檔位就能夠?qū)崿F(xiàn)獨立(stand alone)檔位狀態(tài)。因此，在狀態(tài)“倒檔-第一檔(圖3中的R-1) ”中，使第二換檔撥叉體88和第二同 步器離合器80向右平移，以同步第六從動齒輪54并將其連接至第二副軸40B，使第一換檔 撥叉體78和第一同步器離合器80向左平移，以同步第一從動齒輪42并將其連接至第一副 軸40A。然后，或者可接合第二輸入離合器20B，以通過第四傳動齒輪38、倒檔空轉(zhuǎn)齒輪56、 第六從動齒輪54和第二副軸40B來提供倒檔；或者可接合第一輸入離合器20A，以通過第 一傳動齒輪32、第一從動齒輪42和第一副軸40A提供第一檔。當(dāng)在第一檔時，可向電動或液壓馬達(dá)140供能，以將桶形凸輪122旋轉(zhuǎn)至第一 檔-第二檔位置(圖3中的1-2)。在該旋轉(zhuǎn)期間，第一換檔撥叉體78和第一同步器離合器 70保持在原位，第一輸入離合器20A保持接合以提供第一檔，而第三換檔撥叉體98平移，第 三同步器離合器90同步第四從動齒輪48并將其連接至第一副軸40A。當(dāng)期望或下達(dá)了指 令時，第一輸入離合器20A松開，第二輸入離合器20B接合，以通過第四傳動齒輪38和第四 從動齒輪48提供第二檔。如果變速器10通過正常的加檔次序漸進(jìn)，則當(dāng)?shù)谒膹膭育X輪48和第二輸入離合 器20B接合以提供第二檔時，向電動或液壓馬達(dá)140供能以將桶形凸輪122旋轉(zhuǎn)至位置“第 二檔-第三檔(圖3中的2-3)”。在該位置中，第二換檔撥叉體88已移至左邊，第二同步器 離合器80已同步第五從動齒輪52并將其接合到第二副軸40B以提供第三檔。因此打開第 二離合器20B和接合第一離合器20A提供第三檔。再次，當(dāng)接合了第五從動齒輪52時，可讓桶形凸輪122旋轉(zhuǎn)至位置“第三檔-第 四檔(3-4)”?，F(xiàn)在，第三換檔撥叉體98和第三同步器離合器90向左平移以同步第三從動 齒輪46并將其連接至第一副軸40A，這將提供第四檔。因此打開第一離合器20A和接合第 二離合器20B實現(xiàn)第四檔。通過第二傳動齒輪34、第二從動齒輪44和第一副軸40A提供 的變速器10的第五前進(jìn)速度以類似的方式通過向右平移第一換檔撥叉體78和第一同步器 70、松開第二輸入離合器20B并接合第一輸入離合器20A來實現(xiàn)?？勺屚靶瓮馆?22旋轉(zhuǎn) 至另一第六位置5-2。該位置預(yù)備進(jìn)行第五檔至第二檔的跳躍減檔，該跳躍減檔可在處于第 五檔需要非?？焖俚能囕v加速時發(fā)生。桶形凸輪122的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備第五檔到第四檔的 減檔，以允許順次的減檔。在這種情形下，當(dāng)在“第四檔-第五檔(4-5)”位置時，引發(fā)從第 五檔到第二檔的跳躍減檔這一需求；可使桶形凸輪122旋轉(zhuǎn)至“第五檔-第二檔(5-2)，，位 置。但是，當(dāng)駕駛員恰在完成實際的離合器到離合器的變換之前改變他的主意時，可能需要 返回“第四檔-第五檔(4-5)”位置。這通過如下方式實現(xiàn)將桶形凸輪122進(jìn)一步向前旋 轉(zhuǎn)至“改變主意(COM)”位置，然后將桶形凸輪122向后旋轉(zhuǎn)到可發(fā)生正常順次減檔的“第四檔-第五檔(4-5)”位置。該布置提供了實現(xiàn)第五檔到第二檔減檔的能力，同時允許存在 改變主意的情形，在該情形下?lián)Q檔組件能夠停止進(jìn)行跳躍減檔，并實施正常的順次減檔。下 面直接描述實現(xiàn)這些特殊減檔的部件?，F(xiàn)在參考圖2、3和4，對圖2中的第一凸輪軌道126和第二凸輪軌道128的觀察揭 示了它們均勻、雙向的特性，即，它們限定了單個連續(xù)的軌道，無論是通過桶形凸輪122的 順時針旋轉(zhuǎn)還是逆時針旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)了給定位置，所述軌道都指令相同的橫向位置。對于第三 復(fù)雜凸輪軌道130則不是這種情形。如圖3和4中所示，第三凸輪軌道130包括有效地使 第三凸輪軌道130對方向敏感的肩部或臺階。當(dāng)?shù)谌龔椈善猛馆嗠S動件108從位置2-3移到位置3_4時，位置2_3和位置3_4 之間的第一肩部或臺階132A引導(dǎo)凸輪隨動件108到左軌道130L，而在相反方向時，引導(dǎo) (允許)凸輪隨動件108 —直沿著軌道130R移動到軌道130。左軌道130L具有光滑的向 上斜面，深度從2-3位置起到臺階132C。右軌道130R具有光滑的向上斜面，深度從5_2位 置起到第一肩部或臺階132A。同樣，當(dāng)?shù)谌馆嗠S動件108從位置4-5移動到位置5_2時， 位置4-5與位置5-2之間的第二肩部或臺階132B引導(dǎo)第三凸輪隨動件108從左軌道130L 移動到右軌道130R，而在相反方向時，引導(dǎo)(允許)凸輪隨動件108—直沿著軌道130L移 動。當(dāng)?shù)谌馆嗠S動件108從位置5-2移動到位置4-5及超過時，也在位置4-5與位置5_2 之間的第三肩部或臺階132C在桶形凸輪122的一個旋轉(zhuǎn)方向中引導(dǎo)第三凸輪隨動件108 從左軌道130L到右軌道130R，并確保第三凸輪隨動件108保持在右軌道130R中。第四肩 部或臺階132D布置成確保如果桶形凸輪122旋轉(zhuǎn)超過5-2位置則第三凸輪隨動件108返 回左軌道130L (和第四檔)。因此，根據(jù)桶形凸輪122在上述變速器控制模塊142控制下的 旋轉(zhuǎn)的程度，可實現(xiàn)沿著右軌道130R從第五檔到第二檔的減檔或沿著左軌道130L從第五 檔到第四檔的減檔。圖5中示出了彈簧偏置隨動件108和肩部或臺階132的替代構(gòu)造。這里，在桶形凸 輪122’上的第三軌道130’內(nèi)并且在凸輪軌道130L’與130R’之間布置有樞轉(zhuǎn)的彈簧偏置 棘爪或門150。棘爪或門150安裝成能在樞銷152上進(jìn)行有限的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動，并被彈簧154偏 置到圖5所示的位置。彈簧154可為片簧、繞著樞銷152布置的圓柱形彈簧、或者給門150 提供適當(dāng)?shù)钠没蚧謴?fù)力的任意其它構(gòu)造。傳統(tǒng)的(非彈簧偏置的)第三凸輪隨動件156 布置在第三凸輪軌道130’內(nèi)。彈簧偏置門150給第三換檔撥叉體98及相關(guān)聯(lián)的部件提供相同的方向敏感操作， 并可在與彈簧偏置隨動件108和肩部或臺階132相同的凸輪位置中使用。例如，在換檔位 置2-3和3-4之間左軌道130L’與右軌道130R’的相交處，在桶形凸輪122’沿一個方向的 旋轉(zhuǎn)期間，彈簧偏置門150將第三凸輪隨動件156向左引導(dǎo)到軌道130L’，而在相反方向的 旋轉(zhuǎn)中，引導(dǎo)凸輪隨動件156 —直沿著凸輪軌道130R’。 圖6示出了在桶形凸輪(如桶形凸輪122)上具有四個凸輪軌道162、164、166和 168的替代換檔模式160。本質(zhì)上，圖1至5中所示實施例的、與第二和第四檔相關(guān)聯(lián)的第 三軌道130被分割成兩個完全獨立的軌道164和166。這種分割提供了改進(jìn)的設(shè)計和換檔 靈活性。應(yīng)當(dāng)清楚，替代換檔模式160在軌道164和166中于若干位置利用彈簧偏置隨動 件108和肩部或臺階132或者彈簧偏置門150。因此，當(dāng)桶形凸輪沿著提供加檔的方向旋轉(zhuǎn) 時，凸輪隨動件的路線和位置及選擇的檔位由凸輪軌道162、164、166和168的黑實線表示。但是，當(dāng)桶形凸輪沿著相反方向旋轉(zhuǎn)時，凸輪隨動件的路線和在凸輪軌道164與166中的位 置及所選的檔位由虛線表示。
現(xiàn)在參考圖1和7，圖7示出了在根據(jù)本發(fā)明的桶形凸輪換檔組件120中使用的桶 形凸輪122的三個凸輪軌道的替代平面模式布局圖，其類似于圖3的布局圖，但是包括沒有 任何預(yù)選的檔位狀態(tài)。再一次，與第一檔與第五檔及第三檔與倒檔相關(guān)聯(lián)的兩個凸輪軌道 不是方向敏感性的，但是用于第二和第四檔的第三軌道的檔位狀態(tài)則是方向敏感性的。在 該第三(右)軌道中，或者圖4中所示的肩部或臺階132A與彈簧偏置凸輪隨動件108，或者 圖5中所示的棘爪或門150，可用于提供方向敏感性。因此，在較高的檔位中，選擇第二檔還 是第四檔取決于桶形凸輪122的先前活動和旋轉(zhuǎn)方向。應(yīng)當(dāng)理解，含有本發(fā)明的桶形凸輪換檔組件120的雙離合器變速器10不僅能夠通 過單個桶形凸輪和電動或液壓馬達(dá)驅(qū)動組件來提供常規(guī)的加檔次序，還能夠通過圖4和5 中所示方向敏感性組件來提供跳躍減檔。本發(fā)明的描述實質(zhì)上僅僅是示例性的，不脫離本發(fā)明要旨的變型也屬于本發(fā)明的 范圍。這種變型并不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為脫離了本發(fā)明和所附權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于變速器的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，結(jié)合地包括至少一個換檔撥叉體，其布置成能雙向平移，并具有凸輪隨動件，所述凸輪隨動件具有 彈簧偏置元件；桶形凸輪，其具有用于接收所述凸輪隨動件的所述彈簧偏置元件的至少一個凸輪軌 道，所述凸輪軌道具有至少一個這樣的裝置該裝置響應(yīng)于所述桶形凸輪沿一個方向的旋 轉(zhuǎn)而沿著所述凸輪軌道的一部分引導(dǎo)所述凸輪隨動件、并響應(yīng)于所述桶形凸輪沿相反方向 的旋轉(zhuǎn)而沿著所述凸輪軌道的另一部分引導(dǎo)所述凸輪隨動件；以及驅(qū)動裝置，其用于雙向旋轉(zhuǎn)所述桶形凸輪。
2.如權(quán)利要求1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，還包括連接到所述換檔撥叉體并被其平移 的至少一個同步器離合器。
3.如權(quán)利要求1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，還包括至少一個副軸及布置在所述副軸上 的多個齒輪。
4.如權(quán)利要求1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述桶形凸輪被支撐成能在軸上旋 轉(zhuǎn)，并且所述軸聯(lián)接至所述驅(qū)動裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述桶形凸輪包括第二凸輪軌道和第 三凸輪軌道。
6.如權(quán)利要求1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述驅(qū)動裝置包括雙向電動馬達(dá)和減 速齒輪系。
7.如權(quán)利要求1所述的桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)，其中所述桶形凸輪聯(lián)接至由所述驅(qū)動裝置 驅(qū)動的軸，并且所述驅(qū)動裝置包括用于檢測所述軸的旋轉(zhuǎn)位置的傳感器。
8.一種用于雙離合器變速器的凸輪軌道換檔機(jī)構(gòu)，結(jié)合地包括至少一對間隔開的齒輪及布置在所述成對齒輪之間的同步器離合器；布置成能雙向平移的至少一個換檔撥叉體，所述換檔撥叉體具有接合所述同步器離合 器的撥叉和凸輪隨動件；圓柱形凸輪體，其具有用于接收所述凸輪隨動件的至少一個凸輪軌道，所述凸輪軌道 具有這樣的裝置該裝置響應(yīng)于所述凸輪體沿一個方向的旋轉(zhuǎn)而朝著所述軌道的第一部分 引導(dǎo)所述凸輪隨動件、并響應(yīng)于所述凸輪體沿著相反方向的旋轉(zhuǎn)而朝著所述軌道的第二部 分引導(dǎo)所述凸輪隨動件；以及雙向電動馬達(dá)，其具有驅(qū)動減速組件的輸出，所述減速組件具有驅(qū)動所述凸輪體的輸出。
9.如權(quán)利要求8所述的凸輪軌道換檔機(jī)構(gòu)，其中所述凸輪隨動件包括彈簧偏置元件。
10.如權(quán)利要求8所述的凸輪軌道換檔機(jī)構(gòu)，其中所述引導(dǎo)裝置包括彈簧偏置門。
全文摘要
本發(fā)明涉及桶形凸輪換檔機(jī)構(gòu)。具體地，公開了一種用于雙離合器變速器的換檔機(jī)構(gòu)，其利用具有至少三個軌道的旋轉(zhuǎn)桶形凸輪，所述軌道由至少三個相關(guān)聯(lián)的凸輪隨動件接合并使其平移。凸輪隨動件從換檔撥叉體延伸，該換檔撥叉體在導(dǎo)軌上滑動，并包括用于雙向平移至少三個同步器離合器的換檔撥叉，所述同步器離合器接合至少五個前進(jìn)檔或速度以及倒檔。單個電動馬達(dá)和齒輪系驅(qū)動桶形凸輪。
文檔編號F16H53/08GK102052455SQ20101053739
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者A·S·格魯瓦爾, B·M·奧爾森, J·B·布拉德利, V·A·尼拉肯坦 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司