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1、10申请公布号CN102330794A43申请公布日20120125CN102330794ACN102330794A21申请号201110218844X22申请日20110801F16H3/1220060171申请人南京阿福汽车控制系统有限公司地址211103江苏省南京市江宁区东山街道市井路9号72发明人林中尉申艳华74专利代理机构南京天翼专利代理有限责任公司32112代理人王清义54发明名称一种变速箱快速同步换档方法57摘要本发明提供一种能够有效缩短同步时间，提高换档速度的变速箱快速同步换档方法。本方法是在目标档同步器同步过程中，为了使得输入轴转速改变之目的，使至少一个参与档同步器也进行同步。
2、过程而参与到目标档同步器的同步过程；在目标档同步器同步完成后，参与档同步器退出同步过程；参与档同步器同时满足以下两个条件参与档同步器的同步能够使得输入轴转速向着期望目的改变；参与档同步器能够与目标档同步器同时工作。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图7页CN102330806A1/2页21一种变速箱快速同步换档方法，其特征是在目标档同步器同步过程中，为了使得输入轴转速改变之目的，使至少一个参与档同步器也进行同步过程而参与到目标档同步器的同步过程；在目标档同步器同步完成后，参与档同步器退出同步过程；参与档同步器同时满足以下两个条件参与档同步器。
3、的同步能够使得输入轴转速向着期望目的改变；参与档同步器能够与目标档同步器同时工作。2如权利要求1所述的变速箱快速同步换档方法，其特征是当起步时或从低速档向高速档换档时，为了使得输入轴转速降低，使至少一个参与档同步器也进行同步过程而参与到目标档同步器的同步过程；参与档同步器的同步能够使得输入轴转速降低。3如权利要求2所述的变速箱快速同步换档方法，其特征是变速箱为5档变速箱，其中一档同步器与二档同步器、三档同步器与四档同步器不能同时工作；下述同步器中的任意两个或三个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器；当挂一档时或者从一档换二档时，以三档同步器与四。
4、档同步器中的一个和/或五档同步器为参与档同步器。4如权利要求3所述的变速箱快速同步换档方法，其特征是所述变速箱的倒档具有倒档同步器，五档同步器与倒档同步器不能同时工作，下述同步器中的任意两个或三个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器与倒档同步器中的一个；当挂一档时或者从一档换二档时，以下述同步器中的任意一个或两个为参与档同步器三档同步器与四档同步器中的一个，五档同步器与倒档同步器中的一个。5如权利要求3所述的变速箱快速同步换档方法，其特征是所述变速箱的倒档具有倒档同步器，下述同步器中的任意两个、三个或四个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一。
5、个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器、倒档同步器；当挂一档时或者从一档换二档时，以下述三个同步器中的任意一个、两个或三个为参与档同步器三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器、倒档同步器。6如权利要求2所述的变速箱快速同步换档方法，其特征是变速箱为5档变速箱，其中一档同步器与二档同步器、三档同步器与四档同步器不能同时工作；下述同步器中的任意两个或三个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器；当从二档换三档或者从三档换四档时，以五档同步器为参与档同步器。7如权利要求6所述的变速箱快速同步换档方法，其特征是所述变速箱的倒档具有倒档同步器，五。
6、档同步器与倒档同步器不能同时工作，下述同步器中的任意两个或三个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器与倒档同步器中的一个；当从二档换三档或者从三档换四档时，以五档同步器或倒档同步器为参与档同步器。8如权利要求6所述的变速箱快速同步换档方法，其特征是所述变速箱的倒档具有倒档同步器，下述四个同步器中的任意两个、三个或四个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器、倒档同步器；当从二档换三档或者从三档换四档时，以五档同步器或倒档同步器为参与档同步器。9如权利要求1所述的变速箱快速同步换档方法，其特征是当需要停。
7、车时或从高速权利要求书CN102330794ACN102330806A2/2页3档向低速档换档时，为了使得输入轴转速升高，使至少一个参与档同步器也进行同步过程而参与到目标档同步器的同步过程；参与档同步器的同步能够使得输入轴转速升高。10如权利要求9所述的变速箱快速同步换档方法，其特征是变速箱为5档变速箱，其中一档同步器与二档同步器、三档同步器与四档同步器不能同时工作；下述同步器中的任意两个或三个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器；当从五档换四档或者从四档换三档时，以一档同步器或二档同步器为参与档同步器。11如权利要求1所述的变速箱快速同步换档。
8、方法，参与档同步器可以在目标档同步器开始同步前或开始同步后的任何阶段参与同步。权利要求书CN102330794ACN102330806A1/6页4一种变速箱快速同步换档方法技术领域0001本发明涉及一种变速箱换档方法，具体地说，是一种变速箱快速同步换档方法。背景技术0002现有的汽车变速箱一般换档过程中,是通过单个档位的同步器使变速箱的主动部件和从动部件同步。下面参照图15来具体说明。0003图15所示的变速箱为5档普通变速箱，在输入轴100上固定有一档输入齿轮11、二档输入齿轮21、三四档齿座34、五档齿座54、倒档输入齿轮61，空套有三档输入齿轮31、四档输入齿轮41、五档输入齿轮51。在。
9、输出轴200上空套有一档输出齿轮12、二档输出齿轮22、倒档输出齿轮62，固定有一二档齿座14、三档输出齿轮32、四档输出齿轮42、五档输出齿轮52、倒档齿座64。0004一档输入齿轮11、二档输入齿轮21、三档输入齿轮31、四档输入齿轮41、五档输入齿轮51分别与一档输出齿轮12、二档输出齿轮22、三档输出齿轮32、四档输出齿轮42、五档输出齿轮52。倒档输入齿轮61通过倒档过渡轮70与倒档输出齿轮62啮合。0005一二档齿座14、三四档齿座34、五档齿座54、倒档齿座64的外周分别通过花键与一二档齿环15、三四档齿环35、五档齿环55、倒档齿环65相连；一档输出齿轮12、二档输出齿轮22、。
10、三档输入齿轮31、四档输入齿轮41、五档输入齿轮51、倒档输出齿轮62上均分别设置有一档过渡齿环13、二档过渡齿环23、三档过渡齿环33、四档过渡齿环43、五档过渡齿环53、倒档过渡齿环63。一档同步器16、二档同步器17、三档同步器36、四档同步器37、五档同步器56、倒档同步器66分别设置在一档过渡齿环13与一二档齿座14之间、二档过渡齿环23与一二档齿座14之间、三档过渡齿环33与三四档齿座34之间、四档过渡齿环43与三四档齿座34之间、五档过渡齿环53与五档齿座54之间、倒档过渡齿环63与倒档齿座64之间。0006一档同步器与二档同步器因同时受一二档齿环的控制，当一二档齿环在换档操作机。
11、构的控制下左移时，一档同步器开始同步过程，此时，二档同步器必然不处于同步状态；当一二档齿环在换档操作机构的控制下右移时，二档同步器开始同步过程，此时，一档同步器必然不处于同步状态，所以一档同步器与二档同步器不能同时工作。同理，三档同步器与四档同步器也不能同时工作。显然，下述同步器中的任意两个、三个或四个是可以同时工作的一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器、倒档同步器。0007下面说明常见的变速箱换档过程。0008空档状态见图1。参见图2，当挂一档目标档时，一二档齿环在换档操作机构的控制下左移，逐渐压紧一档同步器目标档同步器，使得一档输出齿轮的转速逐渐降低，。
12、由于一档输出齿轮与一档输入齿轮啮合，一档输入齿轮转速逐渐降低，使得输入轴转速降低。当一档输出齿轮与一二档齿座转速相同时，一档同步器完成了同步过程。然后一二档齿环左移继续左移，一二档齿环同时与一二档齿座和一档过渡齿环啮合，动力经输入轴、一说明书CN102330794ACN102330806A2/6页5档输入齿轮、一档输出齿轮、一二档齿环、一二档齿座传递到输出轴，挂档结束参见图3。在这个过程中，可以看出，一档同步器在工作同步时，三档同步器或四档同步器、五档同步器、倒档同步器均不工作。0009当从一档当前档换二档目标档时，参见图4，一二档齿环在换档操作机构的控制下右移，逐渐压紧二档同步器目标档同步器。
13、，二档同步器在工作，其它的同步器不工作。挂完二档后的示意图参见图5。0010其它各档位的换档过程也类似，它们共同的特征是在向目标档换档时，只有目标档的同步器在工作，其它的同步器不参与。因为在换档时，只有一个目标档同步器在工作，所以使得同步时间较长，换档时间长，同步效果不好。0011为了降低同步时间，提高换档速度，国内外普遍的作法有两种一是提高同步器本身的同步能力，例如改变同步器的材料、改变同步器的结构，二是采用在当前档未脱离前，使得目标档先啮合的独立换档杆机构ISR。提高同步器本身的同步能力，由于需要较高的工业基础，在国内只能停留在实验室阶段。至于独立换档杆机构ISR因为需要改变传统的变速箱结。
14、构，其成本是普通变速箱的510倍，在国内无法形成产业规模。发明内容0012本发明的目的是提供一种能够有效缩短同步时间，提高换档速度的变速箱快速同步换档方法。0013本发明的变速箱快速同步换档方法，在目标档同步器同步过程中，为了使得输入轴转速改变之目的，使至少一个参与档同步器也进行同步过程而参与到目标档同步器的同步过程；在目标档同步器同步完成后，参与档同步器退出同步过程；参与档同步器同时满足以下两个条件参与档同步器的同步能够使得输入轴转速向着期望目的改变；参与档同步器能够与目标档同步器同时工作。0014上述的变速箱快速同步换档方法，当起步时或从低速档向高速档换档时，为了使得输入轴转速降低，使至少。
15、一个参与档同步器也进行同步过程而参与到目标档同步器的同步过程；参与档同步器的同步能够使得输入轴转速降低。0015上述的变速箱快速同步换档方法，当需要停车时或从高速档向低速档换档时，为了使得输入轴转速升高，使至少一个参与档同步器也进行同步过程而参与到目标档同步器的同步过程；参与档同步器的同步能够使得输入轴转速升高。0016本发明的有益效果本发明采用参与档同步器与目标档同步器同时工作的方法，迅速改变输入轴的转速，达到了同步时间短的效果。当输入轴转速高于目标档需要的输入轴转速时，使用参与的同步器对输入轴实施降速；当输入轴转速低于目标档需要的输入轴转速时，使用参与的同步器将输入轴升速。在输入轴转速接近。
16、目标档需要的转速后参与同步的同步器脱离。本发明跳出了为提高换档速度而采用的改变同步器本身同步能力和采用独立换档杆ISR的传统思维模式；本发明无需改变传统的变速箱结构，成本低廉；本发明对同步器的类型、结构也无限制；本发明可以应用在传统的AMT上，具有广阔的市场前景。0017上述的变速箱快速同步换档方法，变速箱为5档变速箱，其中一档同步器与二档同步器、三档同步器与四档同步器不能同时工作；下述同步器中的任意两个或三个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器；当挂一档时或者从一档换二档时，以三档同步器与四档同步器中的一个和/或五档同说明书CN1023307。
17、94ACN102330806A3/6页6步器为参与档同步器。如果所述变速箱的倒档具有倒档同步器，五档同步器与倒档同步器不能同时工作，下述同步器中的任意两个或三个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器与倒档同步器中的一个；当挂一档时或者从一档换二档时，以下述同步器中的任意一个或两个为参与档同步器三档同步器与四档同步器中的一个，五档同步器与倒档同步器中的一个。如果所述变速箱的倒档具有倒档同步器，下述同步器中的任意两个、三个或四个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器、倒档同步器；当挂一档时或者从一档换二。
18、档时，以下述三个同步器中的任意一个、两个或三个为参与档同步器三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器、倒档同步器。0018上述的变速箱快速同步换档方法，变速箱为5档变速箱，其中一档同步器与二档同步器、三档同步器与四档同步器不能同时工作；下述同步器中的任意两个或三个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器；当从二档换三档或者从三档换四档时，以五档同步器为参与档同步器。如果所述变速箱的倒档具有倒档同步器，五档同步器与倒档同步器不能同时工作，下述同步器中的任意两个或三个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步。
19、器与倒档同步器中的一个；当从二档换三档或者从三档换四档时，以五档同步器或倒档同步器为参与档同步器。如果所述变速箱的倒档具有倒档同步器，下述四个同步器中的任意两个、三个或四个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器、倒档同步器；当从二档换三档或者从三档换四档时，以五档同步器或倒档同步器为参与档同步器。0019上述的变速箱快速同步换档方法，变速箱为5档变速箱，其中一档同步器与二档同步器、三档同步器与四档同步器不能同时工作；下述同步器中的任意两个或三个可以同时工作一档同步器与二档同步器中的一个、三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器；当从五档换四档或。
20、者从四档换三档时，以一档同步器或二档同步器为参与档同步器。0020本发明换档过程中，根据换档控制策略的需要，参与同步的参与档同步器可以在目标档同步器开始同步前或开始同步后的任何阶段参与同步。附图说明0021图1是变速箱在空档时的示意图。0022图2是变速箱在用常规方法挂一档起步时的示意图。0023图3是变速箱在用常规方法挂一档起步后的示意图。0024图4是变速箱在用常规方法从一档换二档时的示意图。0025图5是变速箱在用常规方法从一档换二档后的示意图。0026图6是变速箱在用本发明的换档方法挂一档起步时的示意图。0027图7是变速箱在用本发明的换档方法挂一档起步后的示意图。0028图8是变速箱。
21、在用本发明的换档方法从四档换五档时的示意图。0029图9是变速箱在用本发明的换档方法从四档换五档后的示意图。0030图10是变速箱在用本发明的换档方法从五档换四档时的示意图。0031图11是变速箱在用本发明的换档方法从五档换四档后的示意图。说明书CN102330794ACN102330806A4/6页70032图12是变速箱在用本发明的换档方法从一档换二档时的示意图。0033图13是变速箱在用本发明的换档方法从一档换二档后的示意图。具体实施方式0034参见图613所示的变速箱为5档普通变速箱，其结构如背景技术部分所述，不再说明。0035假定一档至五档的变速比分别是5、4、3、2、1，倒档的变速。
22、比是4。0036实施例10037参见图6、7，当变速箱空转空档时，假定输入轴100及一档输入齿轮的转速是1000转，根据一档变速比可知，一档输出齿轮的转速是200转，输出轴不转。挂一档起步时，一二档齿环在换档操作机构的控制下左移，一二档齿环压紧一档同步器，使得一档同步器目标档同步器开始同步过程，此时，输入轴和一档输入齿轮、一档输出齿轮的转速逐渐降低。为了使得输入轴转速下降速度更快，我们把三档同步器或四档同步器、五档同步器、倒档同步器均作为参与档同步器，使得三档同步器或四档同步器、五档同步器、倒档同步器均工作进行同步过程，参与到目标档同步器的同步过程中。具体地说，参见图6，就把通过换档操作机构，。
23、使得三四档齿环向左移动压紧三档同步器或向右移动压紧四档同步器，使得五档齿环向左移动压紧五档同步器，并使得倒档齿环向左移动压紧倒档同步器，由于此时三档同步器或四档同步器、五档同步器、倒档同步器各自的同步过程都有使得输入轴转速降低的作用，所以在此三个参与档同步器的参与下，输入轴转速迅速降低，使得一档同步器迅速同步，此时，一二档齿环与一档过渡齿环的转速相同，一二档齿环再左移，一二档齿环即同时与一二档齿座及一档过渡齿环啮合。然后，参见图7，再通过换档操作机构，使得三四档齿环向右移动松开三档同步器或向左移动松开四档同步器、五档齿环向右移动松开五档同步器、倒档齿环向右移动松开倒档同步器，这三个参与档同步器。
24、即退出同步过程。显然，作为参与档同步器的也可以是三档同步器或四档同步器、五档同步器、倒档同步器中任意一个或两个。如果从一档换二档时，可以以下述三个同步器中的任意一个、两个或三个为参与档同步器三档同步器与四档同步器中的一个、五档同步器、倒档同步器。参见图12、13所述，即是从一档换二档时，使用四档同步器、五档同步器、倒档同步器等三个同步器作为参与档同步器的换档过程示意图。0038如果从二档换三档时，可以以五档同步器或倒档同步器为参与档同步器。0039参见图8、9，当汽车在前进过程时，变速箱在四档啮合，假定输入轴100的转速是2000转，根据四档变速比可知，四档输出齿轮和输出轴的转速是1000转，。
25、三四档齿环及四档输入齿轮的转速与输入轴相同2000转。当需要从四档当前档换到五档目标档时，参见图8，三四档齿环在换档操作机构的控制下左移脱开四档，五档齿环在换档操作机构的控制下左移，五档齿环压紧五档同步器，使得五档同步器目标档同步器开始同步过程，此时，输入轴和五档齿座的转速由2000转逐渐降低，五档输入齿轮与五档输出齿轮的转速由1000转逐渐升高。为了使得输入轴转速下降速度更快，以快速与五档输入齿轮的转速同步，我们可以通过换档操作机构，使得倒档齿环向左移动压紧倒档同步器，由于倒档同步器的同步过程都有使得输入轴转速降低的作用，所以在倒档同步器作为参与档同步器说明书CN102330794ACN10。
26、2330806A5/6页8的参与下，输入轴转速迅速降低，使得五档同步器迅速同步，此时，五档齿环与五档过渡齿环的转速相同，五档齿环再左移，五档齿环即同时与五档齿座及五档过渡齿环啮合。然后，参见图9，再通过换档操作机构，使得倒档齿环向右移动松开倒档同步器退出同步过程。在这个过程中，一档同步器或二档同步器、三档同步器与四档同步器不能作为参与档同步器，因为一档至四档的变速比均大于五档目标档的变速比，如果以它们作为参与同步器，在输出轴转速不变时将会使得输入轴转速升高，与我们期望的输入轴能够下降的目的相反。0040如果从三档换四档时，可以以五档同步器或倒档同步器为参与档同步器，之所以不选用一档同步器或二档。
27、同步器作为参与同步器，理由也是因为，一档或二档的变速比均大于四档（目标档）的变速比，如果以一档或二档同步器作为参与同步器，将会使得输入轴转速升高，与我们期望的输入轴能够下降的目的相反。0041实施例2参见图10、11，当汽车在前进过程时，变速箱在五档啮合，假定输入轴100的转速是2000转，根据五档变速比可知，五档输出齿轮和输出轴的转速是2000转，五档齿环及五档输入齿轮的转速也是2000转。四档输出齿轮与输出轴的转速相同2000转，四档输入齿轮的转速是4000转，三四档齿环的转速与输入轴相同2000转。需要从五档当前档换到四档目标档时，参见图10，五档齿环在换档操作机构的控制下右移脱开五档，。
28、三四档齿环在换档操作机构的控制下右移压紧四档同步器，使得四档同步器目标档同步器开始同步过程，此时，输入轴和三四档齿环的转速由2000转逐渐升高，四档输入齿轮的转速由4000转逐渐降低。为了使得输入轴转速升高速度更快，以快速与四档输入齿轮的转速同步，我们可以通过换档操作机构，把一档同步器或二档同步器作为参与档同步器，使得一档同步器或二档同步器工作进行同步过程，参与到目标档同步器的同步过程中。具体地说，参见图10，在换档操作机构的控制下，使得一二档齿环向左移动压紧一档同步器或向右移动压紧二档同步器，由于此时一档同步器或二档同步器的同步过程具有使得输入轴转速升高的作用，所以在此一档同步器或二档同步器。
29、作为参与档同步器的参与下，输入轴转速迅速升高，使得四档同步器迅速同步，此时，三四档齿环与四档过渡齿环的转速相同，三四档齿环再右移，三四档齿环即同时与三四档齿座及四档过渡齿环啮合。然后，参见图11，再通过换档操作机构，使得一二档齿环向右移动松开一档同步器或向左移动松开二档同步器，参与档同步器即退出同步过程。在这个过程中，倒档同步器不能作为参与档同步器，因为倒档同步器的同步过程将使得输入轴减速，与我们期望的输入轴转速升高的目的相反。0042当然，从四档换三档时（与从五档换四档的过程类似），应该以一档同步器或二档同步器为参与档同步器，不能以倒档同步器作为参与档同步器（理由同上），也不能以五档同步器作。
30、为参与档同步器。不能选用五档同步器作为参与档同步器，是因为，五档的变速比小于三档（目标档）的变速比，如果以五档同步器作为参与同步器，将会使得输入轴转速降低，与我们期望的输入轴能够升高的目的相反。0043本发明换档过程中，根据换档控制策略的需要，参与同步的参与档同步器可以在目标档同步器开始同步前或开始同步后的任何阶段参与同步。0044本发明的创新性在于，利用现有的变速箱，通过控制多个同步器参与到目标档同说明书CN102330794ACN102330806A6/6页9步器的同步过程，实现换档过程中的快速同步和换档。当输入轴转速高于目标档需要的输入轴转速时，使用参与的同步器对输入轴实施降速；当输入轴。
31、转速低于目标档需要的输入轴转速时，使用参与的同步器将输入轴升速。在输入轴转速接近目标档需要的转速后参与同步的同步器脱离。本方法应用时由于无需改变变速箱的结构，从而在低成本的基础上实现高性能。而常规的方法是通过改变变速箱结构实现的快速同步换档，结构复杂，成本高。说明书CN102330794ACN102330806A1/7页10图1图2说明书附图CN102330794ACN102330806A2/7页11图3图4说明书附图CN102330794ACN102330806A3/7页12图5图6说明书附图CN102330794ACN102330806A4/7页13图7图8说明书附图CN102330794ACN102330806A5/7页14图9图10说明书附图CN102330794ACN102330806A6/7页15图11图12说明书附图CN102330794ACN102330806A7/7页16图13说明书附图CN102330794A。