CN105673799B - 具有可配置动态涡轮机缓冲器的自动变速器 - Google Patents

具有可配置动态涡轮机缓冲器的自动变速器 Download PDF

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Abstract

一种变速器，包括具有泵和涡轮机的变矩器，和输入毂。泵锁定离合器选择性地连接泵和输入毂，用于在锁定离合器被接合时在它们之间直接传递扭矩。第一泵缓冲器将泵锁定离合器和输入毂互连用于在泵锁定离合器接合时对泵和输入毂之间的扭转振动进行缓冲。涡轮机缓冲器将涡轮机和泵或输入毂互连。涡轮机缓冲器可操作为在泵锁定离合器接合时对涡轮机和泵或输入毂之间的扭转振动进行缓冲。涡轮机锁定离合器选择性地连接涡轮机和输入毂或泵，用于直接在涡轮机和输入毂或泵中之一之间传递扭矩。

Description

具有可配置动态涡轮机缓冲器的自动变速器
技术领域
本发明通常涉及用于车辆的自动变速器。
背景技术
自动变速器包括变矩器，其包括泵和涡轮机，其协作以提供用于在发动机和驱动系统之间传递扭矩的流体联接。在正常运行期间，在变矩器的流体联接将扭矩从发动机传递到驱动系统时，变矩器的流体联接对发动机和驱动系统之间的扭转振动(即扭矩波动)进行缓冲。
一些自动变速器配备有锁定离合器，其机械地连接泵和涡轮机，以机械地将扭矩从发动机传递到驱动系统。在锁定离合器接合时，且泵和涡轮机机械地连接时，通过变矩器提供的流体联接不能对扭转振动进行缓冲。为了在锁定离合器接合时缓冲发动机和驱动系统之间的扭转振动，变速器可以配备有扭转振动缓冲器。扭转振动缓冲器将变速器的两个不同部件互连，以振动它们之间的缓冲。例如，扭转振动缓冲器可以将涡轮机和变速器的输入毂互相连接，以在锁定离合器接合且机械地连接泵和涡轮机时缓冲来自发动机的扭转振动。
发明内容
提供一种变速器。变速器包括变矩器和输入毂，变矩器包括泵和涡轮机。泵锁定离合器选择性地连接泵和输入毂，用于在锁定离合器被接合时在它们之间直接传递扭矩。第一泵缓冲器将泵锁定离合器和输入毂互连，用于在泵锁定离合器接合时对泵和输入毂之间的扭转振动进行缓冲。涡轮机缓冲器将涡轮机和输入毂互连。涡轮机缓冲器可操作为在泵锁定离合器接合时对输入毂处的扭转振动进行缓冲。涡轮机锁定离合器选择性地连接涡轮机和输入毂，以绕过(bypass)涡轮机缓冲器。
因而，因为变矩器的涡轮机通过涡轮机缓冲器或涡轮机锁定离合器连接到输入毂，所以变速器可以在两个不同缓冲模式下运行，以使得第一泵缓冲器在更宽频率范围下的缓冲能力最大化。具体说，在泵锁定离合器接合时变速器可以运行第一模式或第二模式。在变速器运行在第一模式时，泵锁定离合器设置在接合位置且涡轮机锁定离合器设置在脱开位置。第一运行模式允许涡轮机和涡轮机缓冲器与泵缓冲器协作以对输入毂处选择频率下的扭转振动进行缓冲。在变速器运行在第二模式时，泵锁定离合器设置在接合位置，且涡轮机锁定离合器设置在接合位置。第二运行模式防止涡轮机缓冲器相对于输入毂运动，且仅允许泵缓冲器对泵和输入毂之间其他频率下的扭转振动进行缓冲。
本发明提供一种变速器，包括:变矩器，包括泵和涡轮机；输入毂；泵锁定离合器，选择性地连接泵和输入毂，用于直接在它们之间传递扭矩；第一泵缓冲器，将泵锁定离合器和输入毂互连；和涡轮机缓冲器，将涡轮机和输入毂互连。
所述的变速器进一步包括涡轮机锁定离合器，选择性地连接涡轮机和输入毂。
所述的变速器中，泵锁定离合器在接合位置和脱开位置之间可动，其中泵锁定离合器可操作为在处于接合位置时以扭矩传递方式机械地连接泵和输入毂，且其中泵锁定离合器在处于脱开位置时机械地将泵和输入毂断开连接。
所述的变速器中，涡轮机锁定离合器在接合位置和脱开位置之间可动，其中涡轮机锁定离合器可操作为在处于接合位置时以扭矩传递方式机械地连接涡轮机和输入毂，且其中涡轮机锁定离合器在处于脱开位置时机械地将涡轮机从输入毂断开连接。
所述的变速器中，涡轮机缓冲器将涡轮机和输入毂互连。
所述的变速器中，涡轮机锁定离合器选择性地连接涡轮机和输入毂。
所述的变速器中，泵锁定离合器不直接连接泵和涡轮机。
所述的变速器进一步包括输入轴，其牢固地与输入毂连接。
所述的变速器进一步包括齿轮系，其联接到输入轴。
所述的变速器进一步包括第二泵缓冲器，其将输入毂和输入轴互连。
本发明提供一种用于车辆的自动变速器，自动变速器包括：变矩器，包括泵和涡轮机，且可操作为提供用于在它们之间传递扭矩的流体联接；输入毂；泵锁定离合器，选择性地连接泵和输入毂，用于直接在它们之间传递扭矩；其中泵锁定离合器在接合位置和脱开位置之间可动，其中泵锁定离合器可操作为在处于接合位置时以扭矩传递方式机械地连接泵和输入毂，且其中泵锁定离合器在处于脱开位置时机械地将泵和输入毂断开连接；第一泵缓冲器，将泵锁定离合器和输入毂互连；涡轮机缓冲器，将涡轮机和输入毂互连；和涡轮机锁定离合器，选择性地连接涡轮机和输入毂；其中涡轮机锁定离合器在接合位置和脱开位置之间可动，其中涡轮机锁定离合器可操作为在处于接合位置时以扭矩传递方式机械地连接涡轮机和输入毂，且其中涡轮机锁定离合器在处于脱开位置时机械地将涡轮机从输入毂断开连接。
所述的自动变速器中，自动变速器在第一模式和第二模式下运行，在第一模式下泵锁定离合器设置在接合位置且涡轮机锁定离合器设置在脱开位置，且在第二模式下泵锁定离合器设置在接合位置且涡轮机锁定离合器设置在接合位置，其中第一运行模式允许涡轮机和涡轮机缓冲器与泵缓冲器协作以对输入毂处的涡轮机和输入毂之间的第一频率下的扭转振动进行缓冲，且在第二运行模式中防止涡轮机缓冲器对涡轮机和输入毂之间的扭转振动进行缓冲，而仅允许第一泵缓冲器对输入毂处第二频率下的扭转振动进行缓冲。
所述的自动变速器中，涡轮机缓冲器将涡轮机和输入毂互连。
所述的自动变速器中，涡轮机锁定离合器选择性地连接涡轮机和输入毂。
所述的自动变速器中，泵锁定离合器不直接连接泵和涡轮机。
所述的自动变速器中，通过泵锁定离合器和泵缓冲器连接到输入毂。
所述的自动变速器进一步包括输入轴，其牢固地与输入毂连接。
所述的自动变速器进一步包括齿轮系，其联接到输入轴。
所述的自动变速器进一步包括第二泵缓冲器，其将输入毂和输入轴互连。
在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
附图说明
图1是车辆的示意性平面图，显示了第一运行模式下的变速器。
图2是车辆的示意性平面图，显示了第二运行模式下的变速器。
图3是车辆的示意性平面图，显示了变速器的第一替换实施例。
图4是车辆的示意性平面图，显示了变速器的第二替换实施例。
具体实施方式
本领域技术人员应理解例如“上”、“下”、“向上、“向下”、“顶”、“底”等是用于描述附图，而不代表对本发明范围的限制，本发明的范围通过所附权利要求限定。进而，在本文在可以以功能和/或逻辑模块部件和/或各种处理步骤的方式来描述本发明。应该理解，这种模块部件可以包括任何数量的硬件、软件和/或固件部件(其配置为执行具体功能)实现。
参见附图，其中几幅图中相同的附图标记指示相同的部件，车辆的示例性实施例通常在20处示出。如图所示，车辆20包括动力传动系22，其具有发动机24、变速器26和驱动系28。发动机24可以包括能产生扭矩的任何类型和/或样式的动力装置，例如但不限于汽油发动机或柴油发动机。发动机24产生扭矩，扭矩被引导到变速器26。变速器26通过齿轮系30(其改变来自发动机24的扭矩和旋转速度)传递扭矩，且将扭矩引导到驱动系28。驱动系28例如可以包括驱动轴32和车轴34，其车轴直接或间接地附接到一个或多个驱动车轮36。应理解，车辆20的具体配置可以与图所示的示例性实施例不同。
变速器26可以称为自动变速器26，其在不同传动比之间自动地改变。变速器26包括变矩器38。变矩器38以本领域技术人员已知的方式运行。如此，不在本文中详细描述变矩器38的运行。变矩器38包括泵40和涡轮机41，它们一起协作以在它们之间产生流体联接42，以用于传递扭矩。如本领域已知的，变矩器38的泵40与发动机24一起旋转，且涡轮机41和泵40之间的流体联接42用于使得涡轮机41旋转。涡轮机41连接到变速器26的输入部，例如输入毂(input hub)44和/或输入轴46，以传递扭矩到变速器26的齿轮系30。应理解，输入毂44可以与输入轴46可以输入轴与整体地形成和/或牢固地附接。替换地，输入毂44和输入轴46可以是彼此连接直接或间接地分开的部件，以在它们之间传递扭矩。
变速器26包括泵锁定离合器48。泵锁定离合器48选择性地以机械接合的方式连接变速器26的输入毂44和泵40，用于在泵40和输入毂44之间直接传递扭矩。尽管进行了书面描述且在图中显示，泵锁定离合器48选择性地连接到变速器26的输入毂44，但是应理解泵锁定离合器48选择性地连接的输入毂44可以包括输入轴46或替换地被称为输入轴46，或变速器26的一些其他部件，但变矩器38的涡轮机41除外。因而，泵锁定离合器48不直接连接泵40和涡轮机41，如常规用于变矩器38的锁定离合器那样。泵锁定离合器48可以包括但不限于湿式或干式摩擦板离合器，或能在变矩器38的泵40和变速器26的输入毂44之间传递扭矩的一些其他类型的离合器。
泵锁定离合器48在接合位置和脱开位置之间可动。在设置在接合位置时，泵锁定离合器48可操作为以扭矩传递方式机械地连接泵40和输入毂44，使得扭矩直接从泵40传递到变速器26的输入毂44，而经过变矩器38的流体联接42没有任何能量或效率损失。在设置在脱开位置时，泵锁定离合器48机械地将泵40和输入毂44断开，使得仅从泵40传递到涡轮机41的扭矩经过变矩器38的流体联接42。
变速器26包括第一泵缓冲器50，其将泵锁定离合器48和输入毂44互连。因而，泵40通过泵锁定离合器48和第一泵缓冲器50连接到输入毂44。在泵锁定离合器48设置在接合位置，使得扭矩直接通过泵锁定离合器48从泵40传递到输入毂44时，第一泵缓冲器50对变速器26的输入毂44和泵40之间的旋转振动进行缓冲，例如对来自发动机24的扭矩波动进行缓冲。第一泵缓冲器50可以包括适于在变速器26中使用且能对两个连接的旋转部件之间的旋转速度差和/或扭矩差进行缓冲的任何旋转缓冲组件。
如图3所示，变速器26可以可选地包括将输入毂44和输入轴46互连的第二泵缓冲器52。图4显示了第二泵缓冲器的替换设置，其中第二泵缓冲器52设置在泵锁定离合器48和第一泵缓冲器50之间且将它们互连。因而，如图4所示的变速器26的实施例显示了第二泵缓冲器52和第一泵缓冲器50彼此串序设置。第二泵缓冲器52可以包括适于在变速器26中使用且能对两个连接的旋转部件之间的旋转速度差和/或扭矩差进行缓冲的任何旋转缓冲组件。第一泵缓冲器50和第二泵缓冲器52串序设置，以提供额外的缓冲能力。
涡轮机缓冲器54将涡轮机41和输入毂44互连。如图所示，涡轮机缓冲器54将涡轮机41和输入毂44互连。涡轮机缓冲器54对变速器26的输入毂44和涡轮机41之间的旋转振动进行缓冲。如图1和2所示，涡轮机缓冲器54对输入毂44处的、未被第一泵缓冲器50缓冲的、来自发动机24的扭矩的旋转振动进行缓冲。涡轮机缓冲器54可以包括适于用在变速器26中且能对输入毂44处的扭力振动和/或旋转振动进行缓冲的任何旋转缓冲组件。
涡轮机锁定离合器56选择性地以机械接合的方式连接涡轮机41和输入毂44，用于锁定涡轮机41和输入毂44。如图1和2所示，涡轮机锁定离合器56选择性地连接涡轮机41和输入毂44。因而，涡轮机缓冲器54和涡轮机锁定离合器56两者连接到输入毂44。
涡轮机锁定离合器56在接合位置和脱开位置之间可动。在设置在接合位置时，如图2所示，涡轮机锁定离合器56可操作为以扭矩传递(即机械互锁接合)的方式机械地连接涡轮机41和输入毂44。在设置在脱开位置时，如图1所示，涡轮机锁定离合器56机械地将涡轮机41与输入毂44断开连接，使得涡轮机41仅通过涡轮机缓冲器54连接到输入毂44。
自动变速器26可运行在第一模式和第二模式。参见图1，在运行于第一模式时，泵锁定离合器48设置在接合位置，且涡轮机锁定离合器56设置在脱开位置。因为涡轮机锁定离合器56断开连接，所以涡轮机缓冲器54自由地缓冲输入毂44处的扭转振动。在泵锁定离合器48被接合以从泵40传递扭矩到输入毂44的情况下，涡轮机41的质量通过连接涡轮机41和输入毂44的涡轮机缓冲器54而相对于输入毂44略微振动。这种配置允许涡轮机41的质量有助于对扭转振动进行缓冲。涡轮机缓冲器54可以被调节，以缓冲期望频率下的振动，例如这种振动会在一定的发动机24的速度下发生。因而，第一运行模式允许涡轮机41和涡轮机缓冲器54与泵40协作，以缓冲第一频率下泵40和输入毂44之间的扭转振动。
参见图2，在运行于第二模式时，泵锁定离合器48设置在接合位置，且涡轮机锁定离合器56设置在接合位置。因为涡轮机锁定离合器56接合，所以涡轮机缓冲器54不能自由地对涡轮机41和输入毂44之间的扭转振动进行缓冲，因为涡轮机41不能相对于输入毂44自由旋转。第二运行模式防止涡轮机缓冲器54对输入毂44处的扭转振动进行缓冲，而是仅允许泵40对第二频率下的泵40和输入毂44之间的扭转振动进行缓冲。
通过接合或脱开涡轮机锁定离合器56，在泵锁定离合器48接合时，变速器26改变缓冲特点，以满足发动机24的当前运行速度。因而，变速器26可以取决于扭转振动的频率运行在第一模式或第二模式，以更好地对扭转振动进行缓冲。
附图中的详细的描述和显示是对本发明的支持和描述，而本发明的范围仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (7)

1.一种自动变速器，包括:
变矩器，包括泵和涡轮机；
输入毂；
泵锁定离合器，选择性地连接泵和输入毂，用于直接在它们之间传递扭矩，其中泵锁定离合器在接合位置和脱开位置之间可动；
第一泵缓冲器，将泵锁定离合器和输入毂互连；
涡轮机缓冲器，将涡轮机和输入毂互连；和
涡轮机锁定离合器，选择性地连接涡轮机和输入毂且在接合位置和脱开位置之间可动；
其中，自动变速器在第一模式和第二模式下运行，在第一模式下泵锁定离合器设置在接合位置且涡轮机锁定离合器设置在脱开位置，且在第二模式下泵锁定离合器设置在接合位置且涡轮机锁定离合器设置在接合位置，其中第一模式允许涡轮机和涡轮机缓冲器与泵缓冲器协作以对输入毂处的第一频率下的扭转振动进行缓冲，且在第二模式中防止涡轮机缓冲器对涡轮机和输入毂之间的扭转振动进行缓冲，而仅允许第一泵缓冲器对输入毂处的第二频率下的扭转振动进行缓冲。
2.如权利要求1所述的自动变速器，其中泵锁定离合器可操作为在处于接合位置时以扭矩传递方式机械地连接泵和输入毂，且其中泵锁定离合器在处于脱开位置时机械地将泵和输入毂断开连接。
3.如权利要求2所述的自动变速器，其中涡轮机锁定离合器可操作为在处于接合位置时以扭矩传递方式机械地连接涡轮机和输入毂，且其中涡轮机锁定离合器在处于脱开位置时机械地将涡轮机从输入毂断开连接。
4.如权利要求1所述的自动变速器，其中泵锁定离合器不直接连接泵和涡轮机。
5.如权利要求1所述的自动变速器，进一步包括输入轴，其与输入毂连接。
6.如权利要求5所述的自动变速器，进一步包括齿轮系，其联接到输入轴。
7.如权利要求6所述的自动变速器，进一步包括第二泵缓冲器，其与第一泵缓冲器串序设置。
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