CN105782385A - 用于车辆的连续可变变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的连续可变变速器，可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；第一动力输送轴，其与所述输入轴平行地设置并且与所述输入轴隔开；可变的换挡装置，其配置为改变输入轴的转速，并且将改变的转速传递至所述第一动力输送轴；第二动力输送轴，其选择性地接收第一动力输送轴的扭矩；第三动力输送轴，其设置为与所述第二动力输送轴隔开；行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件；以及怠速齿轮组，其能够操作地连接所述输入轴与所述行星齿轮组的第一旋转元件，其中第二旋转元件直接地连接至所述第三动力输送轴，并且第三旋转元件直接地连接至所述第二动力输送轴。

Description

用于车辆的连续可变变速器

与相关申请的交叉引用

本申请要求2014年9月23日提交的韩国专利申请第10-2014-0126790号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的连续可变变速器(continuouslyvariabletransmission)。更特别地，本发明涉及一种用于车辆的连续可变变速器，其由于实现连续可变挡位(gearstage)以及扩大速比(speedratio)范围，从而提高燃料经济性和动力性能。

背景技术

通常，连续可变变速器配置为通过流体类型的动力输送装置(例如变矩器或者液力耦合器)接收来自发动机的扭矩输出，根据速比(速比可以连续地改变并且通过可变的换挡装置而获得)改变扭矩，并且将改变的扭矩传递至输出轴。

可变的换挡装置包括第一可变的带轮和第二可变的带轮以及金属带；所述第一可变的带轮和第二可变的带轮分别设置在驱动轴和从动轴上；该金属带连接第一可变的带轮和第二可变的带轮。可变的换挡装置适配为通过控制第一可变的带轮和第二可变的带轮的宽度而连续地改变速比，所述第一可变的带轮和第二可变的带轮由液压通过金属带连接。

如果计算根据行驶情况(例如车辆速度、发动机转速以及负载)的目标换挡速度，则换挡速度控制阀的开口被控制从而获得目标换挡速度，该换挡速度控制阀连接至第一可变的带轮和第二可变的带轮。

常规的连续可变变速器包括起动装置，例如用于停止或者发动车辆的变矩器、一个用于前进/倒挡速度的行星齿轮组以及两个摩擦元件，并且进一步包括用于控制摩擦元件的控制单元。因此，布置可能是复杂的，重量可能会增加，并且可安装性和燃料经济性可能会变差。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的连续可变变速器，其优点在于：通过利用行星齿轮组和可变的换挡装置获得连续可变挡位而去除起动装置(例如变矩器)，并且通过扩大速比而提高动力性能和燃料经济性。

根据本发明的各个方面，提供了一种用于车辆的连续可变变速器，可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；第一动力输送轴，其与所述输入轴平行地设置并且与所述输入轴隔开；可变的换挡装置，其配置为改变输入轴的转速，并且将改变的转速传递至所述第一动力输送轴；第二动力输送轴，其选择性地接收所述第一动力输送轴的扭矩；第三动力输送轴，其设置为与所述第二动力输送轴隔开；行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件；以及怠速齿轮组，其能够操作地连接所述输入轴与所述行星齿轮组的第一旋转元件，其中第二旋转元件可以直接地连接至所述第三动力输送轴，并且第三旋转元件可以直接地连接至所述第二动力输送轴。

所述的用于车辆的连续可变变速器，可以进一步包括输出齿轮组，其将来自所述第三动力输送轴的扭矩传递至差速器装置。

所述可变的换挡装置可以包括：主带轮，其连接至所述输入轴；副带轮，其连接至所述第一动力输送轴；以及带，其能够操作地将所述主带轮连接至所述副带轮。

所述第一动力输送轴和所述第二动力输送轴可以通过离合器选择性地连接。

所述行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组，并且可以配置为通过从怠速齿轮组传递的扭矩和从可变的换挡装置选择性地传递的扭矩而实现换挡。

所述第一旋转元件可以为行星架，所述第二旋转元件可以为太阳轮，并且所述第三旋转元件可以为内齿圈。

所述怠速齿轮组可以包括：传递驱动齿轮，其固定地设置在所述输入轴上；传递从动齿轮，其与行星齿轮组的行星架整体地形成；以及怠速轴，其包括怠速齿轮，所述怠速齿轮与所述传递驱动齿轮以及所述传递从动齿轮啮合。

所述输出齿轮组可以包括：第一输出齿轮，其固定地设置在所述第三动力输送轴上；输出轴，其与所述第三动力输送轴平行地设置；第二输出齿轮，其固定地设置在所述输出轴的端部，并且与所述第一输出齿轮啮合；以及第三输出齿轮，其固定地设置在所述输出轴的另一个端部，并且能够操作地连接至所述差速器装置。

根据本发明的各个方面，提供了一种用于车辆的连续可变变速器，可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；第一动力输送轴，其与所述输入轴平行地设置并且与所述输入轴隔开；可变的换挡装置，其配置为改变所述输入轴的转速，并且将改变的转速传递至所述第一动力输送轴；第二动力输送轴，其通过离合器选择性地连接至所述第一动力输送轴；第三动力输送轴，其设置为与所述第二动力输送轴隔开；行星齿轮组，其配置为利用通过第二动力输送轴选择性地从可变的换挡装置传递的转速而改变来自输入轴的转速，并将改变的转速传递至第三动力输送轴；以及怠速齿轮组，其能够操作地连接至所述输入轴以及所述行星齿轮组的任意一个旋转元件。

所述的用于车辆的连续可变变速器，可以进一步包括输出齿轮组，其将来自第三动力输送轴的扭矩传递至差速器装置。

所述可变的换挡装置可以包括：主带轮，其连接至所述输入轴；副带轮，其连接至所述第一动力输送轴；以及带，其能够操作地将所述主带轮连接至所述副带轮。

所述行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组，并且可以包括内齿圈、行星架以及太阳轮，所述内齿圈直接地连接至所述第二动力输送轴，所述行星架通过所述怠速齿轮组能够操作地连接至所述输入轴，所述太阳轮直接地连接至所述第三动力输送轴。

所述怠速齿轮组可以包括：传递驱动齿轮，其固定地设置在所述输入轴上；传递从动齿轮，其与行星齿轮组的行星架整体地形成；以及怠速轴，其包括怠速齿轮，所述怠速齿轮与所述传递驱动齿轮以及所述传递从动齿轮啮合。

所述输出齿轮组可以包括：第一输出齿轮，其固定地设置在所述第三动力输送轴上；输出轴，其与所述第三动力输送轴平行地设置；第二输出齿轮，其固定地设置在所述输出轴的端部，并且与所述第一输出齿轮啮合；以及第三输出齿轮，其固定地设置在所述输出轴的另一个端部，并且能够操作地连接至所述差速器装置。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本发明的方法和装置可以具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为根据本发明示例性的连续可变变速器的示意图。

图2为根据本发明的在每个挡位的示例性的连续可变变速器的杠杆表。

应当理解，附图不一定是按照比例，提供各种特征的略微简化的表示本发明的基本原理的说明。本发明所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

图1为根据本发明的各个实施方案的连续可变变速器的示意图。

参考图1，根据本发明的各个实施方案的一种连续可变变速器包括：输入轴IS、第一动力输送轴S1、第二动力输送轴S2、第三动力输送轴S3、可变的换挡装置CV、离合器CL、行星齿轮组PG、怠速齿轮组IDGS以及输出齿轮组OGS。

输入轴IS为输入构件并且接收发动机ENG的扭矩。变矩器可以设置在发动机ENG与输入轴IS之间。

第一动力输送轴S1为中间动力输送构件，与输入轴IS平行地设置并且与输入轴IS隔开。第一动力输送轴S1通过可变的换挡装置CV接收输入轴IS的扭矩。

可变的换挡装置CV包括主带轮2、副带轮4以及带6；该主带轮2连接至输入轴IS；该副带轮4连接至第一动力输送轴S1；该带6连接主带轮2和副带轮4。

主带轮2和副带轮4为本领域技术人员所熟知的，所述主带轮2和副带轮4分别包括固定滑轮(fixedsheaves)12和14以及可运动滑轮(movablesheaves)8和10。如果可运动滑轮8和10通过液压轴向地运动，接触带6的侧表面的带轮2和4的直径改变。最后，速比由第一带轮2的直径与第二带轮4的直径之间的比值决定。

第二动力输送轴S2为中间动力输送构件，与第一动力输送轴S1同心地设置并且通过离合器CL选择性地连接至第一动力输送轴S1。

离合器CL可以为常规的湿式多板式摩擦元件，该湿式多板式摩擦元件通过液压而被操作。

第三动力输送轴S3与第二动力输送轴S2同心地设置，行星齿轮组PG设置在第二动力输送轴S2与第三动力输送轴S3之间。

行星齿轮组PG为单小齿轮行星齿轮组，并且包括太阳轮S、行星架PC以及内齿圈R；该行星架PC可旋转地支撑与太阳轮S啮合的小齿轮；该内齿圈R与所述小齿轮啮合。

太阳轮S直接地连接至第三动力输送轴S3，内齿圈R直接地连接至第二动力输送轴S2，并且怠速齿轮组IDGS设置在行星架PC与输入轴IS之间。

怠速齿轮组IDGS包括传递驱动齿轮TG1、传递从动齿轮TG2以及怠速轴IDS；该传递驱动齿轮TG1固定地设置在输入轴IS上；该传递从动齿轮TG2与行星架PC整体地形成；该怠速轴IDS包括怠速齿轮IDG，该怠速齿轮IDG与传递驱动齿轮TG1以及传递从动齿轮TG2啮合。

因此，输入轴IS的扭矩连续地输入至行星齿轮组PG的行星架PC。此外，输入轴IS的旋转方向和行星架PC的旋转方向相同。

输出齿轮组OGS为输出构件，并且通过差速器装置DIFF将第三动力输送轴S3的扭矩传递至驱动轮W。

也就是说，输出齿轮组OGS包括第一输出齿轮OG1、输出轴OS、第二输出齿轮OG2以及第三输出齿轮OG3；该第一输出齿轮OG1固定地设置在第三动力输送轴S3上；该输出轴OS与第三动力输送轴S3平行地设置；该第二输出齿轮OG2固定地设置在输出轴OS的端部上，并且与第一输出齿轮OG1啮合；该第三输出齿轮OG3固定地设置在输出轴OS的另一端部上，并且与差速器装置DIFF的最终减速齿轮FD啮合。

差速器装置DIFF包括最终减速齿轮FD，并且通过最终减速齿轮FD将扭矩输入传递至驱动轮W，该最终减速齿轮FD与第三输出齿轮OG3啮合。

可以不设置输出轴OS上的第二输出齿轮OG2，从而第三输出齿轮OG3可以直接地与第一输出齿轮OG1以及最终减速齿轮FD啮合。

图2为根据本发明的各个实施方案的在每个挡位的连续可变变速器的杠杆表。

参考图2，在倒车(reverse；REV)挡位时离合器CL被操作。

也就是说，在输入轴IS的转速通过怠速齿轮组IDGS被输入至行星齿轮组PG的行星架PC的状态下,输入轴IS的转速被可变的换挡装置CV提高并且提高的转速被输入至内齿圈R。在这种情况下，太阳轮S由于内齿圈R的转速与行星架PC的转速之间的差而相反地旋转，并且获得倒车REV挡位。

在空挡N状态下离合器CL被释放。这时，输入轴IS的转速通过怠速齿轮组IDGS被输入至行星齿轮组PG的行星架PC，但是内齿圈R持续怠速。因此，扭矩不再通过太阳轮S输出，保持空挡N状态。

在驱动D挡位离合器CL被操作。

在输入轴IS的转速通过怠速齿轮组IDGS被输入至行星齿轮组PG的行星架PC的状态下,输入轴IS的转速被可变的换挡装置CV降低并且降低的转速被输入至内齿圈R。在这种情况下，太阳轮S由于内齿圈R的转速与行星架PC的转速之间的差而正常地旋转，并且获得驱动D挡位。

根据本发明的示例性实施方案的连续可变变速器能够通过可变的换挡装置CV控制转速而获得驱动挡位和倒车挡位。

由于根据内齿圈R的转速而确定速比，所以变速器控制单元根据行驶状态而控制可变的换挡装置CV。

根据本发明的各个实施方案的连续可变变速器包括行星齿轮组、可变的换挡装置以及摩擦元件。因此，可以简化控制液压的元件(阀体)，可以减小液压泵的容积，并且可以改善燃料经济性和成本。

由于一个摩擦元件用于作为起动离合器，所以变矩器可以被去除。因此，可以降低成本、长度以及重量。

此外，如果不再使用变矩器，则可以降低液压损失，可以简化控制液压的元件，并且可以减小液压泵的容积。因此，可以极大地增强燃料经济性。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (14)

1.一种用于车辆的连续可变变速器，包括：

输入轴，其接收发动机的扭矩；

第一动力输送轴，其与所述输入轴平行地设置并且与所述输入轴隔开；

可变的换挡装置，其配置为改变输入轴的转速，并且将改变的转速传递至所述第一动力输送轴；

第二动力输送轴，其选择性地接收第一动力输送轴的扭矩；

第三动力输送轴，其设置为与所述第二动力输送轴隔开；

行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件；以及

怠速齿轮组，其能够操作地连接所述输入轴与所述行星齿轮组的第一旋转元件，

其中第二旋转元件直接地连接至所述第三动力输送轴，并且第三旋转元件直接地连接至所述第二动力输送轴。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的连续可变变速器，进一步包括输出齿轮组，其将来自所述第三动力输送轴的扭矩传递至差速器装置。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的连续可变变速器，其中所述可变的换挡装置包括：

主带轮，其连接至所述输入轴；

副带轮，其连接至所述第一动力输送轴；以及

带，其能够操作地将所述主带轮连接至所述副带轮。

4.根据权利要求1所述的用于车辆的连续可变变速器，其中所述第一动力输送轴和所述第二动力输送轴通过离合器选择性地连接。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的连续可变变速器，其中所述行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，并且配置为通过从怠速齿轮组传递的扭矩和从可变的换挡装置选择性地传递的扭矩而实现换挡。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的连续可变变速器，其中所述第一旋转元件为行星架，所述第二旋转元件为太阳轮，并且所述第三旋转元件为内齿圈。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的连续可变变速器，其中所述怠速齿轮组包括：

传递驱动齿轮，其固定地设置在所述输入轴上；

传递从动齿轮，其与行星齿轮组的行星架整体地形成；以及

怠速轴，其包括怠速齿轮，所述怠速齿轮与所述传递驱动齿轮以及所述传递从动齿轮啮合。

8.根据权利要求2所述的用于车辆的连续可变变速器，其中所述输出齿轮组包括：

第一输出齿轮，其固定地设置在所述第三动力输送轴上；

输出轴，其与所述第三动力输送轴平行地设置；

第二输出齿轮，其固定地设置在所述输出轴的端部，并且与所述第一输出齿轮啮合；以及

第三输出齿轮，其固定地设置在所述输出轴的另一个端部，并且能够操作地连接至所述差速器装置。

9.一种用于车辆的连续可变变速器，包括：

输入轴，其接收发动机的扭矩；

第一动力输送轴，其与所述输入轴平行地设置并且与所述输入轴隔开；

可变的换挡装置，其配置为改变所述输入轴的转速，并且将改变的转速传递至所述第一动力输送轴；

第二动力输送轴，其通过离合器选择性地连接至所述第一动力输送轴；

第三动力输送轴，其设置为与所述第二动力输送轴隔开；

行星齿轮组，其配置为利用通过第二动力输送轴选择性地从可变的换挡装置传递的转速而改变来自输入轴的转速，并将改变的转速传递至第三动力输送轴；以及

怠速齿轮组，其能够操作地连接至所述输入轴以及所述行星齿轮组的任意一个旋转元件。

10.根据权利要求9所述的用于车辆的连续可变变速器，进一步包括输出齿轮组，其将来自第三动力输送轴的扭矩传递至差速器装置。

11.根据权利要求9所述的用于车辆的连续可变变速器，其中所述可变的换挡装置包括：

主带轮，其连接至所述输入轴；

副带轮，其连接至所述第一动力输送轴；以及

带，其能够操作地将所述主带轮连接至所述副带轮。

12.根据权利要求8所述的用于车辆的连续可变变速器，其中所述行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，并且包括内齿圈、行星架以及太阳轮，所述内齿圈直接地连接至所述第二动力输送轴，所述行星架通过所述怠速齿轮组能够操作地连接至所述输入轴，所述太阳轮直接地连接至所述第三动力输送轴。

13.根据权利要求9所述的用于车辆的连续可变变速器，其中所述怠速齿轮组包括：

传递驱动齿轮，其固定地设置在所述输入轴上；

传递从动齿轮，其与行星齿轮组的行星架整体地形成；以及

怠速轴，其包括怠速齿轮，所述怠速齿轮与所述传递驱动齿轮以及所述传递从动齿轮啮合。

14.根据权利要求10所述的用于车辆的连续可变变速器，其中所述输出齿轮组包括：

第一输出齿轮，其固定地设置在所述第三动力输送轴上；

输出轴，其与所述第三动力输送轴平行地设置；

第二输出齿轮，其固定地设置在所述输出轴的端部，并且与所述第一输出齿轮啮合；以及

第三输出齿轮，其固定地设置在所述输出轴的另一个端部，并且能够操作地连接至所述差速器装置。