CN106051103B - 用于车辆的变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆的变速器，其包括：第一输入轴，其选择性地接收来自发动机的动力；第二输入轴，其持续地接收来自发动机的动力；第一输出轴，其设置为与第一输入轴和第二输入轴平行；差速器，其获取来自第一输出轴和第二输出轴的动力；第一换挡单元，其提供希望挡位；第二换挡单元，其形成重复挡位；以及单向离合器，其将来自发动机的动力传递至差速器。具体而言，重复挡位具有与第一换挡单元形成的挡位中一个的传动比大致等同的传动比，单向离合器设置在用于通过第二换挡单元将来自发动机的动力传递至差速器的动力传递路线中。

Description

用于车辆的变速器

技术领域

本申请涉及用于车辆的变速器，更具体而言，涉及能够自动换挡的变速器的配置。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本申请相关的背景信息，而不构成现有技术。

在现有技术中，AMT(自动手动变速器)包括离合器致动器和换挡致动器，并且能够根据车辆的行驶状态通过操作离合器致动器和换挡致动器而自动换挡，其中离合器致动器用于连接/断开离合器，而换挡致动器用于接合挡位和脱开希望挡位。

然而，对于AMT，为了通过运行换挡致动器而脱开之前的挡位并接合新的希望挡位，需要切断从离合器致动器至AMT的扭矩。这种扭矩切断导致本应从发动机供应至驱动轮的扭矩中断，从而使得换挡平顺性和乘坐舒适性变差。

以上仅意在帮助理解本申请的背景，并非旨在意味着本申请落入本领域技术人员公知的现有技术的范围内。

发明内容

本申请提供了一种用于车辆的变速器，其能够抑制或防止在自动手动变速器中由于扭矩中断而导致的换挡平顺性和乘坐舒适性变差。所述变速器能够以相对简单和紧凑的配置而更加方便地安装在车辆中，并且能够有助于提高燃料效率。

根据本申请的一个方面，用于车辆的变速器包括：第一输入轴，其选择性地接收来自发动机的动力；第二输入轴，其持续地接收来自发动机的动力；第一输出轴，其设置为与第一输入轴和第二输入轴平行；差速器，其获取来自第一输出轴和第二输出轴的动力；第一换挡单元，其设置在第一输入轴与第一输出轴之间以及第一输入轴与第二输出轴之间，并且配置为在第一输入轴与第一输出轴之间以及第一输入轴与第二输出轴之间形成一系列希望挡位；第二换挡单元，其设置在第二输入轴和第一输出轴之间以及第二输入轴和第二输出轴之间，并且配置为在第二输入轴和第一输出轴之间以及第二输入轴和第二输出轴之间形成一系列重复挡位(duplicate gear shifts)，每个重复挡位具有大致上等同于第一换挡单元的希望挡位的至少一个传动比的传动比；以及单向离合器，其设置在用于通过第二换挡单元将动力从发动机传递到差速器的动力传递路线中，并且仅将动力从发动机传递至差速器。

根据本申请，用于车辆的变速器能够抑制或防止扭矩中断而导致的换挡平顺性和乘坐舒适性变差，本申请提供了具有相对简单和紧凑配置的变速器，其能够简单地安装在车辆中，并有助于改善燃料效率。

通过本文提供的描述，其它的应用领域将变得明显。应当理解的是，说明书和具体示例仅旨在用于说明的目的，而并非旨在限制本申请的范围。

附图说明

为了使本申请可以得到更好地理解，现在将参考附图以示例的方式给出的本发明的各种形式进行描述，其中：

图1是示出了根据本申请的第一实施方案的用于车辆的变速器的配置的示图；

图2至图5是示出了图1中所示的变速器从空挡状态到第一挡位驱动状态的工作的示图；

图6至图9是示出了图中1所示的变速器从第一挡位驱动状态到第二挡位驱动状态的工作的示图；

图10至图12是示出了图1所示的变速器从第二挡位驱动状态到第三挡位驱动状态的工作的示图；

图13是示出了根据本申请的第二实施方案的用于车辆的变速器的示图；

图14是示出了根据本申请的第三实施方案的用于车辆的变速器的示图；

图15是示出了根据本申请的第四实施方案的用于车辆的变速器的示图；以及

图16是示出了根据本申请的第五实施方案的用于车辆的变速器的示图。

本文中描述的附图仅用于说明的目的，且并非旨在以任何方式限制本申请的范围。

具体实施方式

如下描述事实上仅为示例性的，且并非旨在限制本申请、本申请的应用或用途。应当理解的是，在整个附图中，相应的附图标记指示相同或对应的部分和特征。

参考图1至图13、以及图16，根据本申请的实施方案的用于车辆的变速器共同地包括：第一输入轴“IN1”，其选择性地接收来自发动机“E”的动力；第二输入轴“IN2”，其持续地接收来自发动机E的动力；第一输出轴“OUT1”，其设置为与第一输入轴IN1和第二输入轴IN2平行；差速器“DF”，其获取来自第一输出轴OUT1和第二输出轴“OUT2”的动力；第一换挡单元“SU1”，其在第一输入轴IN1与第一输出轴OUT1或者第二输出轴OUT2之间形成一系列希望挡位；第二换挡单元“SU2”，其形成一系列重复挡位，每个重复挡位具有大致上等同于第一换挡单元SU1的希望挡位的至少一个传动比，挡位设置在第二输入轴IN2与第一输出轴OUT1之间以及第二输入轴IN2与第二输出轴OUT2之间；以及单向离合器“OWC”，其设置在用于通过第二换挡单元SU2将来自发动机E的动力传递至差速器DF的动力传递路线上，并且将来自发动机E的动力仅传递至差速器DF。

除了通过第一换挡单元SU1将动力传递至差速器DF的动力传递线路之外，本申请的变速器还具有以与由第一换挡单元SU1形成的传动比大体等同的传动比，通过第二换挡单元SU2将来自发动机E的动力传递至差速器的动力传递路线，因此能够通过单向离合器OWC而从结构上防止通过第一换挡单元SU1传递的动力与通过第二换挡单元SU2传递的动力之间的互锁。

第一输入轴IN1设置为围绕第二输入轴IN2而装配的中空轴，第一输入轴IN1通过离合器CL而连接至发动机E。

假设由第一换挡单元SU1形成的挡位是从具有最大传动比的第一挡位至第n挡位的一系列挡位，由第二换挡单元SU2形成的重复挡位是从第一挡位至第m挡位(m≤n，n和m是自然数)的一系列挡位。

例如，如果车辆所需的全部挡位是从第一挡位至第六挡位(如在该实施方案中那样)，则第一换挡单元SU1配置为能够形成从具有最大传动比的第一挡位至具有最小传动比的第六挡位的总共6个前进挡位，因此n为6，而第二换挡单元SU2配置为能够形成第一和第二重复挡位，因此，m为2。

m≤n的原因在于，由第二换挡单元SU2形成的重复挡位在减小或防止换挡中产生扭矩中断方面起了作用，并且当车辆在传动比相对较大的低速下行驶时，扭矩中断会影响换挡平顺性和乘坐舒适性。

例如，如果车辆具有六个前进挡位，则在驱动车辆时由于扭矩中断而存在关于换挡平顺性或乘坐舒适性的问题的挡位典型地为第一挡位至第三挡位，但是因为在较高挡位下车辆的速度大致较快，惯性大致较大，所以扭矩中断通常不影响在较高挡位的换挡平顺性或乘坐舒适性。因此，第二换挡单元SU2使得第一和第二重复挡位具有与第一换挡单元SU1的低挡位相同或大致等同的传动比，以改善在第一挡位至第三挡位可能会产生的扭矩中断。

在其它形式中，由第二换挡单元SU2形成的重复挡位的数量可以根据待制造的车辆的设计构思而增加或减少，但是可以从具有最大传动比的挡位依序形成多个重复挡位。

第一换挡单元SU1包括：多个第一单元驱动齿轮“U1D”，其设置在第一输入轴IN1上以用于形成所有的挡位；多个第一单元从动齿轮“U1P”，其分别设置在第一输出轴OUT1和第二输出轴OUT2上，以用于通过与第一单元驱动齿轮U1D接合而形成挡位；以及第一单元同步器U1S，其分别设置在第一输出轴OUT1和第二输出轴OUT2上，以用于允许或阻止第一单元从动齿轮U1P相对于第一输出轴OUT1和第二输出轴OUT2旋转。

第二换挡单元SU2包括：多个第二单元驱动齿轮U2D，其设置在第二输入轴IN2上以用于形成重复挡位；一个或多个第二单元从动齿轮U2P，其分别设置在第一输出轴OUT1和第二输出轴OUT2上，以用于通过与第二单元驱动齿轮U2D接合而形成重复挡位；以及第二单元同步器U2S，其分别设置在第一输出轴OUT1和第二输出轴OUT2上，以用于允许或阻止第二单元从动齿轮U2P相对于第一输出轴OUT1和第二输出轴OUT2旋转。

设置在第一输出轴OUT1上的第二单元同步器U2S在左侧能够允许或禁止第二单元从动齿轮U2P相对于第一输出轴OUT1旋转，而在右侧能够允许或禁止第一单元从动齿轮U1P相对于第一输出轴OUT1旋转，以形成第一换挡单元SU1的第五挡位，因此右侧涉及第一单元同步器U1S而左侧涉及第二单元同步器U2S。

在其他的形式中，该配置减少了必要的同步器，因此变速器的部件的数量、重量和整体长度减小。

这种配置与图1所示的第一实施方案、图13所示的第二实施方案、图14所示的第三实施方案、图15所示的第四实施方案以及图16所示的第五实施方案相同，而第一至第五实施方案的不同之处在于单向离合器OWC的位置。

在图1中所示的第一实施方案中，单向离合器OWC设置在第二输入轴IN2与第二单元驱动齿轮U2D之间，仅将动力从第二输入轴IN2传递至第二单元驱动齿轮U2D。

在图13中所示的第二实施方案中，单向离合器OWC设置在第二单元从动齿轮U2P与第二单元同步器U2S之间，仅将动力从第二单元从动齿轮U2P传递至第二单元同步器U2S。

在第二实施方案中，第二单元从动齿轮U2P包括换挡齿轮U2P-1和离合器齿轮U2P-2，其中U2P-1通过与第二单元驱动齿轮U2D接合而实质上产生传动比，而离合器齿轮U2P-2通过与第二单元同步器U2S接合或者从第二单元同步器U2S脱开而与第二单元同步器U2S连接或者断开，单向离合器OWC设置在换挡齿轮U2P-1与离合器齿轮U2P-2之间，并且仅将动力从换挡齿轮U2P-1传递至离合器齿轮U2P-2。

在这种情况下，不同于相关技术中的通常情况，换挡齿轮U2P-1和离合器齿轮U2P-2通过单向离合器OWC而彼此分开地旋转或者彼此连接。

在图14中所示的第三实施方案中，通过与差速器DF的齿圈R接合而将动力传递至差速器DF的第一输出齿轮OT1设置在第一输出轴OUT1上，通过与差速器DF的齿圈R接合而将动力传递至差速器DF的第二输出齿轮OT2设置在第二输出轴OUT2上，单向离合器OWC设置在第一输出轴OUT1与第一输出齿轮OT1之间，以及第二输出轴OUT2与第二输出齿轮OT2之间。

因此，来自第一输出轴OUT1的动力通过在第一输出轴OUT1与第一输出齿轮OT1之间的单向离合器OWC而传递至第一输出齿轮OT1，来自第二输出轴OUT2的动力通过在第二输出轴OUT2与第二输出齿轮OT2之间的单向离合器OWC而传递至第二输出齿轮OT2。结果，动力传递至差速器DF，而不从差速器DF传递至第一输出轴OUT1或者第二输出轴OUT2。

在图15中所示的第四实施方案中，第二单元同步器U2S的毂包括：内毂IH，其装配在第一输出轴OUT1或者第二输出轴OUT2上；以及外毂OH，设置在内毂IH外部以相对于内毂IH旋转，并且所述外毂OH支撑套筒SL。

单向离合器OWC设置在外毂OH与内毂IH之间，以仅将动力从外毂OH传递至内毂IH。

因此，当在第一输出轴上的第二单元同步器的套筒与第二单元从动齿轮接合以用于重复第一挡位时，来自发动机的动力通过套筒而传递至外毂，并随后通过单向离合器而传递至内毂，使得动力到达第一输出轴和第一输出齿轮。

在图16中所示的第五实施方案中，单向离合器OWC设置在飞轮FL和第二输入轴IN2之间，以将动力仅从发动机E的飞轮FL传递至第二输入轴IN2。

如能够从第一至第五实施方案中所共同看到的那样，单向离合器OWC通过第二换挡单元SU2将动力从发动机E传递至差速器DF，而在相反方向则不会，因此在结构上阻止了在通过第二换挡单元SU2从发动机E传递至差速器DF的动力与通过第一换挡单元SU1从发动机E传递至差速器DF的动力之间的互锁，而在没有动力互锁的情况下当动力能够通过第二换挡单元SU2传递至差速器DF时，动力能够仅通过第二换挡单元SU2传递。

参考图1至图12而对具有如上所述配置的本申请的第一实施方案的运作进行描述。

图1示出了空挡状态，其中第一单元同步器U1S和第二单元同步器U2S处在空挡状态，因此发动机E能够起动，而与离合器CL是否接合无关，但是在图1中，离合器CL是脱开的。

当发动机E在图1的状态下起动时，如图2所示通过第一换挡单元SU1形成第一挡位，然后如图3所示接合离合器CL，来自发动机E的动力通过第一换挡单元SU1而传递，并且通过第一输出轴OUT1和第一输出齿轮OT1而传递至差速器DF，因此车辆在第一挡位起动。

当车辆在如图3所示的状态下起动之后，第二换挡单元SU2形成重复第一挡位，如图4所示。因此，在这种状态下，来自发动机E的动力通过第一换挡单元SU1和第二换挡单元SU2两者而传递至第一输出轴OUT1。

在图5中所示的状态下，由第一换挡单元SU1形成的第一挡位需要换挡至空挡，以为换挡至第二挡位进行准备，其中，类似地，在第二换挡单元SU2形成第一挡位的情况下，来自发动机E的动力持续地供应至第一输出轴OUT1。

图6示出了由图5的状态，离合器CL已经脱开而第一换挡单元SU1已经形成第二挡位时的状态，其中，类似地，第二输入轴IN2直接地接收来自发动机E的动力，而与离合器CL是否脱开无关，因此通过第二换挡单元SU2在第一挡位的输出通过第一输出轴OUT1持续地传递至差速器DF。

图7示出了由图6的状态，通过接合离合器CL而换挡至第二挡位，其中，通过离合器CL传递的动力开始通过第二输出轴OUT2，而以通过第一换挡单元SU1形成的第二挡位的传动比供应至差速器。

通过第一换挡单元SU1用于第二挡位传递的动力从差速器DF传递回第一输出轴OUT1，但是受到在第二单元驱动齿轮U2D与第二输入轴IN2之间的单向离合器OWC阻挡，因此不会与来自第二输入轴IN2的动力互锁。

因此，在这种状态下，车辆通过第二换挡单元SU2而由在第一挡位的动力驱动，而当离合器CL接合时，在没有扭矩中断的情况下，动力通过第一换挡单元SU1直接地换挡至第二挡位，因此，平滑地完成换挡，并且改善了乘坐舒适性。

在图8中所示的状态中，第二换挡单元SU2由在图7中所示的状态形成第二挡位，因此来自发动机E的动力通过第一换挡单元SU1和第二换挡单元SU2两者而传递至第一输出轴OUT1和第二输出轴OUT2，并且以第二挡位的传动比传递的动力通过第一输出轴OUT1和第二输出轴OUT2两者而传递至差速器DF的齿圈R。

图9示出了由图8的状态，通过第一换挡单元SU1形成的第二挡位脱开时的状态，其中，完成换挡至第三挡位的准备，而类似地，来自发动机E的动力通过第二换挡单元SU2以第二挡位的传动比传递至第二输出轴OUT2。

图10示出了这样的状态，其中，离合器CL脱开，第三挡位通过第一换挡单元SU1而接合。在这种情况下，类似地，来自发动机E的动力通过第二换挡单元SU2和第二输出轴OUT2而传递，因而车辆保持在第二挡位受到驱动。当离合器CL接合时，如图11中所示，能够在没有扭矩中断的情况下实现换挡至第三挡位。

图12示出了通过由第二换挡单元SU2脱开第二挡位而为下一个换挡进行准备的状态，其中，类似于现有技术完成换挡至第四至第六挡位，通过仅利用第一换挡单元SU1来脱开离合器CL，脱开前一挡位，接合希望挡位，然后接合离合器CL。

因此，在换挡至第四至第六挡位时，尽管如现有技术中那样发生了扭矩中断，但是如上所述，它们是更高的挡位，这将不会影响换挡平顺性和乘坐舒适性。

第二至第五实施方案以与第一实施方案几乎相同的方式运作，因此不对它们进行详细描述。

尽管已出于说明的目的描述了本申请的优选实施方案，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、增加和替换是可能的。

Claims (10)

1.一种用于车辆的变速器，其包括：

第一输入轴，其选择性地接收来自发动机的动力；

第二输入轴，其持续地接收来自发动机的动力；

第一输出轴，其设置为与第一输入轴和第二输入轴平行；

差动装置，其获取来自第一输出轴和第二输出轴的动力；

第一换挡单元，其设置在第一输入轴与第一输出轴之间，以及第一输入轴与第二输出轴之间，并且配置为在第一输入轴与第一输出轴之间以及第一输入轴与第二输出轴之间完成一系列希望挡位；

第二换挡单元，其设置在第二输入轴与第一输出轴之间，以及第二输入轴与第二输出轴之间，并且配置为在第二输入轴与第一输出轴之间以及第二输入轴与第二输出轴之间完成一系列重复挡位，每个重复挡位具有与第一换挡单元的希望挡位的至少一个传动比大致上等同的传动比；以及

单向离合器，其设置在用于通过第二换挡单元将来自发动机的动力传递至差动装置的动力传递路线中，并且配置为仅将动力从发动机传递至差动装置；

其中，所述第一输入轴是围绕第二输入轴而装配的中空轴，并且通过离合器连接至发动机；

其中，在由第一换挡单元形成的希望挡位的传动比和重复挡位的传动比之中，第一换挡单元的挡位的最大传动比大致上与重复挡位的最大传动比等同，并且其中，重复挡位的最低传动比大于第一换挡单元的挡位的最低传动比。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中，所述第一换挡单元进一步包括：

多个第一单元驱动齿轮，其设置在第一输入轴上，并且配置为形成一系列挡位；

多个第一单元从动齿轮，其设置在第一输出轴和第二输出轴上，配置为通过与第一单元驱动齿轮接合而形成一系列挡位；以及

第一单元同步器，其配置为允许或禁止第一单元从动齿轮相对于第一输出轴和第二输出轴旋转，所述第一单元同步器设置在第一输出轴和第二输出轴上。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中，第二换挡单元进一步包括：

多个第二单元驱动齿轮，其设置在第二输入轴上，并且配置为形成一系列重复挡位；

一个或多个第二单元从动齿轮，其配置为通过与第二单元驱动齿轮接合而形成一系列重复挡位，第二单元从动齿轮设置在第一输出轴和第二输出轴上；以及

第二单元同步器，其配置为允许或禁止第二单元从动齿轮相对于第一输出轴和第二输出轴旋转，所述第二单元同步器设置在第一输出轴和第二输出轴上。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的变速器，其中，单向离合器仅将动力从第二输入轴传递至第二单元驱动齿轮，单向离合器设置在第二输入轴与第二单元驱动齿轮之间。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的变速器，其中，单向离合器仅将动力从第二单元从动齿轮传递至第二单元同步器，单向离合器设置在第二单元从动齿轮与第二单元同步器之间。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的变速器，其中，第二单元从动齿轮包括换挡齿轮和离合器齿轮，所述换挡齿轮通过与第二单元驱动齿轮接合而实质上产生传动比，而所述离合器齿轮通过与第二单元同步器接合或从第二单元同步器脱开而连接至第二单元同步器或从第二单元同步器断开，

单向离合器设置在换挡齿轮与离合器齿轮之间，并仅将动力从换挡齿轮传递至离合器齿轮。

7.根据权利要求3所述的用于车辆的变速器，其中，第一输出齿轮设置在第一输出轴上，所述第一输出齿轮配置为通过与差动装置的齿圈接合而将动力传递至差动装置，

第二输出齿轮设置在第二输出轴上，所述第二输出齿轮配置为通过与差动装置的齿圈接合而将动力传递至差动装置，并且

单向离合器设置在第一输出轴与第一输出齿轮之间，以及第二输出轴与第二输出齿轮之间。

8.根据权利要求3所述的用于车辆的变速器，其中，第二单元同步器的毂包括：

内毂，其装配在第一输出轴或第二输出轴上；以及

外毂，其设置在内毂的外部以相对于内毂旋转，并且所述外毂支撑套筒，

其中，单向离合器设置在外毂与内毂之间，以仅将动力从外毂传递至内毂。

9.根据权利要求3所述的用于车辆的变速器，其中，单向离合器设置在飞轮与第二输入轴之间，以仅将动力从发动机的飞轮传递至第二输入轴。

10.根据权利要求1所述的变速器，其中，由第一换挡单元形成的一系列挡位包括N个挡位，并且其中，由第二换挡单元形成的一系列重复挡位包括M个挡位，并且其中M≤N。