CN106257093A - 用于车辆的变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的变速器，其包括：第一换挡单元，其配置为实现在输入轴与输出轴之间意图实现的一系列全部挡位；第二换挡单元，其配置为在第一附加轴与第二附加轴之间实现重复挡位，所述重复挡位具有与由第一换挡单元实现的全部挡位中的一个或多个挡位相同的传动比；离合器单元，其设置为将来自发动机的动力能够间断地传输至输入轴；恒定传输装置，其设置为总是将来自发动机的动力传输至第一附加轴；动力连接装置，其设置为将第二附加轴的动力传输至输出轴；以及单向离合器，单向离合器，其安装为仅在将来自发动机的动力经过第二换挡单元传输至动力连接装置的方向上，对来自发动机的动力进行传输。

Description

用于车辆的变速器

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的变速器，更具体而言，本发明涉及这样一种用于变速器的配置的技术，该种变速器基于主要使用在常规手动变速器中的同步啮合式换挡机构，并且允许自动换挡。

背景技术

常规的自动手动变速器(AMT)包括离合器致动器和换挡致动器，离合器致动器用于断开离合器，换挡致动器用于释放之前的挡位并接合所希望的目标挡位；该种自动手动变速器依据车辆的行驶状态来驱动离合器致动器和换挡致动器，以实现自动换挡。

然而，如上所述，因为常规的AMT需要将从离合器致动器输入到AMT的扭矩中断，以便通过驱动换挡致动器来释放之前的挡位并接合新的目标挡位，所以出现了从发动机提供到驱动轮的扭矩被中断的扭矩中断现象，这将会显著的降低车辆的乘坐质量以及车辆的换挡质量。

常规地，为了防止上述的扭矩中断，人们已经做出了一些努力，但是这些努力需要在之前制造的变速器结构中做出重大改变。结果是，由于涉及到变速器的制造设备的重大改变，相应的支出将会非常高。

已提供的作为相关技术描述的内容仅仅旨在帮助对本发明的背景技术的理解，而不应当被视为对应于本领域技术人员所公知的相关技术。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)KR10-2012-0043347A

发明内容

本发明的目的为提供一种用于车辆的变速器结构，使得能够生产出这样一种变速器：通过最大限度地利用常规的变速器结构并且仅添加和改变常规的变速器的一部分结构，从而以相对低的成本来防止扭矩中断，同时还可防止由于扭矩中断导致的换挡质量和乘坐质量变差。

根据本发明的示例性实施方案，提供了一种用于车辆的变速器，其包括：第一换挡单元，其配置为实现在输入轴与输出轴之间意图实现的一系列全部挡位，该输入轴与输出轴彼此平行；第二换挡单元，其配置为在第一附加轴与第二附加轴之间实现重复挡位，该重复挡位具有与由第一换挡单元实现的全部挡位中的一个或多个挡位相同的传动比，该第一附加轴和第二附加轴平行于输入轴和输出轴；离合器单元，其设置为将来自发动机的动力能够间断地传输至输入轴；恒定传输装置，其设置为总是将来自发动机的动力传输至第一附加轴；动力连接装置，其设置为将第二附加轴的动力传输至输出轴；以及单向离合器，其安装为仅在将来自发动机的动力经过第二换挡单元传输至动力连接装置的方向上，对来自发动机的动力进行传输。

所述恒定传输装置可包括：中空轴，其连接至发动机的飞轮并围绕在输入轴的外周，从而与输入轴形成同心轴，恒定驱动齿轮，其与中空轴整体地设置，以及恒定从动齿轮，其与第一附加轴整体地设置，以与所述恒定驱动齿轮接合。

中空轴可以通过旋转减振器连接至飞轮。

动力连接装置可以包括：引导齿轮，其安装于第二附加轴，接收齿轮，其包括在输出轴中以接收来自引导齿轮的动力，以及惰轮，其安装为将来自引导齿轮的动力传输至接收齿轮。

所述接收齿轮可以由第一单元被动齿轮实现，该第一单元被动齿轮为用于实现由第一换挡单元实现的挡位中的任何一个的换挡齿轮。

所述单向离合器可以安装在引导齿轮与第二附加轴之间，以仅在从第二附加轴至引导齿轮的方向上传输动力。

当由第一换挡单元实现的全部挡位是从具有最大传动比的第一挡到第n挡的一系列挡位时，实现为通过第二换挡单元重复的重复挡位可以是从第一挡到第m挡的一系列挡位，以及m等于或小于n(m≤n)，并且n和m是自然数。

所述第一换挡单元可以包括：多个第一单元驱动齿轮，其用于在输入轴中实现全部挡位，多个第一单元被动齿轮，其与第一单元驱动齿轮接合，并且其每一个在输出轴中形成挡位，以及多个第一单元同步装置，其将第一单元驱动齿轮或第一单元被动齿轮以如下状态改变：第一单元驱动齿轮或第一单元被动齿轮的旋转受限于输入轴或输出轴或者相对于输入轴或输出轴自由旋转。

第二换挡单元可以包括：多个第二单元驱动齿轮，其用于在第一附加轴中实现重复挡位，多个第二单元被动齿轮，其与第二单元驱动齿轮接合，并且其每一个在第二附加轴中形成重复挡位，以及第二单元同步装置，其位于第一附加轴或第二附加轴中，并且将第二单元驱动齿轮或第二单元被动齿轮以如下状态改变：第二单元驱动齿轮或第二单元被动齿轮的旋转受限于第一附加轴或第二附加轴或者相对于第一附加轴或第二附加轴自由旋转。

附图说明

图1为示出了根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的变速器的结构示意图；

图2至图5为示出了图1中的变速器从空挡状态到第一挡位的驱动状态的操作过程示意图；以及

图6至图9为示出了图1中的变速器从第一挡位的驱动状态到第二挡位的驱动状态的操作过程示意图。

具体实施方式

参见图1，根据本发明的用于车辆的变速器的示例性实施方案配置为包括：第一换挡单元SU1，其配置为意图实现的在输入轴IN与输出轴OUT之间实现的全部一系列挡位，该输入轴IN与输出轴OUT彼此平行；第二换挡单元SU2，其配置为实现在第一附加轴AS1与第二附加轴AS2之间的重复挡位，该重复挡位具有与由第一换挡单元实现的全部挡位中的一个或多个挡位相同的传动比，该第一附加轴AS1与第二附加轴AS2分别平行于输入轴和输出轴；离合器单元CU，其设置为将来自发动机E的动力能够间断地传输至输入轴；恒定传输装置，其设置为总是将来自发动机的动力传输至第一附加轴；动力连接装置，其设置为将第二附加轴的动力传输至输出轴；以及单向离合器OWC，其安装为仅在将来自发动机的动力经过第二换挡单元传输到动力连接装置的方向上，对来自发动机的动力进行传输。

由于第一换挡单元SU1基本上具有现有的一般手动变速器(其在常规的手动变速器中已存在)的配置，所以通过将其他配置添加到常规变速器中可以防止在换挡时出现的由扭矩中断而导致的换挡质量和乘坐质量的下降。

除了发动机的动力可以经由第一换挡单元传输到输出轴的基本路径之外，根据本发明的变速器还分开地包括有另一路径，在该路径中，发动机的动力可以在与第一换挡单元中实现的传动比相同的传动比下，经过第二换挡单元传输到输出轴，并且单向离合器OWC可以在结构上中断在经过第一换挡单元的动力与经过第二换挡单元的动力之间产生的互锁。

根据本示例性实施方案，常规的传输装置配置为包括：中空轴11，其连接至发动机的飞轮FW并且围绕输入轴的外周以与输入轴形成同心轴结构；恒定驱动齿轮13，其与中空轴形成整体地设置；以及恒定从动齿轮15，其与第一附加轴AS1形成整体地设置，以与恒定驱动齿轮接合。

即，在恒定驱动齿轮13通过中空轴11直接地连接至发动机E的状态下，在发动机运转时，扭矩经过恒定驱动齿轮和恒定从动齿轮持续地供应至第一附加轴AS1。

中空轴可以配置为经由旋转减振器RD连接至飞轮FW，从而不会将来自发动机的旋转振动传递至第一附加轴。

根据本示例性的实施方案，动力连接装置配置为包括：引导齿轮17，其安装于第二附加轴AS2；接收齿轮RCV，其包括在输出轴中以便接收来自引导齿轮的动力；以及惰轮IDL，其安装为将引导齿轮的动力传输到接收齿轮。

因此，第二附加轴AS2的动力依次经由引导齿轮、惰轮和接收齿轮而传输至输出轴，从而供应至驱动轮。

接收齿轮RCV可以由第一单元被动齿轮U1P实现，该第一单元被动齿轮U1P是用于实现由第一换挡单元SU1实现的挡位中的任何一个的换挡齿轮。例如，根据本示例性实施方案，第一换挡单元配置为实现第一挡至第五挡的挡位，用于形成挡位中的第三挡挡位的第一单元被动齿轮U1P为接收齿轮。

根据本示例性的实施方案，单向离合器OWC安装在引导齿轮与第二附加轴之间，仅能在从第二附加轴到引导齿轮的方向上传输动力。

除此之外，单向离合器OWC可以安装在自发动机经过第二换挡单元的动力传输路径中的不同位置。例如，单向离合器OWC可以安装在诸如中空轴与恒定驱动齿轮之间、恒定从动齿轮与第一附加轴之间、第一附加轴与第二单元驱动齿轮之间、第二单元同步装置与第二附加轴之间的位置处。

由第一换挡单元实现的全部挡位是从第一挡(其具有最大的传动比)到第n挡的一系列挡位，在此情况下，经由第二换挡单元而实现重复的重复挡位是从第一挡到第m挡的一系列挡位，其中m等于或小于n(m≤n)并且n和m是自然数。

例如，在如同本示例性实施方案的车辆所需的全部挡位是第一挡到第五挡的情况下，第一换挡单元配置为实现从具有最大传动比的第一挡到具有最小传动比的第五挡的总共五个前进挡位，因此n是5，而第二换挡单元配置为实现第一挡和第二挡的重复挡位，因此m是2。

这里，由第二换挡单元实现的重复挡位起到了防止在换挡期间出现扭矩中断的重要作用。因此，由于扭矩中断主要在以下情况下影响换挡质量和乘坐质量：在低速行驶条件下以相对大的传动比来驱动车辆，所以m等于或小于n(m≤n)。

即，例如，在具有总共5个前进挡挡位的车辆中，在车辆的行驶期间，由扭矩中断导致换挡质量和乘坐质量的问题的区域是第一挡挡位到第三挡挡位的区域，而在高于第一到第三挡位的挡位中，由于车辆速度较快并且车辆的惯性力较大，扭矩中断对于换挡质量和乘坐质量没有大的影响。因此，第二换挡单元配置为实现具有与低挡挡位相同传动比的第一挡和第二挡的重复挡位，以便减轻在第一挡挡位到第三挡挡位的区域中出现的扭矩中断。

当然，由第二换挡单元实现的重复挡位的数量可以依据欲制造车辆的设计理念而增加或减少，但是从具有最大传动比的挡位起实现多个挡位顺次地彼此重复。

第一换挡单元SU1具有的配置包括：多个第一单元驱动齿轮U1D，其用于在输入轴上实现全部挡位；该配置还包括多个第一单元被动齿轮U1P，其与第一单元驱动齿轮接合以在输出轴上形成每一个挡位；该配置还包括多个第一单元同步装置U1S，其将第一单元驱动齿轮或第一单元被动齿轮改变到相对于输入轴或输出轴的旋转受限或相对于输入轴或输出轴自由旋转的状态。

类似一般的手动变速器中的形成挡位的机构，例如，当第一单元驱动齿轮安装在输入轴从而该驱动齿轮的旋转受限时，与第一单元驱动齿轮接合的第一单元被动齿轮可以可旋转地安装在输出轴，而第一单元同步装置可以安装于输出轴以将第一单元被动齿轮配置为：改变该第一单元被动齿轮相对于输出轴的旋转受限或相对于输出轴自由旋转的状态。另一方面，当第一单元驱动齿轮可旋转地安装于输入轴时，与第一单元驱动齿轮接合的第一单元被动齿轮可以安装于输出轴，使得第一单元被动齿轮旋转受限，因此，第一单元同步装置可以安装于输入轴，以将第一单元驱动齿轮配置为改变相对于输入轴的旋转受限或相对于输入轴自由旋转的状态。

第二换挡单元SU2具有的配置包括：多个第二单元驱动齿轮U2D，其用于在第一附加轴上实现重复挡位；还包括多个第二单元被动齿轮U2P，其与第二单元驱动齿轮接合以在第二附加轴上形成每一个重复挡位；该配置还包括在第一附加轴或第二附加轴上的第二单元同步装置U2S，其将第二单元驱动齿轮或第二单元被动齿轮配置为改变各齿轮相对于第一附加轴或第二附加轴的旋转受限或自由旋转的状态。

即，类似于第一换挡单元，第二单元驱动齿轮和第二单元被动齿轮安装为彼此相对接合，从而使得第二单元驱动齿轮和第二单元被动齿轮中的一个相对于第一附加轴或第二附加轴的旋转受限以及允许相对于第一附加轴或第二附加轴的旋转，而第二单元同步装置将两者中的一个允许旋转的齿轮固定至相应的轴或从相应的轴释放。

离合器单元CU配置为，通过离合器CL将发动机的动力能够间断地供应到输入轴IN，该离合器CL由安装在离合器壳体CH中的飞轮FW以及包括在输入轴中的离合器片CD形成，中空轴11经由旋转减振器RD连接至飞轮，从而持续地接收发动机的动力，离合器壳体CH直接地连接至发动机。

将参考图1至图9以描述具有上述配置的根据本发明的用于车辆的变速器的工作。

以供参考，图1的输出轴包括输出齿轮OT，其中该输出齿轮可以配置为与差动齿圈等接合，以引导输出轴的动力。

图1示出了空挡状态。这里，因为第一单元同步装置和第二单元同步装置全部处于空挡状态，不论离合器CL的接合和释放发动机E可以起动，而在图1的状态下离合器CL是释放的。

当在处于图1的状态下的发动机E起动之后，如图2所示，通过第一换挡单元SU1第一挡接合，并且如图3所示，当接合离合器CL时，发动机E的动力由第一换挡单元SU1转移，以被引导至输出轴OUT，从而实现第一换挡的加速。

在图3的状态下实现了加速之后，如图4所示，第一挡还接合为与第二换挡单元SU2重复。因此，在该状态下，发动机E的动力经由第一换挡单元SU1以及第二换挡单元SU2而被引导至输出轴OUT。

在图5的状态下，通过将第一换挡单元SU1的第一挡释放为空挡状态，以准备向第二挡进行换挡。而且，在该状态下，发动机E的动力在仍然形成第一挡的挡位的同时通过第二换挡单元SU2而提供至输出轴OUT。

图6的状态是这样的状态，其中释放了离合器CL并且接合了第一换挡单元SU1的第二挡以便从图5的状态换挡至第二挡。而且，在该状态下，由于第一附加轴直接地接收发动机E的动力而不论离合器CL的释放与否，所以第一挡的输出经由第二换挡单元SU2输出至第二附加轴，并且该动力经由引导齿轮、惰轮和接收齿轮而持续地传输到输出轴。

图7显示了通过从图6的状态接合离合器CL而基本实现了到第二挡的换挡的情况，其中经由离合器CL传输的动力经由第一换挡单元SU1以第二挡位的传动比开始提供至输出轴OUT。

在该情况下，由第一换挡单元SU1传输至第二挡的动力从输出轴OUT逆向地施加至引导齿轮。然而，由于该动力不能通过单向离合器OWC而传输至第二附加轴，并且引导齿轮的旋转速度快于第二附加轴的旋转速度，所以不会与经由第二换挡单元SU2传输到第二附加轴的动力发生互锁。

结果，在该状态下，车辆经由第二换挡单元SU2以第一挡挡位的动力行驶，并且立刻经由第一换挡单元SU1以第二挡的动力行驶，而在接合离合器CL的时不会出现扭矩中断，从而具有车辆的换挡质量和乘坐质量显著提高的效果。

图8示出了这样的状态，其中第二换挡单元SU2也从图7的状态换挡至第二挡，在形成第二挡的传动比的情况下，使得发动机E的动力经由第一换挡单元SU1和第二换挡单元SU2两者提供至输出轴OUT。

图9示出了第一换挡单元SU1的第二挡从图8的状态释放的状态。通过该状态，准备向第三挡进行换挡。而且，在该状态，在第二换挡单元SU2形成第二挡的传动比的情况下，发动机E的动力经由第二换挡单元SU2持续地引导至输出轴OUT。

通过释放离合器CL，经由第一换挡单元SU1接合第三挡，以及随后接合离合器CL，在这种情况下，从图9的挡位换挡至第三挡可以实现不产生扭矩中断，这类似于从第一挡到第二挡的换挡过程。

当然，根据本示例性实施方案，在之后的第四至第五挡的换挡中，类似于现有技术，仅通过第一换挡单元SU1释放离合器CL，释放之前的挡位，接合目标挡位，然后再次接合离合器CL的方法来执行换挡。结果，类似现有技术，出现了扭矩中断，但是如上所述，由于第四至第五挡的挡位是较高的挡位，所以第四至第五挡的换挡不会显著地影响车辆的换挡质量和乘坐质量。

如上所述，根据本发明的示例性实施方案，可以制造这样的变速器：通过最大限度地应用常规的变速器结构并且仅添加和改变常规的变速器结构的一部分，以相对低的成本防止扭矩中断并同时防止由于扭矩中断导致的换挡质量和乘坐质量变差。

尽管针对具体的示例性实施方案描述并展示了本发明，但是对于本领域技术人员显然的是，本发明可以在不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变化。

Claims (9)

1.一种用于车辆的变速器，包括：

第一换挡单元，其配置为实现在输入轴与输出轴之间意图实现的一系列全部挡位，该输入轴与输出轴彼此平行；

第二换挡单元，其配置为在第一附加轴与第二附加轴之间实现重复挡位，该重复挡位具有与由第一换挡单元实现的全部挡位中的一个或多个挡位相同的传动比，该第一附加轴和第二附加轴平行于输入轴和输出轴；

离合器单元，其设置为将来自发动机的动力能够间断地传输至输入轴；

恒定传输装置，其设置为总是将来自发动机的动力传输至第一附加轴；

动力连接装置，其设置为将第二附加轴的动力传输至输出轴；以及

单向离合器，其安装为仅在将来自发动机的动力经过第二换挡单元传输至动力连接装置的方向上，对来自发动机的动力进行传输。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中所述恒定传输装置包括：

中空轴，其连接至发动机的飞轮并围绕在输入轴的外周，从而与输入轴形成同心轴，

恒定驱动齿轮，其与中空轴整体地设置，以及

恒定从动齿轮，其与第一附加轴整体地设置，以与所述恒定驱动齿轮接合。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的变速器，其中：所述中空轴经由旋转减振器连接至飞轮。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的变速器，其中：所述动力连接装置包括：

引导齿轮，其安装于第二附加轴，

接收齿轮，其包括在输出轴中以接收来自引导齿轮的动力，以及

惰轮，其安装为将来自引导齿轮的动力传输至接收齿轮。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的变速器，其中：所述接收齿轮由第一单元被动齿轮实现，该第一单元被动齿轮为用于实现由第一换挡单元实现的挡位中的任何一个的换挡齿轮。

6.根据权利要求4所述的用于车辆的变速器，其中：所述单向离合器安装在引导齿轮与第二附加轴之间，以仅在从第二附加轴至引导齿轮的方向上传输动力。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中：当由第一换挡单元实现的全部挡位是从具有最大传动比的第一挡到第n挡的一系列挡位时，实现为通过第二换挡单元重复的重复挡位是从第一挡到第m挡的一系列挡位，以及

m等于或小于n，并且n和m是自然数。

8.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中：所述第一换挡单元包括：

多个第一单元驱动齿轮，其用于在输入轴中实现全部挡位，

多个第一单元被动齿轮，其与第一单元驱动齿轮接合，该第一单元被动齿轮中的每一个在输出轴中形成挡位，以及

多个第一单元同步装置，其将第一单元驱动齿轮或第一单元被动齿轮以如下状态改变：第一单元驱动齿轮或第一单元被动齿轮的旋转受限于输入轴或输出轴或者相对于输入轴或输出轴自由旋转。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的变速器，其中所述第二换挡单元包括：

多个第二单元驱动齿轮，其用于在第一附加轴中实现重复挡位，

多个第二单元被动齿轮，其与第二单元驱动齿轮接合，该多个第二单元被动齿轮中的每一个在第二附加轴中形成重复挡位，以及

第二单元同步装置，其位于第一附加轴或第二附加轴中，并且将第二单元驱动齿轮或第二单元被动齿轮以如下状态改变：第二单元驱动齿轮或第二单元被动齿轮的旋转受限于第一附加轴或第二附加轴或者相对于第一附加轴或第二附加轴自由旋转。