车辆变速器的制作方法

本发明的示例性实施方案涉及车辆变速器；并且更具体而言，涉及基于主要用在常规手动变速器中的同步啮合式变速器机构的能够使得挡位自动切换的车辆变速器。

背景技术：

常规自动手动变速器(AMT)包括离合器致动器，其中断离合器；以及换挡致动器，其释放之前的挡位并且接合所希望的目标挡位；从而通过根据车辆的行驶状态来驱动离合器致动器和换挡致动器而使得挡位能够自动切换。

然而，为了使常规AMT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，需要阻断从离合器致动器输入到AMT的扭矩。为此，出现了扭矩中断，其中从发动机提供至驱动轮的扭矩被阻断，导致车辆的换挡质量和乘坐质量显著下降。

描述为背景技术的事项只是为了帮助理解本发明的背景而提供，而不应当被认为是与本领域技术人员所已知的背景技术一致。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)KR 10-2012-0043347A

技术实现要素：

本发明的实施方案涉及一种车辆变速器，其通过相对简单和紧凑的结构，能够实现将变速器安装到车辆的效果的提高，以及燃料效率的提高，并同时防止由扭矩中断导致的换挡质量和乘坐质量的下降。

通过以下进行的描述，可以理解本发明的其他目的和优点，并且参考本发明的实施方案而变得明显。此外，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明中的关于本发明的目的和优点可以通过权利要 求及其组合的手段实现。

根据本发明的实施方案，车辆变速器包括：第一输入轴，其安装为间断地接收来自发动机的动力；第二输入轴，其安装为总是接收来自发动机的动力；第一输出轴，其与第一输入轴平行布置；第二输出轴，其与第二输入轴平行布置；第一换挡单元，其配置为实现在第一输入轴与第一输出轴之间以及在第一输入轴与第二输出轴之间意欲实现的一系列挡位；第二换挡单元，其配置为在第二输入轴与第一输出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至少一个挡位相同的传动比；以及单向离合器，其安装为通过第二换挡单元仅从发动机向第一输出轴传递动力。

第一输入轴可以是中空轴，所述第一输入轴包围第二输入轴，并且可以通过离合器连接至发动机。

该车辆变速器可以进一步包括：输送齿轮，其安装在第一输出轴上；接收齿轮，其设置在第二输出轴上以便接收来自输送齿轮的动力；以及惰轮，其安装为将来自输送齿轮的动力传递至接收齿轮。

第二换挡单元可以配置为实现重复挡位，所述重复挡位对应于由第一换挡单元实现的全部挡位中的在第一输入轴与第一输出轴之间实现的挡位。

由第一换挡单元实现的全部挡位中的具有相对大的传动比的挡位可以布置在第一输入轴与第一输出轴之间。

当由第一换挡单元实现的全部挡位是从具有最大的传动比的第一挡位到第n挡位的一系列挡位时，以重复的方式由第二换挡单元实现的重复挡位可以是从第一挡位到第m挡位的一系列挡位，其中m≤n，n和m是自然数。

第一换挡单元可以包括：多个第一单元驱动齿轮，其设置在第一输入轴上以用于实现全部的挡位；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以便与第一单元驱动齿轮接合，从而形成各自的挡位；以及第一单元同步器，其使得设置在第一输出轴和第二输出轴上的第一单元从动齿轮在第一单元从动齿轮相对于各自的第一输出轴和第二输出轴的旋转受限的状态与第一单元从动齿轮相对于各自的第一输出轴和第二输出轴自由旋转的状态之间切换。

第二换挡单元可以包括：多个第二单元驱动齿轮，其设置在第二输入轴上以用于实现重复挡位；多个第二单元从动齿轮，其设置在第一输出轴上以便与第二单元驱动齿轮接合，从而形成各自的重复挡位；以及第二单元同步器，其使得设置在第二输入轴上的第二单元驱动齿轮在第二单元驱动齿轮中的每个相对于第二输入轴的旋转受限的状态与第二单元驱动齿轮中的每个相对于第二输入轴自由旋转的状态之间切换。

单向离合器可以安装在第二输入轴与第二单元驱动齿轮之间，以便仅从第二输入轴向第二单元驱动齿轮传递动力。

构成第二单元同步器的毂可以包括内毂和外毂，内毂联接到第二输入轴，外毂位于内毂外侧以便能够相对于内毂旋转并且支撑套筒；并且单向离合器可以安装在内毂与外毂之间，从而仅从内毂向外毂传递动力。

第二单元驱动齿轮中的每个可以包括换挡齿轮，其与相关联的第二单元从动齿轮接合以形成实质的传动比；以及离合器齿轮，其联接到第二单元同步器或与第二单元同步器分离，以便连接至第二单元同步器或从第二单元同步器脱离；并且单向离合器可以安装在换挡齿轮与离合器齿轮之间，从而仅从离合器齿轮向换挡齿轮传递动力。

第二换挡单元可以包括：多个第二单元驱动齿轮，其设置在第二输入轴上以用于实现重复挡位；多个第二单元从动齿轮，其设置在第一输出轴上以便与第二单元驱动齿轮接合，从而形成各自的重复挡位；以及第二单元同步器，其使得设置在第一输出轴上的第二单元从动齿轮在第二单元从动齿轮中的每个相对于第一输出轴的旋转受限的状态与第二单元从动齿轮中的每个相对于第一输出轴自由旋转的状态之间切换。

单向离合器可以安装在第二单元从动齿轮与第一输出轴之间，以便仅从第二单元从动齿轮向第一输出轴传递动力。

构成第二单元同步器的毂可以包括内毂和外毂，内毂联接到第一输出轴，外毂位于内毂外侧以便能够相对于内毂旋转并且支撑套筒；并且单向离合器可以安装在外毂与内毂之间，从而仅从外毂向内毂传递动力。

第二单元从动齿轮中的每个可以包括换挡齿轮，其与相关联的第二单元驱动齿轮接合以形成实质的传动比；以及离合器齿轮，其联接到第二单元同步器或与第二单元同步器分离，以便连接至第二单元同步器或从第二单元同步器脱离；并且单向离合器可以安装在换挡齿轮与离合器齿轮之间，从而仅从换挡齿轮向离合器齿轮传递动力。

单向离合器可以安装在发动机的飞轮与第二输入轴之间，以便仅从飞轮向第二输入轴传递动力。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施方案的车辆变速器的结构的视图。

图2至图5是用于解释图1的变速器被从空挡状态操作到第一行驶状态的过程的视图。

图6至图9是用于解释图1的变速器被从第一行驶状态操作到第二行驶状态的过程的视图。

图10是示出根据本发明的第二实施方案的车辆变速器的结构的视图。

图11是示出根据本发明的第三实施方案的车辆变速器的结构的视图。

图12是示出根据本发明的第四实施方案的车辆变速器的结构的视图。

图13是示出根据本发明的第五实施方案的车辆变速器的结构的视图。

具体实施方式

本发明的示例性实施方案将参照附图在下文更详细地进行描述。然而，本发明可以以不同的形式实施，且不应被解释为局限于本文所述的实施方案。相反，提供这些实施方案，使得本公开为透彻和完整的，并将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。在整个公开中，同样的附图标记在本发明的各种附图和实施方案中指代同样的部件。

参考图1和图10至图13，根据本发明的实施方案的车辆变速器一 般包括第一输入轴IN1，其安装为从发动机E间断地接收动力；第二输入轴IN2，其安装为总是从发动机E接收动力；第一输出轴OUT1，其与第一输入轴平行布置；第二输出轴OUT2，其与第二输入轴平行布置；第一换挡单元SU1，其配置为实现在第一输入轴与第一输出轴之间以及在第一输入轴与第二输出轴之间意欲实现的一系列挡位；第二换挡单元SU2，其配置为在第二输入轴与第一输出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至少一个挡位相同的传动比；以及单向离合器OWC，其安装为通过第二换挡单元从发动机仅向第一输出轴传递动力。

即，除了将发动机E的动力通过第一换挡单元SU1传递至第一输出轴OUT1或第二输出轴OUT2的基本路径之外，本发明的变速器进一步包括将发动机E的动力通过第二换挡单元SU2，以与由第一换挡单元SU1实现的传动比相同的传动比进行传递的路径。单向离合器OWC可以在结构上阻断通过第一换挡单元SU1的动力与通过第二换挡单元SU2的动力之间的互锁。

第一输入轴IN1是中空轴，其包围第二输入轴IN2，并且通过离合器连接至发动机。

在图1和图10至图13所示的实施方案中，变速器包括输送齿轮(take-off gear)IG，其设置在第一输出轴上；接收齿轮RV，其设置在第二输出轴上以便接收来自输送齿轮的动力；以及惰轮ID，其用于将来自输送齿轮的动力传递至接收齿轮。这里，动力从第一输出轴传递到第二输出轴，然后通过设置在第二输出轴上的第二输出齿轮OT2输送。

当然，第二输出齿轮OT2可以连接至差动装置等以便将动力分配至驱动轮。

当由第一换挡单元SU1实现的全部挡位是从具有最大的传动比的第一挡位到第n挡位的挡位系列时，以重复的方式由第二换挡单元SU2实现的重复挡位是从第一挡位到第m挡位的挡位系列，其中m≤n，n和m是自然数。

例如，当在本实施方案中的车辆需要第一至第五挡位时，第一换挡单元SU1可以配置为实现从具有最大的传动比的第一挡位到具有最 小的传动比的第五挡位的总共五个前进挡位(在该情况下，上述自然数n是5)，而第二换挡单元SU2可以配置为实现第一挡位和第二挡位的重复挡位(在该情况下，上述自然数m是2)。

这里，由第二换挡单元SU2实现的重复挡位发挥在换挡期间防止引起的扭矩中断的重要作用。因此，如上所述，设定了m≤n，因为扭矩中断主要在车辆以相对大的传动比行驶时影响换挡质量和乘坐质量。

即，当例如具有总共五个前进挡位的车辆行驶时，扭矩中断在第一挡位至第三挡位的范围内影响换挡质量和乘坐质量，而在比它们更高的挡位范围内，因为在上述范围内车辆快速行驶并且具有较大的惯性力，所以扭矩中断对换挡质量和乘坐质量的影响较小。因此，第二换挡单元SU2可以配置为实现具有与低挡位相同的传动比的第一挡位和第二挡位的重复挡位，需要所述重复挡位是为了改善在第一挡位至第三挡位的范围内出现的扭矩中断。

当然，根据意欲制造的车辆的设计理念，由第二换挡单元SU2实现的重复挡位的数量可以增加或减少。然而，第二换挡单元SU2可以配置为总是以起自具有最大的传动比的挡位的顺序次序重复并实现多个挡位。

由第一换挡单元SU1实现的全部挡位中的具有相对大的传动比的挡位布置在第一输入轴IN1与第一输出轴OUT1之间。

在该实施方案中，具有最大的传动比的第一挡位和具有次大的传动比的第二挡位布置在第一输入轴IN1与第一输出轴OUT1之间。这相比于将第一挡位和第二挡位布置在第一输入轴IN1与第二输出轴OUT2之间的情况是有益的。

例如，不同于本发明，当第一挡位和第二挡位布置在第一输入轴IN1与第二输出轴OUT2之间时，必须在作为中空轴的第一输入轴IN1的外侧设置用于实现第一挡位和第二挡位的驱动齿轮，并且在第二输出轴OUT2上设置与驱动齿轮接合以便形成第一挡位和第二挡位的传动比的从动齿轮。在该情况下，因为第一输入轴IN1是中空轴，所以驱动齿轮的外径可以相比于在实心轴上形成驱动齿轮的时候更大，并且从动齿轮的外径也可以更大，使得第一输入轴IN1与第二输出轴 OUT2之间的距离增加。为此，变速器的重量和体积也可能增加，车辆的燃料效率可能下降，将变速器安装到车辆可能不是有效的，并且可能难以将具有上述结构的变速器安装到紧凑型车辆。

另一方面，如同在本发明中的，即使第一输入轴IN1是类似于上面的情况的中空轴，当第一挡位和第二挡位布置在第一输入轴IN1与第一输出轴OUT1之间时，在动力从第一输出轴OUT1通过输送齿轮、惰轮和接收齿轮传递至第二输出轴OUT2时可以额外形成传动比。因此，即使在形成在第一输入轴IN1上的驱动齿轮的外径相比于形成在实心轴上的驱动齿轮而言相对大时，也可以在与驱动齿轮接合的从动齿轮的外径相对小的情况下形成所希望的传动比。结果，第一输入轴IN1与第一输出轴OUT1之间的距离可以相对小。

因此，通过上述挡位的布置，本发明可以减小用于形成具有高传动比的挡位的驱动齿轮和从动齿轮的外径，并且减小轴间的距离。结果，能够减小变速器的重量和体积，并且提高变速器安装到车辆的效率以及车辆的燃料效率。

当然，在不考虑上述效果时，本发明也可以配置为在第一输出轴上提供单独的第一输出齿轮，而不具有输送齿轮、接收齿轮和惰轮；并且本发明可以配置为将第一输出齿轮与第二输出齿轮分别接合至差动装置，以便输送动力。

同时，本实施方案中的第二换挡单元SU2配置为实现对应于由第一换挡单元SU1实现的全部挡位中的在第一输入轴与第一输出轴之间实现的挡位的重复挡位。

即，在该实施方案中，由第一换挡单元SU1实现的全部挡位中的在第一输入轴IN1与第一输出轴OUT1之间实现的挡位是第一挡位和第二挡位。因此，由第二换挡单元SU2实现的在第二输入轴IN2与第一输出轴OUT1之间实现的重复挡位是第一挡位和第二挡位。

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上以用于实现全部的挡位；多个第一单元从动齿轮U1P，其设置在第一输出轴和第二输出轴上以便与第一单元驱动齿轮接合，从而各自形成挡位；以及第一单元同步器U1S，其使得设置在第一输出轴和第二输出轴上的第一单元从动齿轮在第一单元从动齿轮相对于各 自的第一输出轴和第二输出轴的旋转受限的状态与第一单元从动齿轮相对于各自的第一输出轴和第二输出轴自由旋转的状态之间切换。

本发明的所有的第一至第五实施方案具有相同的上述配置。下文中，将单独描述每个实施方案的独特配置。第一至第五实施方案基于相同的配置，只是就同步器和单向离合器的布置而言彼此不同。

在图1所示的第一实施方案和图10所示的第二实施方案中，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上以用于实现重复挡位；多个第二单元从动齿轮U2P，其设置在第一输出轴上以便与第二单元驱动齿轮接合，从而各自形成重复挡位；以及第二单元同步器U2S，其使得设置在第二输入轴上的第二单元驱动齿轮在第二单元驱动齿轮中的每个相对于第二输入轴的旋转受限的状态与第二单元驱动齿轮中的每个相对于第二输入轴自由旋转的状态之间切换。

另外，单向离合器OWC安装在第二输入轴与第二单元驱动齿轮之间，以便仅从第二输入轴向第二单元驱动齿轮传递动力。

在图1所示的第一实施方案中，构成第二单元同步器U2S的毂包括内毂IH，其联接到第二输入轴；以及外毂OH，其位于内毂外侧以便可以相对于内毂旋转并且支撑套筒SL。单向离合器OWC安装在内毂与外毂之间，从而仅从内毂向外毂传递动力。

在图10所示的第二实施方案中，第二单元驱动齿轮U2D中的每个包括换挡齿轮U2P-1，其与相关联的第二单元从动齿轮接合以形成实质的传动比；以及离合器齿轮U2P-2，其联接到第二单元同步器或从第二单元同步器分离，以便连接至第二单元同步器或从第二单元同步器脱离。单向离合器OWC安装在换挡齿轮与离合器齿轮之间，从而仅从离合器齿轮向换挡齿轮传递动力。

在图11所示的第三实施方案和图12所示的第四实施方案中，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上以用于实现重复挡位；多个第二单元从动齿轮U2P，其设置在第一输出轴上以便与第二单元驱动齿轮接合，从而各自形成重复挡位；以及第二单元同步器U2S，其使得设置在第一输出轴上的第二单元从动齿轮在第二单元从动齿轮中的每个相对于第一输出轴的旋转受限的 状态与第二单元从动齿轮中的每个相对于第一输出轴自由旋转的状态之间切换。

另外，单向离合器OWC安装在第二单元从动齿轮U2P与第一输出轴OUT1之间，以便仅从第二单元从动齿轮向第一输出轴传递动力。

在图11所示的第三实施方案中，构成第二单元同步器U2S的毂包括内毂IH，其联接到第一输出轴；以及外毂OH，其位于内毂外侧以便可以相对于内毂旋转并且支撑套筒SL。单向离合器OWC安装在外毂与内毂之间，从而仅从外毂向内毂传递动力。

在图12所示的第四实施方案中，第二单元从动齿轮U2P中的每个包括换挡齿轮U2P-1，其与相关联的第二单元驱动齿轮接合以形成实质的传动比；以及离合器齿轮U2P-2，其联接到第二单元同步器或从第二单元同步器分离，以便连接至第二单元同步器或从第二单元同步器脱离。单向离合器OWC安装在换挡齿轮与离合器齿轮之间，从而仅从换挡齿轮向离合器齿轮传递动力。

在图13所示的第五实施方案中，单向离合器OWC安装在发动机的飞轮FL与第二输入轴IN2之间，以便仅从飞轮FL向第二输入轴IN2传递动力。

如上所述，在基本配置的共同状态和技术精神下，本发明的第一至第五实施方案提出了同步器和单向离合器的布置的各种示例，并且这些技术手段都属于本发明的精神和范围。

下面将参考图1至图9所示的第一实施方案来描述具有上述结构的本发明的车辆变速器的工作。

图1示出了空挡状态和离合器CL被释放的状态。在该情况下，因为第一单元同步器U1S和第二单元同步器U2S都处于空挡状态，所以发动机E可以不管离合器CL的接合和释放而启动。

当发动机E在图1所示的状态中启动，然后如图2所示地由第一换挡单元SU1接合第一挡位并且如图3所示地接合离合器CL时，发动机E的动力通过第一换挡单元SU1进行变换并且通过输送齿轮IG、惰轮ID和接收齿轮RV而输送至第二输出轴OUT2，从而能够以第一挡位驱动车辆。

在以图3所示状态驱动了车辆之后，如图4所示，通过第二换挡 单元SU2以重复的方式接合第一挡位。因此，在该状态下，发动机E的动力通过第一换挡单元SU1和第二换挡单元SU2两者输送至第二输出轴OUT2。

在图5所示的状态下，第一换挡单元SU1从第一挡位切换至空挡状态，并且准备切换至第二挡位。在该情况中，在仍然形成第一挡位的同时，发动机E的动力还通过第二换挡单元SU2提供至第二输出轴OUT2。

图6所示的状态为这样的状态：其中离合器CL被释放，并且第一换挡单元SU1接合第二挡位，以便从图5所示的状态切换至第二挡位。在该状态下，因为不考虑离合器CL的释放而将发动机E的动力直接传递至第二输入轴IN2，所以第一挡位的动力通过第二换挡单元SU2而持续输送至第二输出轴OUT2。

图7示出的是，离合器CL得以接合并且实质上发生了从图6所示的状态至第二挡位的切换。在该情况下，通过离合器CL传递的动力开始切换为通过第一换挡单元SU1的第二挡位的动力，并且通过离合器CL传递的动力开始经由第一输出轴OUT1而提供至第二输出轴OUT2。

在该情况下，通过第一换挡单元SU1传输的第二挡位动力被施加到第一输出轴OUT1，但是动力没有通过单向离合器OWC传递至第二输入轴IN2。因此，不会出现第二输入轴IN2与通过第二换挡单元SU2传递至第一输出轴OUT1的动力之间的互锁。

因此，在该状态下，离合器CL在车辆以通过第二换挡单元SU2的第一挡位的动力行驶时结合，从而车辆立即以通过第一换挡单元SU1的第二挡位的动力行驶而不出现扭矩中断。结果，能够显著提高车辆的换挡质量和乘坐质量。

图8示出了在形成了第二传动比时第二换挡单元SU2从图7所示的状态切换至第二挡位并且发动机E的动力通过第一换挡单元SU1和第二换挡单元SU2提供至输出轴OUT的状态。

图9示出了第一换挡单元SU1从图8所示的状态释放第二挡位的状态。在该状态下，准备向第三挡位进行切换。在该情况中，当然，在形成第二传动比的同时，发动机E的动力通过第二换挡单元SU2持 续输送至输出轴OUT。

类似于从第一挡位切换至第二挡位，通过释放离合器CL、通过第一换挡单元SU1接合第三挡位以及然后接合离合器CL，进行从图9所示的状态至第三挡位的切换，而没有扭矩中断。

当然，在该实施方案中，类似于现有技术，以通过释放离合器CL来仅通过第一换挡单元SU1释放之前的挡位、接合目标挡位并且然后再次接合离合器CL的方式，可以进行随后的到第四挡位和第五挡位的切换。在该情况下，扭矩中断如同在现有技术中一样地出现。然而，因为第四挡位和第五挡位处于更高的挡位范围，如上所述，扭矩中断对于车辆的换挡质量和乘坐质量影响较小。

因为第二至第五实施方案中的换挡是以与第一实施方案非常相似的方式完成的，所以将省略其详细描述。

根据本发明的示例性实施方案，通过相对简单和紧凑的结构，能够实现将变速器安装到车辆的效率的提高，以及燃料效率的提高，并同时防止由扭矩中断导致的换挡质量和乘坐质量的下降。

尽管针对具体的实施方案描述了本发明，但是对于本领域技术人员显然的是，可以做出各种改变和修改而不偏离如权利要求所限定的本发明的精神和范围。