用于车辆的变速器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于车辆的变速器，其包括：第一和第二输入轴、输出轴、第一和第二中间轴、第一换挡单元、第二换挡单元、动力连接单元以及单向离合器；第一和第二输入轴接收来自发动机的动力；输出轴与第一输入轴平行布置；第一和第二中间轴与第一和第二输入轴平行布置；第一换挡单元在第一输入轴与输出轴之间以及第一输入轴与第一中间轴之间形成一系列的所期望的挡位；为了形成重复挡位，第二换挡单元布置在第二输入轴与第二中间轴之间；动力连接单元将动力从第一中间轴传递至输出轴；单向离合器通过第二换挡单元将动力仅从发动机传递至动力连接单元。特别地，每个重复挡位的传动比大致等同于第一换挡单元挡位的至少一个传动比。
【专利说明】
用于车辆的变速器
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于车辆的变速器，更具体地，本发明涉及一种能够自动换挡的变速器的结构。
【背景技术】
[0002]本部分中的陈述仅仅提供与本发明相关的背景信息，而不构成相关技术。
[0003]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，所述离合器致动器用于连接/断开离合器，所述换挡致动器用于接合挡位与脱开所期望的挡位，并且AMT能够根据车辆的行驶状况来操作离合器致动器和换挡致动器，从而自动地换挡。
[0004]然而，对于AMT，为了通过操作换挡致动器来脱开前一挡位并接合新的所期望的挡位，需要切断从离合器致动器至AMT的扭矩。这种扭矩切断会引起扭矩中断(这是由于切断了原本应该从发动机供应至驱动轮的扭矩)，从而会导致换挡平顺性与乘坐舒适性变差。
[0005]以上仅意在帮助理解本发明的背景，并不旨在本发明落入本领域技术人员公知的相关技术的范围内。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种用于车辆的变速器，其能够防止由于自动的手动变速器中的扭矩中断所引起的换挡平顺性与乘坐舒适性的变差。这种变速器由于其相对简单与紧凑的配置而能够更合宜地安装于车辆中，并且能够提高燃油效率。
[0007]根据本发明的一个方面，一种用于车辆的变速器包括:第一输入轴、第二输入轴、输出轴、第一中间轴、第二中间轴、第一换挡单元、第二换挡单元、动力连接单元以及单向离合器，其中，所述第一输入轴选择性地接收来自发动机的动力；所述第二输入轴连续地接收来自发动机的动力；所述输出轴与所述第一输入轴平行布置；所述第一中间轴与所述第一输入轴平行布置；所述第二中间轴与所述第二输入轴平行布置；所述第一换挡单元在所述第一输入轴与所述输出轴之间以及所述第一输入轴与所述第一中间轴之间形成一系列的所期望的挡位；所述第二换挡单元布置在所述第二输入轴与所述第二中间轴之间，以形成重复挡位，重复挡位重复所述第一换挡单元的一系列挡位中的至少一部分挡位，每个重复挡位的传动比大致等同于所述第一换挡单元对应挡位的传动比；所述动力连接单元将动力从所述第一中间轴传递至所述输出轴；所述单向离合器经由所述第二换挡单元将动力仅从发动机传递至所述动力连接单元。
[0008]根据本发明，所述用于车辆的变速器能够防止由于扭矩中断所引起的换挡平顺性与乘坐舒适性的变差，并且本发明提供了一种具有相对简单与紧凑的配置的变速器，其能够较容易地安装于车辆中，并且能够促进提高燃料效率。
[0009]通过本文提供的说明书，其它应用领域将变得明显。应当理解，本说明书和具体实施例仅仅旨在说明的目的，而不旨在限制本发明的范围。
【附图说明】
[0010]为了更好地理解本发明，现将参考附图以示例的方式描述本发明的各种形式，其中:
[0011]图1为示出了根据本发明实施方案的用于车辆的变速器配置的示意图；
[0012]图2至图5为示出了从空挡状态到第一挡位行驶状态的如图1中所示的变速器的操作图；以及
[0013]图6至图9为图示了从第一挡位行驶状态到第二挡位行驶状态的如图1中所示的变速器的操作图。
[0014]本文所描述的附图仅仅出于说明的目的，而不旨在以任何方式限制本发明所公开的范围。
【具体实施方式】
[0015]下列描述本质上仅为示例，而并不旨在限制本发明的公开、应用或用途。应当理解，贯穿附图，相同的附图标记表示相似或相同的部件和特征。
[0016]参考图1，本发明的用于车辆的变速器包括:第一输入轴IN1、第二输入轴IN2、输出轴0UT、第一中间轴CN1、第二中间轴CN2、第一换挡单元SU1、第二换挡单元SU2、动力连接单元以及单向离合器0WC，其中，第一输入轴INl选择性地接收来自发动机E的动力；第二输入轴IN2连续地接收来自发动机E的动力；输出轴OUT与第一输入轴INl平行布置；第一中间轴CNl与第一输入轴INl平行布置；第二中间轴CN2与第二输入轴IN2平行布置；第一换挡单元SUl在第一输入轴INl与输出轴OUT之间以及第一输入轴INl与第一中间轴CNl之间，以形成一系列的所期望的换挡；第二换挡单元SU2形成重复挡位(在第二输入轴IN2与第二中间轴CN2之间的挡位)，每个重复挡位的传动比大致等于或小于由第一换挡单元SUl形成的一个挡位的传动比；动力连接单元将动力从第一中间轴CNl传递至输出轴OUT ;单向离合器OWC经由第二换挡SU2单元将动力仅从发动机E传递至动力连接单元。
[0017]S卩，除了可以通过第一换挡单元SUl将动力传递至输出轴OUT的基本线路之外，本发明的变速器还具有可以通过第二换挡单元SU2来传递来自发动机E的动力的线路(其传动比大致等同于由第一换挡单元SUl形成的传动比)，从而能够通过单向离合器0WC，在结构上防止通过第一换挡单元SUl传递的动力与通过第二换挡单元SU2传递的动力之间产生的互锁。
[0018]第一输入轴INl通过离合器CL连接至发动机E，所述第一输入轴INl为围绕着第二输入轴IN2同轴地布置的中空轴。
[0019]在该实施方案中，动力连接单元包括提取齿轮IG、接收齿轮RV以及惰轮ID，其中，提取齿轮IG位于第一中间轴CNl上；接收齿轮RV设置在输出轴OUT上，以接收来自提取齿轮IG的动力；惰轮ID将动力从提取齿轮IG传递至接收齿轮RV。
[0020]因此，来自第一中间轴CNl的动力依次通过提取齿轮IG、惰轮ID以及接收齿轮RV传递至输出轴0UT，并且然后传递至差速器DF等等(该差速器连接至输出轴OUT)。
[0021]在该实施方案中，单向离合器OWC布置在提取齿轮IG与第二中间轴CN2之间，并且配置为仅将动力从第二中间轴CN2传输至提取齿轮IG，而不会朝着相反的方向传输。
[0022]由于提取齿轮IG布置在第一中间轴CNl上，因此单向离合器OWC可以布置在第一中间轴CNl与第二中间轴CN2之间。
[0023]假设所有由第一换挡单元SUl形成的挡位为从第一挡位(其具有最大传动比)至第n挡位(其具有最小传动比)的一系列挡位，由第二换挡单元SU2形成的重复挡位为第一挡位至第m挡位的一系列挡位(m < η，η与m为自然数)。
[0024]例如，如果车辆需要的所有挡位为第一挡位至第五挡位，如在所描述的实施方案中，第一换挡单元SUl配置为能够形成从第一挡位(其具有最大传动比)至第5挡位(其具有最小传动比)的全部五个前进挡位，因此η为5 ;而第二换挡单元SU2配置为能够形成第一和第二重复挡位传动比，因此m为2。
[0025]m^n的原因在于:当车辆在传动比相对较大的低速下行驶时，由第二换挡单元SU2形成的重复挡位在降低或防止换挡中产生的扭矩中断方面起到了重要的作用，该扭矩中断会影响换挡的平顺性与乘坐的舒适性。
[0026]例如，如果车辆具有五个前进挡位，车辆行驶时存在由于扭矩中断所引起的换挡平顺性与乘坐舒适性问题的挡位典型地为第一挡位至第三挡位，扭矩中断通常不会影响在更高挡位的换挡平顺性与乘坐舒适性，这是由于在这些挡位下车辆的速度一般较快，惯性一般较大。因此，为了改善可能在第一挡位至第三挡位下产生的扭矩中断，第二换挡单元SU2形成第一与第二重复挡位(其传动比与低挡位的传动比相同或者基本上相同)。
[0027]在另外的形式中，由第二换挡单元SU2形成的重复挡位的数量会根据将要制造的车辆的设计理念来增加或减少，然而多个重复挡位会从具有最大传动比的挡位顺序地形成。
[0028]由第一换挡单元SUl形成的所有挡位中具有相对较大传动比的挡位在第一输入轴INl与第一中间轴CNl之间形成。
[0029]在该实施方案中，第一挡位(其具有最大传动比)和接下来的第二挡位在第一输入轴INl与第一中间轴CNl之间形成，因为这有利于在第一输入轴INl与输出轴OUT之间形成第一和第二挡位。
[0030]例如，在不同于本发明的相关技术中，为了在第一输入轴INl与输出轴OUT之间形成第一和第二挡位，需要将用于形成第一和第二挡位传动比的驱动齿轮设置在第一输入轴INl (其为中空轴)上，并且将用于形成第一和第二挡位的传动比的从动齿轮设置在输出轴OUT上，该从动齿轮与驱动齿轮啮合。在这种情况下，由于第一输入轴INl为中空轴，因此驱动齿轮的外直径必定大于当它们被设置在实心轴上时的外直径，这增大了从动齿轮的外直径，这意味着第一输入轴INl与输出轴OUT之间的距离必定会增大。从而，变速器的重量和体积会增大，并且不能被较容易地安装于车辆中，因此，要将这种变速器安装在轻型小型车辆中是很困难的。
[0031]然而，在本发明中，当在第一输入轴INl与第一中间轴CNl之间形成第一和第二挡位时，尽管如上面的情况一样，第一输入轴INl为中空轴，但是动力经由动力连接单元从第一中间轴CNl传递至输出轴OUT的同时，能够额外地形成传动比。因此，尽管第一输入轴INl上的驱动齿轮的外直径大于当其形成于实心轴上时的外直径，然而可以使得与驱动齿轮啮合的从动齿轮的外直径相对较小，也能够形成所期望的的传动比，从而第一输入轴INl与第一中间轴CNl之间的距离也可相对较小。
[0032]因此，根据本发明，通过以上述方式来布置挡位，用于形成具有较高传动比的挡位的驱动齿轮和从动齿轮的外直径会缩小，并且上述轴之间的距离也会缩小，从而变速器的重量与体积也会降低，这使得能够更容易地将变速器安装至车辆中，并且能够显著地提高燃油效率。
[0033]在该实施方案中，第二换挡单元SU2形成重复挡位，所述重复挡位对应于所有由第一换挡单元SUl形成的挡位中，在第一输入轴INl与第一中间轴CNl之间形成的挡位。
[0034]在该实施方案中，所有由第一换挡单元SUl形成的挡位中的在第一输入轴INl与第一中间轴CNl之间形成的挡位为第一和第二挡位，并且由第二换挡单元SU2形成的重复挡位(其在第二输入轴IN2与第二中间轴CN2之间形成)也为第一和第二挡位。
[0035]第一换挡单元SUl包括:多个第一单元驱动齿轮U1D、多个第一单元从动齿轮UlP以及第一单元同步器U1S，其中，所述多个第一单元驱动齿轮UlD布置在第一输入轴INl上，并且配置为形成所有的挡位；所述多个第一单元从动齿轮UlP用于通过与第一单元驱动齿轮UlD啮合来形成挡位，第一单元从动齿轮UlP布置在第一中间轴CNl和输出轴OUT上；所述第一单元同步器UlS分别布置在第一中间轴CNl与输出轴OUT上，用于允许或阻止第一单元从动齿轮UlP相对于第一中间轴CNl和输出轴OUT的旋转。
[0036]第二换挡单元SU2包括:多个第二单元驱动齿轮U2D、多个第二单元从动齿轮U2P以及第二单元同步器U2S，其中，所述多个第二单元驱动齿轮U2D布置在第二输入轴IN2上，用于形成重复挡位；所述多个第二单元从动齿轮U2P布置在第二中间轴CN2上，用于通过与第二单元驱动齿轮U2D啮合来形成重复挡位；所述第二单元同步器U2S布置在第二中间轴CN2上，用于允许或阻止第二单元从动齿轮U2P相对于第二中间轴CN2的旋转。
[0037]在一种形式中，第二换挡单元SU2的第二单元同步器U2S可以不在第二中间轴CN2上，而在第二输入轴IN2上。
[0038]下面将参考图1至图9来描述具有如上所述配置的用于车辆的变速器的操作情况。
[0039]作为参考，在图1中，输出齿轮OT位于输出轴OUT上，以能够使动力传递至差速器DF的齿圈R。
[0040]图1示出了空挡状态，其中，第一单元同步器UlS和第二单元同步器U2S都处于空挡状态，从而使得发动机E可以在不论离合器CL是接合还是释放的情况下起动，然而图1中的离合器CL是已经释放的。
[0041]当发动机E在图1的状态下起动时，由第一换挡单元SUl形成第一挡位(如图2所示)，离合器CL接合(如图3所示)，并且然后来自发动机E的动力经由第一换挡单元SUl转移，并且通过提取齿轮IG、惰轮ID以及接收齿轮RV传递至输出轴0UT，从而车辆在第一挡位起动。
[0042]当车辆在图3所示的状态下起动时，第二换挡单元SU2重复地形成第一挡位，如图4所示。因此，在这种状态下，来自发动机E的动力经由第一换挡单元SUl和第二换挡单元SU2两者传递至输出轴OUT。
[0043]在图5所示的状态下，由第一换挡单元SUl形成的第一挡位需要切换至空挡，以为切换至第二挡位做准备，其中，类似的，经由第二换挡单元SU2形成第一挡位，来自发动机E的动力被不断地供应至输出轴。
[0044]图6显示了这样一种状态:离合器CL已经释放，并且第一换挡单元SUl基于图5的状态已经形成了第二挡位，其中，类似的，不论离合器CL是否释放，第二输入轴IN2直接接收来自发动机E的动力，从而在由第二换挡单元SU2形成的第一挡位的输出经由输出轴OUT被不断地传递至差速器DF。
[0045]图7显示了从图6状态通过接合离合器CL而切换至第二挡位，其中，通过离合器CL传递的动力开始经由第一换挡单元SUl以第二挡位传动比供应至输出轴OUT。
[0046]通过第一换挡单元SUl转移至第二挡位的动力通过第一中间轴CNl施加至输出轴0UT，但是经由单向离合器OWC并不会传递至第二中间轴CN2，因此不会与通过第二换挡单元SU2传递至第二中间轴CN2的动力互锁。
[0047]因此，在这种状态下，经由第二换挡单元SU2，车辆通过第一挡位的动力来驱动，并且当离合器CL接合时，动力在不发生扭矩中断的情况下直接经由第一换挡单元SUl切换至第二挡位，从而能够平稳地形成换挡并提高乘坐的舒适性。
[0048]在图8所示的状态下，从图7的状态经由第二换挡单元SU2来形成第二挡位，从而使得来自发动机E的动力经由第一换挡单元SUl和第二换挡单元SU2两者以第二挡位传动比供应至输出轴OUT。
[0049]图9显示了这样一种状态:当经由第一换挡单元SUl的第二挡位从图8的状态脱开，其中，完成了切换至第三挡位的准备，并且类似的，来自发动机E的动力经由第二换挡单元SU2以第二挡位传动比供应至输出轴OUT。
[0050]与从第一挡位切换至第二挡位类似，从图9的状态切换至第三挡位也可以在不发生扭矩中断的情况下通过以下步骤来执行:释放离合器CL，通过第一换挡单元SUl接合第三挡位，然后接合离合器CL。
[0051]在该实施方案中，与相关技术类似，通过以下步骤来执行切换至第四和第五挡位:仅通过第一换挡单元SU1，释放离合器CL，脱开之前的挡位，接合所期望的挡位，并且随后接合离合器CL。此外，如上所述，虽然与相关技术一样，产生了扭矩中断，但是由于挡位更高，因此不会严重地影响换挡的平顺性或乘坐的舒适性。
[0052]虽然出于说明的目的已公开了本发明的示例性实施方案，但本领域技术人员应当理解，在不脱离如随附权利要求所限定的本发明精神和范围的情况下，可以进行各种改变和变形。
【主权项】
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，其连续地接收来自发动机的动力； 输出轴，其与第一输入轴平行布置； 第一中间轴，其与第一输入轴平行布置； 第二中间轴，其与第二输入轴平行布置； 第一换挡单元，其在第一输入轴与输出轴之间以及第一输入轴与第一中间轴之间形成一系列的所期望的挡位； 第二换挡单元，其布置在第二输入轴与第二中间轴之间，并且配置为形成一系列的重复挡位，每个重复挡位的传动比大致等同于所述第一换挡单元的所期望的挡位的至少一个传动比； 动力连接单元，其将动力从第一中间轴传递至输出轴；以及 单向离合器，其经由第二换挡单元仅将动力从发动机传递至动力连接单元。2.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中:所述第一输入轴为中空轴，该中空轴围绕着所述第二输入轴装配并且经由离合器连接至发动机。3.根据权利要求2所述的用于车辆的变速器，其中:所述动力连接单元包括: 提取齿轮，其位于所述第一中间轴上； 接收齿轮，其设置在所述输出轴上，以接收来自提取齿轮的动力；以及 惰轮，其将动力从提取齿轮传递至接收齿轮。4.根据权利要求3所述的用于车辆的变速器，其中:所述单向离合器布置在所述提取齿轮与所述第二中间轴之间。5.根据权利要求2所述的用于车辆的变速器，其中:所述单向离合器布置在所述第一中间轴与所述第二中间轴之间。6.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中:所述第二换挡单元形成重复挡位，该重复挡位对应于所有由所述第一换挡单元形成的挡位中的、在所述第一输入轴与所述第一中间轴之间形成的挡位。7.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中:在由所述第一换挡单元形成的所期望的挡位中，具有较大传动比的挡位在所述第一输入轴与所述第一中间轴之间形成。8.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中:在由所述第一换挡单元形成的所期望的挡位的传动比与重复挡位的传动比当中，第一换挡单元的所期望的挡位的最大传动比大致等同于重复挡位的最大传动比，并且其中，重复挡位的最小传动比大于第一换挡单元的所期望的挡位的最小传动比。9.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，其布置在所述第一输入轴上，并且配置为形成所期望的挡位； 多个第一单元从动齿轮，其布置在所述第一中间轴与所述输出轴上，并且配置为通过与该第一单元驱动齿轮啮合来形成所期望的挡位；以及 第一单元同步器，其配置为允许或限制该第一单元从动齿轮相对于第一中间轴和输出轴的旋转，该第一单元同步器布置在所述第一中间轴与所述输出轴上。10.根据权利要求9所述的用于车辆的变速器，其中:所述第二换挡单元进一步包括: 多个第二单元驱动齿轮，其布置在所述第二输入轴上，并且配置为形成重复挡位； 多个第二单元从动齿轮，其布置在所述第二中间轴上，并且配置为通过与该第二单元驱动齿轮啮合来形成重复挡位；以及 第二单元同步器，其布置在所述第二中间轴上，并且配置为允许或限制该第二单元从动齿轮相对于所述第二中间轴的旋转。11.根据权利要求9所述的用于车辆的变速器，其中:所述第二换挡单元进一步包括: 多个第二单元驱动齿轮，其布置在所述第二输入轴上并且配置为形成重复挡位； 多个第二单元从动齿轮，其布置在所述第二中间轴上，并且配置为通过与所述第二单元驱动齿轮啮合来形成重复挡位；以及 第二单元同步器，其布置在所述第二输入轴上，并且配置为允许或限制所述第二单元驱动齿轮相对于所述第二输入轴的旋转。12.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中:由所述第一换挡单元形成的一系列的所期望的挡位包括的挡位数量为N，并且由所述第二换挡单元形成的一系列的重复挡位包括的挡位数量为M，其中M < N。
【文档编号】F16H3/44GK105864369SQ201510559566
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年9月6日
【发明人】渔顺基, 金千玉
【申请人】现代自动车株式会社