专利名称：具有常接合盘式离合器的自动变速器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及车辆的变速器，更具体地涉及混合电动车辆(hybrid electric vehicle)的自动变速器内的离合器。
背景技术：
具有自动变速器的汽车依赖主变速器泵提供流体压力，以便在变速器操作期间操 作变速器内的离合器。然而，当车辆发动机停止时，主变速器泵不工作。为了增加燃料经济 性，具有自动变速器的混合动力车辆在该车辆要停止时停止发动机。因此，当车辆从停止状 态加速时，将会有小的延迟，因为在合适的变速器离合器被接合之前，需要在流体管线内积 聚压力。为了避免该延迟，车辆可采用辅助泵以便在车辆从停止状态发动期间向变速器离 合器提供流体压力。
发明内容
一种具有常接合盘式离合器的自动变速器，其包括连接到所述变速器的主变速器 泵和位于所述变速器内的至少一个离合器组件。当所述主变速器泵不工作时所述离合器组 件处于接合位置。所述离合器组件包括能够在接合位置与脱开位置之间移动的活塞，和可操作地连 接到所述活塞的至少一个弹簧。所述活塞能够使所述至少一个弹簧在接合位置与脱开位置 之间移动。当所述弹簧处于接合位置时多个离合器板传递扭矩。一种操作离合器组件的方法，其包括通过至少一个弹簧迫使多个离合器板到达接 合位置，使得所述多个离合器板可彼此传递扭矩。然后，压缩所述至少一个弹簧以释放所述 离合器板，使得所述离合器板移动到脱开位置，在脱开位置中所述离合器板可彼此自由地 旋转。压缩所述弹簧包括响应于所述活塞内增大的流体压力，通过使用变速器泵和活塞以 及弹簧来增大所述离合器组件的活塞内的流体压力。方案1、一种自动变速器，包括连接到所述变速器的主变速器泵；以及位于所述变速器内的至少一个离合器组件，其中所述至少一个离合器配置为当所 述主变速器泵不工作时处于接合位置。方案2、如方案1所述的自动变速器，其中，所述至少一个离合器组件进一步包括流体连接到所述主变速器泵的活塞；可操作地连接到所述活塞的至少一个弹簧，其中所述活塞能够使所述至少一个弹 簧在接合位置与脱开位置之间移动；和多个离合器板，其能够在所述至少一个弹簧处于接合位置时传递扭矩。方案3、如方案2所述的自动变速器，其中，所述至少一个离合器组件进一步包括 从所述活塞延伸到所述至少一个弹簧的多个指部。方案4、如方案3所述的自动变速器，其中，所述多个离合器板进一步包括至少一个静止离合器板和至少一个旋转离合器板，其中所述至少一个静止离合器板限定多个孔， 并且所述多个指部延伸通过所述多个孔以接合所述至少一个弹簧。方案5、如方案4所述的自动变速器，其中，所述至少一个弹簧包括彼此接触的两 个弹簧，并且其中所述多个指部接合所述弹簧中的一个，使得当所述弹簧从接合位置移动 到脱开位置时，所述两个弹簧都被压缩。方案6、如方案2所述的自动变速器，其中，所述至少一个离合器组件进一步包括位于所述至少一个弹簧与所述多个离合器板之间的背衬板；和从所述活塞延伸到所述背衬板的多个指部。方案7、如方案2所述的自动变速器，其中，所述至少一个弹簧是贝氏弹簧。方案8、一种与泵流体连通的离合器组件，包括能够在接合位置与脱开位置之间移动的活塞；可操作地连接到所述活塞的至少一个弹簧，其中所述活塞能够使所述至少一个弹 簧在接合位置与脱开位置之间移动；和多个离合器板，其能够在所述至少一个弹簧处于接合位置时传递扭矩。方案9、如方案8所述的离合器组件，进一步包括从所述活塞延伸到所述至少一个 弹簧的多个指部。方案10、如方案9所述的离合器组件，其中，所述多个离合器板进一步包括至少一 个静止离合器板和至少一个旋转离合器板，并且其中所述至少一个离合器板限定多个孔， 并且所述多个指部延伸通过所述多个孔以接合所述至少一个弹簧。方案11、如方案10所述的离合器组件，其中，所述至少一个弹簧包括彼此接触的 两个弹簧，并且其中所述多个指部接合所述弹簧中的一个，使得当所述弹簧从接合位置移 动到脱开位置时，所述两个弹簧都被压缩。方案12、如方案9所述的离合器组件，进一步包括位于所述至少一个弹簧与所述 多个离合器板之间的背衬板；并且其中所述多个指部从所述活塞延伸到所述背衬板。方案13、如方案8所述的离合器组件，其中，所述至少一个弹簧是贝氏弹簧。方案14、如方案8所述的离合器组件，其中，所述泵是主变速器泵。方案15、一种操作离合器组件的方法，包括通过至少一个弹簧迫使多个离合器板到达接合位置，使得所述多个离合器板可彼 此传递扭矩；和压缩所述至少一个弹簧以释放所述离合器板，使得所述离合器板移动到脱开位 置，在脱开位置中所述离合器板可彼此自由地旋转，其中压缩所述至少一个弹簧进一步包 括增大使用变速器泵施加到所述离合器组件的活塞上的流体压力，从而移动所述活 塞并压缩所述至少一个弹簧。方案16、如方案15所述的方法，进一步包括通过减小施加到所述活塞上的流体压力来释放所述至少一个弹簧，使得所述离合 器板移动到接合位置。方案17、如方案15所述的方法，其中，压缩所述至少一个弹簧进一步包括响应于 所述活塞上的增大的流体压力而移动位于所述活塞与所述至少一个弹簧之间的背衬板。
方案18、如方案15所述的方法，其中，压缩所述至少一个弹簧进一步包括通过多 个指部向第一弹簧施加力，使得所述第一弹簧和第二弹簧都被压缩。根据下面结合附图对执行本发明的最佳模式和优选实施例的详细说明，本发明的 上述特征和优点以及其它特征和优点将变得明显。
图1为用于混合动力车辆的具有常接合盘式离合器的自动变速器的示意图；图2为图1的自动变速器的一部分的示意性放大截面图，其中示出了处于接合位 置的多个离合器；图3为图1和图2的自动变速器的一部分的示意性放大截面图，其中示出了处于 脱开位置的多个离合器；图4为图1的自动变速器的一部分的示意性放大截面图，其中示出了处于接合位 置的多个离合器的另一实施例；和图5为图1和图4的自动变速器的一部分的示意性放大截面图，其中示出了处于 脱开位置的多个离合器的另一实施例。
具体实施例方式参见附图，其中相似的附图标记在整个几个视图中指代相同或相似的部件，图1 为示例性车辆10的示意图，该车辆10具有自动变速器12。自动变速器12包括多个行星齿 轮组14。多个离合器16A-E位于变速器12内，以使行星齿轮组14彼此接合和脱开，和/或 使行星齿轮组14与诸如变速器12的壳体18的静止物体接合或脱开。离合器16A-E的数 量可根据使用离合器16A-E的变速器12的设置而改变。另外，根据每个具体离合器16A-E 的功能，变速器12可包括若干个类型和尺寸的离合器16A-E。本领域技术人员应该能够针 对具体变速器确定离合器的合适的数量、尺寸和类型。变速器12包括第一离合器16A和第二离合器16B，它们为常接合的离合器。也就 是说，第一离合器16A和第二离合器16B在静止位(at rest)时处于接合位置，而当力被施 加到离合器16A、16B上时其便被移动到脱开位置。在所示的实施例中，第一离合器16A和 第二离合器16B被选择为常接合的，因为当变速器12在第一档位或倒档下操作时第一离合 器16A和第二离合器16B必须被接合。当车辆10在停止之后起动时，第一档位或倒档档位 将被使用。因此，当车辆10在停止之后起动时，第一离合器16A和第二离合器16B将处于 接合位置。图2示出了变速器12的一部分的截面的放大示意图，其中示出处于接合位置的第 一离合器16A和第二离合器16B。参照第一离合器16A介绍第一离合器16A和第二离合器 16B的工作原理，尽管这两个离合器以相似的方式工作。第一离合器16A包括多个离合器 板20。该多个离合器板20包括至少一个静止离合器板20A和至少一个旋转离合器板20B。 静止离合器板20A安装到诸如离合器壳体的静止的物体21上。旋转离合器板20B安装到 当离合器处于脱开位置时可旋转的物体上，例如变速器12的行星齿轮组14中的一个。背衬板22接触多个离合器板20。弹簧24向背衬板22上施加力以使背衬板22与 多个离合器板20接合。在所示的实施例中，弹簧24为贝氏(Belleville)弹簧。然而，也可使用其它类型的弹簧。第一离合器16A具有流体连接到主变速器泵28 (示意性地示出)的活塞26。主 变速器泵28是提供加压流体的泵用于离合器的输入、冷却和润滑。多个指部32从活塞26 延伸到背衬板22。该多个指部32延伸通过一些离合器板20中的孔34。指部32围绕变速 器12的轴线36被设置在同心环中，以均勻地向背衬板22施加压力。当车辆发动机(未示 出)被开启时，主变速器泵28是可操作的。当作用在活塞26上的流体压力足够克服弹簧 24施加的力时，背衬板22将移动远离离合器板20，以使第一离合器16A脱开。图3示出了 处于脱开位置的第一离合器16A和第二离合器16B。参见图3，背衬板22与离合器板20被间隙40分隔开，该间隙40的宽度足以防止 通过离合器120传递扭矩。由于作用在活塞26上的流体压力导致的由多个指部32施加到 背衬板22上的力，弹簧24被背衬板22压缩。当第一离合器16A必须被再次接合时，对应 活塞26上的流体压力被减小。弹簧24施加到背衬板22上的力使背衬板22移动到接触离 合器板20，以消除间隙40。保持环42位于弹簧24的相对于背衬板22的相反侧。保持环 42将弹簧24固定在第一离合器16A内，并且作为针对弹簧24施加的力的接地反作用构件。弹簧24具有弹簧厚度44。弹簧厚度44决定由弹簧24向背衬板22施加的力的量 和活塞26必须施加以使第一离合器16A脱开的力的量。因此，可根据针对具体车辆配置而 使离合器16A脱开所需的流体压力来确定弹簧厚度44。本领域技术人员应该能够确定合适 的流体压力和弹簧厚度44用于第一离合器16A的脱开。图4示出了图示本发明另一实施例的变速器112的一部分的截面的放大示意图。 变速器112包括被示出为处于接合位置的第一离合器116A和第二离合器116B。参照第一 离合器116A介绍第一离合器116A和第二离合器116B的工作原理，尽管这两个离合器以相 似的方式工作。第一离合器116A包括多个离合器板120。该多个离合器板120包括至少一 个静止离合器板120A和至少一个旋转离合器板120B。静止离合器板120A安装到诸如离合 器壳体的静止的物体121上。旋转离合器板120B安装到当离合器处于脱开位置时可旋转 的物体上，例如连接到变速器12的行星齿轮组14中的一个上的毂。第一弹簧124A和第二弹簧124B向离合器板120上施加力以使多个离合器板120 彼此接合。在所示的实施例中，第一弹簧124A和第二弹簧124B为贝氏弹簧。然而，也可使 用其它类型的弹簧。第一离合器116A具有流体连接到主变速器泵128 (示意性地示出)的活塞126。 多个指部132从活塞126延伸到第二弹簧124B。多个指部132延伸通过一些离合器板120 中的孔134。指部132围绕变速器112的轴线136被设置在同心环中，以均勻地向第二弹 簧124B施加压力。第一弹簧124A和第二弹簧124B总体上为环形，并且每个都具有内边缘 146A、146B。第一弹簧124A和第二弹簧124B在第二弹簧124B的内边缘146B处或其附近 彼此接触。第一弹簧124A和第二弹簧124B中的每个还具有外边缘148A、148B。第一弹簧 124A的外边缘148A接触离合器壳体150或保持环142。多个指部32在外边缘148B处或 其附近接触第二弹簧124B。当车辆发动机(未示出)被开启时，主变 速器泵128是可操作的。主变速器泵128 通过流体管线138向活塞126上施加压力。当作用在活塞126上的流体压力足够克服由第 一弹簧124A和第二弹簧124B施加的力时，多个指部132将压缩第一弹簧124A和第二弹簧124B。这将使第一弹簧124A和第二弹簧124B施加的力被移除，并且将使第一离合器116A 脱开。图5示出了处于脱开位置的第一离合器116A和第二离合器116B。参见图5，第一离合器116A和第二离合器116B被示出为处于脱开位置。由于作用 在活塞126上的流体压力，第一弹簧124A和第二弹簧124B被多个指部132压缩。从图中 可以看到，在离合器板之间可以具有间隙，也可以不具有间隙。然而，当第一弹簧124A和第 二弹簧124B不向离合器板120上施加力时，它们可以自由且彼此独立地旋转，并且扭矩将 不会通过离合器板120传递。当第一离合器116A必须被再次接合时，对应活塞126上的流体压力被减小。施加 到第一弹簧124A和第二弹簧124B上的力被释放，并且第一弹簧124A和第二弹簧124B伸 展从而使离合器板120彼此接触。保持环142位于第一弹簧124A的相对于离合器板120 的相反侧。保持环142将第一弹簧124A和第二弹簧124B固定在第一离合器116A内，并且 作为针对第一弹簧124A和第二弹簧124B施加的力的接地反作用构件。第一弹簧124A和第二弹簧124B中的每个具有弹簧厚度144。第一弹簧124A和第 二弹簧124B的弹簧厚度144优选是相同或者几乎相同的，使得第一弹簧124A和第二弹簧 124B的压缩量相当。弹簧厚度144决定由第一弹簧124A和第二弹簧124B向离合器板120 上施加的力的量和活塞126必须施加以使第一离合器116A脱开的力的量。因此，可根据针 对具体车辆配置使离合器脱开所需的流体压力来确定弹簧厚度144。本领域技术人员应该 能够确定合适的流体压力和弹簧厚度144用于第一离合器116A的脱开。尽管已经详细描述了实现本发明的最 佳模式，熟悉本发明涉及领域的技术人员将 会认识到所附权利要求范围内的用于实践本发明的各种替代性设计和实施例。
权利要求
一种自动变速器，包括连接到所述变速器的主变速器泵；以及位于所述变速器内的至少一个离合器组件，其中所述至少一个离合器配置为当所述主变速器泵不工作时处于接合位置。
2.如权利要求1所述的自动变速器，其中，所述至少一个离合器组件进一步包括流体连接到所述主变速器泵的活塞；可操作地连接到所述活塞的至少一个弹簧，其中所述活塞能够使所述至少一个弹簧在 接合位置与脱开位置之间移动；和多个离合器板，其能够在所述至少一个弹簧处于接合位置时传递扭矩。
3.如权利要求2所述的自动变速器，其中，所述至少一个离合器组件进一步包括从所 述活塞延伸到所述至少一个弹簧的多个指部。
4.如权利要求3所述的自动变速器，其中，所述多个离合器板进一步包括至少一个静 止离合器板和至少一个旋转离合器板，其中所述至少一个静止离合器板限定多个孔，并且 所述多个指部延伸通过所述多个孔以接合所述至少一个弹簧。
5.如权利要求4所述的自动变速器，其中，所述至少一个弹簧包括彼此接触的两个弹 簧，并且其中所述多个指部接合所述弹簧中的一个，使得当所述弹簧从接合位置移动到脱 开位置时，所述两个弹簧都被压缩。
6.如权利要求2所述的自动变速器，其中，所述至少一个离合器组件进一步包括位于所述至少一个弹簧与所述多个离合器板之间的背衬板；和从所述活塞延伸到所述背衬板的多个指部。
7.如权利要求2所述的自动变速器，其中，所述至少一个弹簧是贝氏弹簧。
8.一种与泵流体连通的离合器组件，包括能够在接合位置与脱开位置之间移动的活塞；可操作地连接到所述活塞的至少一个弹簧，其中所述活塞能够使所述至少一个弹簧在 接合位置与脱开位置之间移动；和多个离合器板，其能够在所述至少一个弹簧处于接合位置时传递扭矩。
9.如权利要求8所述的离合器组件，进一步包括从所述活塞延伸到所述至少一个弹簧 的多个指部。
10.一种操作离合器组件的方法，包括通过至少一个弹簧迫使多个离合器板到达接合位置，使得所述多个离合器板可彼此传 递扭矩；和压缩所述至少一个弹簧以释放所述离合器板，使得所述离合器板移动到脱开位置，在 脱开位置中所述离合器板可彼此自由地旋转，其中压缩所述至少一个弹簧进一步包括增大使用变速器泵施加到所述离合器组件的活塞上的流体压力，从而移动所述活塞并 压缩所述至少一个弹簧。
全文摘要
一种具有常接合盘式离合器的自动可变变速器，其包括连接到所述变速器的主变速器泵和位于所述变速器内的至少一个离合器。当所述主变速器泵不工作时所述离合器处于接合位置。该离合器组件包括能够在接合位置与脱开位置之间移动的活塞，并且至少一个弹簧可操作地连接到所述活塞。所述活塞能够使所述至少一个弹簧在接合位置与脱开位置之间移动。当所述至少一个弹簧处于接合位置时，多个离合器板可传递扭矩。
文档编号F16H61/00GK101858422SQ201010162758
公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者A·L·巴托斯, F·萨米, G·L·琼斯 申请人:通用汽车环球科技运作公司