用于混合动力变速器的制动机构的制作方法
【专利摘要】一种用于混合动力变速器的制动机构包括离合器单元和盘片。离合器单元包括第一接合机构和第二接合机构。每一个接合机构具有至少一个齿。盘片限定至少一个槽。每一个接合机构相对于盘片能在分离位置和接合位置之间运动。第一接合机构的至少一个齿配置为，在处于接合位置中时，接合盘片的至少一个槽，以停止盘片沿第一旋转方向的旋转。第二接合机构的至少一个齿配置为，在处于接合位置中时，接合盘片的至少一个槽，以停止盘片沿与第一旋转方向相对的第二旋转方向的旋转。盘片配置为，在每一个接合机构处于分离位置中时，围绕旋转轴线相对于离合器单元旋转。
【专利说明】用于混合动力变速器的制动机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于混合动力变速器的制动机构。
【背景技术】
[0002]为了生产更效率高的车辆，混合动力车辆传动系将电动机和传统的内燃发动机结合。来自发动机和电动机的扭矩通常通过变速器传递到车辆的被驱动的车轮。混合动力车辆传动系的效率通常涉及除了或代替电动机来驱动车辆，发动机必须运转的时间百分比。
[0003]—些混合动力传动系米用一个电动机与发动机的组合。在该传动系中，变速器输出以及车速直接与发动机和电动机的速度和扭矩相关。其他混合动力传动系采用两个电动机与发动机的组合来驱动车辆。另外，车辆可采用纯电动推进。在该情况下，车辆的传动系将具有一个或多个电动机/发电机，并且不具有内燃发动机。
[0004]在混合动力或纯电动传动系中，电动机操作地连接到变速器，所述变速器包括行星齿轮系，以使点进去的扭矩和速度可独立于车速和期望的加速度来选择。在混合动力传动系中，发动机的控制通常通过改变来自电动机(一个或多个)的各扭矩贡献实现。因而，这样的混合动力和纯电动传动系可每一个从其电动机提供可选择的扭矩贡献，并且在混合动力传动系的情况下，可类似地从发动机提供可选择的扭矩贡献，以驱动所提到的车辆。
【发明内容】
[0005]一种用于混合动力变速器的制动机构包括离合器单元和盘片。离合器单元围绕旋转轴线。离合器单元包括第一接合机构和第二接合机构，每一个接合机构围绕旋转轴线。第一和第二接合机构中的每一个具有至少一个齿。盘片围绕旋转轴线，其中，盘片限定至少一个槽。第一接合机构和第二接合机构中的每一个相对于盘片能在分离位置和接合位置之间运动。第一接合机构的至少一个齿配置为，在处于接合位置中时，接合盘片的至少一个槽，以停止盘片沿第一旋转方向的旋转。第二接合机构的至少一个齿配置为，在处于接合位置中时，接合盘片的至少一个槽，以停止盘片沿与第一旋转方向相对的第二旋转方向的旋转。盘片配置为，在第一和第二接合机构中的每一个处于分离位置中时，围绕旋转轴线相对于离合器单元旋转。
[0006]另一方面，混合动力变速器包括输入轴至少一个电动机/发电机齿轮组和制动器机构。输入轴和齿轮组可绕旋转轴线旋转。制动器机构包括离合器单元和盘片。离合器单元包括第一接合机构和第二接合机构，每一个接合机构围绕旋转轴线。第一和第二接合机构中的每一个具有至少一个齿。盘片围绕旋转轴线，其中，盘片限定至少一个槽。第一接合机构和第二接合机构中的每一个相对于盘片能在分离位置和接合位置之间运动。第一接合机构的至少一个齿配置为，在处于接合位置中时，接合盘片的至少一个槽，以停止盘片沿第一旋转方向的旋转。第二接合机构的至少一个齿配置为，在处于接合位置中时，接合盘片的至少一个槽，以停止盘片沿与第一旋转方向相对的第二旋转方向的旋转。盘片配置为，在第一和第二接合机构中的每一个处于分离位置中时，围绕旋转轴线相对于离合器单元旋转。[0007]在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是具有混合动力变速器和控制器的车辆的示意图，所述控制器控制混合动力变速器内的制动机构；
[0009]图2是布置在混合动力变速器中的制动机构的示意性侧剖视图，其中制动机构处于分离位置中；
[0010]图3是布置在混合动力变速器中的制动机构的示意性侧剖视图，其中制动机构处于接合位置中；
[0011]图4是图2的制动机构的局部剖切的示出处于分离位置中的制动机构的立体视图；
[0012]图5是图3的制动机构的部分剖切的示出处于接合位置中的制动机构的示意性立体视图；
[0013]图6是布置在混合动力变速器中的制动机构的另一个实施例的示意性侧剖视图；
[0014]图7是图6的制动机构的示意性立体视图；
[0015]图8是布置在混合动力变速器中的制动机构的另一个实施例的示意性端剖视图，其中制动机构处于接合位置中；
[0016]图9是布置在混合动力变速器中的制动机构的又一个制动机构的示意性局部端剖视图，其中制动机构处于接合位置中；
[0017]图10是制动机构的另一个实施例的示意性局部端剖视图，其中制动机构处于接合位置中；
[0018]图11是图10的制动机构的示意性局部端剖视图，其中制动机构处于部分分离位
置中；
[0019]图12是图10的制动机构的示意性局部端剖视图，其中制动机构处于分离位置中；和
[0020]图13是图10的制动机构的处于接合位置时接合机构的示意性截面立体端视图。【具体实施方式】
[0021]参照附图，其中，相似的附图标记表示相似的部件，图1示出混合动力传动系20，其配置用于起动和推进车辆22，即在低和高行进速度之间的所有速度范围内操作车辆22。混合动力传动系20可包括多个动力源，所述动力源包括内燃发动机24和混合动力变速器25。混合动力变速器25可包括第一电动机/发电机26和第二电动机/发动机28以及“电动可变变速器”(EVT) 27。
[0022]传动系20另外具有能量存储系统30，其包括一个或多个电池，所述电池没有具体显示，但是为本领域技术人员所知。能量存储系统30操作地连接到第一和第二电动机/发电机26，28，以使电动机/发电机26，28可将扭矩传递给发动机，或从发动机接收扭矩。应意识到，可能具有多于或少于两个的电动机/发电机26，28。传动系20还包括控制器32或电子控制单元(ECU)。控制器32操作地连接到动力源和能量存储系统30，以控制扭矩从动力源到EVT27的分配。
[0023]EVT27包括操作地连接到发动机和电动机/发电机26，28中的每一个的变速器行星齿轮系。发动机和电动机/发电机26，28到不同数量的行星齿轮系的相应扭矩引导允许动力源中的一个辅助或平衡任意其他两个的操作。因而，操作地连接到EVT27的一个发动机和多个电动机/发电机26，28的组合允许发动机和电动机/发电机26，28的速度和扭矩独立地被控制和选择，以更有效地驱动车辆22。
[0024]虽然图1中所示的混合动力传动系20包括发动机，但是EVT27也可仅可连接到电动机/发电机26，28。在这样的情况下，传动系20将不再是混合动力类型，而是将变为纯电动型，并且EVT27可于是被宽泛地描述为机电驱动单元。为了简明，本说明书的其余部分将机电驱动单元称为连接到发动机以及电动机/发电机26，28的EVT27。
[0025]参照图1，EVT27可包括一个或多个行星齿轮组36。每一个行星齿轮组36可以是单独的行星齿轮组36、具有两个或多个相互连接的行星齿轮组36的复合行星齿轮装置或外部齿轮组。发动机、电动机/发电机26，28和齿轮组可布置在旋转轴线38上。
[0026]再次参照图1,发动机和电动机/发电机26，28操作地通过输入装置44连接到EVT27，输入装置44将扭矩从发动机传递到变速器输入构件40。输入装置44包括发动机输出轴42，其也用作到混合动力变速器25的输入构件40。输入构件40布置在旋转轴线38上，并且可围绕旋转轴线38旋转，以给EVT27提供发动机扭矩。EVT27还包括变速器输出构件52，其布置在旋转轴线38上。变速器输出构件52连续地连接到一组驱动车轮54，并且配置为将从EVT27接收的输出扭矩提供给驱动车轮54，以起动和推进车辆22。
[0027]如图1中所示，变速器还包括固定构件，例如变速器外壳34或壳体56。EVT27可还包括制动机构58，如图2-5中所示以及下面更详细说明的。因此，制动机构58可被用于停止行星齿轮组36围绕旋转轴线38相对于壳体56的旋转。
[0028]如图1中所示，EVT27可还包括减振器59。减振器59可操作地连接到发动机，并且配置为在由发动机产生的扭转振动通过输入构件40传递到行星齿轮组36之前，吸收该振动。
[0029]如图2-5中所示，制动机构58配置为用于对布置在旋转轴线38上的双爪形离合器进行操作。制动机构58包括离合器单元60和盘片46。离合器单元60固定到壳体56，同时还径向地围绕旋转轴线38。因此，由于离合器单元60到壳体56的附接，离合器单元60不围绕旋转轴线38旋转。
[0030]离合器单兀60包括外壳34、第一接合机构48和第二接合机构50。外壳34包括第一壁62、第二壁64、连接壁66、第一唇缘68和第二唇缘70，其组合来限定隔室72，所述隔室72径向地围绕输入轴，并且因而围绕旋转轴线38。第一和第二壁62，64径向地从旋转轴线38延伸。第一壁62以关于第二壁64轴向间隔开并且平行的关系延伸。连接壁66沿周向围绕旋转轴线38，并且轴向地相互连接第一壁62和第二壁64。第一唇缘68和第二唇缘70沿周向围绕旋转轴线38，并且与连接壁66径向地间隔开，以使第一和第二唇缘68，70比连接壁66更靠近旋转轴线38。第一和第二唇缘68，70轴向地朝向彼此延伸，以在其之间限定轴向间隙74。因此，第一和第二壁62，64、连接壁66以及第一和第二唇缘68，70配合来形成大体上C状的横截面，其在关于旋转轴线38移动360度时，限定环状腔室。
[0031 ] 盘片46从输入轴径向地延伸，并且可旋转地附接到输入轴。盘片46可与输入轴以键接合。盘片46径向地延伸穿过限定在第一和第二唇缘68，70之间的间隙，进入腔室中。盘片46配置为相对于外壳34围绕旋转轴线38响应于输入轴的旋转而旋转。更具体地，盘片46可沿顺时针方向76或逆时针方向78旋转。盘片46具有第一表面80和与第一表面80相对的第二表面82。第一表面80限定多个第一槽84，第二表面82限定多个第二槽86。第一和第二槽84，86彼此沿周向间隔开，并且径向地围绕旋转轴线38。每一个槽84，86可由凹入斜面88、凹入底面90和凹入隔壁92限定。如在剖视图中所示，凹入斜面88沿大体上对角方向延伸到凹入底面90，并且凹入隔壁92大体上垂直地从相应的表面80，82延伸到凹入底面90。凹入底面90在凹入斜面88和凹入隔壁92之间延伸，以限定第一和第二槽84，86中的每一个，第一和第二槽84，86中的每一个具有四边形形状。另外，在盘片46的相应的第一和第二表面80，82中限定第一和第二槽84，86是彼此的轴向、周向镜像。
[0032]第一和第二接合机构48，50布置在隔室72中，并且径向地围绕旋转轴线38。第一和第二接合机构48，50轴向地彼此间隔，以使盘片46轴向地布置其间。每一个接合机构48，50布置在隔室72中，并且可轴向地在图2中所示的分离位置94和图3中所示的接合位置96之间运动，如下面更详细说明的。每一个接合机构48，50具有内表面98和与内表面98轴向地相对的外表面100。第一和第二接合机构48，50中的每一个的外表面100面对相应的第一和第二壁62，64，并且还限定沿周向围绕旋转轴线38的凹槽102。同样，内表面98面对盘片46的相应的第一和第二表面80，82。多个沿周向间隔开的第一齿104和第二齿106从相应的第一和第二接合机构48，50的内表面98轴向地延伸。齿104，106配置为具有相应槽84，86的大体上互补的形状，以使每一个槽84，86配置为在其中接收相应的齿104。因此，齿104，106中的每一个包括接合斜面108、接合底面110和接合隔壁112。接合斜面108大体上从接合机构48的内表面98对角地延伸到接合底面110，并且接合隔壁112大体上从接合机构48的内表面98垂直地延伸到接合底面110。接合底面110将接合斜面108和接合隔壁112相互连接。另外，从接合机构48，50中的一个的内表面98延伸的齿104，106为从另一接合机构48，50的内表面98延伸的齿104，106的周向镜像。
[0033]突出部114从连接壁66延伸到腔室中，以使突出部114在连接壁66和盘片46之间延伸。突出部114具有相对的反作用表面116，它们彼此轴向相对。偏压器件118布置在每一个反作用表面116和相应的第一和第二接合机构48，50的内表面98之间。偏压器件118可以是弹簧，例如螺旋弹簧。偏压器件118在接合机构48上施加轴向载荷，以轴向地将接合机构48偏压离开盘片46，并且进入分离位置94中。
[0034]密封件120径向地布置在接合机构48，50中的每一个与相应的连接壁66、第一唇缘68和第二唇缘70之间。限定在接合机构48，50中的凹槽102、相应的第一和第二壁62，64以及密封件120配合来在它们之间限定压力腔室122。制动机构58操作地附接到泵，例如润滑油泵124。该泵配置为将流体126 (例如油等)通过端口(未示出)供给到压力腔室122中。泵还操作地附接到控制器32。因此，当期望停止输入轴的旋转时，控制器32向泵发送信号，以供给流体126，来将压力腔室122加压。当压力腔室122内的压力增大到预定阈值时，则相应的接合机构48，50被轴向地偏压到接合位置96中，以停止盘片46的旋转。举个非限制性示例，来自泵的流体126可在压力腔室122内提供约0.8巴的压力，以使至少25英尺磅(Ibf)的力作用在接合机构48，50上。
[0035]当接合机构48，50处于接合位置96中时，如图3中所示，则第一和第二齿104，106与相应的第一和第二槽84，86接合，以防止盘片46相对于外壳34旋转。当例如输入轴正沿顺时针方向76旋转盘片46时，限定在盘片46的第一表面80中的第一槽84的凹入斜面88与相应的接合机构48，50的齿的接合斜面108接触，并且空隙128限定在相应的凹入隔壁92和接合隔壁112之间。同样，限定在盘片46的第二表面82中的第二凹槽86的凹入隔壁92与第二接合机构50的第二齿106的接合隔壁112接触，并且空隙128限定在相应的接合斜面108和凹入斜面88之间。因此，沿顺时针锁定方向76施加的扭矩将使齿104，106仍保持接合，甚至在油压释放时也可以。但是，沿非锁定方向的(即逆时针方向78)的小的旋转允许偏压器件118作用在第一和第二接合机构48，50上,并且将第一和第二接合机构48，50退回到分离位置94，这通过凹入斜面88和接合斜面108的锥形部得以促进。因此，限定在凹入斜面88和接合斜面108之间或凹入隔壁92和接合隔壁112之间的空隙128配置为，如果油压不再被施加在压力腔室122内，则使至少一个接合机构48，50将总是由相应的偏压器件118退回。作为上面所述的液压促动的替代，应意识到，接合机构48，50可通过机电促动器等促动。应理解也可以使用其他促动器。
[0036]如图6和7中所示，显示了制动机构258的另一个实施例。类似于之前的实施例，制动机构258也配置成对布置在旋转轴线38上的双爪形离合器进行操作。制动机构258包括离合器单兀260和盘片246。离合器单兀260固定到壳体56,同时还径向地围绕旋转轴线38。因此，由于离合器单元260到壳体56的附接，因此离合器单元260不围绕旋转轴线38旋转。
[0037]离合器单元260包括外壳234、第一接合机构248、第二接合机构250和活塞230。外壳234包括第一壁262、第二壁264和连接壁266，它们组合来限定隔室272，所述隔室272径向地围绕旋转轴线38。第一和第二壁262，264径向地从旋转轴线38延伸。第一壁262以关于第二壁264轴向间隔开并且平行的关系延伸。连接壁266沿周向围绕旋转轴线38，并且轴向地将第一壁262和第二壁264相互连接。唇缘270以关于连接壁266间隔开并且平行的关系从第二壁264延伸。唇缘270轴向地朝向第一壁262延伸，以在其之间限定轴向间隙274。因此，第一和第二壁262，264、连接壁266以及唇缘270配合来形成大体上C状的横截面，其在关于旋转轴线38移动360度时，限定环状腔室。
[0038]盘片246从输入构件40径向地延伸，并且可旋转地附接到输入构件40。盘片246可与输入构件40以键接合。盘片246径向地延伸穿过限定在第一壁262和唇缘270之间的轴向间隙274，进入腔室中。盘片246配置为相对于外壳234围绕旋转轴线38响应于输入构件40的旋转而旋转。更具体地，盘片246可沿顺时针方向76或逆时针方向78围绕旋转轴线38旋转。盘片246具有第一表面280和与第一表面280相对的第二表面282。第二表面282包括第一环132和第二环134。第一和第二环132，134与旋转轴线38同中心，并且围绕旋转轴线38。第一环132与第二环134同中心，使得第二环134具有比第一环132更小的半径。而且，第二环134与第一环132轴向地间隔开，使得第二环134轴向地布置在第一环132和第二壁264之间。第一环132限定多个沿周向间隔开的第一槽284，第二环134限定多个径向地围绕旋转轴线38的多个周向间隔开的第二槽286。
[0039]活塞230轴向地布置在位于外壳234的第二壁264与第一和第二接合机构248,250中的每一个之间的隔室272中。活塞230径向地围绕旋转轴线38。活塞230可轴向地运动，如将在下面更详细说明的。活塞230具有内壁298和与内表面298轴向地相对的外表面200。外表面200面对第二壁264。同样，内表面298面对第一和第二接合机构248，250。
[0040]第一和第二接合机构248，250围绕旋转轴线38，并且彼此同中心。活塞230轴向地邻接第一和第二接合机构248，250中的每一个。第一和第二接合机构248，250可响应于活塞230的轴向运动，轴向地在接合位置96和分离位置94之间运动。每一个接合机构248，250包括多个轴向延伸的支柱236。显示在图6和7中的第一和第二接合机构248，250每一个包括三个沿周向间隔开的支柱236。支柱236相对于旋转轴线38沿周向为弧形形状。活塞230轴向地布置在支柱236和外壳234的第二壁264之间。每一个支柱236具有面对活塞230的内壁298的应用表面238。支柱236的应用表面238彼此大体上是平面的。支柱236的应用表面238与活塞230的内表面298为接触关系。第一接合机构248的支柱236与第二接合机构250的支柱236沿周向交错，以使支柱236彼此以交替关系围绕旋转轴线38。
[0041]第一和第二接合机构248，250每一个还包括带240，所述带240周向地相互连接相应的支柱236。更具体地，用于每一个接合机构248，250的带240朝向旋转轴线38从相应的支柱236径向地向里延伸。第一接合机构248的带240以关于第二接合机构250的带240轴向间隔开并且平行的关系布置，以使第一接合机构248的带240轴向地布置在第二接合机构250的带240和第一壁262之间。同样，第二接合机构250的带240轴向地布置在第一接合机构248的带240和外壳234的第二壁264之间。
[0042]多个沿周向间隔开的第一齿204轴向地从用于第一接合机构248的带240延伸，并且多个沿周向间隔开的第二齿206从用于第二接合机构250的带240轴向地延伸。相应的带240的第一和第二齿204，206与盘片246的相应的第一和第二槽284，286对应。因此，用于第一接合机构248的带240的第一齿204对应于第一盘片246的第一槽284，并且用于第二接合机构250的带240的第二齿206对应于第二盘片246的第二槽286。第一和第二齿204，206配置为具有相应的第一和第二槽284，286的大体上互补的形状，以使第一和第二槽284，286配置为在其中接收相应的第一和第二齿204，206。另外，从第一接合机构248的带240的内表面延伸的第一齿204为从第二接合机构250的带240的内表面延伸的第二齿206的沿周向的镜像。
[0043]偏压器件218与相应的应用表面238相对布置在外壳234的第一壁262和用于第一和第二接合机构248，250中的每一个的至少一个支柱236之间。偏压器件218可以是弹簧，例如螺旋弹簧。每一个偏压器件218通过与支柱236接触而在接合机构上施加轴向载荷，以轴向地将接合机构248，250和活塞230偏压离开盘片246，并且进入分离位置94中。
[0044]密封件220径向地布置在活塞230和连接壁266之间以及在活塞230和唇缘270之间。活塞230、连接壁266、第二壁264和唇缘270配合，以在其之间限定压力腔室122。当压力腔室122内的压力增大到预定阈值时，则压力作用在活塞230的外表面200上，并且活塞230轴向地朝向盘片246偏压，以使活塞230又轴向地使相应的第一和第二接合机构248，250运动到接合位置96中，以停止盘片246的旋转。更具体地，活塞230接触第一和第二接合机构248，250中的每一个的支柱236的应用表面238，以将第一和第二接合机构248，250偏压到接合位置96中。举个非限制性示例，活塞230的外表面200的表面积足够大，以使来自润滑油泵124的流体126可在压力腔室222内提供大约1.0巴的压力，以使接合机构248，250运动到接合位置96中。作为上面所述的液压促动的替代，应意识到，接合机构248，250可通过机电促动器等促动。
[0045]当接合机构248，250处于接合位置96中时，第一和第二齿204，206与相应的第一和第二槽284，286接合，以防止盘片246相对于外壳234旋转。例如，当输入构件40正沿顺时针方向76旋转盘片246时，槽284，286与相应的接合机构248，250的齿204，206接合，并且空隙限定在齿204，206和槽284，286的壁之间。因此，沿顺时针锁定方向76施加的扭矩将使齿204，206甚至在油压释放时仍保持接合。但是，沿非锁定方向(即逆时针方向78的)小的旋转允许偏压器件218作用在第一和第二接合机构248，250上，并且将第一和第二接合机构248，250退回到分离位置94，这可通过限定槽284，286的壁的锥形部和齿204，206的锥形得以促进。因此，限定在齿204，206和槽284，286之间的空隙配置为，如果油压不再被施加在压力腔室222内，则使至少一个接合机构248，258将总是由相应的偏压器件218退回。
[0046]制动机构358的另一方面显示在图8中。制动机构358以布置在旋转轴线38上的双爪形离合器操作。制动机构358包括离合器单元360和盘片346。离合器单元360固定到壳体56，同时还径向地围绕旋转轴线38。因此，由于离合器单元360到壳体56的附接，因此离合器单元360不围绕旋转轴线38旋转。
[0047]离合器单兀360包括外壳334、第一接合机构348、第二接合机构350和促动器330。外壳334包括至少一个壁362，所述壁362在其中限定隔室372。
[0048]盘片346从输入构件40径向地延伸，并且可旋转地附接到输入构件40。盘片346可与输入构件40以键接合。盘片346布置在隔室372中。盘片346配置为相对于外壳34围绕旋转轴线38响应于输入构件40的旋转而旋转。更具体地，盘片346可沿顺时针方向76或逆时针方向78围绕旋转轴线38旋转。盘片346限定多个沿周向间隔开的槽384，所述槽384径向地围绕旋转轴线38，并且径向地从盘片346的外边缘332向里延伸。每一个槽384可由凹入底面90和一对凹入隔壁92限定。凹入底面90延伸在隔壁92之间，以限定具有大体上有弧度矩形形状的槽384。
[0049]第一和第二接合机构348，350关于旋转轴线38以径向间隔关系布置。每一个接合机构348，350可以是具有在接合端335和释放端336之间延伸的大体上弧形的棘爪。接合端335包括齿304，所述齿304朝向旋转轴线38径向向里延伸。每一个齿304包括接合斜面108、接合底面110和接合隔壁112。接合斜面108大体上从相应的接合机构348，350的内表面338对角地延伸到接合底面110，并且接合隔壁112大体上从相应的接合机构348，350的内表面338垂直地延伸到接合底面110。接合底面110相互连接接合斜面108和接合隔壁112。另外，第一和第二接合机构348，350相对于盘片346布置为彼此的沿周向的镜像。因此，从第一接合机构348的接合端335延伸的齿304在隔室372中布置为从第二接合机构350的接合端224延伸的齿304的沿周向的镜像。每一个接合机构348，350在布置在接合端335和释放端336之间的枢轴位置340处可枢转地附接到外壳34。
[0050]偏压器件318布置在壁362和每一个接合机构348，350的接合端335之间。偏压器件318可以是弹簧，例如螺旋弹簧。每一个偏压器件318在接合机构的释放端336上施加载荷，以枢转地将相应的接合机构348，350的齿304偏压离开盘片346，进入分离位置94中。而且，保持器件342操作地附接到壁362，靠近用于每一个接合机构348，350的偏压器件318。每一个保持器件342还操作地附接到控制器32。保持器件342可以是螺线管，其配置为保持相应的接合机构的释放端336，以将接合机构维持在分离位置94中。螺线管可不具有任何运动部件，并且可很好地用于将接合机构保持在分离位置中。举个非限制性示例，螺线管可仅在12伏下需要1.3瓦(W)来通过仅14磅(Ibs)的力将接合机构保持在分离位置中。同样，保持装置342配置为在从控制器32接收信号时，选择地释放相应的接合机构的释放端336，以允许接合机构在枢轴位置340处枢转。
[0051]促动器330操作地附接到外壳334，靠近每一个接合机构348，350的接合端335。促动器330配置为通过共用的偏压器件318 (例如弹簧)作用在每一个接合机构348，350的接合端334上。偏压器件318配置为使接合机构348，350预加载，并且易于在齿304与相应的槽384对准时接合相应的槽384。促动器330可具有较高的功率，即至少10W，因为促动器330配置为在制动机构358应用过程中被有被脉冲式地驱动，或被以其他方式间歇地使用。应理解，也可以使用其他促动器，如本领域技术人员所知的。
[0052]当接合机构348，350处于接合位置96中时，齿304与相应的槽384接合，以防止盘片346相对于外壳34旋转。例如当输入构件40沿顺时针方向76旋转盘片346时，限定在盘片346中的槽384中的一个的凹入隔壁92与第一接合机构348的齿304的接合隔壁112接触，并且空隙328限定在槽384的另一凹入隔壁92和齿304的接合斜面108之间。同样，限定在盘片346中的另一槽384的凹入隔壁92大体上以关于第二接合机构350的齿304的接合隔壁112邻接的关系布置，并且空隙328限定在槽384的另一凹入隔壁92和齿304的接合斜面108之间。因此，沿顺时针锁定方向76施加的扭矩将使齿304，306保持与盘片346接合。但是，沿非锁定方向(即逆时针方向78)的小的旋转将允许弹簧作用在接合机构348，350的释放端336上，以围绕枢轴轴线枢转接合机构348，350，以使接合端335退回到分离位置。接合机构的齿304从相应槽384的退回由在盘片346旋转时跟随相应的凹入隔壁92的接合斜面108的锥形部得以促进。当接合斜面108跟随凹入隔壁92时，相应的接合机构的接合端334径向地运动出凹槽384，直到接合机构被保持的分离位置中。控制器32可配置为感测分离，以使控制器32有条不紊地在顺时针和逆时针方向76，78之间旋转盘片346，直到两个接合机构348，350完全达到分离位置94。因此，限定在接合斜面108和相应的凹入隔壁82之间的空隙328配置为，如果促动器330不再向接合端335施加促动力，则使至少一个接合机构348，350总是能够通过相应的接合机构348，350退回。
[0053]如图9中所示,显示了制动机构458的另一个实施例。在该实施例中，一对促动器430操作地附接到相应的第一接合机构448和第二接合机构450的释放端436。促动器430可包括本体437，其容纳第一螺线管452和第二螺线管454。连接杆476从本体437内大体上朝向旋转轴线38延伸，并且在附接端478处操作地连接到相应的接合机构448的接合端434。连接杆476远离旋转轴线38的运动使相应的接合机构448，450围绕枢轴位置440枢转，并且将接合端434处的齿404运动到与盘片446的槽484接合。同样，连接杆476朝向旋转轴线38的运动使相应的接合机构448，450围绕枢轴位置440枢转，并且将接合端434处的齿404脱离与盘片446的槽484的接合。第一连接板486和第二连接板488从连接杆476以彼此间隔开的关系延伸。第一螺线管452操作地布置在第一连接板486和第一反作用板490之间。同样，第二螺线管454操作地布置在第二连接板488和第二反作用板492之间。第一螺线管452配置为拉入式螺线管(pull-1n solenoid)，其可具有高功率，即至少10W,以将连接杆476拉动远离旋转轴线38，从而使齿404与槽484接合。第二螺线管454为低功率保持螺线管，即大约102W，具有大约151bs的力。因此，第一螺线管452仅需要将齿404拉入接合，并且第二螺线管454配置为在非常低的功率下将接合机构450保持与盘片446中的槽484接合，无需第一螺线管452的辅助。偏压器件118 (例如螺旋弹簧等)可以操作地布置在本体437外部和接合机构448，450的释放端436之间。偏压器件118配置为在促动器430的本体437和接合端434之间反作用，以抵靠接合机构448，450的释放端436施加释放力。因此，在螺线管452，454没有被促动时，偏压器件118抵靠促动器430的本体437做出反作用，以将连接杆476朝向旋转轴线38运动，使接合机构448，450围绕枢轴位置440枢转，并且将齿404脱离与槽484的接合。由于感应系数的大的差异，每一个促动器430中的两个螺线管452，454给控制器32提供反馈，其表示接合机构448，450是处于接合位置96还是处于分离位置94。但是，应理解，促动器并不限于本文所示和所述的，因为也可以使用其他促动器。
[0054]接合机构448，450可以是图8中所示的之前实施例中所述的棘爪，但是操作地布置成使第一接合机构448配置为阻止盘片446沿逆时针旋转方向78旋转，并且第二接合机构450配置为阻止盘片446沿顺时针旋转方向76旋转。因此，当第二接合机构50的接合隔壁112与相应的槽484的凹入隔壁92接触时，空隙428限定在第一接合机构448的接合隔壁112和相应的槽484的凹入隔壁92之间。
[0055]如图10-13中所示，显示了制动机构558的又一个实施例。在该实施例中，第一接合机构548与第二接合机构550交叠，并且每一个接合机构548，550的齿504可以是彼此的周向镜像。第一和第二接合机构548，550枢转地附接到外壳534，并且配置为围绕枢轴位置540枢转。当盘片546沿逆时针方向78旋转时，第二接合机构550的齿504的接合隔壁512与槽584的凹入隔壁592接触，并且空隙528限定在第一接合机构584的齿504的接合隔壁112和槽584之间。同样，当盘片546沿顺时针方向76旋转时，与之相反的情况发生。
[0056]每个齿504还包括接合斜面508。接合机构548，550的齿504从相应槽584的退回由在盘片546旋转时跟随相应的凹入隔壁592的接合斜面508的锥形部得以促进。当接合斜面508跟随凹入隔壁592时，相应的接合机构的接合端535径向地运动出凹槽584，直到接合机构被保持的分离位置中。
[0057]连接杆576操作地附接到第一接合机构548的接合端534，同时偏压器件518 (例如返回弹簧)操作地附接到第二接合机构550。偏压器件518可围绕枢轴位置540作用在第二接合机构550上。第二接合机构550还可包括轴向延伸的凸片594，所述凸片594布置在接合端534和枢轴位置540之间。凸片594配置为确保接合机构548，550总是同时被应用到凹槽484。但是，当盘片546加载第二接合机构550时，即发动机24试图沿相反方向旋转，例如沿逆时针方向78旋转时，第一接合机构548是自由的，并且可通过螺线管530以非常低的力从凹槽584分离。一旦第一接合机构548分离，则沿向前方向(例如顺时针方向76)的任何旋转将迫使第二接合机构550达到分离位置94。
[0058]作为上面所述的机电促动的替代，应意识到，接合机构可通过液压促动器等促动。
[0059]详细的描述和图或附图是对本发明的支持和描述，但是本发明的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了实现要求保护的本发明的最佳模式和其他实施例，但是存在多种可替代设计和实施例来实践所附权利要求中限定的本发明。
[0060]相关申请的交叉引用
[0061]本申请要求于2012年10月15日递交的美国临时专利申请N0.61/713，662的优先权，该申请通过引用合并于此。
【权利要求】
1.一种用于混合动力变速器的制动机构，所述制动机构包括:离合器单元，围绕旋转轴线；其中，所述离合器单元包括第一接合机构和第二接合机构，每一个接合机构围绕所述旋转轴线；其中，所述第一和第二接合机构中的每一个具有至少一个齿；盘片，围绕所述旋转轴线，其中，所述盘片限定至少一个槽；其中，所述第一接合机构和第二接合机构中的每一个相对于所述盘片能在分离位置和接合位置之间运动； 其中，所述第一接合机构的至少一个齿配置为，在处于接合位置中时，接合所述盘片的至少一个槽，以停止所述盘片沿第一旋转方向的旋转；其中，所述第二接合机构的至少一个齿配置为，在处于接合位置中时，接合所述盘片的至少一个槽，以停止所述盘片沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向的旋转；并且其中，所述盘片配置为，在所述第一和第二接合机构中的每一个处于分离位置中时，围绕所述旋转轴线相对于所述离合器单元旋转。
2.根据权利要求1所述的制动机构，其中，所述第一和第二接合机构以彼此轴向邻近关系布置；其中，所述第一和第二接合机构中的每一个具有内表面，其以大体上垂直于所述旋转轴线的关系延伸；其中，所述至少一个齿从所述第一和第二接合机构中的每一个的内表面轴向地延伸；并且其中，所述第一和第二接合机构中的每一个可沿所述旋转轴线在接合位置和分离位置之间运动。
3.根据权利要求2所述的制动机构，其中，所述至少一个齿进一步限定为多个第一齿和多个第二齿；其中，所述多个第一齿从所述第一接合机构的内表面轴向地延伸，并且沿周向围绕所述旋转轴线；其中，所述多个第二齿从所述第二接合机构的内表面轴向地延伸，并且沿周向围绕所述旋转轴线；其中，所述至少一个槽进一步限定为多个第一槽和多个第二槽；其中，所述多个第一槽沿周向围绕所述旋转轴线；其中，所述多个第二槽沿周向围绕所述旋转轴线；并且其中，所述第一和第二接合机构中的每一个可沿所述旋转轴线在接合位置和分离位置之间运动。
4.根据权利要求3所述的制动机构，其中，所述盘片包括第一表面和与第一表面相对布置的第二表面；其中，所述盘片轴向地布置在所述第一接合机构和所述第二接合机构之间，以使所述第一表面面对所述第一接合机构的内表面，并且所述第二表面面对所述第二接合机构的内表面；其中，所述第一表面限定沿周向围绕所述旋转轴线的多个第一槽；并且其中，所述第二表面限定沿周向围绕所述旋转轴线的多个第二槽。
5.根据权利要求4所述的制动机构，其中，从所述第一接合机构的内表面延伸的至少一个齿为从所述第二接合机构的内表面延伸的至少一个齿的沿周向的镜像。
6.根据权利要求3所述的制动机构，其中，所述齿中的每一个和所述槽中的每一个具有四边形形状。
7.根据权利要求6所述的制动机构，其中，每一个槽由凹入斜面、凹入底面和凹入隔壁限定； 其中，所述凹入斜面沿大致对角方向从相应的第一和第二表面延伸到所述凹入底面；其中，从相应的第一和第二表面，所述凹入隔壁大致垂直地从相应的第一和第二表面延伸到凹入底面；并且 其中，所述凹入底面在所述凹入斜面和所述凹入隔壁之间延伸。
8.根据权利要求7所述的制动机构，其中，每一个齿包括接合斜面、接合底面和接合隔壁； 其中，所述接合斜面从相应的内表面沿大致对角方向延伸到所述接合底面； 其中，所述接合隔壁从相应的内表面大致垂直地延伸到所述接合底面；并且 其中，所述接合底面在所述接合斜面和所述接合隔壁之间延伸。
9.根据权利要求1所述的制动机构，其中，所述至少一个齿具有与限定在所述盘片中的至少一个槽互补的形状。
10.根据权利要求1所述的制动机构，进一步包括限定围绕所述旋转轴线的隔室的外壳; 其中，所述第一和第二接合机构和所述盘片布置在所述隔室中； 其中，压力腔室限定在所述第一和第二接合机构中的每一个与所述外壳之间； 其中，所述压力腔室配置为接收流体； 其中，所述第一和第二接合机构配置为，响应于所述压力腔室内流体压力的增大，相对于所述外壳运动到所述接合位置中；并且 其中，所述第一和第二接合机构配置为，响应于所述压力腔室内流体压力的减小，相对于所述外壳运动到所述分离位置中。
【文档编号】F16D55/22GK103727150SQ201310481514
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2012年10月15日
【发明者】A.J.科斯蒂, G.塔梅 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司