用于车辆的变速器的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的变速器，更具体而言，本发明涉及一种减少换挡能力的下降(包括反向推动效果)的用于车辆的变速器。

背景技术：

类似于自动变速器，自动手动变速器通过在车辆行驶时利用致动器的方式来提供自动的换挡，在保持高于自动变速器的动力传递效率的同时还可以为驾驶员提供方便性，并且可以有助于提高车辆的燃料效率。

然而，对于基于同步啮合式换挡机构的自动手动变速器而言，在利用致动器(其切换挡位)来执行自动换挡时，必然存在来自发动机的动力断开的时期，因此会导致扭矩减少以及换挡能力的降低，会导致例如车辆在换挡时的反向推动效果。

为了解决这些问题，已经提出了这样的技术：利用在发动机与同步啮合式换挡机构之间的行星齿轮组，根据车辆的行驶状态而选择来自发动机的动力传递路径，从而选择性地将来自发动机的动力传递至输出轴。

现有技术中需要两个监控器来减少换挡能力的下降，因此会增加变速器的生产成本和重量。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的变速器，其可以减少换挡能力(包括在换挡时的反向推动效果)的下降。

根据本发明的各个方面，用于车辆的变速器可以包括：第一输入 轴，其持续地接收来自动力源的扭矩；第二输入轴，其经由离合器选择性地接收来自动力源的扭矩；第一中间轴和第二中间轴，其通过传动齿轮对分别与第一输入轴和第二输入轴连接；联接装置，其通过对传动齿轮对进行选择而从第一输入轴和第二输入轴分别向第一中间轴和第二中间轴传递扭矩；单向离合器，其将提供至第一输入轴的扭矩限制为从第一输入轴仅向第一中间轴传递；以及换挡机构，其包括在第一中间轴、第二中间轴和输出轴上的具有不同的传动比的多个换挡齿轮对，并且该换挡机构被配置为，使用同步器来通过选择对应于车辆速度的换挡齿轮对改变并向输出轴输出来自动力源的动力。

单向离合器可以设置在第一输入轴上的传动齿轮对的输入传动齿轮与第一输入轴之间。

所述传动齿轮对可以包括：第一传动齿轮对，其包括在第一输入轴上的第一输入传动齿轮和在第一中间轴上的第一输出传动齿轮；以及第二传动齿轮对，其包括在第二输入轴上的第二输入传动齿轮和在第二中间轴上的第二输出传动齿轮；并且其中，联接装置可以包括：第一传动联接装置，其选择性地联接第一传动齿轮对；以及第二传动联接装置，其选择性地联接第二传动齿轮对。

所述第一传动联接装置可以设置在第一中间轴上并且与第一输出传动齿轮接合，并且第二传动联接装置可以设置在第二中间轴并且与第二输出传动齿轮接合。

所述第一传动联接装置可以设置在第一输出传动齿轮的第一侧或第二侧，并且第二传动联接装置可以设置在第二输出传动齿轮的第一侧或第二侧。

换挡齿轮对可以包括：多个辅助换挡齿轮对，其具有不同的传动比并且设置在第一中间轴和输出轴上；以及多个主换挡齿轮对，其具有不同的传动比并且设置在第二中间轴和输出轴上，其中，辅助换挡齿轮对和主换挡齿轮对可以被配置为，使得存在具有相同传动比的换挡齿轮对。

换挡齿轮对可以包括：多个辅助换挡齿轮对，其具有不同的传动比并且设置在第一中间轴和输出轴上；以及多个主换挡齿轮对，其具有不同的传动比并且设置在第二中间轴和输出轴上，并且，齿轮对可 以被配置为，使得在第一传动齿轮对的传动比和辅助换挡齿轮对的传动比的合成传动比与第二传动齿轮对的传动比和主换挡齿轮对的合成传动比之间存在相同的合成传动比。

具有相同传动比的换挡齿轮对可以具有在特定传动比以上的传动比。

辅助换挡齿轮对和主换挡齿轮对可以共用输出轴上的输出齿轮。

在换挡至所希望的挡位的过程中，通过离合器的滑动控制以及单向离合器所允许的相对旋转行为，在特定挡位下从发动机传递至输出轴的扭矩平顺地改变，从而防止了换挡时车辆的换挡能力的下降(包括反向推动效果)。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。本文所指的混合动力车辆为具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。

本发明的方法和装置具有其他的特征和益处，根据并入本文的附图和随后的具体实施方案，这些特征和益处将是显而易见的，或者在并入本文的附图和随后的具体实施方案中这些特征和益处得到了详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为示意性地示出了根据本发明的示例性的用于车辆的变速器的整体结构示意图；

图2A、图2B、图2C和图2D为示出了通过根据本发明的示例性的用于车辆的变速器的从N挡位到1挡位的换挡过程的示意图；

图3A、图3B、图3C和图3D为示出了通过根据本发明的示例性的用于车辆的变速器的从1挡位到2挡位的换挡过程的示意图；

图4、图5和图6为示出了根据本发明的具有另一种单向离合器布置的示例性的用于车辆的变速器的整体配置示意图。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被示出在附图中并描述如下。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种可替选形式、修改形式、等同形式及其他实施方案。

根据本发明的各个实施方案的用于车辆的变速器可以包括：第一输入轴INPUT1、第二输入轴INPUT2、第一中间轴CNT1、第二中间轴CNT2、联接器、联接装置、单向离合器OWC以及换挡机构7。

参见图1，详细的，第一输入轴INPUT1在第一端连接至动力源，并且通过持续地接收来自动力源的扭矩而可以旋转。动力源可以是发动机1，第一输入轴INPUT1通过来自发动机1的扭矩可以持续地旋转。

第二输入轴INPUT2在第一端经由离合器C连接至动力源，并且可以通过根据离合器C的接合和不接合来选择性地接收来自动力源的扭矩而旋转。

第一输入轴INPUT1和第二输入轴INPUT2可以同轴地布置，其中，第二输入轴INPUT2可以是中空轴，而第一输入轴INPUT1可以插置在第二输入轴INPUT2中。

第一中间轴CNT1可以利用传动齿轮对而与第一输入轴INPUT1连接。

例如，第一传动齿轮对3可以分别在第一输入轴INPUT1和第一中间轴CNT1上彼此接合，并且可以包括成对的在第一输入轴INPUT1上的第一输入传动齿轮3A以及在第一中间轴CNT1上的第一输出传动齿轮3B。

如下所述，第一输入传动齿轮3A经由单向离合器OWC可以与第 一输入轴INPUT1旋转，而且第一输出传动齿轮3B可以相对于第一中间轴CNT1旋转。

第二中间轴CNT2可以利用传动齿轮对而与第二输入轴INPUT2连接。

例如，第二传动齿轮对5可以分别在第二输入轴INPUT2和第二中间轴CNT2上彼此接合，并且可以包括成对的在第二输入轴INPUT2上的第二输入传动齿轮5A以及在第二中间轴CNT2上的第二输出传动齿轮5B。

第二输入传动齿轮5A可以与第二输入轴INPUT2旋转，而且第二输出传动齿轮5B可以相对于第二中间轴CNT2旋转。

通过选择传动齿轮对，联接装置可以将扭矩从第一输入轴INPUT1传递至第一中间轴CNT1，以及将扭矩从第二输入轴INPUT2传递至第二中间轴CNT2。

例如，联接装置可以包括选择性地联接第一传动齿轮对3的第一传动联接装置ST1以及选择性地联接第二传动齿轮对5的第二传动联接装置ST2。

也就是说，在换挡时，通过在同步之前或之后利用传动联接装置将传动齿轮对联接至相对应的中间轴，来自动力源的扭矩可以从形成当前挡位的换挡齿轮对传递至形成所希望的挡位的换挡齿轮对。

为此，在第一中间轴CNT1上可以设置第一传动联接装置ST1，并且该第一传动联接装置与第一输出传动齿轮3B接合。此外，在第二中间轴CNT2上可以设置第二传动联接装置ST2，并且该第二传动联接装置与第二输出传动齿轮5B接合。

第一传动联接装置ST1可以设置在第一输出传动齿轮3B的第一侧或第二侧，而第二传动联接装置ST2也可以设置在第二输出传动齿轮5B的第一侧或第二侧。

例如，如图1至图4所示，第一传动联接装置ST1可以设置在第一输出传动齿轮3B面向发动机1的第一侧，或者如图5和图6所示，可以设置在第一输出传动齿轮3B面向换挡机构7的第二侧。

此外，如图1和图6所示，第二传动联接装置ST2可以设置在第二输出传动齿轮5B面向换挡机构7的第二侧，或者如图4和图5所示， 可以设置在第二输出传动齿轮5B面向发动机1的第一侧。

所有类型的用于连接/断开动力的联接装置(包括同步啮合式同步器、爪型离合器、改进的爪型离合器、干式/湿式离合器、电子/电动干式/湿式磁离合器、联接器、流体联接器以及花键)均可以用作第一传动联接装置ST1和第二传动联接装置ST2。

单向离合器OWC可以使得来自第一输入轴INPUT1的扭矩仅从第一输入轴INPUT1传递至第一中间轴CNT1，并且可以防止扭矩从第一中间轴CNT1传递至第一输入轴INPUT1。

例如，单向离合器OWC可以设置在第一输入轴INPUT1与第一输入轴INPUT1上的第一传动齿轮对3的第一输入传动齿轮3A之间。

这就是说，当第一输入轴INPUT1的转速大于第一输入传动齿轮3A的转速时，第一输入轴INPUT1迫使第一输入传动齿轮3A旋转，但是当第一输出传动齿轮3A的转速大于第一输入轴INPUT1的转速时，单向离合器OWC允许第一输入传动齿轮3A相对旋转，从而第一输入轴INPUT1与第一输入传动齿轮3A之间的转速差可以被吸收。

单向离合器OWC可以使用机械地连接或断开动力的构件，但是也可以使用以相同原理工作的机械装置(液压部件或液压-机械复合装置)或者使用电力/电磁力的装置。

接下来，换挡机构7可以包括在第一中间轴CNT1和输出轴OUTPUT上的以及第二中间轴CNT2和输出轴OUTPUT上的用于不同的传动比的多个换挡齿轮对，并且通过使用同步器，选择对应于车辆速度的换挡齿轮对以改变来自动力源(即，发动机)的动力，并将来自动力源的动力输出至输出轴OUTPUT。

输出轴OUTPUT(其与第一中间轴CNT1和第二中间轴CNT2平行设置)可以与第一输入轴INPUT1和第二输入轴INPUT2同轴线地布置。此外，尽管在附图中未显示，传递至输出轴OUTPUT的输出可以由另外的齿轮对、行星齿轮组或其他传动元件而在速度上增加或减小，然后再传递至车轮。

换挡机构7的换挡齿轮对可以包括：辅助换挡齿轮对和主换挡齿轮对。辅助换挡齿轮对可以向第一中间轴CNT1和输出轴OUTPUT提供不同的传动比，主换挡齿轮对可以向第二中间轴CNT2和输出轴 OUTPUT提供不同的传动比。

例如，辅助换挡齿轮对和主换挡齿轮对可以包括具有相同传动比的换挡齿轮对。

具有相同传动比的换挡齿轮对可以具有在特定传动比上的传动比。如图1所示，在换挡齿轮对中，1挡位至5挡位的辅助换挡齿轮对GS1、GS2、GS3、GS4和GS5的传动比与1挡位至5挡位的主换挡齿轮对GM1、GM2、GM3、GM4和GM5的传动比可以相同。

这就是说，在车辆以相对低速行驶的情况下而执行换挡时更需要扭矩辅助，所以用于较低挡位的辅助换挡齿轮对和主换挡齿轮对可以具有相同的传动比。因此，基于辅助换挡齿轮对的挡位能够确定在换挡时对哪个挡位应用扭矩辅助。

例如，在6挡位变速器中，当由主换挡齿轮对形成六个挡位而由辅助换挡齿轮对形成五个挡位时，如图1所示，扭矩辅助可以在全部挡位上实现。

然而，尽管在图中未示出，当由主换挡齿轮对形成六个挡位而由辅助换挡齿轮对形成四个挡位时，扭矩辅助仅可以在从1挡位至5挡位的换挡中实现。

此外，当主换挡齿轮对形成六个挡位而辅助换挡齿轮对形成两个挡位时，扭矩辅助仅可以在从1挡位至3挡位的换挡中实现。

此外，在本发明中，辅助换挡齿轮对和主换挡齿轮对可以共用输出轴OUTPUT上的输出齿轮。

例如，1挡位、2挡位、3挡位、4挡位和5挡位的辅助换挡齿轮对GS1、GS2、GS3、GS4和GS5可以在第一中间轴CNT1和输出轴OUTPUT上彼此接合，1挡位、2挡位、3挡位、4挡位、5挡位和6挡位的主换挡齿轮对GM1、GM2、GM3、GM4、GM5和GM6可以在第二中间轴CNT2和输出轴OUTPUT上彼此接合。通过共用输出轴OUTPUT上的输出齿轮，第一中间轴CNT1上的1挡位至5挡位辅助换挡输入齿轮以及第二中间轴CNT2上的1挡位至5挡位主换挡输入齿轮可以形成辅助换挡齿轮对GS1、GS2、GS3、GS4和GS5以及主换挡齿轮对GM1、GM2、GM3、GM4和GM5。

用于选择辅助换挡齿轮对和主换挡齿轮对的同步器分别可以设置 在第一中间轴CNT1和第二中间轴CNT2上。

例如，辅助换挡1和2挡位同步器SS1&2可以设置在用于辅助换挡的辅助换挡1挡位和2挡位输入齿轮之间，辅助换挡3和4挡位同步器SS3&4可以设置在辅助换挡3挡位和4挡位输入齿轮之间，辅助换挡5挡位同步器SS5可以设置在辅助换挡5挡位输入齿轮的一侧。

此外，主换挡1和2挡位同步器SM1&2可以设置在用于主换挡的主换挡1挡位和2挡位输入齿轮之间，主换挡3和4挡位同步器SM3&4可以设置在主换挡3挡位和4挡位输入齿轮之间，主换挡5和6挡位同步器SM5&6可以设置在主换挡5挡位和6挡位输入齿轮之间。

在本发明中，辅助换挡齿轮对和主换挡齿轮对的传动比可以相同，但是辅助换挡齿轮对和主换挡齿轮对的传动比也可以不同，而从辅助换挡齿轮对传递至输出轴OUTPUT的合成传动比与从主换挡齿轮对传递至输出轴OUTPUT的合成传动比相同。

例如，齿轮对可以被配置为，使得在第一传动齿轮对3的传动比和辅助换挡齿轮对的传动比的合成传动比与第二传动齿轮对5的传动比和主换挡齿轮对的合成传动比之间存在相同的合成传动比。

这就是说，换挡齿轮对可以被配置为，使得通过将第一传动齿轮对3的传动比乘以辅助换挡齿轮对中的任意一个的传动比所获得的合成传动比与通过将第二传动齿轮对5的传动比乘以主换挡齿轮对中的任意一个的传动比所获得的合成传动比相同。

下面描述本发明的操作和效果。

将参考图2A至图2D来描述用于低速的从N挡(空挡)至1挡的换挡过程。

在车辆启动时，第一输入轴INPUT1直接地连接至发动机1，从而第一输入传动齿轮3随第一输入轴INPUT1旋转。

在该状态下，变速器中全部的联接装置设置为空挡状态，因此，无论离合器C是否接合，都没有负载施加至运转的发动机1。

当开始换挡至1挡时，如图2A所示，在离合器C接合之前，第二传动齿轮对5的第二输出传动齿轮5B由第二传动联接装置ST2联接至第二中间轴CNT2，并且主换挡1挡位输入齿轮由主换挡1和2挡位同步器SM1&2而联接至第二中间轴CNT2。

在该状态下，随着离合器C的缓慢的接合，如图2B所示，来自发动机1的扭矩开始经由第二输入轴INPUT2传递，从而动力经由第二传动齿轮对5传递至第二中间轴CNT2，并且通过主换挡1挡位换挡齿轮对GM1车辆可以以1挡位行驶。

之后，如图2C所示，第一传动齿轮对3的第一输出传动齿轮3B由第一传动联接装置ST1联接至第一中间轴CNT1，并且辅助换挡1挡位输入齿轮由辅助换挡1和2挡位同步器SS1&2而联接至第一中间轴CNT1。

这就是说，如图2B所示，当车辆在1挡位行驶时，第一输入轴INPUT1和第二输入轴INPUT2以相同的转速旋转，此时，第一传动齿轮对3和第二传动齿轮对5形成相同的传动比，并且主换挡1挡位换挡齿轮对GM1和辅助换挡1挡位换挡齿轮对GS1也形成相同的传动比。

因此，不仅是第一传动齿轮对3和第二传动齿轮对5，主换挡1挡位换挡齿轮对GM1和辅助换挡1挡位换挡齿轮对GS1也在其转速同步的情况下旋转，使得相应的联接装置或同步器可以安全地联接而不产生联接噪声或损坏第一传动齿轮对3和辅助换挡1挡位换挡齿轮对GS1。

接下来，在图2D中，第二传动联接装置ST2从第二传动齿轮对5脱开，主换挡1和2挡位同步器SM1&2从主换挡1挡位换挡齿轮对GM1脱开。然而，尽管第二传动齿轮对5与主换挡1挡位换挡齿轮对GM1分离，第一输入轴INPUT1保持直接地连接至发动机1，使得来自发动机的扭矩经由第一传动齿轮对3、第一中间轴CNT1和辅助换挡1挡位换挡齿轮对GS1持续传递至输出轴OUTPUT，因此，车辆可以在1挡位下继续向前行驶。

因此，即使离合器C不接合，经由直接地连接至发动机1的第一输入轴INPUT1所传递的来自发动机1的扭矩继续通过第一中间轴CNT1传递至输出轴OUTPUT，从而可以保持1挡位。

接下来，将参考图3A至图3D来描述从1挡位至2挡位的换挡过程。

如图3A所示，当开始从1挡位换挡至2挡位时，在离合器C不 接合的情况下，第二传动齿轮对5的第二输出传动齿轮5B由第二传动联接装置ST2联接至第二中间轴CNT2。

在该状态下，随着离合器C的缓慢的接合，如图3B所示，来自发动机1的扭矩开始经由第二输入轴INPUT2传递，从而动力由第二传动齿轮对5传递至第二中间轴CNT2，并且通过主换挡2挡位换挡齿轮对GM2车辆可以以2挡位行驶。

在该情况下，在离合器C接合之前，第一传动齿轮对3与辅助换挡1挡位换挡齿轮对GS1接合，车辆在1挡位下行驶，但是在离合器C接合之后，利用第二换挡齿轮对5和主换挡2挡位换挡齿轮对GM2，形成换挡至2挡位。

然而，由辅助换挡1挡位换挡齿轮对GS1与主换挡2挡位换挡齿轮对GM2之间的传动比差所导致的第一中间轴CNT1与第一输入轴INPUT1之间的转速差(此时，第一中间轴CNT1以高于第一输入轴INPUT1的转速旋转)是被允许的并且这种传动比的差被单向离合器OWC吸收，使得来自发动机的扭矩不会从第一中间轴CNT1传递至第一输入轴INPUT1。

因此，在从1挡位至2挡位的换挡过程中，通过离合器C的滑动接合控制以及单向离合器OWC所允许的相对旋转，从第一中间轴CNT1到输出轴OUTPUT的动力流平顺地改变至从第二中间轴CNT2到输出轴OUTPUT，从而防止了换挡时车辆的换挡能力的下降(包括反向推动效果)。

之后，如图3C所示，第一传动齿轮对3的第一输出传动齿轮3B由第一传动联接装置ST1联接至第一中间轴CNT1。

这就是说，如图3B所示，当车辆在2挡位下行驶时，第一输入轴INPUT1和第二输入轴INPUT2以相同的转速旋转，此时，第一传动齿轮对3和第二传动齿轮对5形成相同的传动比，并且主换挡2挡位换挡齿轮对GM2和辅助换挡2挡位换挡齿轮对GS2也形成相同的传动比。

因此，不仅是第一传动齿轮对3和第二传动齿轮对5，主换挡2挡位换挡齿轮对GM2和辅助换挡2挡位换挡齿轮对GS2也在它们转速同步的情况下旋转，使得相应的联接装置或同步器可以安全地联接 而不产生联接噪声或损坏第一传动齿轮对3和辅助换挡2挡位换挡齿轮对GS2。

接下来，在图3D中，第二传动联接装置ST2从第二传动齿轮对5脱开，主换挡1和2挡位同步器SM1&2从主换挡2挡位换挡齿轮对GM2脱开。然而，尽管第二传动齿轮对5与主换挡2挡位换挡齿轮对GM2分离，第一输入轴INPUT1保持直接地连接至发动机1，使得来自发动机1的扭矩经由第一传动齿轮对3、第一中间轴CNT1和辅助换挡2挡位换挡齿轮对GS2持续传递至输出轴OUTPUT，因此，车辆可以在2挡位下持续向前行驶。

因此，即使离合器C不接合，通过直接连接至发动机1的第一输入轴INPUT1所传递的来自发动机1的扭矩继续由第一中间轴CNT1传递至输出轴OUTPUT，从而可以保持第2挡位。

此外，在上述换挡过程中也可以实现其他挡位。

如上所述，根据本发明，在换挡至所希望的挡位的过程中，通过离合器的滑动接合控制以及单向离合器OWC所允许的相对旋转行为，在特定挡位下的由发动机1传递至输出轴OUTPUT的扭矩平顺地改变至输出轴OUTPUT，从而防止了换挡时车辆的换挡能力的下降(包括反向推动效果)。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够利用并实现本发明的各种示例性实施方案及其各种可替选形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式来限定。