具有集成式行星型扭振减振器的变矩器组件的制作方法

1.本公开总体上涉及用于传输扭矩的动力总成系统。更具体地，本公开的各方面涉及用于机动车辆动力总成的液力变矩器的扭转减振器组件。


背景技术：

2.当前生产的机动车辆（诸如，现代汽车）最初配备有动力总成，该动力总成进行操作以推进车辆并为车辆的车载电子设备供电。在汽车应用中，例如，车辆动力总成总体上以原动机为代表，该原动机通过自动或手动换挡的动力变速器将驱动动力递送到车辆的最终驱动系统（例如，差速器、车轴、负重轮等）。历史上汽车一直由往复活塞式内燃发动机（ice）组件供以动力，这是由于其随时可用性以及相对便宜的成本、轻便的重量和整体的效率所致。作为一些非限制性示例，这样的发动机包括压缩点火（ci）柴油发动机、火花点火（si）汽油发动机、二冲程、四冲程和六冲程架构、以及旋转发动机。另一方面，混合动力电动车辆和纯电动车辆利用替代性动力源来推进车辆，且因此最小化或消除了对基于矿物燃料的发动机获得牵引动力的依赖。
3.纯电动车辆（fev）（俗称“电动汽车”）是一种类型的电驱动车辆构型，其从动力总成系统完全去除了内燃发动机和附随的外围部件，仅依赖电动牵引马达来推进和支持附件负荷。基于ice的车辆的发动机组件、燃料供应系统和排气系统被fev中的单个或多个牵引马达、牵引电池组以及电池冷却和充电硬件所取代。相比之下，混合动力电动车辆（hev）的动力总成采用多种牵引动力源来推进车辆，最常见的是结合以电池为动力或以燃料电池为动力的电动牵引马达来操作内燃发动机组件。由于混合动力型电驱动车辆能够从除发动机以外的其他源获取其动力，因此，在由（一个或多个）电动马达推进车辆时，混合动力电动车辆的发动机可全部或部分地关闭。
4.采用自动变速器的车辆动力总成通常在内燃发动机与多速变速器之间插入液力变矩器以管控旋转动力在其间的转移。变矩器被设计成选择性地将动力从发动机传输到传动系统以进行车辆推进并在车辆车轮和变速器齿轮停止时允许曲轴旋转而发动机不熄火。取代手动变速器的机械离合器的是，标准变矩器（tc）充当与驱动地连接到发动机曲轴的叶轮以及驱动地连接到变速器输入轴的涡轮的流体联接件。介于叶轮与涡轮之间的是调节它们各自的流体体积之间的流体流量的定子。液压泵调整变矩器壳体内的流体压力，以调整从叶轮转移到涡轮的旋转能的量。叶轮与涡轮之间的大的速度差导致叶轮扭矩的扭矩倍增，如例如当车辆在发动机运转的情况下从静止加速时。
5.大多数现代变矩器组件都配备有内部“锁止”离合器机构，当发动机曲轴和变速器输入轴的速度几乎相等时，该内部“锁止”离合器机构被主动地接合以将发动机曲轴刚性地连接到变速器输入轴，例如以避免不想要的打滑和所得效率损失。发生系统“打滑”是因为在变矩器中叶轮的转速相对于涡轮的转速固有地是不同的。发动机输出与变速器输入之间的大的打滑百分比影响力量车辆的燃料经济性；采用变矩器离合器（tcc）有助于显著减少不想要的打滑。tcc进行操作以将发动机输出处的叶轮机械地锁定到变速器输入处的涡轮，
使得发动机输出和变速器输入以相同的速度旋转。可由动力总成控制模块（pcm）来控制tcc的应用以在某些操作条件下（例如，在离合器到离合器换挡期间）修改离合器的接合力，从而消除在期望扭矩流中断的瞬变期间不期望的扭矩波动和发动机速度变化。可采用扭转隔离减振器来衰减在tcc锁止期间在发动机与变速器之间传输的扭矩相关的振动。


技术实现要素：

6.本文中呈现了具有集成式行星型扭振减振器的变矩器组件、配备有这样的tc组件的扭矩传输动力总成、用于制造这样的tc组件的方法和用于使用这样的tc组件的方法、以及配备有这样的tc组件的机动车辆。通过示例的方式，呈现了一种液力变矩器，其具有流体地联接到变速器驱动的涡轮的发动机驱动的叶轮、以及介于叶轮与涡轮之间的扭矩倍增定子。tcc锁止离合器也被包装在tc壳体的内部流体体积内部，该tcc锁止离合器将壳体的前盖及因此发动机曲轴可旋转地锁定到tc涡轮轴及因此变速器输入轴。行星型扭振减振器被夹在锁止离合器与流体联接的涡轮和叶轮之间。减振器包括具有外环齿轮（ring gear）的行星齿轮组，该外环齿轮与中心太阳齿轮同心地对准。与环齿轮和太阳齿轮相互啮合的周向间隔的小齿轮型“行星”齿轮安装到行星齿轮架上。环齿轮例如经由互连的环驱动板（ring drive plate）牢固地附接到tcc以与其一致地旋转，而行星齿轮架例如经由互连的齿轮架驱动板（carrier drive plate）牢固地附接到涡轮壳以与其一致地旋转。太阳齿轮例如经由相互啮合的花键齿牢固地附接到涡轮轴以与其一致地旋转。周向间隔的压缩弹簧由专用的弹簧保持器盘（spring retainer disc）携载，并且使行星齿轮架与环齿轮配对。
7.至少一些所公开构思的附随的益处可包括具有完全集成式扭转减振器组件的液力变矩器组件，该完全集成式扭转减振器组件有助于隔离和减小扭矩摆幅和振动激励以使会在关键的发动机操作点产生的车辆噪声、振动和声振粗糙度（nvh）最小化。所公开构思的各方面还有助于减小冲击速度和扭矩变化对变矩器组件的其他相关影响。所公开的减振器组件设计还可减少减振元件的所需行程，以便最小化减振器组件的整体尺寸和必需的包装空间。所公开的变矩器组件和减振器组件可以并入到标准和电驱动车辆架构两者以及非汽车应用中。其他附随的益处可包括降低零件成本和制造复杂性。
8.本公开的方面针对具有集成式行星型减振器的液力变矩器组件，所述集成式行星型减振器用于隔离和减轻通过扭矩传输动力总成所转移的扭振。在示例中，呈现了一种变矩器组件，其包括tc壳体，该tc壳体驱动地连接（例如，经由凸耳、凸耳板和挠性板）到原动机（例如，发动机和/或马达）的输出构件以接收由原动机生成的扭矩。tc输出构件（诸如，中心涡轮轴）从tc壳体突出，并且驱动地连接到变速器的输入构件（诸如，输入齿轮）以将发动机生成的扭矩转移到该输入构件。具有涡轮叶片的涡轮以及具有叶轮叶片的叶轮可旋转地安装在tc壳体的内部流体腔室内。叶轮叶片与涡轮叶片并置，并且可旋转地安装到tc壳体。
9.继续以上示例的讨论，变矩器组件还包括例如湿摩擦类型的tc锁止离合器，该tc锁止离合器布置在tc的内部流体腔室内并且可操作以将tc壳体选择性地锁定到tc输出构件。扭振减振器与tc组件集成，该扭振减振器位于内部流体腔室内部、布置在涡轮与tc离合器之间。扭振减振器包括具有太阳齿轮、环齿轮和行星齿轮架的行星齿轮组。太阳齿轮与tc输出构件同心，并且可旋转地锁定或以其他方式牢固地附接到tc输出构件以与其共同旋转。通过比较，环齿轮与太阳齿轮同轴，并且可旋转地锁定或以其他方式牢固地附接到tc离
合器以与其共同旋转。与太阳齿轮和环齿轮两者都同轴的行星齿轮架承载一个或多个小齿轮，所述小齿轮与环齿轮和太阳齿轮相互啮合。行星齿轮架可旋转地锁定或以其他方式牢固地附接到涡轮叶片以与其共同旋转。
10.本公开的附加方面针对机动车辆，其配备有与行星型扭振减振器集成的tc组件。如本文中所使用的，术语“车辆”和“机动车辆”可互换地和同义地使用以包括任何相关的车辆平台，诸如乘用车辆（ice、hev、fev、燃料电池、完全和部分自主等）、商用车辆、工业车辆、履带车辆、越野和全地形车辆（atv）、摩托车、农场设备、船只、飞机等。在示例中，机动车辆包括车辆本体，该车辆本体具有多个负重轮和其他标准原始设备。内燃发动机组件安装在车辆本体上，并且单独操作（例如，用于标准动力总成）或与一个或多个牵引马达结合操作（例如，用于hev动力总成）以驱动负重轮中的一者或多者以由此推进车辆。
11.继续以上示例的讨论，车辆还包括多速动力变速器，该多速动力变速器安装到车辆本体并且包括驱动地连接到发动机的变速器输入轴和驱动地连接到负重轮中的一者或多者的变速器输出轴。变矩器将ice组件操作性地连接到动力变速器。该tc组件包括tc壳体，该tc壳体驱动地连接到发动机曲轴以由此接收由ice组件生成的扭矩。涡轮轴从tc壳体突出，并且驱动地连接到变速器输入轴以由此将扭矩转移到动力变速器。具有涡轮叶片的涡轮可旋转地安装在tc壳体的内部流体腔室内。同样，叶轮的叶轮叶片与涡轮叶片并置，并且在内部流体腔室内可旋转地安装到tc壳体。tc离合器可操作以将tc壳体锁定到涡轮轴。扭振减振器布置在内部流体腔室内、介于涡轮与tc离合器之间。扭振减振器包括：太阳齿轮，其附接到涡轮轴以统一（unitary）旋转；环齿轮，其与太阳齿轮同心并附接到tc离合器以统一旋转；以及行星齿轮架，其与太阳齿轮和环齿轮同轴、承载与环齿轮和太阳齿轮相互啮合的多个小齿轮并且附接到涡轮叶片以统一旋转。
12.本文中还呈现了用于制造所公开的变矩器组件中的任一者的方法和用于操作所公开的变矩器组件中的任一者的方法、动力总成和/或机动车辆。在示例中，呈现了一种用于组装变矩器组件的方法，该变矩器组件用于将原动机与变速器驱动地连接。该代表性方法包括以任何顺序并以与上文和下文所公开的选项和特征中的任一者的任何组合的以下各者：接收变矩器壳体，该变矩器壳体被构造成驱动地连接到原动机的输出构件以由此接收由原动机生成的扭矩；将tc输出构件定位成从tc壳体内的内部流体腔室突出，该tc输出构件被构造成驱动地连接到变速器的输入构件以由此将扭矩转移到变速器；将涡轮的涡轮叶片可旋转地安装在内部流体腔室内；将叶轮的叶轮叶片在内部流体腔室内可旋转地安装到tc壳体，使得叶轮叶片与涡轮叶片并置；将tc离合器定位在内部流体腔室内，该tc离合器可操作以将tc壳体锁定到tc输出构件；将扭振减振器定位在内部流体腔室内、在涡轮与tc离合器之间，该扭振减振器包括太阳齿轮、与太阳齿轮同轴的环齿轮以及承载与环齿轮和太阳齿轮相互啮合的小齿轮的行星齿轮架；将太阳齿轮附接到tc输出构件以与其共同旋转；将环齿轮附接到tc离合器以与其共同旋转；以及将行星齿轮架附接到涡轮叶片以与其共同旋转。
13.以上方法中的将行星齿轮架附接到涡轮叶片可包括经由齿轮架驱动板将行星齿轮架联接到带有叶片的（bladed）涡轮壳。作为又一另外的选项，以上述方法中的将行星齿轮架联接到涡轮壳可包括将从齿轮架驱动板轴向地突出的齿轮架凸片插入到从涡轮壳径向向外突出的适配器环的槽中。该方法还可包括经由涡轮毂将涡轮壳可旋转地安装到太阳
齿轮的环形毂上。此外，该方法可进一步包括经由弹簧元件使经齿轮架驱动板安装的弹簧保持器与tc离合器的tc摩擦板配对，使得行星齿轮架可移动地附接到tc离合器。以上方法中的将环齿轮附接到tc离合器可包括经由环驱动板将环齿轮联接到摩擦板。
14.本发明还提供了以下技术方案：1. 一种用于将原动机与变速器驱动地连接的变矩器组件，所述原动机具有输出构件，并且所述变速器具有输入构件，所述变矩器组件包括：变矩器（tc）壳体，其限定内部流体腔室并被构造成驱动地连接到所述输出构件以由此接收由所述原动机生成的扭矩；tc输出构件，其从所述tc壳体突出并被构造成驱动地连接到所述输入构件以由此将扭矩转移到所述变速器；具有涡轮叶片的涡轮，所述涡轮可旋转地安装在所述内部流体腔室内；具有叶轮叶片的叶轮，所述叶轮叶片与所述涡轮叶片并置并且在所述内部流体腔室内可旋转地安装到所述tc壳体；tc离合器，其可操作以将所述tc壳体锁定到所述tc输出构件；以及扭振减振器，其布置在所述内部流体腔室内、在所述涡轮与所述tc离合器之间，所述扭振减振器包括：太阳齿轮，其附接到所述tc输出构件以与其一致地旋转；环齿轮，其与所述太阳齿轮同轴并附接到所述tc离合器以与其一致地旋转；以及行星齿轮架，其具有与所述环齿轮和太阳齿轮相互啮合的小齿轮，所述行星齿轮架附接到所述涡轮叶片以与其一致地旋转。
15.2. 根据技术方案1所述的变矩器组件，其中，所述涡轮进一步包括涡轮壳，所述涡轮叶片刚性地安装到所述涡轮壳上，并且其中，所述扭振减振器进一步包括将所述行星齿轮架联接到所述涡轮壳的齿轮架驱动板。
16.3. 根据技术方案2所述的变矩器组件，其中，所述涡轮进一步包括从所述涡轮壳径向向外突出的适配器环，并且其中，所述扭振减振器进一步包括齿轮架凸片，所述齿轮架凸片从所述齿轮架驱动板轴向地突出到被限定在所述适配器环中的槽中，以由此将所述行星齿轮架驱动地联接到所述涡轮壳。
17.4. 根据技术方案3所述的变矩器组件，其中，所述适配器环被焊接到所述涡轮壳的外直径表面，所述槽包括延伸穿过所述适配器环的多个周向间隔的槽，并且所述齿轮架凸片包括多个周向间隔的凸片，每个凸片从所述齿轮架驱动板轴向地突出到所述适配器环的所述槽中的相应一者中。
18.5. 根据技术方案2所述的变矩器组件，其中，所述太阳齿轮包括环形本体以及从所述环形本体轴向地突出的环形毂，并且其中，所述涡轮进一步包括涡轮毂，所述涡轮毂使所述涡轮壳可旋转地安置到所述太阳齿轮的所述环形毂上。
19.6. 根据技术方案2所述的变矩器组件，其中，所述tc离合器包括tc摩擦板，并且其中，所述扭振减振器进一步包括：弹簧保持器，其安装到所述齿轮架驱动板；以及弹簧元件，其使所述弹簧保持器与所述tc摩擦板配对，使得所述行星齿轮架可移动地附接到所述tc离合器。
20.7. 根据技术方案6所述的变矩器组件，其中，所述弹簧保持器包括多个周向间隔
的弹簧凹穴，并且所述弹簧元件包括多个螺旋压缩弹簧，每个螺旋压缩弹簧布置在所述弹簧凹穴中的相应一者内。
21.8. 根据技术方案1所述的变矩器组件，其中，所述tc离合器包括tc摩擦板，并且其中，所述扭振减振器进一步包括环驱动板，所述环驱动板将所述环齿轮联接到所述摩擦板以与其共同旋转。
22.9. 根据技术方案8所述的变矩器组件，其中，所述tc离合器进一步包括压力板，所述压力板能够在所述tc输出构件上轴向地滑动，并且在所述内部流体腔室内的流体的液压压力下可操作以将所述摩擦板与所述tc壳体摩擦地接合，以由此经由所述扭振减振器将所述tc壳体锁定到所述tc输出构件。
23.10. 根据技术方案8所述的变矩器组件，其中，所述扭振减振器进一步包括：弹簧保持器，其安装到齿轮架驱动板，所述齿轮架驱动板联接到所述行星齿轮架；以及弹簧元件，其使所述弹簧保持器与所述tc摩擦板和所述环驱动板配对，使得所述行星齿轮架可移动地附接到所述tc离合器和环齿轮。
24.11. 根据技术方案1所述的变矩器组件，其中，所述环齿轮与所述太阳齿轮和所述行星齿轮架同心。
25.12. 根据技术方案1所述的变矩器组件，其中，所述tc输出构件包括具有外部花键齿的涡轮轴，并且其中，所述太阳齿轮包括具有内部花键齿的中心通孔，所述内部花键齿与所述涡轮轴的所述外部花键齿相互啮合。
26.13. 根据技术方案1所述的变矩器组件，其中，所述原动机包括发动机，并且所述输出构件包括发动机曲轴，并且其中，所述tc壳体包括涡轮盖，所述涡轮盖刚性地附接到泵盖以在其间限定所述内部流体腔室，所述涡轮盖被构造成刚性地附接到所述发动机曲轴。
27.14. 一种机动车辆，其包括：车辆本体，其具有附接到所述车辆本体的多个负重轮；内燃发动机（ice）组件，其安装到所述车辆本体并且包括曲轴，所述曲轴被构造成输出由所述ice组件生成的扭矩；多速动力变速器，其安装到所述车辆本体并且包括变速器输入构件和变速器输出构件，所述变速器输出构件驱动地连接到所述负重轮中的一者或多者以由此推进所述机动车辆；以及变矩器（tc）组件，其将所述ice组件与所述动力变速器操作性地连接，所述ice组件包括：tc壳体，其限定内部流体腔室并驱动地连接到所述曲轴以由此接收由所述ice组件生成的扭矩；涡轮轴，其从所述tc壳体突出并且驱动地连接到所述变速器输入构件以由此将扭矩转移到所述动力变速器；具有涡轮叶片的涡轮，所述涡轮可旋转地安装在所述内部流体腔室内；具有叶轮叶片的叶轮，所述叶轮叶片与所述涡轮叶片并置并且在所述内部流体腔室内可旋转地安装到所述tc壳体；tc离合器，其可操作以将所述tc壳体锁定到所述涡轮轴；以及扭振减振器，其布置在所述内部流体腔室内、在所述涡轮与所述tc离合器之间，所述扭
振减振器包括：太阳齿轮，其附接到所述涡轮轴以与其一致地旋转；环齿轮，其与所述太阳齿轮同心并附接到所述tc离合器以与其一致地旋转；以及行星齿轮架，行星齿轮架，其与所述太阳齿轮和环齿轮同轴并携载与所述环齿轮和太阳齿轮相互啮合的多个小齿轮，所述行星齿轮架附接到所述涡轮叶片以与其一致地旋转。
28.15. 一种组装用于将原动机与变速器驱动地连接的变矩器组件的方法，所述原动机具有输出构件，并且所述变速器具有输入构件，所述方法包括：接收变矩器（tc）壳体，所述tc壳体被构造成驱动地连接到所述输出构件以由此接收由所述原动机生成的扭矩；将tc输出构件定位成从所述tc壳体内的内部流体腔室突出，所述tc输出构件被构造成驱动地连接到所述输入构件以由此将扭矩转移到所述变速器；将涡轮的涡轮叶片可旋转地安装在所述内部流体腔室内；将叶轮的叶轮叶片在所述内部流体腔室内可旋转地安装到所述tc壳体，使得所述叶轮叶片与所述涡轮叶片并置；将tc离合器定位在所述内部流体腔室内，所述tc离合器可操作以将所述tc壳体锁定到所述tc输出构件；将所述扭振减振器定位在所述内部流体腔室内、在所述涡轮与所述tc离合器之间，所述扭振减振器包括太阳齿轮、与所述太阳齿轮同轴的环齿轮以及具有与所述环齿轮和太阳齿轮相互啮合的小齿轮的行星齿轮架；将所述太阳齿轮附接到所述tc输出构件以与其一致地旋转；将所述环齿轮附接到所述tc离合器以与其一致地旋转；以及将所述行星齿轮架附接到所述涡轮叶片以与其一致地旋转。
29.16. 根据技术方案15所述的方法，其中，所述涡轮进一步包括涡轮壳，所述涡轮叶片刚性地安装到所述涡轮壳上，并且所述扭振减振器进一步包括齿轮架驱动板，并且其中，将所述行星齿轮架附接到所述涡轮叶片包括经由所述齿轮架驱动板将所述行星齿轮架联接到所述涡轮壳。
30.17. 根据技术方案16所述的方法，其中，所述涡轮进一步包括从所述涡轮壳径向向外突出并限定槽的适配器环，并且所述扭振减振器进一步包括从所述齿轮架驱动板轴向地突出的齿轮架凸片，并且其中，将所述行星齿轮架联接到所述涡轮壳包括将所述齿轮架凸片插入到所述适配器环的所述槽中。
31.18. 根据技术方案16所述的方法，其中，所述太阳齿轮包括环形本体以及从所述环形本体轴向地突出的环形毂，并且所述涡轮进一步包括涡轮毂，所述方法进一步包括经由所述涡轮毂将所述涡轮壳可旋转地安装到所述太阳齿轮的所述环形毂上。
32.19. 根据技术方案16所述的方法，其中，所述tc离合器包括tc摩擦板，并且其中，所述扭振减振器进一步包括：弹簧保持器，其安装到所述齿轮架驱动板；以及安置在所述弹簧保持器上的弹簧元件，所述方法进一步包括经由所述弹簧元件使所述弹簧保持器与所述tc摩擦板配对，使得所述行星齿轮架可移动地附接到所述tc离合器。
33.20. 根据技术方案15所述的方法，其中，所述tc离合器包括tc摩擦板，并且所述扭振减振器进一步包括环驱动板，并且其中，将所述环齿轮附接到所述tc离合器包括经由所述环驱动板将所述环齿轮联接到所述摩擦板。
34.以上发明内容并非旨在代表本公开的每个实施例或每个方面。相反，前面的发明内容仅仅提供了本文中所阐述的新颖构思和特征中的一些的举例说明。当结合附图和所附权利要求书时，从对用于实施本公开的所图示的示例和代表性模式的以下详细描述中，本公开的以上特征和优点、以及其他特征和附随优点将容易显而易见。此外，本公开明确包括上文和下文所呈现的元件和特征的任何和所有组合和子组合。
附图说明
35.图1是根据本公开的各方面的代表性机动车辆的示意性图示，该机动车辆具有动力总成，该动力总成具有通过变矩器组件和多速动力变速器驱动地连接到发动机组件和牵引马达的最终驱动系统（final drive system）。
36.图2是根据本公开的各方面的具有集成式行星型扭振减振器的代表性液力变矩器组件的局部示意性、剖视侧视图图示。
37.本公开易于作出各种修改和替代形式，并且一些代表性实施例通过示例的方式在附图中示出并且在本文中将进行详细描述。然而，应理解，本公开的新颖方面不限定于上文枚举的附图中所图示的特定形式。相反，本公开将覆盖落入如例如由所附权利要求书涵盖的本公开的范围内的所有修改、等同物、组合、子组合、排列、分组以及替代方案。
具体实施方式
38.本公开容许许多不同形式的实施例。本公开的代表性实施例在附图中示出并且将在本文中进行详细描述，应理解这些实施例被提供作为所公开的原理的举例说明，对本公开的广泛方面无限制。在一定程度上，例如在摘要、引言、发明内容和具体实施方式部分中描述但权利要求书中并未明确阐述的元件和限制不应单独地或共同地通过隐含、推断或以其他方式并入到权利要求书中。
39.为了本具体实施方式的目的，除非明确地放弃保护，否则：单数包括复数且反之亦然；词语“和”和“或”应两者都为联合的和非联合的；词语“任何”和“所有”应两者都意指“任何和所有”；并且词语“包括（including）”、“包含（containing）”、“包括（comprising）”、“具有”等应各自意指“包括但不限于”。此外，例如，粗略估计的词语（诸如，“约”、“几乎”、“基本上”、“总体上”、“大约”等）在本文中可各自在“为
……
、接近
……
或几乎为
……”
、或“在
……
的0-5％以内”或“在可接受的制造公差内”或其任何逻辑组合的意义上使用。最后，方向性形容词和副词（诸如，前侧、后侧、内侧、外侧、右舷、左舷、竖直、水平、向上、向下、前、后、左、右等）可相对于机动车辆，诸如当机动车辆操作性地定向在水平驾驶表面上时该车辆的向前驾驶方向。
40.现在参考附图，其中，相似的附图标记贯穿若干视图指代相似的特征，图1中示出了代表性汽车的示意性图示，该汽车总体上被标示在10处并且为了讨论的目的而被描绘为具有平行式双离合器（p2）混合动力电动动力总成的乘用车辆。特别地，所图示的动力总成总体上由单个发动机12和单个马达14组成，该发动机和马达单独地和一致地操作以通过流体动力变矩器（tc）组件18将牵引动力传输到多速动力变速器16，以驱动车辆的最终驱动系统11的一个或多个负重轮20。所图示的汽车10（本文中也简称为“机动车辆”或“车辆”）仅仅是一种能够对本公开的各方面和特征进行实践的示例性应用。同样地，将本构思实施到p2
混合动力动力总成中也应被了解为本文中所公开的新颖构思的示例性应用。因而，将理解的是，本公开的各方面和特征可以被应用于其他车辆动力总成构型，并且被利用于任何逻辑上相关类型的机动车辆。此外，图1的示意性图示本身并不代表其中所呈现的相互连接的动力总成部件之间的实际机械连接点。最后，仅已示出所选部件，并且本文中将以附加的细节来描述这些所选部件。尽管如此，下文所讨论的车辆、动力总成和变矩器可以包括众多附加和替代特征、以及其他可用的外围部件，例如以用于实施本公开的各种方法和功能。
41.代表性车辆动力总成系统在图1中被示为具有原动机——本文中由可重启的内燃发动机（ice）组件12和电动马达/发电机单元14表示——该原动机通过自动动力变速器16驱动地连接到最终驱动系统11的驱动轴15。发动机12优选地通过扭矩经由发动机曲轴13（“发动机输出构件”）将动力转移到变速器16的输入侧。根据所图示的示例，ice组件12使发动机断开装置26、发动机驱动的扭转减振器组件28和锁止型变矩器离合器44旋转。当被操作性地接合时，该发动机断开装置26将从ice组件12接收到的扭矩传输到tc组件18。变速器16继而适于接收、选择性地操纵来自发动机12和马达14的牵引动力并将其分布到车辆的最终驱动系统11——本文中由驱动轴15、后差速器22和一对后负重轮20表示——并由此推进混合动力车辆10。图1的动力变速器16和tc组件18可共享：公共变速器油盘或“油底壳（sump）”32，其用于供应液压流体；以及共享的变速器泵34，以便有足够的液压压力以激活变速器16和tc组件18的元件，该tc组件包括集成式扭转减振器组件28和锁止离合器44。
42.ice组件12进行操作，以独立于电动牵引马达14（例如，在“仅发动机”操作模式中）或与马达14协作（例如，在“马达增压”操作模式中）来推进车辆10。在图1中所描绘的示例中，ice组件12可以是任何可用的或以后开发的发动机，诸如压缩点火柴油发动机或火花点火汽油或弹性燃料发动机，其容易适于通常以每分钟转数（rpm）提供其可用动力输出。尽管在图1中并未明确刻画，但应了解，最终驱动系统11可采用任何可用的构型，包括前轮驱动（fwd）布局、后轮驱动（rwd）布局、四轮驱动（4wd）布局、全轮驱动（awd）布局、六乘四（6x4）布局等。
43.图1还描绘了电动马达/发电机单元14或其他合适的牵引马达，其经由马达支撑毂、轴或带31（“马达输出构件”）操作性地连接到变矩器组件18并经由tc组件18操作性地连接到变速器16的输入轴或齿轮17（“变速器输入构件”）。马达/发电机单元14可直接联接到tc输入轴上或驱动地安装到变矩器18的壳体部分。电动马达/发电机单元14由环形定子21组成，该环形定子外接转子23并与其同心。通过电导体或电缆27向定子21提供电力，所述电导体或电缆以合适的密封和绝缘馈通件（未图示）穿过马达壳体。相反，可例如通过再生制动将电力从mgu 14提供到车载牵引电池组30。所图示的动力总成部件中的任一者的操作可由车载或远程车辆控制器（诸如，可编程的电子控制单元（ecu）25）管控。虽然被示为p2混合动力电动架构（其中单个马达与单个发动机组件并联动力流连通），但是车辆10可采用其他动力总成构型，包括ps、p1、p3和p4混合动力动力总成以及标准和纯电动车辆架构。
44.动力变速器16可使用差速齿轮装置（gearing）24来分别实现变速器的输入轴17与输出轴19之间的选择性地可变的扭矩比和速度比，例如，同时通过可变元件发送其全部或一部分动力。差速齿轮装置的一种形式是周转行星齿轮布置。行星齿轮装置提供了紧凑性以及在行星齿轮装置子集的所有构件当中的不同扭矩比和速度比的优点。传统上，液压致动的扭矩建立装置（诸如，离合器和制动器（术语“离合器”用于引用离合器和制动器两者））
可选择性地接合来激活上述齿轮元件，以在变速器的输入轴与输出轴之间建立所期望的前进和倒退速度比。虽然被预想为6速自动变速器，但动力变速器16可任选地采取其他合适的构型，包括无级变速器（cvt）架构、手自一体变速器等。
45.如上文所指示的，ecu 25被构造和编程为尤其管控发动机12、马达14、变速器16、tc组件18、发动机断开装置26、减振器组件28和锁止离合器44的操作。控制模块、模块、控制器、控制单元、电子控制单元、处理器及其任何排列可互换地和同义地使用以意指逻辑电路、（一个或多个）组合逻辑电路、（一个或多个）专用集成电路（asic）、（一个或多个）电子电路、（一个或多个）中央处理单元（例如，（一个或多个）微处理器）、（一个或多个）输入/输出电路和装置、适当的信号调节和缓冲电路、以及用以提供所描述的功能的其他部件等中的一者或多者的任何一种或各种组合。相关联的存储器和存储装置（例如，只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动、有形等），无论是常驻的、远程的还是两者的组合，都存储处理器可执行软件和/或固件程序或例程。
46.软件、固件、程序、指令、例程、代码、算法和类似术语可互换地和同义地使用以意指包括校准和查找表的任何处理器可执行指令集。ecu 25可设计有被执行为提供所期望的功能的一组控制例程。控制例程诸如由中央处理单元执行，并且可操作以监测来自感测装置和其他联网控制模块的输入并执行控制和诊断例程以管控装置和致动器的操作。这样的输入可包括车辆速度和加速度数据、车辆转弯和其他动力学数据、传感器数据、限速数据、道路坡度数据、交通流量数据、地理空间数据、道路和车道级别（lane-level）数据等。在车辆使用期间，可实时地、连续地、系统地、偶发地和/或以规则的间隔（例如，每100微秒、3.125、6.25、12.5、25和100毫秒等）执行例程。替代地，可响应于在车辆10的操作期间事件的发生来执行例程。
47.图1的流体动力变矩器组件18作为流体联接件操作，该流体联接件用于将发动机12和马达14与动力变速器16的内部周转齿轮装置24可操作地连接。带有叶片的叶轮36布置在tc组件18的内部流体腔室29内，该叶轮与带有叶片的涡轮38并置。叶轮36以与涡轮38面对间隔的关系进行包装，其中定子（图2）位于叶轮36与涡轮38之间以选择性地更改其间的流体流量。发动机扭矩经由tc组件18从曲轴13到变速器16的转移主要是通过对在tc的内部流体腔室29内部的液压流体（诸如，变速器油）的搅拌激励，这通过涡轮叶片33和叶轮叶片37的旋转而引起。tc组件18构造有保护性外壳体，该保护性外壳体由密封地附接到变速器侧（后部）泵盖42的发动机侧（前部）涡轮盖40组成。
48.图2是在沿着竖直平面的横截面中截取的图1的代表性变矩器组件18的上半部的侧视图图示，该竖直平面穿过组件的中心旋转轴线a-a（为便于参考，省略了阴影线）。应了解，tc组件18的下半部的横截面侧视图图示可以是与图2中所示的镜像几乎相同的镜像。如上文所描述的，变矩器18组装有发动机驱动的叶轮36、叶轮驱动的涡轮38、流体流量更改定子46、扭转减振器组件28和锁止离合器44。为了保护这些部件，tc组件18采用主要由涡轮前盖40限定的环形保护性外壳体，该涡轮前盖例如经由电子束焊接、mig或mag焊接、激光焊接等固定地附接到泵后盖42，使得在其间形成工作液压流体腔室29。发动机挠性板（未示出）例如经由一系列周向间隔的凸耳和凸耳板48连接到tc壳体的前盖40。前盖40通过发动机挠性板和曲轴毂（也未示出）驱动地连接到发动机曲轴13，使得旋转动力可在发动机12与tc组件18之间来回转移。
49.叶轮36——在本领域中也称为“泵”——处于与涡轮38的串联动力流流体连通。定子46介于叶轮36与涡轮38之间，该定子选择性地更改从涡轮38返回到叶轮36的流体流量，使得返回的流体帮助而不是阻碍叶轮36旋转。发动机扭矩从曲轴13到涡轮38的转移——经由tc壳体40、42和叶轮36——是通过操纵流体腔室29内部的液压流体进行的。更具体地，沿着泵后盖42的内表面安装的周向间隔的叶轮叶片33的旋转引起了液压流体向前（向图2中的左侧）流动并环形向外流向涡轮38。当以足够的力发生这种情况以克服对旋转的惯性阻力时，与叶轮叶片33并置并同轴地定向的涡轮叶片37开始与叶轮36一起旋转。这些涡轮叶片37绕顺应性涡轮壳39被周向间隔并且安装在其上，该顺应性涡轮壳位于前盖40与内罩50之间。离开涡轮38的流体流通过定子46被引导回到叶轮36中。定子46——位于涡轮38的流出口区段与叶轮36的流入口区段之间——沿与叶轮旋转相同的方向将流体流重新引导为从涡轮38到叶轮36，由此诱导扭矩倍增。
50.止推轴承52也布置在变矩器组件18的保护性外壳体40、42内，该止推轴承将定子46可旋转地支撑抵靠涡轮38。定子46通过滚柱离合器56连接到空心定子轴54，该滚柱离合器可操作以在校准的操作条件下防止定子46旋转。例如，在较高的变矩器速度下，离开涡轮38的液压流体的方向发生改变，从而引起定子46超越（over-run）滚柱离合器56并在定子轴54上自由旋转。定子轴54和空心涡轮轴（“tc输出构件”）60被封装在管状泵毂58内，该管状泵毂将泵盖42固定到变速器的钟形壳体。滚柱离合器56例如经由带花键的接合件被可滑动地附接以在定子轴54上共同旋转，而涡轮壳39例如经由线到线滑动接触可旋转地安装在扭转减振器组件28的太阳齿轮70上，且因此可旋转地安装到涡轮轴60上。如图所示，泵毂58外接定子轴54，以在其间协作地限定液压流体路径，而涡轮轴60的纵向长形中心孔限定了另一条液压流体路径。这些流体路径连接到液压流体的供应件（诸如，变速器油底壳32），并且经由控制模块和泵（诸如，ecu 25和变速器泵34）独立地进行调整，以管控tc组件18的操作。
51.tc锁止离合器44位于流体腔室29内部、与涡轮轴60上的减振器28和涡轮38同轴，该tc锁止离合器在系统校准的操作条件下提供了发动机12与变速器16之间的直接驱动连接。根据所图示的架构，该tc锁止离合器44在tc组件18的向前端处被夹在tc壳体的前盖40与减振器组件28之间。锁止离合器44是由两部分构成的装置，其由紧邻环形摩擦板64的盘形的压力板62构成。图2的代表性摩擦板64的前面和后面两者都携载摩擦材料65，该摩擦材料在涡轮盖40和压力板62的相应的面相对的接合表面上生成动摩擦力。压力板62可例如经由离合器毂63与衬套66的线到线接触而在涡轮轴60的近端上轴向地滑动。压力板62用作液压活塞，该液压活塞响应于从流体源（诸如，图1的油底壳体积32）馈送到流体腔室29中的加压流体而在前后（图2中为左右）往复运动中滑动。当摩擦材料65压缩抵靠前盖40和压力板62时，锁止离合器44被完全接合，使得在压力板62、摩擦板64和tc壳体40、42之间基本上不存在打滑。这样做时，tc壳体40、42经由减振器组件28可旋转地锁定到涡轮轴60，如下文所描述的，使得两个部件作为单个单元旋转。tc锁止允许发动机12有效地规避变矩器组件18并将动力直接传输到变速器16，而没有与叶轮到涡轮流体联接件的操作相关联的任何效率损失。
52.从根本上说，当内燃发动机12以不同的转速操作时，它可产生扭振（俗称“扭转”）。通过示例的方式，当在车辆10的正常操作期间燃料被馈送到发动机12并且其例如通过接合燃料节气门（未示出）而发电时，发动机12可产生不期望传输到和传输通过变速器16的扭
转。另外，当发动机12没有被加燃料且因此没有被供应动力时（例如，在启动和/或停机操作中），发动机活塞可生成压缩脉冲。扭转和压缩脉冲两者都可以产生所得振动和噪声，可车辆乘员可感测到该振动和噪声。为了抵消可由发动机12产生的扭转和压缩脉冲，变矩器组件18配备有位于涡轮壳39与涡轮前盖40之间的扭转减振器组件28。该扭转减振器组件28总体上可起到使变速器16与在发动机12的操作期间生成的不想要的扭转隔离的作用，并且还起到选择性地帮助mgu 14在发动机启动和停机操作期间消除发动机压缩脉冲。
53.继续参考图2，减振器组件28联接在tc离合器44与涡轮轴60之间，以便在变矩器的锁止离合器44闭合并携载扭矩时减小发动机12与变速器16之间的路径中的扭振。此外，扭振减振器组件28联接在涡轮38与涡轮轴60之间，以提供用于将扭矩从涡轮38携载到tc的输出轴60的负荷路径。为了增加扭振隔离和减振的有效范围，减振器组件28配有行星齿轮组（pgs）68，pgs在本文中由中心太阳齿轮70、最外环齿轮72和中间行星齿轮架74表示。一系列周向间隔的小齿轮76例如经由小齿轮倾斜销78可旋转地安装在行星齿轮架74上，这些小齿轮径向地介于太阳齿轮70与环齿轮72之间并与其相互啮合。太阳齿轮70、环齿轮72和行星齿轮架74相互同轴，其中环齿轮72同心地包围太阳齿轮70。虽然被示为单级被动式周转齿轮布置，但是所预想的是，pgs 68可包括多级、复合和/或主动式齿轮系构型。
54.太阳齿轮70与tc的输出构件60同心并直接牢固地附接到其以与其共同旋转。与其他可商购的行星型扭振减振器不同，太阳齿轮70缺少与涡轮壳39和涡轮毂80中的任一者或两者的一体地形成的联接件。如图所示，太阳齿轮70制造有环形本体71和环形毂73，该环形毂从环形本体71轴向地（例如，沿朝向变速器16的后方向）突出，周向间隔的内部“凹形”花键齿75从太阳齿轮70的中心通孔径向向内延伸。同样地，周向间隔的外部“凸形”花键齿77从涡轮轴60的选定段径向向外突出。太阳齿轮的花键齿75与涡轮轴的花键齿77相互啮合，以由此将太阳齿轮70可旋转地锁定到涡轮轴60。比较而言，涡轮毂80及因此涡轮壳39和叶片37经由线到线滑动接触而自由地旋转到太阳齿轮70的环形毂73上。在该布置的情况下，涡轮毂80外接太阳齿轮的环形毂73，困在太阳齿轮本体71的变速器侧轴向面与止推轴承52之间，该止推轴承安置抵靠定子的滚柱离合器56的发动机侧轴向面。
55.tc锁止离合器44与扭转减振器组件28之间的驱动接合通过环齿轮72进行，而带有叶片的涡轮38与减振器组件28之间的驱动接合通过行星齿轮架74进行。与压力板62和摩擦板64两者都同轴地对准的环齿轮72牢固地附接到tc离合器44以与其共同旋转。环齿轮72与离合器44之间的牢固附接可通过盘形的环驱动板82来实现，该环驱动板可旋转地和可滑动地安装到安装环79上，该安装环从太阳齿轮的环形本体71轴向地突出。环驱动板82例如经由铆钉84刚性地联接到环齿轮72，并且例如经由安置在径向切口69内部的轴向地突出的柄脚67而机械地联接到摩擦板64，使得摩擦板64、环齿轮72和驱动板82彼此一致地旋转。应理解，图2中所图示的互连的元件之间的机械接合可由相同、类似或任何合适的连接手段来提供，包括铆钉、紧固件、焊接、整体成型等。
56.行星齿轮架74与叶轮36和涡轮38两者同轴地对准，该行星齿轮架牢固地附接到涡轮叶片37以与其共同旋转。齿轮架74与涡轮38之间的牢固附接可通过盘形的齿轮架驱动板86来实现，该齿轮架驱动板与行星齿轮架74一体地形成为单件式结构。适配器环90齐平地安置抵靠涡轮壳39的外直径表面并自其径向向外突出。适配器环90被焊接、紧固或以其他方式刚性地附接到涡轮壳39，并且制造有一个或多个槽91（例如，八（8）个等距间隔的槽），
所述槽延伸穿过适配器环90。一个或多个齿轮架凸片89（例如，八（8）个等距间隔的凸片）从齿轮架驱动板86朝向泵后盖42轴向地突出。每个凸片89延伸到适配器环90中的相应槽91中且可选地延伸穿过其，以由此将行星齿轮架74驱动地联接到涡轮壳39。这样做时，涡轮38、行星齿轮架74和驱动板86彼此一致地旋转。
57.为了在tc锁止期间提供对发动机生成的扭振的隔离和减轻，扭转减振器组件28包括环形减振器凸缘92，该环形减振器凸缘与弹簧保持器94协作以操作性地支撑一个或多个弹簧-质量减振器系统（下文中称为“sds”并识别在96处）。根据图2的代表性架构，减振器凸缘92从齿轮架驱动板86的远端径向向外突出，而弹簧保持器94例如经由铆钉88刚性地附接到驱动板86的面向发动机的轴向面。减振器凸缘92和弹簧保持器94协作地限定一系列周向间隔的弹簧凹穴（spring pocket）93，这些弹簧凹穴中的每一者将相应的sds 96嵌套在其中。每个sds 96可包括被夹在一对配重端帽之间的螺旋压缩弹簧或其他合适的弹簧元件。弹簧柄脚95从环驱动板82的径向外端轴向地突出，并压靠sds 96的第一纵向端。同样地，弹簧保持器凸片97从弹簧保持器94的径向外端轴向地突出，并压靠sds 96的第二纵向端（与弹簧柄脚95的那者相对）。通过这种手段，sds 96使弹簧保持器94及因此驱动板86和行星齿轮架74与tc摩擦板64和环齿轮72配对。这在两个驱动板82和86（包括联接到其的部件）之间允许有受弹簧偏压的旋转游隙。
58.已参考所图示的实施例来详细描述本公开的各方面；然而，本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下可对其进行许多修改。本公开不限于本文中所公开的精确构造和组成；从前述描述显而易见的任何和所有修改、改变和变化均在如由所附权利要求限定的本公开的范围内。此外，本构思明确地包括前述元件和特征的任何和所有组合和子组合。