本發(fā)明涉及一種用于車輛的變速器，更具體而言，本發(fā)明涉及這樣一種用于變速器的配置的技術(shù)，該種變速器基于主要使用在常規(guī)手動變速器中的同步嚙合式換擋機構(gòu)，并且允許自動換擋。

背景技術(shù)：

常規(guī)的自動手動變速器(AMT)包括離合器致動器和換擋致動器，離合器致動器用于斷開離合器，換擋致動器用于釋放之前的擋位并接合所希望的目標擋位；該種自動手動變速器依據(jù)車輛的行駛狀態(tài)來驅(qū)動離合器致動器和換擋致動器，以實現(xiàn)自動換擋。

然而，如上所述，因為常規(guī)的AMT需要將從離合器致動器輸入到AMT的扭矩中斷，以便通過驅(qū)動換擋致動器來釋放之前的擋位并接合新的目標擋位，所以出現(xiàn)了從發(fā)動機提供到驅(qū)動輪的扭矩被中斷的扭矩中斷現(xiàn)象，這將會顯著的降低車輛的乘坐質(zhì)量以及車輛的換擋質(zhì)量。

常規(guī)地，為了防止上述的扭矩中斷，人們已經(jīng)做出了一些努力，但是這些努力需要在之前制造的變速器結(jié)構(gòu)中做出重大改變。結(jié)果是，由于涉及到變速器的制造設(shè)備的重大改變，相應(yīng)的支出將會非常高。

已提供的作為相關(guān)技術(shù)描述的內(nèi)容僅僅旨在幫助對本發(fā)明的背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當被視為對應(yīng)于本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的相關(guān)技術(shù)。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻]

[專利文獻]

(專利文獻1)KR10-2012-0043347A

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為提供一種用于車輛的變速器結(jié)構(gòu)，使得能夠生產(chǎn)出這樣一種變速器：通過最大限度地利用常規(guī)的變速器結(jié)構(gòu)并且僅添 加和改變常規(guī)的變速器的一部分結(jié)構(gòu)，從而以相對低的成本來防止扭矩中斷，同時還可防止由于扭矩中斷導(dǎo)致的換擋質(zhì)量和乘坐質(zhì)量變差。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，提供了一種用于車輛的變速器，其包括：第一換擋單元，其配置為實現(xiàn)在輸入軸與輸出軸之間意圖實現(xiàn)的一系列全部擋位，該輸入軸與輸出軸彼此平行；第二換擋單元，其配置為在第一附加軸與第二附加軸之間實現(xiàn)重復(fù)擋位，該重復(fù)擋位具有與由第一換擋單元實現(xiàn)的全部擋位中的一個或多個擋位相同的傳動比，該第一附加軸和第二附加軸平行于輸入軸和輸出軸；離合器單元，其設(shè)置為將來自發(fā)動機的動力能夠間斷地傳輸至輸入軸；恒定傳輸裝置，其設(shè)置為總是將來自發(fā)動機的動力傳輸至第一附加軸；動力連接裝置，其設(shè)置為將第二附加軸的動力傳輸至輸出軸；以及單向離合器，其安裝為僅在將來自發(fā)動機的動力經(jīng)過第二換擋單元傳輸至動力連接裝置的方向上，對來自發(fā)動機的動力進行傳輸。

所述恒定傳輸裝置可包括：中空軸，其連接至發(fā)動機的飛輪并圍繞在輸入軸的外周，從而與輸入軸形成同心軸，恒定驅(qū)動齒輪，其與中空軸整體地設(shè)置，以及恒定從動齒輪，其與第一附加軸整體地設(shè)置，以與所述恒定驅(qū)動齒輪接合。

中空軸可以通過旋轉(zhuǎn)減振器連接至飛輪。

動力連接裝置可以包括：引導(dǎo)齒輪，其安裝于第二附加軸，接收齒輪，其包括在輸出軸中以接收來自引導(dǎo)齒輪的動力，以及惰輪，其安裝為將來自引導(dǎo)齒輪的動力傳輸至接收齒輪。

所述接收齒輪可以由第一單元被動齒輪實現(xiàn)，該第一單元被動齒輪為用于實現(xiàn)由第一換擋單元實現(xiàn)的擋位中的任何一個的換擋齒輪。

所述單向離合器可以安裝在引導(dǎo)齒輪與第二附加軸之間，以僅在從第二附加軸至引導(dǎo)齒輪的方向上傳輸動力。

當由第一換擋單元實現(xiàn)的全部擋位是從具有最大傳動比的第一擋到第n擋的一系列擋位時，實現(xiàn)為通過第二換擋單元重復(fù)的重復(fù)擋位可以是從第一擋到第m擋的一系列擋位，以及m等于或小于n(m≤n)，并且n和m是自然數(shù)。

所述第一換擋單元可以包括：多個第一單元驅(qū)動齒輪，其用于在輸入軸中實現(xiàn)全部擋位，多個第一單元被動齒輪，其與第一單元驅(qū)動 齒輪接合，并且其每一個在輸出軸中形成擋位，以及多個第一單元同步裝置，其將第一單元驅(qū)動齒輪或第一單元被動齒輪以如下狀態(tài)改變：第一單元驅(qū)動齒輪或第一單元被動齒輪的旋轉(zhuǎn)受限于輸入軸或輸出軸或者相對于輸入軸或輸出軸自由旋轉(zhuǎn)。

第二換擋單元可以包括：多個第二單元驅(qū)動齒輪，其用于在第一附加軸中實現(xiàn)重復(fù)擋位，多個第二單元被動齒輪，其與第二單元驅(qū)動齒輪接合，并且其每一個在第二附加軸中形成重復(fù)擋位，以及第二單元同步裝置，其位于第一附加軸或第二附加軸中，并且將第二單元驅(qū)動齒輪或第二單元被動齒輪以如下狀態(tài)改變：第二單元驅(qū)動齒輪或第二單元被動齒輪的旋轉(zhuǎn)受限于第一附加軸或第二附加軸或者相對于第一附加軸或第二附加軸自由旋轉(zhuǎn)。

附圖說明

圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的用于車輛的變速器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2至圖5為示出了圖1中的變速器從空擋狀態(tài)到第一擋位的驅(qū)動狀態(tài)的操作過程示意圖；以及

圖6至圖9為示出了圖1中的變速器從第一擋位的驅(qū)動狀態(tài)到第二擋位的驅(qū)動狀態(tài)的操作過程示意圖。

具體實施方式

參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的變速器的示例性實施方案配置為包括：第一換擋單元SU1，其配置為意圖實現(xiàn)的在輸入軸IN與輸出軸OUT之間實現(xiàn)的全部一系列擋位，該輸入軸IN與輸出軸OUT彼此平行；第二換擋單元SU2，其配置為實現(xiàn)在第一附加軸AS1與第二附加軸AS2之間的重復(fù)擋位，該重復(fù)擋位具有與由第一換擋單元實現(xiàn)的全部擋位中的一個或多個擋位相同的傳動比，該第一附加軸AS1與第二附加軸AS2分別平行于輸入軸和輸出軸；離合器單元CU，其設(shè)置為將來自發(fā)動機E的動力能夠間斷地傳輸至輸入軸；恒定傳輸裝置，其設(shè)置為總是將來自發(fā)動機的動力傳輸至第一附加軸；動力連接裝置，其設(shè)置為將第二附加軸的動力傳輸至輸出軸；以及單向離合器OWC， 其安裝為僅在將來自發(fā)動機的動力經(jīng)過第二換擋單元傳輸?shù)絼恿B接裝置的方向上，對來自發(fā)動機的動力進行傳輸。

由于第一換擋單元SU1基本上具有現(xiàn)有的一般手動變速器(其在常規(guī)的手動變速器中已存在)的配置，所以通過將其他配置添加到常規(guī)變速器中可以防止在換擋時出現(xiàn)的由扭矩中斷而導(dǎo)致的換擋質(zhì)量和乘坐質(zhì)量的下降。

除了發(fā)動機的動力可以經(jīng)由第一換擋單元傳輸?shù)捷敵鲚S的基本路徑之外，根據(jù)本發(fā)明的變速器還分開地包括有另一路徑，在該路徑中，發(fā)動機的動力可以在與第一換擋單元中實現(xiàn)的傳動比相同的傳動比下，經(jīng)過第二換擋單元傳輸?shù)捷敵鲚S，并且單向離合器OWC可以在結(jié)構(gòu)上中斷在經(jīng)過第一換擋單元的動力與經(jīng)過第二換擋單元的動力之間產(chǎn)生的互鎖。

根據(jù)本示例性實施方案，常規(guī)的傳輸裝置配置為包括：中空軸11，其連接至發(fā)動機的飛輪FW并且圍繞輸入軸的外周以與輸入軸形成同心軸結(jié)構(gòu)；恒定驅(qū)動齒輪13，其與中空軸形成整體地設(shè)置；以及恒定從動齒輪15，其與第一附加軸AS1形成整體地設(shè)置，以與恒定驅(qū)動齒輪接合。

即，在恒定驅(qū)動齒輪13通過中空軸11直接地連接至發(fā)動機E的狀態(tài)下，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，扭矩經(jīng)過恒定驅(qū)動齒輪和恒定從動齒輪持續(xù)地供應(yīng)至第一附加軸AS1。

中空軸可以配置為經(jīng)由旋轉(zhuǎn)減振器RD連接至飛輪FW，從而不會將來自發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)振動傳遞至第一附加軸。

根據(jù)本示例性的實施方案，動力連接裝置配置為包括：引導(dǎo)齒輪17，其安裝于第二附加軸AS2；接收齒輪RCV，其包括在輸出軸中以便接收來自引導(dǎo)齒輪的動力；以及惰輪IDL，其安裝為將引導(dǎo)齒輪的動力傳輸?shù)浇邮正X輪。

因此，第二附加軸AS2的動力依次經(jīng)由引導(dǎo)齒輪、惰輪和接收齒輪而傳輸至輸出軸，從而供應(yīng)至驅(qū)動輪。

接收齒輪RCV可以由第一單元被動齒輪U1P實現(xiàn)，該第一單元被動齒輪U1P是用于實現(xiàn)由第一換擋單元SU1實現(xiàn)的擋位中的任何一個的換擋齒輪。例如，根據(jù)本示例性實施方案，第一換擋單元配置為實 現(xiàn)第一擋至第五擋的擋位，用于形成擋位中的第三擋擋位的第一單元被動齒輪U1P為接收齒輪。

根據(jù)本示例性的實施方案，單向離合器OWC安裝在引導(dǎo)齒輪與第二附加軸之間，僅能在從第二附加軸到引導(dǎo)齒輪的方向上傳輸動力。

除此之外，單向離合器OWC可以安裝在自發(fā)動機經(jīng)過第二換擋單元的動力傳輸路徑中的不同位置。例如，單向離合器OWC可以安裝在諸如中空軸與恒定驅(qū)動齒輪之間、恒定從動齒輪與第一附加軸之間、第一附加軸與第二單元驅(qū)動齒輪之間、第二單元同步裝置與第二附加軸之間的位置處。

由第一換擋單元實現(xiàn)的全部擋位是從第一擋(其具有最大的傳動比)到第n擋的一系列擋位，在此情況下，經(jīng)由第二換擋單元而實現(xiàn)重復(fù)的重復(fù)擋位是從第一擋到第m擋的一系列擋位，其中m等于或小于n(m≤n)并且n和m是自然數(shù)。

例如，在如同本示例性實施方案的車輛所需的全部擋位是第一擋到第五擋的情況下，第一換擋單元配置為實現(xiàn)從具有最大傳動比的第一擋到具有最小傳動比的第五擋的總共五個前進擋位，因此n是5，而第二換擋單元配置為實現(xiàn)第一擋和第二擋的重復(fù)擋位，因此m是2。

這里，由第二換擋單元實現(xiàn)的重復(fù)擋位起到了防止在換擋期間出現(xiàn)扭矩中斷的重要作用。因此，由于扭矩中斷主要在以下情況下影響換擋質(zhì)量和乘坐質(zhì)量：在低速行駛條件下以相對大的傳動比來驅(qū)動車輛，所以m等于或小于n(m≤n)。

即，例如，在具有總共5個前進擋擋位的車輛中，在車輛的行駛期間，由扭矩中斷導(dǎo)致?lián)Q擋質(zhì)量和乘坐質(zhì)量的問題的區(qū)域是第一擋擋位到第三擋擋位的區(qū)域，而在高于第一到第三擋位的擋位中，由于車輛速度較快并且車輛的慣性力較大，扭矩中斷對于換擋質(zhì)量和乘坐質(zhì)量沒有大的影響。因此，第二換擋單元配置為實現(xiàn)具有與低擋擋位相同傳動比的第一擋和第二擋的重復(fù)擋位，以便減輕在第一擋擋位到第三擋擋位的區(qū)域中出現(xiàn)的扭矩中斷。

當然，由第二換擋單元實現(xiàn)的重復(fù)擋位的數(shù)量可以依據(jù)欲制造車輛的設(shè)計理念而增加或減少，但是從具有最大傳動比的擋位起實現(xiàn)多個擋位順次地彼此重復(fù)。

第一換擋單元SU1具有的配置包括：多個第一單元驅(qū)動齒輪U1D，其用于在輸入軸上實現(xiàn)全部擋位；該配置還包括多個第一單元被動齒輪U1P，其與第一單元驅(qū)動齒輪接合以在輸出軸上形成每一個擋位；該配置還包括多個第一單元同步裝置U1S，其將第一單元驅(qū)動齒輪或第一單元被動齒輪改變到相對于輸入軸或輸出軸的旋轉(zhuǎn)受限或相對于輸入軸或輸出軸自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。

類似一般的手動變速器中的形成擋位的機構(gòu)，例如，當?shù)谝粏卧?qū)動齒輪安裝在輸入軸從而該驅(qū)動齒輪的旋轉(zhuǎn)受限時，與第一單元驅(qū)動齒輪接合的第一單元被動齒輪可以可旋轉(zhuǎn)地安裝在輸出軸，而第一單元同步裝置可以安裝于輸出軸以將第一單元被動齒輪配置為：改變該第一單元被動齒輪相對于輸出軸的旋轉(zhuǎn)受限或相對于輸出軸自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。另一方面，當?shù)谝粏卧?qū)動齒輪可旋轉(zhuǎn)地安裝于輸入軸時，與第一單元驅(qū)動齒輪接合的第一單元被動齒輪可以安裝于輸出軸，使得第一單元被動齒輪旋轉(zhuǎn)受限，因此，第一單元同步裝置可以安裝于輸入軸，以將第一單元驅(qū)動齒輪配置為改變相對于輸入軸的旋轉(zhuǎn)受限或相對于輸入軸自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。

第二換擋單元SU2具有的配置包括：多個第二單元驅(qū)動齒輪U2D，其用于在第一附加軸上實現(xiàn)重復(fù)擋位；還包括多個第二單元被動齒輪U2P，其與第二單元驅(qū)動齒輪接合以在第二附加軸上形成每一個重復(fù)擋位；該配置還包括在第一附加軸或第二附加軸上的第二單元同步裝置U2S，其將第二單元驅(qū)動齒輪或第二單元被動齒輪配置為改變各齒輪相對于第一附加軸或第二附加軸的旋轉(zhuǎn)受限或自由旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。

即，類似于第一換擋單元，第二單元驅(qū)動齒輪和第二單元被動齒輪安裝為彼此相對接合，從而使得第二單元驅(qū)動齒輪和第二單元被動齒輪中的一個相對于第一附加軸或第二附加軸的旋轉(zhuǎn)受限以及允許相對于第一附加軸或第二附加軸的旋轉(zhuǎn)，而第二單元同步裝置將兩者中的一個允許旋轉(zhuǎn)的齒輪固定至相應(yīng)的軸或從相應(yīng)的軸釋放。

離合器單元CU配置為，通過離合器CL將發(fā)動機的動力能夠間斷地供應(yīng)到輸入軸IN，該離合器CL由安裝在離合器殼體CH中的飛輪FW以及包括在輸入軸中的離合器片CD形成，中空軸11經(jīng)由旋轉(zhuǎn)減振器RD連接至飛輪，從而持續(xù)地接收發(fā)動機的動力，離合器殼體CH 直接地連接至發(fā)動機。

將參考圖1至圖9以描述具有上述配置的根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的變速器的工作。

以供參考，圖1的輸出軸包括輸出齒輪OT，其中該輸出齒輪可以配置為與差動齒圈等接合，以引導(dǎo)輸出軸的動力。

圖1示出了空擋狀態(tài)。這里，因為第一單元同步裝置和第二單元同步裝置全部處于空擋狀態(tài)，不論離合器CL的接合和釋放發(fā)動機E可以起動，而在圖1的狀態(tài)下離合器CL是釋放的。

當在處于圖1的狀態(tài)下的發(fā)動機E起動之后，如圖2所示，通過第一換擋單元SU1第一擋接合，并且如圖3所示，當接合離合器CL時，發(fā)動機E的動力由第一換擋單元SU1轉(zhuǎn)移，以被引導(dǎo)至輸出軸OUT，從而實現(xiàn)第一換擋的加速。

在圖3的狀態(tài)下實現(xiàn)了加速之后，如圖4所示，第一擋還接合為與第二換擋單元SU2重復(fù)。因此，在該狀態(tài)下，發(fā)動機E的動力經(jīng)由第一換擋單元SU1以及第二換擋單元SU2而被引導(dǎo)至輸出軸OUT。

在圖5的狀態(tài)下，通過將第一換擋單元SU1的第一擋釋放為空擋狀態(tài)，以準備向第二擋進行換擋。而且，在該狀態(tài)下，發(fā)動機E的動力在仍然形成第一擋的擋位的同時通過第二換擋單元SU2而提供至輸出軸OUT。

圖6的狀態(tài)是這樣的狀態(tài)，其中釋放了離合器CL并且接合了第一換擋單元SU1的第二擋以便從圖5的狀態(tài)換擋至第二擋。而且，在該狀態(tài)下，由于第一附加軸直接地接收發(fā)動機E的動力而不論離合器CL的釋放與否，所以第一擋的輸出經(jīng)由第二換擋單元SU2輸出至第二附加軸，并且該動力經(jīng)由引導(dǎo)齒輪、惰輪和接收齒輪而持續(xù)地傳輸?shù)捷敵鲚S。

圖7顯示了通過從圖6的狀態(tài)接合離合器CL而基本實現(xiàn)了到第二擋的換擋的情況，其中經(jīng)由離合器CL傳輸?shù)膭恿?jīng)由第一換擋單元SU1以第二擋位的傳動比開始提供至輸出軸OUT。

在該情況下，由第一換擋單元SU1傳輸至第二擋的動力從輸出軸OUT逆向地施加至引導(dǎo)齒輪。然而，由于該動力不能通過單向離合器OWC而傳輸至第二附加軸，并且引導(dǎo)齒輪的旋轉(zhuǎn)速度快于第二附加軸 的旋轉(zhuǎn)速度，所以不會與經(jīng)由第二換擋單元SU2傳輸?shù)降诙郊虞S的動力發(fā)生互鎖。

結(jié)果，在該狀態(tài)下，車輛經(jīng)由第二換擋單元SU2以第一擋擋位的動力行駛，并且立刻經(jīng)由第一換擋單元SU1以第二擋的動力行駛，而在接合離合器CL的時不會出現(xiàn)扭矩中斷，從而具有車輛的換擋質(zhì)量和乘坐質(zhì)量顯著提高的效果。

圖8示出了這樣的狀態(tài)，其中第二換擋單元SU2也從圖7的狀態(tài)換擋至第二擋，在形成第二擋的傳動比的情況下，使得發(fā)動機E的動力經(jīng)由第一換擋單元SU1和第二換擋單元SU2兩者提供至輸出軸OUT。

圖9示出了第一換擋單元SU1的第二擋從圖8的狀態(tài)釋放的狀態(tài)。通過該狀態(tài)，準備向第三擋進行換擋。而且，在該狀態(tài)，在第二換擋單元SU2形成第二擋的傳動比的情況下，發(fā)動機E的動力經(jīng)由第二換擋單元SU2持續(xù)地引導(dǎo)至輸出軸OUT。

通過釋放離合器CL，經(jīng)由第一換擋單元SU1接合第三擋，以及隨后接合離合器CL，在這種情況下，從圖9的擋位換擋至第三擋可以實現(xiàn)不產(chǎn)生扭矩中斷，這類似于從第一擋到第二擋的換擋過程。

當然，根據(jù)本示例性實施方案，在之后的第四至第五擋的換擋中，類似于現(xiàn)有技術(shù)，僅通過第一換擋單元SU1釋放離合器CL，釋放之前的擋位，接合目標擋位，然后再次接合離合器CL的方法來執(zhí)行換擋。結(jié)果，類似現(xiàn)有技術(shù)，出現(xiàn)了扭矩中斷，但是如上所述，由于第四至第五擋的擋位是較高的擋位，所以第四至第五擋的換擋不會顯著地影響車輛的換擋質(zhì)量和乘坐質(zhì)量。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，可以制造這樣的變速器：通過最大限度地應(yīng)用常規(guī)的變速器結(jié)構(gòu)并且僅添加和改變常規(guī)的變速器結(jié)構(gòu)的一部分，以相對低的成本防止扭矩中斷并同時防止由于扭矩中斷導(dǎo)致的換擋質(zhì)量和乘坐質(zhì)量變差。

盡管針對具體的示例性實施方案描述并展示了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，本發(fā)明可以在不偏離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變化。