CN105864404B - 用于车辆的变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的变速器，其包括：第一输入轴、第二输入轴、输出轴、第一和第二中间轴、第一和第二换挡单元以及单向离合器，其中，所述第一输入轴选择性地接收来自发动机的动力；所述第二输入轴接收来自发动机的动力；所述输出轴设置为与所述第一输入轴平行；所述单向离合器设置在通过所述第二换挡单元从发动机到所述输出轴的动力传递线路上，仅将动力从发动机传递至所述输出轴。具体地，所述第一和第二中间轴将动力传递至所述输出轴；所述第一换挡单元完成一系列的期望的挡位；所述第二换挡单元执行重复挡位，所述重复挡位中的一个传动比等同于由所述第一换挡单元完成的一系列挡位中的一个传动比。

Description

用于车辆的变速器
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的变速器，更具体地，涉及一种可以自动地换挡的变速器的配置。
背景技术
本部分中的描述仅仅提供与本发明相关的背景信息，而不构成现有技术。
在相关技术中，AMT(自动手动变速器)包括离合器致动器和换挡致动器，所述离合器致动器用于连接/断开离合器，所述换挡致动器用于接合挡位和脱离期望的挡位，并且AMT可以根据车辆的行驶状况来运行离合器致动器和换挡致动器，从而自动地换挡。
然而，已发现，对于AMT，为了通过运行换挡致动器来脱离前一挡位并接合新的期望的挡位，需要切断从离合器致动器至AMT的扭矩。这种扭矩切断会引起扭矩中断(这是由于切断了原本应该从发动机供应至驱动轮的扭矩)，从而使得换挡平顺性与乘坐舒适性变差。
以上仅意在帮助理解本发明的背景，并不意味着本发明落入本领域技术人员公知的相关技术的范围内。
发明内容
本发明提供了一种用于车辆的变速器，其可以抑制或防止由于自动手动变速器中的扭矩中断所引起的换挡平顺性与乘坐舒适性的变差。这种变速器可以以相对简单和紧凑的配置而更方便地安装于车辆中，并且可以有助于提高燃油效率。
根据本发明的一个方面，一种用于车辆的变速器包括：第一输入轴、第二输入轴、输出轴、第一中间轴、第一换挡单元、第二中间轴、第二换挡单元以及单向离合器，其中，所述第一输入轴选择性地接收来自发动机的动力；所述第二输入轴连续地接收来自发动机的动力；所述输出轴设置为与所述第一输入轴平行；所述第一中间轴设置为与所述第一输入轴平行，并且将动力传递至所述输出轴；所述第一换挡单元配置为完成一系列的期望的挡位；所述第二中间轴设置为与所述第二输入轴平行，并且将动力传递至所述输出轴；所述第二换挡单元执行重复挡位，所述重复挡位的传动比基本等同于或小于由所述第一换挡单元完成的一个或多个挡位的传动比；所述单向离合器设置在通过所述第二换挡单元从发动机到所述输出轴的动力传递线路上，并且将动力从发动机传递至所述输出轴。
根据本发明，所述用于车辆的变速器可以抑制或防止由于扭矩中断所引起的换挡平顺性与乘坐舒适性的变差，并且本发明提供了一种具有相对简单与紧凑的配置的变速器，其可以较容易地安装于车辆中，并且可以有助于提高燃油效率。
通过本文提供的说明书，其它应用领域将变得明显。应当理解，说明书和具体实施例仅仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了更好地理解本发明，现将参考附图以示例的方式描述本发明的各种形式，其中：
图1为显示了根据本发明实施方案的用于车辆的变速器的示意图；
图2至图5为图示了从空挡状态到第一挡位行驶状态的图1中所示的变速器的运行的示意图；并且
图6至图9为图示了从第一挡位行驶状态到第二挡位行驶状态的图1中所示的变速器的运行的示意图。
本文所描述的附图仅仅出于说明的目的，而不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
下列描述本质上仅为示例，而不旨在限制本公开、申请或用途。应当理解，贯穿附图，相同的附图标记表示相似或相同的部件和特征。
参考图1，本发明的用于车辆的变速器包括：第一输入轴IN1、第二输入轴IN2、输出轴OUT、第一中间轴CN1、第一换挡单元SU1、第二中间轴CN2、第二换挡单元SU2以及单向离合器OWC，其中，第一输入轴IN1选择性地接收来自发动机E的动力；第二输入轴IN2连续地接收来自发动机E的动力；输出轴OUT与第一输入轴IN1平行布置；第一中间轴CN1与第一输入轴IN1平行布置，并且将动力传递至输出轴OUT；第一换挡单元SU1在第一输入轴IN1与第一中间轴CN1或输出轴OUT之间实现一系列的期望的挡位；第二中间轴CN2与第二输入轴IN2平行布置，并且将动力传递至输出轴OUT；第二换挡单元SU2实现重复挡位(在第二输入轴IN2与第二中间轴CN2之间的挡位)，每个重复挡位的传动比基本等同于或小于由第一换挡单元SU1实现的挡位之一的传动比；单向离合器OWC设置在通过第二换挡单元SU2从发动机E到输出轴OUT的动力传递线路上，并且将动力从发动机E传递至输出轴OUT。
即，除了可以通过第一换挡单元SU1将动力传递至输出轴OUT的基本路线之外，本发明的变速器还具有可以通过第二换挡单元SU2传递来自发动机E的动力的路线(其传动比基本等同于由第一换挡单元SU1实现的传动比)，如此可以通过单向离合器OWC而在结构上减少或防止通过第一换挡单元SU1传递的动力与通过第二换挡单元SU2传递的动力之间的互锁。
第一输入轴IN1通过离合器CL连接至发动机E，第一输入轴IN1为围绕着第二输入轴IN2装配的中空轴。
第二中间轴CN2与输出轴OUT同轴地布置，并且在该实施方案中，单向离合器OWC仅将动力从第二中间轴CN2传递至输出轴OUT。
在一种形式中，单向离合器OWC可以布置为与第二换挡单元SU2的其他齿轮接合。
提取齿轮(extracting gear)ET(其用于从发动机得到动力)设置在第一中间轴CN1上，接收齿轮RV(其接收来自提取齿轮ET的动力)设置在输出轴OUT上，并且惰轮ID(其用于传递动力)设置在提取齿轮ET与接收齿轮RV之间。
因此，来自发动机E的动力(其通过第一换挡单元SU1中用于第一输入轴IN1与第一中间轴CN1之间实现换挡的部分输出)依次经过提取齿轮ET、惰轮ID以及接收齿轮RV传递至输出轴OUT，并且然后被传递至差速器DF(其连接至输出轴OUT)。这种动力传递由图1中的虚线表示。
在该实施方案中，接收齿轮RV设置在输出轴的一端，并且单向离合器(其连接至第二中间轴CN2)设置在接收齿轮RV内。
假设所有由第一换挡单元SU1实现的挡位为从第一挡位(其具有最大传动比)至第n挡位的一系列挡位，由第二换挡单元SU2实现的重复挡位为第一挡位至第m挡位的一系列挡位(m≤n，n与m为自然数)。
例如，如果车辆所要求的所有挡位为第一挡位至第六挡位，如在所描述的实施方案中，第一换挡单元SU1配置为可以实现从第一挡位(其具有最大传动比)至第六挡位(其具有最小传动比)这全部六个前进挡位，因此n为6；而第二换挡单元SU2配置为可以实现第一和第二重复挡位，因此m为2。
m≤n的原因在于：由第二换挡单元SU2实现的重复挡位在抑制或防止换挡中产生的扭矩中断方面起了重要作用，并且当车辆在传动比相对较大的低速下行驶时，扭矩中断会影响换挡的平顺性与乘坐的舒适性。
即，例如，如果车辆具有六个前进挡位，车辆行驶时存在由于扭矩中断所引起的换挡平顺性与乘坐舒适性问题的挡位典型地为第一挡位至第三挡位，但是扭矩中断通常不会影响在更高挡位下的换挡平顺性与乘坐舒适性，这是由于在这些挡位下车辆的速度基本上较快，惯性基本上较大。因此，为了改善可能在第一挡位至第三挡位下产生的扭矩中断，第二换挡单元SU2实现第一与第二重复挡位(其传动比与低挡位的传动比相同，或者基本上等同于低挡位的传动比)。
在另外的形式中，由第二换挡单元SU2实现的重复挡位的数量会根据待制造车辆的设计理念来增加或减少，然而多个重复挡位可以从具有最大传动比的挡位开始顺序地实现。
第一换挡单元SU1和第二换挡单元SU2都可以实现多个同步接合型挡位。即，第一换挡单元SU1包括：多个第一单元驱动齿轮U1D、多个第一单元从动齿轮U1P以及第一单元同步器U1S，其中，第一单元驱动齿轮U1D位于第一输入轴IN1上，用于实现所有的挡位；第一单元从动齿轮U1P分别布置在第一中间轴CN1与输出轴OUT上，用于通过与第一单元驱动齿轮U1D接合来实现换挡；第一单元同步器U1S分别布置在第一中间轴CN1与输出轴OUT上，用于允许或阻止第一单元从动齿轮U1P相对于第一中间轴CN1和输出轴OUT的旋转。
第二换挡单元SU2包括：多个第二单元驱动齿轮U2D、多个第二单元从动齿轮U2P以及第二单元同步器U2S，其中，第二单元驱动齿轮U2D布置在第二输入轴IN2上，用于实现重复挡位；第二单元从动齿轮U2P布置在第二中间轴CN2上，用于通过与第二单元驱动齿轮U2D接合来实现重复挡位；第二单元同步器U2S用于允许或阻止第二单元从动齿轮U2P(其布置在第二中间轴CN2上)相对于第二中间轴CN2旋转。
在一种形式中，第二换挡单元SU2的第二单元同步器U2S不在第二中间轴CN2上，而在第二输入轴IN2上。
下面将参考图1至图9来描述具有如上所述配置的用于车辆的变速器的运行。
以供参考，在图1中，输出齿轮OT位于输出轴OUT上，以可以将动力传递至差速器DF的齿圈R。
图1显示了空挡状态，其中，第一单元同步器U1S和第二单元同步器U2S处于空挡状态，所以发动机E可以在不考虑离合器CL是接合还是脱开的情况下起动，但是图1中的离合器CL是已经脱开了的。
在图1所示的状态下，当发动机E起动后，通过第一换挡单元SU1接合第一挡位(如图2所示)，并且然后当离合器CL接合时(如图3所示)，来自发动机E的动力通过第一换挡单元SU1转移，并且被输出至输出轴OUT，从而车辆以第一挡位行驶，如图2和图3中的加黑线所示。
当车辆在图3所示的状态下起动时，第二换挡单元SU2重复地实现第一挡位，如图4。因此，在这种状态下，来自发动机E的动力通过第一换挡单元SU1和第二换挡单元SU2两者传递至输出轴OUT，如图4中的两条加黑线所示。
在图5所示的状态下，由第一换挡单元SU1实现的第一挡位需要切换至空挡，以为切换至第二挡位做准备，其中，类似地，在由第二换挡单元SU2实现的第一挡位期间，来自发动机E的动力被连续地供应至输出轴，如图5中的加黑线所示。
图6显示了这样一种状态：当离合器CL已经脱开，并且第一换挡单元SU1已经从图5的状态实现了第二挡位时，其中，类似地，不管离合器CL是否脱离，第二输入轴IN2直接接收来自发动机E的动力，从而在第一挡位下的输出通过第二换挡单位SU2而经由输出轴OUT连续地传递至差速器DF。
图7显示了从图6状态通过接合离合器CL切换至第二挡位，其中，通过离合器CL传递的动力开始通过第一换挡单元SU1以第二挡位传动比供应至输出轴OUT。
通过第一换挡单元SU1转移至第二挡位的动力被施加至输出轴OUT，而不通过单向离合器OWC传递至第二中间轴CN2，因此不会将通过第二换挡单元SU2传递至第二中间轴CN2的动力互锁。
因此，在这种状态下，车辆由在通过第二换挡单元SU2的第一挡位下的动力来驱动，并且当离合器CL接合时，动力在不发生扭矩中断的情况下通过第一换挡单元SU1直接切换至第二挡位，从而平稳地执行换挡并提高乘坐的舒适性。
在图8所示的状态下，从图7的状态通过第二换挡单元SU2来实现第二挡位，从而使得来自发动机E的动力通过第一换挡单元SU1和第二换挡单元SU2两者以第二挡位传动比供应至输出轴OUT。
图9显示了这样一种状态：通过第一换挡单元SU1的第二挡位从图8的状态脱离，其中，执行了切换至第三挡位的准备，并且类似地，来自发动机E的动力通过第二换挡单元SU2以第二挡位传动比供应至输出轴OUT。
与从第一挡位切换至第二挡位类似，切换至第三挡位也可以在不发生扭矩中断的情况下通过以下步骤来执行：脱开离合器CL，通过第一换挡单元SU1接合第三挡位，并且然后接合离合器CL。
在该实施方案中，与相关技术类似，通过以下步骤来执行切换至第四至第六挡位：仅仅通过第一换挡单元SU1而脱开离合器CL，脱离前一挡位，接合期望的挡位，然后接合离合器CL。因此，如上所述，即使与相关技术一样产生了扭矩中断，但是其挡位更高，因此不会严重地影响换挡的平顺性或乘坐的舒适性。
此外，与上述实施方案不同，如果第二换挡单元SU2可以实现与所有由第一换挡单元SU1实现的挡位相同的重复挡位，那么就可以在切换至所有挡位期间抑制或防止扭矩中断。
虽然出于说明的目的已公开了本发明的示例性实施方案，但本领域技术人员应当理解，在不脱离如随附权利要求所限定的本发明精神和范围的情况下，可以进行各种改变和变形。

Claims (9)

1.一种用于车辆的变速器，其包括：
第一输入轴，其选择性地接收来自发动机的动力；
第二输入轴，其连续地接收来自发动机的动力；
输出轴，其与所述第一输入轴平行布置；
第一中间轴，其与所述第一输入轴平行布置，并且配置为将动力传递至所述输出轴；
第一换挡单元，其配置为完成一系列的挡位，并且布置在所述第一输入轴与所述输出轴之间和所述第一输入轴与所述第一中间轴之间；
第二中间轴，其与所述第二输入轴平行布置，并且配置为将动力传递至所述输出轴；
第二换挡单元，其布置于所述第二输入轴与所述第二中间轴，以完成重复挡位，所述重复挡位重复所述第一换挡单元的一系列挡位中的至少一部分挡位，每个重复挡位的传动比基本等同于所述第一换挡单元相应挡位的传动比；以及
单向离合器，其配置为仅将动力从发动机传递至所述输出轴，
其中所述第二中间轴与所述输出轴同轴线地布置并且与所述输出轴隔开，并且其中所述单向离合器设置在所述第二中间轴与所述输出轴之间使得所述单向离合器仅将动力从所述第二中间轴传递至所述输出轴。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中，所述第一输入轴为中空轴，所述中空轴围绕着所述第二输入轴装配并且通过离合器连接至发动机。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中，提取齿轮设置在所述第一中间轴上，所述提取齿轮配置为从发动机得到动力；接收齿轮设置在所述输出轴上，所述接收齿轮接收来自所述提取齿轮的动力；并且惰轮布置在所述提取齿轮与所述接收齿轮之间，以传递动力。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的变速器，其中，所述接收齿轮设置在所述输出轴的一端，并且连接至所述第二中间轴的单向离合器设置在所述接收齿轮内。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中，在由所述第一换挡单元完成的挡位的传动比与重复挡位的传动比当中，所述第一换挡单元的挡位的最大传动比基本等同于重复挡位的最大传动比，并且其中重复挡位的最小传动比等于或大于所述第一换挡单元的挡位的最小传动比。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中，所述第一换挡单元包括：
多个第一单元驱动齿轮，其布置在所述第一输入轴上，并且配置为实现一系列的挡位；
多个第一单元从动齿轮，其布置在所述第一中间轴与所述输出轴上，并且配置为通过与所述第一单元驱动齿轮接合来实现一系列的挡位；以及
第一单元同步器，其配置为允许或限制所述第一单元从动齿轮相对于所述第一中间轴与所述输出轴的旋转，所述第一单元同步器分别布置在所述第一中间轴与所述输出轴上。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的变速器，其中，所述第二换挡单元包括：
多个第二单元驱动齿轮，其布置在所述第二输入轴上，并且配置为实现重复挡位；
多个第二单元从动齿轮，其布置在所述第二中间轴上，并且配置为通过与所述第二单元驱动齿轮接合来实现重复挡位；以及
第二单元同步器，其布置在所述第二中间轴上，并且配置为允许或限制所述第二单元从动齿轮相对于所述第二中间轴的旋转。
8.根据权利要求6所述的用于车辆的变速器，其中，所述第二换挡单元包括：
多个第二单元驱动齿轮，其布置在所述第二输入轴上，并且配置为实现重复挡位；
多个第二单元从动齿轮，其布置在所述第二中间轴上，并且配置为通过与所述第二单元驱动齿轮接合来实现重复挡位；以及
第二单元同步器，其布置在所述第二输入轴上，并且配置为允许或限制所述第二单元驱动齿轮相对于所述第二输入轴的旋转。
9.根据权利要求1所述的用于车辆的变速器，其中，由所述第一换挡单元完成的挡位包括N个挡位，并且由所述第二换挡单元完成的重复挡位包括M个挡位，其中M≤N。
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