專利名稱：具有發動機起動/停止使能器的多擋變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有多個齒輪組和扭矩傳遞裝置的多擋變速器，所述扭矩傳遞裝置可選擇性地接合，以獲得多個傳動比。更具體地說，本發明涉及一種包括發動機起動/停止使能器的多擋變速器。
背景技術：
在該部分中的聲明僅提供與本發明相關的背景信息，并且可能或可能不構成現有技術。
典型的多擋變速器使用了多個扭矩傳遞機構的組合、行星齒輪布置和固定互連，以獲得多個傳動比。行星齒輪組的數量和物理布置一般受封裝、成本和期望的速比支配。盡管當前的變速器達到了它們預期的目的，但對新的且改善的變速器構造的需求本質上是不變的，所述新的且改善的變速器構造具有改善的性能(尤其從效率、響應性和平穩性的觀點來看)以及改善的封裝(主要減小了尺寸和重量)。因此，存在對一種改善的、具有成本效益的、緊湊的多擋變速器的需求。
發明內容
—種變速器，包括輸入構件；輸出構件；多個扭矩傳遞機構，其能夠選擇性地接合，以在輸入構件與輸出構件之間建立至少四個前進擋速比和至少一個倒擋速比；和一個或多個閉鎖，其與扭矩傳遞機構中的一個或多個扭矩傳遞機構相關聯。所述一個或多個閉鎖在起動事件期間或之前接合相應的扭矩傳遞機構。本發明還包括以下方案
I. 一種變速器，包括
輸入構件；
輸出構件；
多個扭矩傳遞機構，所述多個扭矩傳遞機構能夠選擇性地接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立至少四個前進擋速比和至少一個倒擋速比；以及
一個或多個閉鎖，所述一個或多個閉鎖與所述扭矩傳遞機構中的一個或多個扭矩傳遞機構相關聯，其中所述一個或多個閉鎖在起動事件期間或之前使相應的扭矩傳遞機構接
口 ο2.根據方案I所述的變速器，其中，所述多個閉鎖為液壓閉鎖。3.根據方案I所述的變速器，其中，所述多個閉鎖為機械閉鎖。4.根據方案I所述的變速器，其中，所述一個或多個閉鎖為兩個閉鎖。5.根據方案I所述的變速器，其中，所述一個或多個閉鎖為三個閉鎖。6.根據方案I所述的變速器，其中，所述一個或多個閉鎖使所述扭矩傳遞機構中的一個或多個扭矩傳遞機構接合，并且通過使到所述相應的扭矩傳遞機構的流體壓力增加來使第二扭矩傳遞機構或第三扭矩傳遞機構接合。
7.根據方案I所述的變速器，其中，所述一個或多個閉鎖使所述扭矩傳遞機構中的一個或多個扭矩傳遞機構接合，并且通過使到所述相應的扭矩傳遞機構的流體體積增加來使第二扭矩傳遞機構或第三扭矩傳遞機構接合。8.根據方案7所述的變速器，其中，所述扭矩傳遞機構與液壓控制系統連通，所述液壓控制系統對到所述扭矩傳遞機構的體積流量進行調節。9.根據方案8所述的變速器，其中，變速器泵、蓄能器或輔助泵或者它們的組合在所述起動事件期間或之前向所述扭矩傳遞機構提供流量。10.根據方案8所述的變速器，其中，所述液壓控制系統從控制器接收指令。
11.根據方案I所述的變速器，其中，所述多個扭矩傳遞機構是五個扭矩傳遞機構，并且其中使所述五個扭矩傳遞機構中的第三扭矩傳遞機構接合以建立倒擋。12.根據方案I所述的變速器，其中，所述多個扭矩傳遞機構是五個扭矩傳遞機構，并且其中使所述五個扭矩傳遞機構中的第三扭矩傳遞機構接合以建立第一擋。13.根據方案I所述的變速器，其中，所述多個扭矩傳遞機構是五個扭矩傳遞機構，并且其中使所述五個扭矩傳遞機構中的第三扭矩傳遞機構接合以建立第二擋。14.根據方案I所述的變速器，其中所述多個扭矩傳遞機構能夠以至少三個的組合的方式選擇性地接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立至少四個前進擋速比和至少一個倒擋速比。15. 一種變速器，包括
輸入構件；
輸出構件；
多個扭矩傳遞機構，所述多個扭矩傳遞機構能夠選擇性地接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立至少八個前進擋速比和至少一個倒擋速比；以及
多個閉鎖，所述多個閉鎖與所述扭矩傳遞機構中的兩個扭矩傳遞機構相關聯，其中所述多個閉鎖在起動事件期間或之前使所述相應的扭矩傳遞機構接合；
多個變力螺線管，所述多個變力螺線管中的至少一個變力螺線管與相應的力傳遞機構連通，以便對到所述扭矩傳遞機構的流體體積進行調節；以及控制器，所述控制器向所述多個變力螺線管提供指令。16.根據方案15所述的變速器，其中，所述多個閉鎖為兩個閉鎖。17.根據方案15所述的變速器，其中，所述多個閉鎖為三個閉鎖。18.根據方案15所述的變速器，其中，所述多個扭矩傳遞機構是五個扭矩傳遞機構，并且其中使所述五個扭矩傳遞機構中的第三扭矩傳遞機構接合以建立倒擋。19.根據方案15所述的變速器，其中，所述多個扭矩傳遞機構是五個扭矩傳遞機構，并且其中使所述五個扭矩傳遞機構中的第三扭矩傳遞機構接合以建立第一擋。20.根據方案15所述的變速器，其中，所述多個扭矩傳遞機構是五個扭矩傳遞機構，并且其中使所述五個扭矩傳遞機構中的第三扭矩傳遞機構接合以建立第二擋。更多的特征、優點和應用領域通過在此提供的說明將變得明顯。應理解的是，所述說明和具體的示例僅用于例證的目的，而不旨在限制本發明的范圍。
在此描述的附圖僅用于例證目的，而不旨在以任何方式限制本發明的范圍。附圖中的部件不必按比例繪制，而是將重點放在圖示本發明的原理上。此外，在附圖中，相同的附圖標記在全部視圖中都標識對應的部件。在附圖中
圖I是根據本發明的變速器的示例的杠桿 圖2是根據本發明的圖I所示的變速器的示例的示意 圖3是示出了具有發動機起動/停止使能器的變速器的框圖；以及 圖4是真值表，其關于通過圖2的變速器獲得的選定扭矩比列出了接合的扭矩傳遞機構。
具體實施方式
以下的說明本質上僅是示例性的，并且不旨在限制本發明、其應用或使用。在開始時，應意識到的是，在所提供的特定示例中，本發明的八擋自動變速器在四個行星齒輪組的元件之間具有永久性機械連接的布置。這些機械連接一般與變速器實施例關聯或聯系。更具體地說，第一行星齒輪組的第一部件或元件永久地耦聯至第二行星齒輪組的第一部件或元件。第一行星齒輪組的第二部件或元件永久地耦聯至第四行星齒輪組的第三部件或元件。第二行星齒輪組的第三部件或元件永久地耦聯至第三行星齒輪組的第三部件或元件。第三行星齒輪組的第二部件或元件永久地耦聯至第四行星齒輪組的第二部件或元件。現在參考圖1，其以杠桿圖形式圖示了用于機動車輛的八擋變速器10的實施例。杠桿圖是對諸如自動變速器之類的機械裝置的部件的示意性表示。每個單獨的杠桿表示行星齒輪組，其中行星齒輪的三個基本機械部件分別由節點表示。因此，單個杠桿包含三個節點一個用于太陽齒輪、一個用于行星齒輪架、并且一個用于環形齒輪(或齒圈)。每個杠桿的節點之間的相對長度可用于表示每個相應齒輪組的環形齒輪與太陽齒輪的比率(ring-to-sun ratio)。這些杠桿比率又用于改變變速器的傳動比，以便獲得合適的比率和比率級進(ratio progression)。各個行星齒輪組的節點之間的機械稱聯或互連由水平細線圖示，并且諸如離合器和制動器之類的扭矩傳遞裝置表示為交錯的指狀物。可在由Benford 和 Leising 寫作的名稱為“The Lever Analogy A New Tool in TransmissionAnalysis”的SAE論文810102中找到關于杠桿圖的形式、目的和使用的更多說明，該文獻在此以引用的方式全文并入。變速器10包括輸入軸或構件12 ;第一行星齒輪組14，其具有三個節點第一節點14a、第二節點14b和第三節點14c ;第二行星齒輪組16，其具有三個節點第一節點16a、第二節點16b和第三節點16c ;第三行星齒輪組18，其具有三個節點第一節點18a、第二節點18b和第三節點18c ;第四行星齒輪組20，其具有三個節點第一節點20a、第二節點20b和第三節點20c ;和輸出軸或構件22。輸入構件12耦聯至第二行星齒輪組16的第二節點16a。第一行星齒輪組14的第一節點14a耦聯至第二行星齒輪組16的第一節點16a。第一行星齒輪組14的第二節點14b耦聯至第四行星齒輪組20的第三節點20c。第二行星齒輪組16的第三節點16c耦聯至第三行星齒輪組18的第一節點18a。第三行星齒輪組18的第二節點18b耦聯至第四行星齒輪組20的第二節點20b。輸出構件22耦聯至第四行星齒輪組20的第二節點20b。
第一扭矩傳遞機構24選擇性地使第一行星齒輪組14的第三節點14c與靜止元件或變速器殼體50連接。第二扭矩傳遞機構26選擇性地使第一行星齒輪組14的第一節點14a與變速器殼體50連接。第三扭矩傳遞機構28選擇性地使輸入構件12和第二行星齒輪組16的第二節點16b與第四行星齒輪組20的第一節點20a連接。第四扭矩傳遞機構30選擇性地使第二行星齒輪組16的第三節點16c和第三行星齒輪組18的第一節點18a與第四行星齒輪組20的第一節點20a連接。第五扭矩傳遞機構32選擇性地使第三行星齒輪組18的第三節點18c與第四行星齒輪組20的第一節點20a連接。現在參考圖2，該符號圖示出了根據本發明的八擋變速器10的示例的示意性布局。在圖2中，延續使用圖I的杠桿圖中的附圖標記。對應地示出了離合器、制動器和耦聯，然而，行星齒輪組的節點現在則示出為行星齒輪組的諸如太陽齒輪、環形齒輪、行星齒輪和行星齒輪架之類的部件。在本發明的示例中，第一行星齒輪組14是簡單行星齒輪組。更具體地說，行星齒 輪組14包括太陽齒輪構件14a、環形齒輪構件14c和以可旋轉的方式支撐一組行星齒輪14d (僅一個示出)的架構件14b。太陽齒輪構件14a被連接成與第一軸或互連構件34共同旋轉。環形齒輪構件14c被連接成與第二軸或互連構件36共同旋轉。架構件14b被連接成與第三軸或互連構件38共同旋轉。行星齒輪14d被構造成與太陽齒輪構件14a和環形齒輪構件14c都互相嚙合。在本發明的另一示例中，第二行星齒輪組16是簡單行星齒輪組。更具體地說，行星齒輪組16包括太陽齒輪構件16a、環形齒輪構件16c和以可旋轉的方式支撐一組行星齒輪16d (僅一個示出)的架構件16b。太陽齒輪構件16a被連接成與第一軸或互連構件34共同旋轉。環形齒輪構件16c被連接成與第四軸或互連構件40共同旋轉。架構件16b被連接成與輸入軸12共同旋轉。行星齒輪16d被構造成與太陽齒輪構件16a和環形齒輪構件16c都互相嚙合。在本發明的又一示例中，第三行星齒輪組18是簡單行星齒輪組。更具體地說，行星齒輪組18包括太陽齒輪構件18a、環形齒輪構件18c和以可旋轉的方式支撐一組行星齒輪18d (僅一個示出)的架構件18b。太陽齒輪構件18a被連接成與第四軸或互連構件40共同旋轉。環形齒輪構件18c被連接成與第五軸或互連構件42共同旋轉。架構件18b被連接成與第六軸或互連構件44共同旋轉。行星齒輪18d被構造成與太陽齒輪構件18a和環形齒輪構件18c都互相嚙合。在本發明的又一示例中，第四行星齒輪組20是簡單行星齒輪組，其包括太陽齒輪構件20a、環形齒輪構件20c和以可旋轉的方式支撐一組行星齒輪20d (僅一個示出)的架構件20b。太陽齒輪構件20a被連接成與第七軸或互連構件46共同旋轉。環形齒輪構件20c被連接成與第三軸或互連構件38共同旋轉。架構件20b被連接成與第六軸或互連構件44和輸出軸22共同旋轉。行星齒輪20d被構造成與太陽齒輪構件20a和環形齒輪構件20c互相哨合。輸入軸或構件12優選持續地連接至發動機、或者連接至變矩器的渦輪、或者連接至電動機。輸出軸或構件22優選與最終傳動單元或分動箱(未示出)持續地連接。諸如第一、第二、第三、第四和第五離合器24、26、28、30和32之類的扭矩傳遞機構允許軸或互連構件34-46、行星齒輪組14-20的構件和殼體50的選擇性互連。例如，第一離合器24可選擇性地接合，以使第二軸或互連構件36與靜止元件、地或變速器殼體50連接。第二離合器26可選擇性地接合，以使第一軸或互連構件34與靜止元件、地或變速器殼體50連接。第三離合器28可選擇性地接合，以使輸入軸或構件12與第七軸或互連構件46連接。第四離合器30可選擇性地接合，以使第五軸或互連構件42與第七軸或互連構件46連接。第五離合器32可選擇性地接合，以使第四軸或互連構件40與第七軸或互連構件46連接。現在參考圖2和圖4，將描述對八擋變速器10的示例的操作。應意識到的是，變速器10能夠以至少八個前進擋速度狀態或扭矩比和至少一個倒擋速度狀態或扭矩比將扭矩從輸入軸或構件12傳遞至輸出軸或構件22。如以下將說明地，通過扭矩傳遞機構(即，第一、第二、第三、第四和第五離合器24、26、28、30、32)中的一個或多個的接合來獲得每個前進擋和倒擋速度狀態或扭矩比。圖4是示出了被啟動或接合(以X表示)以獲得各種擋位狀態的扭矩傳遞機構的各種組合的真值表。例如，為了建立倒擋擋位狀態，第一離合器24接合或啟動(X)，并且第二和第四離 合器26和30接合或啟動(X)。第一離合器24在接合模式下使第二軸或互連構件36與靜止元件、地或變速器殼體50連接。第二離合器26使第一軸或互連構件34與靜止元件或變速器殼體50連接。第四離合器30使第五軸或互連構件42與第七軸或互連構件46連接。為了建立第一擋擋位狀態1st，第一、第二和第三離合器24、26、28接合或啟動(X)。第一離合器24使第二軸或互連構件36與靜止元件或變速器殼體50連接。第二離合器26使第一軸或互連構件34與靜止元件或變速器殼體50連接。第三離合器28使輸入軸或構件12與第七軸或互連構件46連接。為了建立第二擋擋位狀態，第一、第二和第五離合器24、26和32接合或啟動(X)。第一離合器24使第二軸或互連構件36與靜止元件或變速器殼體50連接。第二離合器26使第一軸或互連構件34與靜止元件或變速器殼體50連接。第五離合器32使第四軸或互連構件40與第七軸或互連構件46連接。為了建立第六擋擋位狀態，使第一離合器24脫離，并使第三、第四和第五離合器28、30、32接合或啟動(X)。離合器24在脫離模式下用作第二軸或互連構件36與靜止元件或變速器殼體50之間的傳統的單向離合器。第三離合器28使輸入軸或構件12與第七軸或互連構件46連接。第四離合器30使第五軸或互連構件42與第七軸或互連構件46連接。第五離合器32使第四軸或互連構件40與第七軸或互連構件46連接。同樣地，如圖5所示，通過離合器接合的不同組合來獲得八個前進擋速度狀態。還參考圖3，變速器10包括發動機起動/停止使能器，所述發動機起動/停止使能器具有與第二離合器26相關聯的閉鎖72和與第一離合器24相關聯的一對閉鎖74和76。變速器還包括具有第一變力螺線管64、第二變力螺線管66、第三變力螺線管60、第四變力螺線管62、第五變力螺線管70和第六變力螺線管68的液壓控制系統59。在圖3所示的特定布置中，第一離合器24與第一和第二變力螺線管64和66連通。第二離合器26與第三變力螺線管60連通。第三離合器28與第四變力螺線管62連通。第四離合器30與第五變力螺線管70連通，并且第五離合器32與第六變力螺線管68連通。盡管第一離合器24與一對閉鎖以及相應的一對變力螺線管相關聯，但在有些布置中，單個閉鎖和單個變力螺線管與第一離合器24相關聯。
還應指出的是，在某些類型的布置中可使用其他液壓控制系統。例如，在各種布置中，液壓控制系統59例如包括可變泄放螺線管或開/關裝置或任何其他合適的裝置，以便通過選擇性地將液壓流體傳送至各扭矩傳遞機構來選擇性地使扭矩傳遞機構60、62、64、66,68和70接合。變力螺線管繼而與變速器泵或蓄能器80或輔助泵連通，并從控制器90接收指令。控制器90可與機動車輛的發動機、變速器或混合動力控制模塊相關聯。當機動車輛停下來時，機動車輛典型地以第一擋、第二擋或倒擋再次起動。也就是說，對于倒擋而言，離合器24、26和30接合；對于第一擋而言，離合器24、26和28接合；或者對于第二擋而言，離合器24、26和32接合。這樣，機動車輛準備再次起動時，變速器泵一般將大小設置成在車輛停止之后向離合器24、26、28、30和32泵送足夠的壓力，使得當不采用閉鎖72、74和76時，在車輛再次起動時能容易地使離合器28、30和32中的一個以及離合器24和26接合。替代性地,蓄能器80將大小設置成向離合器28、30和32中的一個以及離合器24和26提供足夠的流體體積和流量，像通過相應的變力螺線管60、62、64、66、68·和70調節的那樣。替代性地，可代替蓄能器而采用輔助泵，以向液壓控制系統59中的裝置提供合適的液壓流體壓力，從而選擇性地使扭矩傳遞機構24、26、28、30和32接合。在有些布置中，變速器泵、蓄能器80和輔助泵中的兩個的組合或全部向扭矩傳遞機構提供流量。在實施了閉鎖72、74和76的情況下(其中，所述閉鎖72、74和76可以是機械閉鎖或液壓閉鎖或者任何其他合適的機構，并且可在控制器90的控制下)，離合器24和26可被認為是保持的離合器(holding clutch)。也就是說,在起動事件之前或在起動事件時,啟動閉鎖72、74和76，以便使離合器24和26接合。這樣，變速器泵或蓄能器80或輔助泵僅需要提供使離合器28、30和32中的一個接合的足夠壓力或足夠體積，以便用于第一擋、倒擋或第二擋。總之，借助于閉鎖72、74和76，變速器泵或蓄能器器80或輔助泵將大小設置成為起動事件給一個離合器提供壓力或流體體積，然而，在沒有閉鎖72、74和76的情況下，變速器泵或蓄能器80或輔助泵將大小設置成為起動事件給三個離合器提供壓力或流體體積。應指出的是，閉鎖72、74和76的使用不局限于八擋變速器。這些閉鎖可被實現到具有較少擋位的變速器中，諸如例如具有四個、五個、六個或七個前進擋的變速器(后輪驅動和前輪驅動)。此外，這些閉鎖可被實現到具有超過八個擋位的變速器中，諸如例如具有九個、十個或更多個前進擋的變速器。本發明的說明本質上僅是示例性的，并且沒有偏離本發明要旨的變體被認為是在本發明的范圍內。這樣的變體被認為沒有偏離本發明的精神和范圍。
權利要求
1.一種變速器，包括 輸入構件； 輸出構件； 多個扭矩傳遞機構，所述多個扭矩傳遞機構能夠選擇性地接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立至少四個前進擋速比和至少一個倒擋速比；以及 一個或多個閉鎖，所述一個或多個閉鎖與所述扭矩傳遞機構中的一個或多個扭矩傳遞機構相關聯，其中所述一個或多個閉鎖在起動事件期間或之前使相應的扭矩傳遞機構接入口 O
2.根據權利要求I所述的變速器，其中，所述多個閉鎖為液壓閉鎖。
3.根據權利要求I所述的變速器，其中，所述多個閉鎖為機械閉鎖。
4.根據權利要求I所述的變速器，其中，所述一個或多個閉鎖為兩個閉鎖。
5.根據權利要求I所述的變速器，其中，所述一個或多個閉鎖為三個閉鎖。
6.根據權利要求I所述的變速器，其中，所述一個或多個閉鎖使所述扭矩傳遞機構中的一個或多個扭矩傳遞機構接合，并且通過使到所述相應的扭矩傳遞機構的流體壓力增加來使第二扭矩傳遞機構或第三扭矩傳遞機構接合。
7.根據權利要求I所述的變速器，其中，所述一個或多個閉鎖使所述扭矩傳遞機構中的一個或多個扭矩傳遞機構接合，并且通過使到所述相應的扭矩傳遞機構的流體體積增加來使第二扭矩傳遞機構或第三扭矩傳遞機構接合。
8.根據權利要求7所述的變速器，其中，所述扭矩傳遞機構與液壓控制系統連通，所述液壓控制系統對到所述扭矩傳遞機構的體積流量進行調節。
9.根據權利要求8所述的變速器，其中，變速器泵、蓄能器或輔助泵或者它們的組合在所述起動事件期間或之前向所述扭矩傳遞機構提供流量。
10.一種變速器，包括 輸入構件； 輸出構件； 多個扭矩傳遞機構，所述多個扭矩傳遞機構能夠選擇性地接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立至少八個前進擋速比和至少一個倒擋速比；以及 多個閉鎖，所述多個閉鎖與所述扭矩傳遞機構中的兩個扭矩傳遞機構相關聯，其中所述多個閉鎖在起動事件期間或之前使所述相應的扭矩傳遞機構接合； 多個變力螺線管，所述多個變力螺線管中的至少一個變力螺線管與相應的力傳遞機構連通，以便對到所述扭矩傳遞機構的流體體積進行調節；以及控制器，所述控制器向所述多個變力螺線管提供指令。
全文摘要
本發明涉及具有發動機起動/停止使能器的多擋變速器。具體地，提供了一種變速器，包括輸入構件；輸出構件；多個扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以在輸入構件與輸出構件之間建立至少四個前進擋速比和至少一個倒擋速比；和一個或多個閉鎖，其與扭矩傳遞機構中的一個或多個扭矩傳遞機構相關聯。所述一個或多個閉鎖在起動事件期間或之前使相應的扭矩傳遞機構接合。
文檔編號F16H3/66GK102954162SQ20121030411
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月24日 優先權日2011年8月24日
發明者C.M.博肯斯特特, R.L.摩西, C.E.梅林, Z.J.張 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司