用于車輛的變速器的制作方法

本發明大體上涉及一種用于車輛的變速器，更具體的，本發明涉及一種能夠防止換擋性能變差(例如車輛換擋時的向后拉動效應)的用于車輛的變速器。

背景技術：

類似于自動變速器，自動手動變速器能夠在車輛行駛時憑借致動器裝置提供自動換擋，為駕駛員提供了便利，并且能夠在保持動力傳遞效率高于自動變速器的同時，促進改善了車輛的燃料效率。

然而，對于基于同步嚙合式換擋機構的自動手動變速器，在通過換擋致動器完成自動換擋時，必然會存在有來自發動機的動力斷開連接的時期，因此會導致扭矩降低和換擋能力變差，還會導致例如換擋時車輛的向后拉動效應。

為了解決這些問題，已經提出了通過在發動機和換擋機構之間設置行星齒輪組，根據車輛的行駛狀態而選擇性地將動力從發動機傳輸至換擋機構或輸出軸的技術。

此外，如現有技術中的另一示例，在韓國專利申請公開第10-2009-0132758號中已提出了“用于具有自動手動變速器的混合動力電動車輛的動力傳動系”。

然而，該技術需要兩個監控設備來減少換擋能力的變差，因此該種變速器的制造成本和重量將會增加。

上述作為本申請的相關技術的說明僅用于幫助理解本發明的背景技術，不應被理解為包括在本領域技術人員已知的相關技術中。

相關技術文檔：

KR10-2009-0132758A(專利文獻1)

技術實現要素：

因此，本發明針對于相關技術中產生的上述問題，致力于提供一種能夠防止換擋能力變差(例如車輛換擋時的向后拉動效應)的用于車輛的變速器。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供一種用于車輛的變速器，其包括：第一輸入軸，其接收來自動力源的動力，在該輸入軸上具有第一輸入傳輸齒輪；第二輸入軸，其經由離合器選擇性地接收來自動力源的動力，在該輸入軸上具有第二輸入傳輸齒輪；第一中間軸和第二中間軸，各中間軸上具有輸出傳輸齒輪，該輸出傳輸齒輪與第一輸入傳輸齒輪和第二輸入傳輸齒輪嚙合；接合部件，其設置在連接至第一中間軸和第二中間軸的動力傳輸線路中，并且允許或限制在與第一輸入傳輸齒輪相嚙合的輸出傳輸齒輪與第一和第二中間軸之間，由于旋轉速度差而發生的相對旋轉；以及接合裝置，其選擇性地將輸出傳輸齒輪接合至對應的中間軸，并且在換擋時的同步之前或之后，該接合裝置將與輸出傳輸齒輪的所期望的擋位接合的輸出傳輸齒輪接合至對應的中間軸，從而來自動力源的扭矩傳輸至所期望的擋位。

所述第二輸入軸可以是中空軸，所述第一輸入軸插置在該第二輸入軸中。

所述接合部件可以為單向離合器。

所述單向離合器可以設置在來自與第一輸入傳輸齒輪相嚙合的輸出傳輸齒輪的動力傳輸線路中。

所述單向離合器可以設置在第一中間軸與接合裝置之間，該接合裝置用于選擇性地將與第一輸入傳輸齒輪相嚙合的輸出傳輸齒輪接合至第一中間軸，以及該單向離合器可以設置在第二中間軸與接合裝置之間，該接合裝置用于選擇性地將與第一輸入傳輸齒輪相嚙合的輸出傳輸齒輪接合至第二中間軸。

所述輸出傳輸齒輪可以包括：第一預嚙合齒輪，其能夠相對旋轉地設置在第一中間軸上，并且與第二輸入傳輸齒輪相嚙合；第一同步嚙合齒輪，其能夠相對旋轉地設置在第一中間軸上，并且與第一輸入傳輸齒輪相嚙合；第二預嚙合齒輪，其能夠相對旋轉地設置在第二中 間軸上，并且與第二輸入傳輸齒輪相嚙合；第二同步嚙合齒輪，其能夠相對旋轉地設置在第二中間軸上，并且與第一輸入傳輸齒輪相嚙合。

所述第一輸入傳輸齒輪和第二輸入傳輸齒輪與每個中間軸上的輸出傳輸齒輪的傳動比可以相同。

所述接合裝置可以包括：第一接合裝置，其選擇性地將設置在第一中間軸上的輸出傳輸齒輪接合至第一中間軸；以及第二接合裝置，其選擇性地將設置在第二中間軸上的輸出傳輸齒輪接合至第二中間軸。

為所述輸出傳輸齒輪可以單獨地設置第一接合裝置和第二接合裝置。

該種用于車輛的變速器，其可進一步包括：輸出軸，其設置為與第一中間軸和第二中間軸平行；以及換擋機構，其在第一中間軸、第二中間軸和輸出軸上包括具有不同傳動比的多對換擋齒輪，并且通過使用同步器以及選擇對應于車輛的速度的齒輪對，經由輸出軸，將來自動力源的扭矩改變和輸出。

所述第一輸入軸、第二輸入軸和輸出軸可以同軸線設置。

用于奇數擋位的輸入換擋齒輪或者用于偶數擋位的輸入換擋齒輪可以設置在第一中間軸上；除了在第一中間軸上的輸入換擋齒輪之外的其它換擋齒輪可以設置在第二中間軸上；以及與輸入換擋齒輪成對的輸出換擋齒輪可以設置在輸出軸上。

在換擋至所期望的擋位的過程中，通過第一輸入傳輸齒輪傳輸的扭矩流通過由單向離合器所允許的相對旋轉動作經由第二輸入傳輸齒輪而平順地改變至所期望的換擋齒輪對，因此避免了換擋能力的劣化(例如當換擋時車輛的向后拉動效應)。

附圖說明

通過下文結合附圖所呈現的詳細描述將會更為清楚地理解本發明的以上和其它目的、特征以及優點，在這些附圖中：

圖1為示出了根據本發明的實施方案的用于車輛的變速器的整體結構的示意圖；

圖2A至圖2D為示出了通過本發明的用于車輛的變速器進行的從 N擋至1擋的換擋的過程的示意圖；

圖3A至圖3D為示出了通過本發明的用于車輛的變速器進行的從1擋至2擋的換擋的過程的示意圖；

圖4為當本發明的用于車輛的變速器中的單向離合器的布置發生改變時的整體結構示意圖。

具體實施方式

下面將參考附圖對本發明的示例性實施方案進行詳細描述。

根據本發明的實施方案的用于車輛的變速器，其可以主要包括：第一輸入軸INPUT1、第二輸入軸INPUT2、第一中間軸CNT1、第二中間軸CNT2、接合部件和接合裝置。

具體參見圖1至圖4，第一輸入軸INPUT1在第一端連接至動力源，并且始終從動力源接收扭矩，而第一輸入傳輸齒輪3可以裝配在第一輸入軸INPUT1的第二端，以隨第一輸入軸INPUT1旋轉。動力源可以是發動機1，而第一輸入軸INPUT1能夠始終通過來自發動機1的扭矩而旋轉。

第二輸入軸INPUT2在第一端經由離合器C連接至動力源，并根據離合器C的接合與釋放而選擇性地接收來自動力源的扭矩，而第二輸入傳輸齒輪5不可相對旋轉地裝配在第二輸入軸INPUT2的第二端，因此第二輸入傳輸齒輪5能夠隨第二輸入軸INPUT2旋轉。

例如，第一輸入軸INPUT1和第二輸入軸INPUT2可以同軸線地設置，其中第二輸入軸INPUT2可以是中空的軸，而第一輸入軸INPUT1可以插置在第二輸入軸INPUT2中。

兩個輸出傳輸齒輪可以設置在第一中間軸CNT1上，以分別與第一輸入傳輸齒輪3和第二輸入傳輸齒輪5相嚙合，并且類似的，兩個輸出傳輸齒輪可以設置在第二中間軸CNT2上，以與第一輸入傳輸齒輪3和第二輸入傳輸齒輪5相嚙合。

例如，輸出傳輸齒輪可以包括在第一中間軸CNT1上的第一預嚙合齒輪7和第一同步嚙合齒輪9，以及在第二中間軸CNT2上的第二預嚙合齒輪11和第二同步嚙合齒輪13。

具體而言，第一預嚙合齒輪7可以相對可旋轉地設置在第一中間 軸CNT1上，并且可以始終與第二輸入傳輸齒輪5相嚙合。

第一同步嚙合齒輪9可以相對可旋轉地設置在第一中間軸CNT1上，并且可以始終與第一輸入傳輸齒輪3相嚙合。

第二預嚙合齒輪11可以相對可旋轉地設置在第二中間軸CNT2上，并且可以始終與第二輸入傳輸齒輪5相嚙合。

第二同步嚙合齒輪13可以相對可旋轉地設置在第二中間軸CNT2上，并且可以始終與第一輸入傳輸齒輪3相嚙合。

第一輸入傳輸齒輪3和第二輸入傳輸齒輪5與在每個中間軸上的兩個輸出傳輸齒輪的傳動比可以是相同的。

例如，在第一輸入傳輸齒輪3與第一同步嚙合齒輪9之間的傳動比和在第二輸入傳輸齒輪5與第一預嚙合齒輪7之間的傳動比可以是相同的。此外，在第一輸入傳輸齒輪3與第二同步嚙合齒輪13之間的傳動比和在第二輸入傳輸齒輪5與第二預嚙合齒輪11之間的傳動比可以是相同的。

在第一中間軸CNT1上的輸出傳輸齒輪的傳動比和在第二中間軸CNT2上的輸出傳輸齒輪的傳動比可以是相同的，但也可以是不同的。

接合部件(下文稱作“第一單向離合器”)可以設置在從第一輸入傳輸齒輪3至第一中間軸CNT1的動力傳輸路線中，并且可以允許或限制在與第一輸入傳輸齒輪3相嚙合的輸出傳輸齒輪與第一中間軸CNT1之間的相對旋轉，該相對旋轉由于與第一輸入傳輸齒輪3相嚙合的輸出傳輸齒輪和第一中間軸CNT1的旋轉速度差異而產生。

此外，接合部件(下文稱作“第二單向離合器”)可以設置在從第一輸入傳輸齒輪3至第二中間軸CNT2的動力傳輸路線中，并且可以允許或限制在與第一輸入傳輸齒輪3相嚙合的輸出傳輸齒輪與第二中間軸CNT2之間的相對旋轉，該相對旋轉由于與第一輸入傳輸齒輪3相嚙合的輸出傳輸齒輪和第二中間軸CNT2的旋轉速度差異而產生。

該接合部件可以是機械地連接或斷開動力的單向離合器，但是，其可以是以相同原理工作的機械裝置、液壓部件或液壓機械復合裝置或者使用電力/電磁力的裝置。

參見圖1，單向離合器例如可以設置在由與第一輸入傳輸齒輪3相嚙合的輸出傳輸齒輪形成的動力傳輸路線中。

例如，第一單向離合器OWC1可以設置在構成第一同步嚙合齒輪9的換擋齒輪(未指定附圖標記)的擋位齒輪(未指定附圖標記)的中部，或者在換擋齒輪和擋位齒輪之間。

此外，第二單向離合器OWC2可以設置在構成第二同步嚙合齒輪13的換擋齒輪(未指定附圖標記)的擋位齒輪(未指定附圖標記)的中部，或者在換擋齒輪和擋位齒輪之間。

根據單向離合器的布置的另一示例，參考圖4，第一單向離合器OWC1可以設置在第一中間軸CNT1和選擇性地將第一同步嚙合齒輪9(其是與第一輸入傳輸齒輪3相嚙合的輸出傳輸齒輪中的一個)接合至第一中間軸CNT1的接合裝置之間。該接合裝置可以是將在下文對其進行描述的第一接合裝置的第一-第二接合裝置S1-2。

第二單向離合器OWC2可以設置在第二中間軸CNT2和選擇性地將第二同步嚙合齒輪13(其是與第一輸入傳輸齒輪3相嚙合的輸出傳輸齒輪中的另一個)接合至第二中間軸CNT2的接合裝置之間。該接合裝置可以是將在下文對其進行描述的第二接合裝置的第二-第二接合裝置S2-2。

即，在第一-第二接合裝置S1-2與第一同步嚙合齒輪9相嚙合的情況下，當第一同步嚙合齒輪9的旋轉速度高于第一中間軸CNT1的旋轉速度時，第一同步嚙合齒輪9借助于第一單向離合器OWC1而強制的使第一中間軸CNT1旋轉。

與此相反，當第一中間軸CNT1的旋轉速度高于第一同步嚙合齒輪9的旋轉速度時，旋轉速度的差異由第一單向離合器OWC1吸收，因此第一中間軸CNT1能夠比第一同步嚙合齒輪9在更高的速度旋轉。

此外，在第二-第二接合裝置S2-2與第二同步嚙合齒輪13相嚙合的情況下，當第二同步嚙合齒輪13的旋轉速度高于第二中間軸CNT2的旋轉速度時，第二同步嚙合齒輪13經由于第二單向離合器OWC2而強制的使第二中間軸CNT2旋轉。

然而，與此相反，當第二中間軸CNT2的旋轉速度高于第二同步嚙合齒輪13的旋轉速度時，旋轉速度的差異由第二單向離合器OWC2吸收，因此第二中間軸CNT2能夠比第二同步嚙合齒輪13在更高的速度旋轉。

參見圖1至圖4，接合裝置選擇性地將輸出傳輸齒輪接合至對應的中間軸。例如，通過接合裝置，設置在第一中間軸CNT1上的輸出傳輸齒輪選擇性地接合至第一中間軸CNT1，而設置在第二中間軸CNT2上的輸出傳輸齒輪選擇性地接合至第二中間軸CNT2。

即，在換擋時的同步之前或之后，該接合裝置將與輸出傳輸齒輪的所期望的擋位接合的輸出傳輸齒輪接合至對應的中間軸，從而來自動力源的扭矩傳輸至所期望的擋位。

接合裝置可以包括在第一中間軸CNT1上的第一接合裝置以及在第二中間軸CNT2上的第二接合裝置。

具體而言，第一接合裝置可以選擇性地將在第一中間軸CNT1上的輸出傳輸齒輪接合至第一中間軸CNT1。

第二接合裝置可以選擇性地將在第二中間軸CNT2上的輸出傳輸齒輪接合至第二中間軸CNT2。

例如，第一接合裝置可以包括用于將第一預嚙合齒輪7接合至第一中間軸CNT1的第一-第一接合裝置S1-1，以及用于將第一同步嚙合齒輪9接合至第一中間軸CNT1的第一-第二接合裝置S1-2。

第二接合裝置可以包括用于將第二預嚙合齒輪11接合至第二中間軸CNT2的第二-第一接合裝置S2-1，以及用于將第二同步嚙合齒輪13接合至第二中間軸CNT2的第二-第二接合裝置S2-2。

可以為每一個輸出傳輸齒輪設置第一接合裝置和第二接合裝置，并且所有類型的用于連接/斷開動力的接合裝置(包括同步嚙合式同步器、爪形離合器、改進的爪形離合器、濕式/干式離合器、電氣/電子濕式/干式電磁離合器、耦合器、液力耦合器以及花鍵)可以用作第一和第二接合裝置。

該接合裝置可以在輸出傳輸齒輪的側部獨立地設置。

第一預嚙合齒輪7的第一側和第一同步嚙合齒輪9的第一側可以設置為直接地互相面對，第一-第一接合裝置S1-1可以設置在第一預嚙合齒輪7的第二側，而第一-第二接合裝置S1-2可以設置在第一同步嚙合齒輪9的面向換擋機構15的第二側。

第二預嚙合齒輪11的第一側和第二同步嚙合齒輪13的第一側可以設置為直接地互相面對，第二-第一接合裝置S2-1可以設置在第二預 嚙合齒輪11的第二側，而第二-第二接合裝置S2-2可以設置在第二同步嚙合齒輪13的面向換擋機構15的第二側。

即，由于輸出傳輸齒輪各自設置有接合裝置，以用于將輸出傳輸齒輪接合至對應的中間軸，因此減少了換擋中接合/脫開兩個輸出傳輸齒輪所需要的時間，從而能夠最小化換擋時間。

根據本發明的實施方案的用于車輛的變速器可以進一步包括輸出軸OUTPUT和換擋機構15。

輸出軸OUTPUT可以設置為與第一中間軸CNT1和第二中間軸CNT2相平行。輸出軸OUTPUT可以設置為與第一輸入軸INPUT1和第二輸入軸INPUT2同軸線。

此外，盡管沒有顯示在附圖中，傳輸至輸出軸OUTPUT的輸出可以通過另外的齒輪對、行星齒輪組或其他變速元件而增加或減小速度，并隨后傳輸至車輪。

換擋機構15在第一中間軸CNT1、第二中間軸CNT2和輸出軸OUTPUT上并且包括具有不同傳動比的多對換擋齒輪，并且通過使用同步器，選擇對應于車輛的速度的齒輪對，經由輸出軸OUTPUT，將來自動力源的扭矩改變和輸出。

根據圖1所示的本發明的換擋機構15的設置，用于奇數或偶數擋位的輸入換擋齒輪可以設置在第一中間軸CNT1上，而除了在第一中間軸CNT1上的輸入換擋齒輪外的其他換擋齒輪可以設置在第二中間軸CNT2上。

與輸入換擋齒輪成對的輸出換擋齒輪可以設置在輸出軸OUTPUT上。

例如，當用于1擋、3擋、5擋和7擋的輸入換擋齒輪在第一中間軸CNT1上時，用于2擋、4擋、6擋和R擋的輸入換擋齒輪可以設置在第二中間軸CNT2上，而輸出換擋齒輪可以設置在輸出軸OUTPUT上。

1和3擋位同步器S1&3可以設置在1擋和3擋輸入換擋齒輪之間，5和7擋位同步器S5&7可以設置在5擋和7擋輸入換擋齒輪之間，2和4擋位同步器S2&4可以設置在2擋和4擋輸入換擋齒輪之間，而6和R擋位同步器S6&R可以設置在6擋和R擋輸入換擋齒輪之間。

下文將對本發明的運行和效果進行描述。

從N擋(空擋)至1擋的換擋過程參見圖2A至圖2D進行描述。

當車輛起動時，第一輸入軸INPUT1直接地連接至發動機1，從而第一輸入傳輸齒輪3隨第一輸入軸INPUT1旋轉。

在這種狀態下，變速器中所有的接合裝置和同步器處于空擋狀態，因此無論離合器C是否接合，負載沒有施加至運轉的發動機1。

當開始換擋至1擋時，如圖2A所示，在離合器C接合之前，第一預嚙合齒輪7通過第一-第一接合裝置S1-1而接合至第一中間軸CNT1，而輸入1擋換擋齒輪經由1和3擋位同步器S1&3而接合至第一中間軸CNT1。

在這種狀態下，如圖2B所示，當離合器C接合時，來自發動機1的扭矩也開始通過第二輸入軸INPUT2傳輸，因此扭矩通過第二輸入傳輸齒輪5和第一預嚙合齒輪7而傳輸至第一中間軸CNT1，車輛能夠通過在第一中間軸CNT1和輸出軸OUTPUT上的1擋換擋齒輪對在1擋行駛。

其后，如圖2C所示，第一同步嚙合齒輪9經由第一-第二接合裝置S1-2接合至第一中間軸CNT1。

即，當車輛在1擋行駛時，如圖2B所示，第一輸入軸INPUT1和第二輸入軸INPUT2以相同的速度旋轉，而與第一輸入傳輸齒輪3相嚙合的第一同步嚙合齒輪9以及與第二輸入傳輸齒輪5相嚙合的第一預嚙合齒輪7形成相同的傳動比。

因此，由于第一預嚙合齒輪7和第一同步嚙合齒輪9以同步的旋轉速度旋轉，第一-第二接合裝置S1-2能夠安全地接合至第一同步嚙合齒輪9，而不會對第一同步嚙合齒輪9造成損壞。

之后，第一-第一接合裝置S1-1從第一預嚙合齒輪7脫開，如圖2D所示，但是即便第一預嚙合齒輪7脫開，第一輸入軸INTPUT1也直接地連接至發動機1，從而來自發動機的扭矩經由第一輸入傳輸齒輪3和第一同步嚙合齒輪9而持續的傳輸至輸出軸OUTPUT，從而車輛能夠在1擋持續運行。

其后，即使離合器C釋放，來自發動機1的扭矩經由直接地連接至發動機1的第一輸入軸INPUT1而持續的傳輸至輸出軸OUTPUT， 因此能夠維持1擋。

之后，參見圖3A至3D對從1擋至2擋的換擋過程進行描述。

當開始從1擋換擋至2擋時，如圖3A所示，在離合器C釋放的情況下，第二預嚙合齒輪11經由第二-第一接合裝置S2-1而接合至第二中間軸CNT2，而輸入2擋換擋齒輪通過2和4擋位同步器S2&4接合至第二中間軸CNT2。

在這種狀態下，如圖3B所示，當離合器C接合時，來自發動機1的扭矩也開始經由第二輸入軸INPUT2傳輸，因此扭矩經由第二輸入傳輸齒輪5和第二預嚙合齒輪11而傳輸至第二中間軸CNT2，車輛能夠通過在第二中間軸CNT2和輸出軸OUTPUT上的2擋換擋齒輪對在2擋行駛。

即，在離合器C接合之前，1擋換擋齒輪對與第一同步嚙合齒輪9接合在一起，車輛以1擋運行，但是當離合器C接合時，第一中間軸CNT1以比第一輸入軸INPUT1的轉速更高的轉速旋轉，轉速差為2擋換擋齒輪對和1擋換擋齒輪對之間的傳動比的差，該轉速差通過第一單向離合器OWC1吸收。

因此，在換擋至2擋的過程中，經由第一單向離合器OWC1，當車輛以1擋行駛時通過第一輸入傳輸齒輪3傳輸至第一中間軸CNT1的扭矩流，通過第二輸入傳輸齒輪5而平順地改變至第二中間軸CNT2，因此避免了例如在換擋過程中車輛的向后拉動的換擋能力的劣化。

其后，如圖3C所示，第二同步嚙合齒輪13經由第二-第二接合裝置S2-2接合至第二中間軸CNT2。

即，當車輛在2擋行駛時，如圖3B所示，第一輸入軸INPUT1和第二輸入軸INPUT2以相同的速度旋轉，而與第一輸入傳輸齒輪3相嚙合的第二同步嚙合齒輪13以及與第二輸入傳輸齒輪5相嚙合的第二預嚙合齒輪11形成相同的傳動比。

因此，由于第二預嚙合齒輪11和第二同步嚙合齒輪13以同步的旋轉速度旋轉，第二-第二接合裝置S2-2能夠安全地接合至第二同步嚙合齒輪13，而不會對第二同步嚙合齒輪13造成損壞。

之后，第二-第一接合裝置S2-1從第二預嚙合齒輪11脫開，如圖 3D所示，但是即便第二預嚙合齒輪11脫開，第一輸入軸INTPUT1也直接地連接至發動機1，從而來自發動機的扭矩通過第一輸入傳輸齒輪3和第二同步嚙合齒輪13而持續的傳輸至輸出軸OUTPUT，車輛能夠在2擋持續行駛。

其后，即使離合器C釋放，扭矩通過直接地連接至發動機1的第一輸入軸INPUT1而持續的傳輸至輸出軸OUTPUT，因此能夠維持2擋。

此外，在上述換擋過程中能夠實現其他擋位。

此外，盡管沒有顯示在圖中，在圖4中顯示的變速器結構能夠以如上所述的相同過程進行換擋。

如上所述，根據本發明，通過第一單向離合器OWC1和第二單向離合器OWC2，在換擋至所期望的擋位的過程中，通過第一輸入傳輸齒輪3傳輸的扭矩流，經由第二輸入傳輸齒輪5而平順地改變至所期望的的換擋齒輪對，因此避免了在換擋時換擋能力的劣化(例如車輛的向后拉動效應)。

盡管出于說明的目的已公開了本發明的優選實施方案，但是本領域技術人員應當理解，各種修改、增加和刪減是可能的，并不脫離所附權利要求中所公開的本發明的范圍和精神。