用于車輛的變速器的制作方法

本發明涉及用于車輛的變速器，更具體而言，涉及用于車輛的變速器，其改善諸如反向拉動(backward pulling)的換擋能力下降。

背景技術：

類似于自動變速器，通過在車輛行駛時經由致動器來提供自動的換擋，自動手動變速器可以向駕駛員提供便利性，并且在維持高于自動變速器的動力傳遞效率的同時可以有助于提高車輛的燃料效率。

然而，對于基于同步嚙合式換擋機構的自動手動變速器而言，在通過致動器(其切換齒輪)來執行自動換擋時，必須存在來自發動機的動力斷開的時段，因此扭矩下降并且換擋能力下降，導致例如車輛在換擋時的反向拉動效應。

為了解決這些問題，已經提出了這樣的技術：通過在發動機與換擋機構之間設置行星齒輪組，從而依據車輛的行駛狀態，將來自發動機的動力選擇性傳遞至換擋機構或輸出軸。

現有技術需要兩個監控器來減小換擋能力的下降，因此變速器的生產成本和重量上升。

公開于本發明背景部分的信息僅僅旨在增強對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的各個方面致力于提供用于車輛的變速器，其減小換擋能力(包括在換擋時的反向拉動)的下降。

根據本發明的各個方面，用于車輛的變速器可以包括：第一輸入軸，其持續接收來自動力源的扭矩，并且具有在第一輸入軸上的第一輸入傳輸齒輪；第二輸入軸，其通過離合器選擇性接收來自動力源的 扭矩，并且具有在第二輸入軸上的第二輸入傳輸齒輪；聯接構件，其利用第一輸入軸與第一輸入傳輸齒輪之間的旋轉速度差而允許或限制第一輸入傳輸齒輪相對于第一輸入軸的旋轉；第一中間軸和第二中間軸，其每個具有輸出傳輸齒輪，所述輸出傳輸齒輪將與第一輸入傳輸齒輪和第二輸入傳輸齒輪接合；以及聯接裝置，其將輸出傳輸齒輪選擇性聯接至對應的中間軸，并且在換擋的同步之前或之后，通過將輸出傳輸齒輪中的連接至所希望的換擋齒輪的輸出傳輸齒輪聯接至對應的中間軸，允許來自動力源的扭矩傳遞至所希望的換擋齒輪，其中，聯接裝置設置在輸出傳輸齒輪之間。

第二輸入軸可以是中空軸，第一輸入軸可以插入在第二輸入軸中。

聯接構件可以是單向離合器。

單向離合器可以設置在第一輸入傳輸齒輪與第一輸入軸之間。

輸出傳輸齒輪可以包括：第一預嚙合齒輪，其相對能夠旋轉地設置在第一中間軸上并且與第二輸入傳輸齒輪接合；第一同步嚙合齒輪，其相對能夠旋轉地設置在第一中間軸上并且與第一輸入傳輸齒輪接合；第二預嚙合齒輪，其相對能夠旋轉地設置在第二中間軸上并且與第二輸入傳輸齒輪接合；以及第二同步嚙合齒輪，其相對能夠旋轉地設置在第二中間軸上并且與第一輸入傳輸齒輪接合。

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之間的傳動比可以相同。

聯接裝置可以包括：第一聯接裝置,其將第一中間軸上的輸出傳輸齒輪選擇性聯接至第一中間軸；以及第二聯接裝置,其將第二中間軸上的輸出傳輸齒輪選擇性聯接至第二中間軸。

第一聯接裝置和第二聯接裝置可以相對于輸出傳輸齒輪獨立設置。

第一聯接裝置和第二聯接裝置中的至少一個可以設置在輸出傳輸齒輪之間。

該變速器可以進一步包括輸出軸，其與第一中間軸和第二中間軸平行設置；以及換擋機構，其包括在第一中間軸、第二中間軸和輸出軸上的具有不同的傳輸齒輪比的多對換擋齒輪，并且該換擋機構被配置為，通過使用同步器來選擇對應于車輛速度的齒輪對，從而通過輸 出軸來改變并輸出來自動力源的扭矩。

第一輸入軸、第二輸入軸和輸出軸可以同軸設置。

用于奇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剩余的換擋齒輪設置在第二中間軸上，并且與輸入換擋齒輪配對的輸出換擋齒輪可以設置在輸出軸上。

用于聯接的中央聯接裝置可以設置在第一輸入軸與輸出軸之間。

在切換至所希望的擋位的過程中，通過由單向離合器OWC所允許的相對旋轉動作，通過第一輸入傳輸齒輪傳遞的扭矩流通過第二輸入傳輸齒輪而平滑地送至所希望的換擋齒輪對，從而在換擋時防止了諸如車輛的反向拉動效應的換擋能力的下降。

應當理解，此處所使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(SUV)、客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油的能源的燃料)。本文所指的混合動力車輛為具有兩個或更多個動力源的車輛，例如汽油動力和電動車輛。

本發明的方法和裝置具有其它的特性和優點，這些特性和優點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方案共同用于解釋本發明的特定原理。

附圖說明

圖1是顯示根據本發明的用于車輛的示例性變速器的整體配置的示意圖。

圖2A、圖2B、圖2C和圖2D是示出通過根據本發明的用于車輛的示例性變速器的從N擋位到1擋位的換擋過程的圖。

圖3A、圖3B、圖3C和圖3D是示出通過根據本發明的用于車輛的示例性變速器的從1擋位到2擋位的換擋過程的圖。

圖4是示出根據本發明的具有另一種聯接裝置的設置的用于車輛的示例性變速器的整體配置的圖。

圖5是示出根據本發明的具有另一種聯接裝置的設置的用于車輛的示例性變速器的整體配置的圖。

圖6是示出根據本發明的具有另一種換擋裝置中的齒輪的設置的用于車輛的示例性變速器的整體配置的圖。

圖7是示出根據本發明的具有另一種換擋裝置中的齒輪的設置的用于車輛的示例性變速器的整體配置的圖。

應當了解，所附附圖并不必須是按比例繪制的，其呈現了某種程度上經過簡化的說明本發明的基本原理的各個特征。本文所公開的本發明的具體設計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。

具體實施方式

現在將詳細地參考本發明的各種實施方案，這些實施方案的示例被圖示在附圖中并描述如下。雖然本發明與示例性實施方案相結合進行描述，但是應當了解，本說明書并非旨在將本發明限制為那些示例性實施方案。相反，本發明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和范圍之內的各種可替選形式、修改形式、等同形式及其它實施方案。

根據本發明的各個實施方案的用于車輛的變速器可以大體包括：第一輸入軸INPUT1、第二輸入軸INPUT2、聯接構件、第一中間軸CNT1、第二中間軸CNT2以及聯接裝置。

參考圖1，具體而言，第一輸入軸INPUT1在第一端連接至動力源并且從動力源持續接收扭矩，第一輸入傳輸齒輪3裝配在第一輸入軸INPUT1的第二端上以便隨第一輸入軸INPUT1旋轉。動力源可以是發動機1，而第一輸入軸INPUT1通過來自發動機1的扭矩可以持續地旋轉。

第二輸入軸INPUT2通過離合器C而在第一端連接至動力源，并且依據離合器C的接合和斷開而選擇性地接收來自動力源的扭矩，第二輸入傳輸齒輪5裝配在第二輸入軸INPUT2的第二端而不發生相對旋轉，從而其可以隨第二輸入軸INPUT2旋轉。

例如，第一輸入軸INPUT1和第二輸入軸INPUT2可以同軸設置， 其中，第二輸入軸INPUT2可以是中空軸，而第一輸入軸INPUT1可以插入在第二輸入軸INPUT2中。

聯接構件(其允許或限制由第一輸入軸INPUT1與第一輸入傳輸齒輪3之間的相對速度差所導致的第一輸入傳輸齒輪3相對于第一輸入軸INPUT1的旋轉)可以是機械地連接或斷開動力的單向離合器OWC，但是其也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/電磁力的裝置。

即，聯接構件(下文中也稱為“單向離合器”)設置在第一輸入傳輸齒輪3與第一輸入軸INPUT1之間，并且僅允許從第一輸入軸INPUT1向第一中間軸CNT1或第二中間軸CNT2傳遞動力，而在相反的方向上允許相對旋轉。

例如，當第一輸入軸INPUT1的旋轉速度高于第一輸入傳輸齒輪3的旋轉速度時，第一輸入軸INPUT1強制第一輸入傳輸齒輪3旋轉。相反，當第一輸入軸INPUT1的旋轉速度低于第一輸入傳輸齒輪3的旋轉速度時，由于單向離合器OWC，第一輸入傳輸齒輪3以相對于第一輸入軸INPUT1更高的速度旋轉。

兩個輸出傳輸齒輪可以設置在第一中間軸CNT1上以便分別與第一輸入傳輸齒輪3和第二輸入傳輸齒輪5接合，類似地，兩個輸出傳輸齒輪可以設置在第二中間軸CNT2上以便與第一輸入傳輸齒輪3和第二輸入傳輸齒輪5接合。

兩個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、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，并且可以與第二輸入傳輸齒輪5持續嚙合。

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，并且可以與第一輸入傳輸齒輪3持續嚙合。

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，并且可以與第二輸入傳輸齒輪5持續嚙合。

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，并且可以與第一輸入傳輸齒輪3持續嚙合。

第一輸入傳輸齒輪和第二輸入傳輸齒輪5與每個中間軸上的兩個輸出傳輸齒輪之間的傳動比可以相同。

例如，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之間的傳動比可以相同。此外，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之間的傳動比可以相同。

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相同也可以不同。

聯接裝置將輸出傳輸齒輪選擇性聯接至對應的中間軸。例如，通過聯接裝置，在第一中間軸CNT1上的輸出傳輸齒輪選擇性聯接至第一中間軸CNT1，在第二中間軸CNT2上的輸出傳輸齒輪選擇性聯接至第二中間軸CNT2。

即，通過在換擋的同步之前或之后將輸出傳輸齒輪(其連接至輸出傳輸齒輪中的所希望的換擋齒輪)聯接至對應的中間軸，來自動力源的扭矩可以從當前的換擋齒輪傳遞至所希望的換擋齒輪。

聯接裝置可以包括：在第一中間軸CNT1上的第一聯接裝置以及在第二中間軸CNT2上的第二聯接裝置。

具體而言，第一聯接裝置可以將第一中間軸CNT1上的輸出傳輸齒輪選擇性聯接至第一中間軸CNT1。

第二聯接裝置可以將第二中間軸CNT2上的輸出傳輸齒輪選擇性聯接至第二中間軸CNT2。

第一聯接裝置和第二聯接裝置可以針對每個輸出傳輸齒輪進行設置，并且所有類型的用于連接/斷開動力的聯接裝置(包括同步嚙合式同步器、爪式離合器、變形的爪式離合器、干式/濕式離合器、電子/電動干式/濕式磁離合器、聯接器、液體聯接器以及花鍵)可以用作第一聯接裝置和第二聯接裝置。

例如，第一聯接裝置可以包括第一-第一聯接裝置S1-1，其用于將第一預嚙合齒輪7聯接至第一中間軸CNT1；以及第一-第二聯接裝置S1-2，其用于將第一同步嚙合齒輪9聯接至第一中間軸CNT1。

第二聯接裝置可以包括第二-第一聯接裝置S2-1，其用于將第二預嚙合齒輪11聯接至第二中間軸CNT2；以及第二-第二聯接裝置S2-2， 其用于將第二同步嚙合齒輪13聯接至第二中間軸CNT2。

聯接裝置可以設置在輸出傳輸齒輪之間。

例如，如圖1所示，第一-第二聯接裝置S1-2可以設置在第一預嚙合齒輪7與第一同步嚙合齒輪9之間，第二-第二聯接裝置S2-2可以設置在第二預嚙合齒輪11與第二同步嚙合齒輪13之間。

在該配置中，第一-第一聯接裝置S1-1可以設置在第一預嚙合齒輪7側以面對發動機1，第二-第一聯接裝置S2-1可以設置在第二預嚙合齒輪11側以面對發動機1。

作為另一示例，如圖4所示，第一-第一聯接裝置S1-1可以設置在第一預嚙合齒輪7與第一同步嚙合齒輪9之間，第二-第一聯接裝置S2-1可以設置在第二預嚙合齒輪11與第二同步嚙合齒輪13之間。

在該配置中，第一-第二聯接裝置S1-2可以設置在第一同步嚙合齒輪9側以面對換擋機構15，第二-第二聯接裝置S2-2可以設置在第二同步嚙合齒輪13側以面對換擋機構15。

作為另一示例，如圖5所示，第一-第一聯接裝置S1-1和第一-第二聯接裝置S1-2可以設置在第一預嚙合齒輪7與第一同步嚙合齒輪9之間，第二-第一聯接裝置S2-1和第二-第二聯接裝置S2-2可以設置在第二預嚙合齒輪11與第二同步嚙合齒輪13之間。

即，因為輸出傳輸齒輪的每個設置有用于將其聯接至對應的中間軸的聯接裝置，所以在換擋時接合/斷開兩個輸出傳輸齒輪所花的時間減少，從而換擋時間可以最小化。

根據本發明的各個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可以與第一中間軸CNT1和第二中間軸CNT2平行設置。輸出軸OUTPUT可以與第一輸入軸INPUT1和第二輸入軸INPUT2同軸設置。

此外，盡管在附圖中未顯示，傳遞至輸出軸OUTPUT的輸出可以通過另一對齒輪、行星齒輪組或其他傳動元件而在速度上增加或減小，然后再傳遞至車輪。

換擋機構15包括在第一中間軸CNT1、第二中間軸CNT2和輸出軸OUTPUT上的具有不同的傳輸齒輪比的多對換擋齒輪，并且通過使 用同步器來選擇對應于車輛速度的齒輪對，可以通過輸出軸OUTPUT改變并輸出來自動力源的扭矩。

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

與輸入換擋齒輪配對的輸出換擋齒輪可以設置在輸出軸OUTPUT上。

例如，當在第一中間軸CNT1上有用于1擋、3擋、5擋和7擋的輸入換擋齒輪時，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，輸出換擋齒輪可以設置在輸出軸OUTPUT上。

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

根據圖6所示的換擋機構15的另一種設置，該設置可以通過改變圖1所示的換擋機構的換擋齒輪的設置而實現。

例如，不僅奇數擋位的輸入換擋齒輪可以設置在第一中間軸CNT1上，一些偶數擋位(R擋和4擋)的輸入換擋齒輪也可以設置在第一中間軸CNT1上，而且第一中間軸CNT1或第二中間軸CNT2上的同步器可以被移動到輸出軸OUTPUT。

具體而言，在第一輸入軸INPUT1與輸出軸OUTPUT之間可以設置用于聯接的中央聯接裝置SC，使得第一輸入軸INPUT1和輸出軸OUTPUT可以通過中央聯接裝置SC而直接聯接，動力傳遞效率可以因此而提高。中央聯接裝置可以是同步嚙合式同步器。

此外，根據圖7所示的換擋機構15的另一種設置，如上所述，該設置可以通過改變圖1所示的換擋機構的換擋齒輪的設置而實現。

例如，不僅奇數擋位的輸入換擋齒輪可以設置在第一中間軸CNT1上，一些偶數擋位(R擋)的輸入換擋齒輪也可以設置在第一中間軸CNT1上，而且第一中間軸CNT1或第二中間軸CNT2上的同步器可以 被移動到輸出軸OUTPUT。

下面描述本發明的操作和效果。

將參考圖2A至圖2D來描述從N擋(空擋)切換至1擋的過程。

在車輛起動時，第一輸入軸INPUT1直接連接至發動機1，從而第一輸入傳輸齒輪3通過單向離合器OWC而隨第一輸入軸INPUT1旋轉。

在該狀態下，變速器中所有的聯接裝置和同步器處于空擋狀態，從而無論離合器C是否接合，都沒有將負載施加至發動機1的運行。

當開始切換至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-第一聯接裝置S1-1聯接至第一中間軸CNT1，并且1擋輸入換擋齒輪通過1&3擋同步器S1&3而聯接至第一中間軸CNT1。

在該狀態下，當離合器C接合時，來自發動機1的扭矩開始也通過第二輸入軸INPUT2傳遞，從而扭矩通過第二輸入傳輸齒輪5和第一預嚙合齒輪7傳遞至第一中間軸CNT1，并且車輛可以通過第一中間軸CNT1和輸出軸OUTPUT上的1擋換擋齒輪對而在1擋下行駛。

之后，第一同步嚙合齒輪9通過第一-第二聯接裝置S1-2而聯接至第一中間軸CNT1。

即，如圖2B所示，當車輛在1擋下行駛時，第一輸入軸INPUT1和第二輸入軸INPUT2以相同的速度旋轉，與第一輸入傳輸齒輪3和第二輸入傳輸齒輪5接合的第一預嚙合齒輪7和第一同步嚙合齒輪9形成相同的傳動比。因此，因為第一預嚙合齒輪7和第一同步嚙合齒輪9在旋轉速度已同步的情況下旋轉，所以第一-第二聯接裝置S1-2可以安全地聯接至第一同步嚙合齒輪9而不會損傷第一同步嚙合齒輪9。

接下來，如圖2D所示，第一-第一聯接裝置S1-1從第一預嚙合齒輪7斷開，但是即使第一預嚙合齒輪7斷開，第一輸入軸INPUT1也直接連接至發動機1，使得來自發動機的扭矩通過第一輸入傳輸齒輪3和第一同步嚙合齒輪9而保持傳遞至輸出軸OUTPUT，而且車輛可以保持在1擋下行駛。

之后，盡管在附圖中未顯示，即使離合器C未接合，但是來自發動機1的扭矩通過第一輸入軸INPUT1(其直接連接至發動機1)保持 傳遞至輸出軸OUTPUT，從而可以維持1擋。

接下來，將參考圖3A至圖3D來描述從1擋切換至2擋的過程。

當開始從1擋切換至2擋時，如圖3A所示，在離合器C未接合的情況下，第二預嚙合齒輪11通過第二-第一聯接裝置S2-1聯接至第二中間軸CNT2，并且2擋輸入換擋齒輪通過2&4擋同步器S2&4而聯接至第二中間軸CNT2。

在該狀態下，當離合器C接合時，來自發動機1的扭矩開始也通過第二輸入軸INPUT2傳遞，從而扭矩通過第二輸入傳輸齒輪5和第二預嚙合齒輪11傳遞至第二中間軸CNT2，并且車輛可以通過第二中間軸CNT2和輸出軸OUTPUT上的2擋換擋齒輪對而在第二擋下行駛。

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9一起接合，并且車輛在1擋下行駛，但是，在離合器C接合時，第一輸入傳輸齒輪3由于2擋換擋齒輪對于1擋換擋齒輪對之間的傳動比的差異而趨于以比第一輸入軸INPUT1更高的速度旋轉，而且單向離合器OWC允許上述相對旋轉。

因此，在切換至2擋的過程中，通過離合器C的滑動控制以及由單向離合器OWC所允許的相對旋轉動作，在車輛在1擋下行駛時通過第一輸入傳輸齒輪3傳遞至第一中間軸CNT1的扭矩流通過第二輸入傳輸齒輪5而平滑地送至第二中間軸CNT2，從而在換擋時防止了諸如車輛的反向拉動的換擋能力的下降。

之后，第二同步嚙合齒輪13通過第二-第二聯接裝置S2-2而聯接至第二中間軸CNT2。

即，如圖3B所示，當車輛在2擋下行駛時，第一輸入軸INPUT1和第二輸入軸INPUT2以相同的速度旋轉，第一輸入傳輸齒輪3與第二同步嚙合齒輪13接合，并且第二輸入傳輸齒輪5與第二預嚙合齒輪11接合，在兩組齒輪之間形成相同的傳動比。因此，因為第二預嚙合齒輪11和第二同步嚙合齒輪13在旋轉速度已同步的情況下旋轉，所以第二-第二聯接裝置S2-2可以安全地聯接至第二同步嚙合齒輪13而不會損傷第二同步嚙合齒輪13。

接下來，如圖3D所示，第二-第一聯接裝置S2-1從第二預嚙合齒輪11斷開，但是即使第二預嚙合齒輪11斷開，第一輸入軸INPUT1 也直接連接至發動機1，使得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而保持傳遞至輸出軸OUTPUT，而且車輛可以保持在第二擋下行駛。

之后，盡管在附圖中未顯示，即使離合器C未接合，但是扭矩通過第一輸入軸INPUT1(其直接連接至發動機1)保持傳遞至輸出軸OUTPUT，從而可以維持2擋。

此外，在上述換擋過程中也可以實現其他擋位。

如上所述，根據本發明，在換擋至所希望的擋位的過程中，通過離合器C的滑動控制以及由單向離合器OWC所允許的相對旋轉動作，通過第一輸入傳輸齒輪3傳遞的扭矩流通過第二輸入傳輸齒輪5而平滑地送至所希望的換擋齒輪對，從而在換擋時防止了諸如車輛的反向拉動的換擋能力的下降。

前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發明限制為所公開的精確形式，顯然，根據上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠利用并實現本發明的各種示例性實施方案及其各種可替選形式和修改形式。本發明的范圍旨在由所附權利要求及其等同形式來限定。