用於電動變速傳動的扭矩減震器的製作方法
2023-05-20 13:42:06 2
專利名稱：用於電動變速傳動的扭矩減震器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有扭矩減震器組件的電動變速傳動裝置，該扭矩減震器組件具有鎖定離合器以便選擇地鎖定該扭矩減震器組件的減震彈簧，從而允許當內燃機在啟動和/或者停止速度範圍內運轉時，電馬達消除內燃機產生的壓力脈衝。
背景技術：
汽車發動機產生了不期望的通過車輛傳動裝置傳送的扭矩或者振動。為了隔離這樣的扭矩，可以在汽車傳動裝置中使用扭矩減震器。這些減震器位於發動機曲軸和傳動裝置的輸入軸或者渦輪軸之間，以便大致抵消由發動機產生的不期望的扭矩。減震器構造有能夠承載最大發動機扭矩加上一些允許極限的彈簧。
在混合動力汽車後面，一個前提是該可替換的動力能夠驅動車輛，因此能夠降低對提供動力的發動機的依賴，從而增加了燃料的經濟性。因為混合動力車輛能夠從除了發動機以外的源獲得動力，混合動力發動機一般更常以低速度運轉並且能夠在車輛被電馬達驅動時切斷。例如，電動變速傳動裝置交替依賴於容納在該傳動裝置中的供給車輛傳動系統動力的電馬達。混合動力車輛中的發動機因此必須比在非混動動力系統中的發動機更頻繁地啟動和停止。在能夠在諸如具有電動變速傳動裝置的混合動力車輛中產生不期望的振動的啟動和停止期間，該發動機產生了壓力脈衝。因此在減震器組件中期望更大的功能來幫助該電動變速傳動裝置消除這些壓力脈衝。
另外，設有隨選排量功能的發動機能夠選擇地使某些發動機缸不工作以便節省燃料。這個運轉模式產生了來自所有的缸上的發動機運轉的不同的(不一致的)扭矩波動。
發明內容
為了在混和動力車輛中降低傳動系統振動，本發明提供一種扭矩減震器組件，該組件具有鎖定離合器，該離合器防止(或者鎖定)該減震器彈簧壓縮和放鬆。與電動變速傳動裝置(或者EVT)兼容，本發明允許在EVT中的電馬達有效地抵消在接合鎖定離合器時在啟動和停止期間由發動機活塞導致的發動機壓力脈衝。
本發明還兼容有隨選排量發動機，該發動機產生不同的(或者不一致的)扭矩波動。為了進行補償，本發明包括多個減震器彈簧，該減震器彈簧具有充分不同的等級以便補償多種扭矩波動。
更具體地說，本發明提供一種車輛，具有內燃機，其特徵在於在運轉啟動和/或者停止模式期間產生壓力脈衝和在其它運轉模式產生扭矩；具有用於吸收這樣的扭矩的扭矩減震器的電動變速傳動裝置。該扭矩減震器組件包括隨同發動機旋轉的減震器法蘭，該法蘭具有在其它運轉模式期間使扭矩減震器組件吸收這樣的發動機扭矩的減震器彈簧。此外設置鎖定離合器，該離合器選擇地與該減震器法蘭接合。該鎖定離合器的所選的接合將減震器彈簧鎖定，並且在減震器彈簧被鎖定時，在電動變速傳動裝置中的至少一個電馬達可操作來選擇地消除發動機壓力脈衝。
本發明還提供一種在發動機在多個具有不同預定速度範圍的運轉模式中運轉時選擇地消除具有電動變速傳動裝置的發動機的壓力脈衝和扭矩的方法。該方法包括在發動機和電動變速傳動裝置之間提供扭矩減震器和鎖定離合器；為鎖定離合器提供動力以便鎖定該扭矩離合器；操作在電動變速傳動裝置中的電馬達從而在扭矩減震器被鎖定時消除發動機壓力脈衝。
上述的特徵和優勢可以容易地從下面的關於實施本發明的優選實施例的詳細描述而變得清楚，附圖包括圖1是電動變速傳動裝置的簡示側視圖，具有斷開的部分，以便示出安裝到該傳動裝置上的所選的傳動元件和輔助泵；和圖2是沿電動變速傳動裝置的前部的中心線的一側而剖去的該扭矩減震器組件的分解剖視圖。
具體實施例方式
參照附圖，圖1和圖2，在所有附圖中相同的標記表示相同的或者相應的部件，圖1中示出電動變速傳動裝置10的側視圖。基本上，當內燃機24在不同旋轉速度下運轉時，它產生了扭矩(即振動)。當發動機24被供燃料或者供給動力並且處於動力下時，該發動機產生不期望的傳動到傳動裝置10的扭矩。當發動機24沒有被供應燃料或者不處於動力下(如同在啟動和/或者停止模式)時，該發動機的活塞(未示出)仍然產生壓力脈衝。每個脈衝能夠產生被車輛操作者感覺到的振動。為了在驅動模式期間抵消扭矩和壓力脈衝，如圖1所示電動變速傳動裝置10設有選擇地感應扭矩減震器組件26，如圖2所示。該扭矩減震器組件26包括減震器法蘭38，隨著發動機24而旋轉並且具有減震器彈簧32，該彈簧34能夠使得扭矩減震器組件吸收在其它運轉模式期間的這樣的發動機扭矩。例如，該扭矩減震器組件26可以部分地構造成如美國專利5009301所示那樣，該專利與本發明一同轉讓，在這裡全部用作參考。當該扭矩減震器組件26沒有影響電動變速傳動裝置10，即當減震器彈簧32被鎖定離合器33鎖定時，該電動變速傳動裝置的至少一個電馬達(A或者B)有效地抵消內燃機24產生的壓力脈衝。
更具體地說，圖1示出了含有輸入殼體12和具有雙電馬達(A和B)的主殼體14的電動變速傳動裝置10的選定部件，通過一系列的行星齒輪組(未示出)，所述選定部件直接由軸承支撐在傳動裝置10的主軸19上。所述馬達(A，B)通過選擇接合的離合器(未示出)而工作使輸出軸20旋轉。該集油盤16設置在主殼體14的底座上並且構造成提供用於傳動裝置10和其組件的油量。該主殼體14覆蓋諸如電馬達(A，B)，行星齒輪結構，主軸19和兩個離合器(全部示範性地給出並且未示出)的傳動裝置的最裡面的部件。最後，該輸入殼體12螺栓直接連接到該發動機24(圖2示出)的發動機座後表面上，並且封閉傳動裝置部件，所述傳動裝置部件與發動機24機械接觸。也就是說，該輸出殼體12覆蓋該扭矩減震器組件26(在圖2中示出)。該輸出殼體12還支撐輔助泵27(圖1中示出)，該輔助泵27安裝到輸入殼體12的底座上並且與集油盤16相鄰地嵌套固定。
圖2示出的扭矩減震器組件26一般用於使傳動裝置10與發動機24在操作期間產生的不期望的扭矩隔離，並且在啟動和停止期間還選擇性地輔助傳動裝置電馬達(A或者B)消除發動機壓力脈衝。該扭矩減震器組件26包括發動機側面蓋28，該側面蓋28連接到發動機曲軸29上。該發動機側面蓋28焊接到傳動裝置側面蓋30和31上並且容納該減震器彈簧32。所述兩個蓋(28和30)限定了容器34，該容器34封閉該鎖定離合器33和活塞50。該扭矩減震器組件26還容納具有輪轂部分40的減震器法蘭38，該輪轂部分40與輸入軸18在互補的花鍵42配合。扭矩減震器26的發動機側面蓋28連接到發動機波形板44上。該波形板44用於將發動機24產生的扭矩傳遞到傳動裝置上並且還用於吸收任何由減震器組件26產生的推力載荷。該扭矩減震器組件26包括一系列的減震器彈簧32，該彈簧32在發動機側面蓋28和傳動裝置側面蓋30之間環形或者周向延伸。該減震器彈簧32吸收並且緩衝由發動機24在正常或者驅動模式(例如高於600rpm)操作期間產生的不期望的扭矩。該扭矩減震器組件26具有的最大扭矩等於該發動機的最大扭矩加上一些允許餘量。
該電動變速傳動裝置10設有兩個電馬達(A和B，圖1中示出)。在啟動和停止期間電馬達A建立了扭矩，有效地抵消在發動機以低於600rpm(或者啟動和/或者停止狀態)運轉時導致的發動機壓力脈衝。本發明的一個技術優點在於該扭矩減震器組件26的減震器彈簧32通過在發動機24在預定速度範圍內運轉時應用(該鎖定離合器33的)離合器盤36和37而被鎖定。在優選實施例中，當發動機以小於或者等於600rpm的速度運轉時，該扭矩減震器組件26有效地被鎖定。因為在電動變速傳動裝置中電馬達(A或者B)能夠用於主動抵消在啟動和停止期間產生的發動機壓力脈衝，因此這種運轉模式是期望的。
在扭矩減震器組件26內部的鎖定離合器33包括兩個連接到該減震器法蘭38上的作用盤37，兩個連接到傳動裝置側面蓋30上的摩擦盤36，墊板46和連接到減震器法蘭38的臂61上的卡環48。該鎖定離合器33靠近液壓活塞50，該液壓活塞50靠著該作用盤37移動，迫使作用盤37與摩擦盤36接合。所述活塞50響應於從油路57供給到油腔58中的油而移動。該載荷被作用在墊板46和卡環48處並且被減震器法蘭38容納。在活塞50附近並且連接到減震器法蘭38的扭矩減震器組件26的減震器輪轂40具有橫向鑽孔的通道56，和徑向延伸的開口52，該開口52允許油從油源57通過。該油延伸通過在輸入軸18中的橫向鑽出的開口55，通過在輸入軸18中的開口53，進入到活塞50前面的通道56。該活塞50限制與鎖定離合器33的配合併且被回復彈簧54保持在脫開位置。因為油被供應通過減震器輪轂40的通道56，在活塞腔58中的壓力增加，建立了足夠克服彈簧力並且使活塞進行衝程的載荷，從而接合該鎖定離合器33。該容器34還裝有來自源59和由安裝到輸入軸18的內直徑中的管35限定的液壓迴路，通過帶槽的止推墊圈41，和腔或者空間43，並且到容器34內部的油。因此在容器34中容納的油在活塞50一個側面上，以便抗衡供應到在活塞50另一側面上的空腔58中的油。
該受傳動控制單元(或者其它控制處理單元)60控制的液壓迴路57和源59控制鎖定離合器33，控制它在某些預定條件中配合和脫開。通過引導壓力油到該活塞的前面傳動控制單元60進行這樣的操作。通過進行衝程並且配合的鎖定離合器33，在扭矩減震器組件26的內部的該活塞50響應於增加的壓力，從而有效鎖定該減震器彈簧32。當該鎖定離合器33接合時，扭矩減震器彈簧32被釋放或者被鎖定以便該發動機24直接耦合到傳動裝置10的輸入軸18。這個狀況僅僅優選用於發動機啟動和停止(即啟動和/或者停止模式，其中發動機速度在預定速度範圍內0-600rpm)。
該鎖定離合器33的接合一般導致傳遞到機械連接的傳動裝置部件的軸向負載。但是本發明設計成使產生的該液壓負載在扭矩減震器法蘭38中被有效地限制。該卡環48限制載荷到消除液壓載荷的減震器法蘭38的對稱臂62。因此本發明的另一個技術優點在於該減震器法蘭38和鎖定離合器33構造成顯著限制由鎖定離合器33的接合導致的機械載荷，從而防止機械載荷被傳遞到發動機側面蓋29或者傳動裝置側面蓋30。
本發明還兼容有隨選排量(DOD)發動機。設有隨選排量系統的發動機能夠使選定數量的缸為了燃油經濟性而不工作。改變工作缸的數量還改變了發動機產生的扭矩特徵(或者扭矩波動)。為了傳動裝置10有效降低或者抵消隨選排量模式下導致的振動，該扭矩減震器組件26設有多個具有不同等級的減震器彈簧32。在優選實施例中，該扭矩減震器組件26是兩級結構。該(彈簧)的第一級具有相對大量彈簧行程的低等級。所述低等級降低由發動機在隨選排量模式下運轉時產生的扭矩波動。所述低等級還降低了在傳動裝置10中的電馬達A的必須的相反扭矩量。該第二級具有相對低的彈簧行程量的高等級。該高等級是獲得足夠在最大發動機轉矩或者當發動機使用所有缸時隔離傳動裝置10和發動機24產生的扭矩的減震器彈簧32所必須的。該組合等級能夠使在兩個運轉模式下進行最好表現。
本發明還包括一種選擇性消除具有電動變速傳動裝置的發動機在發動機在多個具有不同預定速度範圍的運轉模式中運轉時的壓力脈衝和扭矩的方法。該方法包括提供圖2示出的扭矩減震器26，和在發動機24和電動變速傳動裝置10之間的鎖定離合器33；為該鎖定離合器33提供動力以便鎖定該扭矩減震器26；和操作在電動變速傳動裝置10中的電馬達(圖1所示A或者B)，以便消除發動機在扭矩減震器被鎖定時的壓力脈衝。該鎖定離合器33在發動機24在0rpm-600rpm之間運轉時被供給動力。在本發明的另一個方面中，該發動機24是隨選排量發動機，構造成使選擇的缸不工作。該扭矩減震器組件26因此設有多個減震器彈簧32，該彈簧32具有不同的彈簧等級以便隔離利用所有的在最大扭矩下的缸的該發動機產生的扭矩，但是還有效降低因隨選排量模式中運轉的發動機導致的扭矩波動。
儘管已經詳細描述了實施本發明的優選實施例，但是本領域技術人員將理解在所附權利要求書的範圍內可以進行不同的設計。
權利要求
1.一種車輛，具有內燃機，該內燃機的特徵在於在運轉的啟動和/或者停止模式期間產生壓力脈衝而在其它運轉模式期間產生扭矩；電動變速傳動裝置，該傳動裝置具有用於吸收這樣的扭矩的扭矩減震器組件，該扭矩減震器組件包括隨所述發動機旋轉的減震器法蘭，具有能夠使該扭矩減震器組件吸收在其它運轉模式期間的這樣的發動機扭矩的減震器彈簧；可選擇地與所述減震器法蘭接合以便鎖定該減震器彈簧的鎖定離合器；和至少一個在電動變速傳動裝置中的電馬達，該電馬達能夠操作來選擇地消除在減震器彈簧被鎖定時的發動機壓力脈衝。
2.根據權利要求1所述的車輛，其中發動機是隨選排量發動機，構造成使選擇的缸不同作；所述缸不工作可以導致發動機產生不一致的扭矩波動；和所述減震器法蘭具有多個減震器彈簧並且至少一個所述的減震器彈簧是比至少另一個所述減震器彈簧有充分低彈簧等級的，使得能夠允許扭矩減震器組件降低發動機在其它運轉模式中運轉時的這樣的不一致的發動機扭矩波動。
3.根據權利要求1所述的車輛，其中所述減震器法蘭和扭矩減震器組件構造成顯著限制由所述鎖定離合器的接合而導致的機械載荷，從而防止這樣的機械載荷被傳遞。
4.一種電動變速傳動裝置，具有扭矩減震器組件，用於吸收扭矩，該扭矩減震器組件包括旋轉減震器法蘭，具有使該扭矩減震器組件吸收這樣的扭矩的減震器彈簧；選擇地與所述減震器法蘭接和的用於鎖定所述減震器彈簧的鎖定離合器；至少一個在電動變速傳動裝置中的電馬達，該電馬達操作來選擇地抵消該減震器彈簧被鎖定時的壓力脈衝。
5.根據權利要求4所述的傳動裝置，其中所述減震器法蘭具有多個減震器彈簧，至少一個減震器彈簧是比另一個減震器彈簧具有充分低彈簧等級的，以便使得扭矩減震器組件降低不一致的扭矩波動。
6.根據權利要求4所述的傳動裝置，所述的減震器法蘭和扭矩減震器組件構造成顯著限制由所述鎖定離合器的接合導致的機械載荷，從而防止這樣的機械載荷被傳送。
7.一種選擇消除具有電動變速傳動裝置的發動機在發動機處於具有不同預定速度範圍內的多個運轉模式中運轉時的壓力脈衝和扭矩的方法，包括在該發動機和電動變速傳動裝置之間提供扭矩減震器和鎖定離合器；為鎖定離合器提供動力以便鎖定該扭矩減震器；和操作在電動變速傳動裝置中的電馬達，以便消除扭矩減震器被鎖定時的發動機壓力脈衝。
8.根據權利要求7所述的方法，其中該發動機是隨選排量發動機，構造成使選擇的缸不工作；所述缸不工作可以導致發動機產生不一致的扭矩波動；和所述減震器組件具有多個減震器彈簧，至少一個減震器彈簧比另一個減震器彈簧具有足夠低的彈簧等級，以便使得扭矩減震器組件能夠降低所述扭矩波動。
9.根據權利要求7所述的方法，還包括在發動機在0rpm-600rpm運轉時為所述鎖定離合器提供動力；和使所述鎖定離合器在發動機在大於600rpm下工作時不工作，從而使所述減震器彈簧能夠吸收發動機扭矩。
全文摘要
本發明涉及一種用於電動變速傳動裝置的扭矩減震器。該扭矩減震器設有直接使發動機與該傳動裝置的輸送軸耦合的鎖定離合器。設有電動變速傳動裝置的該電馬達能夠用來有效地抵消在扭矩減震器的彈簧被鎖定時的發動機壓力脈衝。本發明還包括有效減弱在發動機在按要求移動模式中運轉時的不同或者不一致的扭矩波動的不同等級的減震器彈簧。
文檔編號F16F15/121GK1737404SQ20051005602
公開日2006年2月22日 申請日期2005年3月22日 優先權日2004年3月22日
發明者E·S·特賴恩, J·E·莫厄特, J·A·拉什科夫斯基, R·L·瓦納 申請人:通用汽車公司