帶有用於駐車掣爪載荷的固定轂盤的混合機電式傳動裝置及其方法
2023-07-17 02:54:06 2
專利名稱：帶有用於駐車掣爪載荷的固定轂盤的混合機電式傳動裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種具有端蓋部分的電氣變速傳動裝置，其具有一個固定到端蓋部分上的轂盤，以便足以承受來自於安裝在後部的駐車掣爪系統的扭轉載荷。
背景技術：
車輛傳動裝置，特別是行星齒輪自動動力傳動裝置，通常具有一個駐車制動機構，以防止車輛在坡面上駐車時自然沿斜面向下滾動的趨勢。這樣的駐車制動機構的組成通常包括一些相對於傳動裝置的輸出軸固定的接合齒輪以及一個設計成在駐車制動啟動時用來選擇地與上述接合齒輪接合的掣爪。該掣爪主要在掣爪與接合齒輪的輪齒之間的凹口接合時，防止輸出軸和其上固定的接合齒輪旋轉。
帶有複雜的非傳統型動力系的車輛，如電力機械型車輛，仍然需要一個駐車制動機構。但是，傳動裝置的一些部件的改變需要駐車掣爪以及與其協調的部件也發生改變。例如，一些混合機電式傳動裝置需要使用兩個電機為傳動裝置的輸出軸提供電力。
發明內容
具有兩個電機的電氣變速傳動裝置明顯地限制了其它傳動裝置部件的組裝空間。在本發明中，駐車掣爪和接合齒輪設置在更靠後的位置以便容納第二電機。傳動裝置殼體的端蓋部分和支撐接合齒輪的轂盤必須能夠承受在掣爪限制接合齒輪時由駐車駐車掣爪系統引起的附加扭矩載荷。
因此，本發明提供一種帶有駐車駐車掣爪和電氣變速傳動裝置的車輛。該傳動裝置包括端蓋部分，其容納可旋轉的離合器殼體，該離合器殼體連接到一個接合齒輪上並被一個轂盤支撐。該轂盤被固定到上述端蓋部分，以便於足以在接合齒輪與駐車駐車掣爪接合時承受接合齒輪的徑向載荷。
根據本發明的一個方面，轂盤限定一個供給套管，其將油導向到離合器殼體的活塞空腔中。
根據本發明的另一方面，轂盤可與端蓋部分壓配合。
更具體地，本發明涉及一種具有駐車掣爪的電氣變速傳動裝置(EVT)。該機電式傳動裝置包括一個具有端蓋部分的殼體。還包括容納在該端蓋部分中的一個離合器殼體，並且其可相對於端蓋部分旋轉，一個接合齒輪可隨著離合器殼體旋轉，並且在其與駐車掣爪接合時，可由離合器殼體徑向加載。此外，還提供一個容納在端蓋部分中的轂盤，其承受接合齒輪的徑向載荷。該轂盤可與端蓋部分相互裝配，以便足以承受由該接合齒輪與該駐車掣爪之間的接合而引起的作用在該轂盤和該端蓋部分上的徑向載荷。
本發明的另一方面還包括一種將轂盤在結構上固定到機電式傳動裝置殼體的方法，傳動裝置包括一個在後安裝的駐車掣爪系統，其至少部分容納在傳動裝置殼體的端蓋部分中。該方法包括提供一個掣爪接合齒輪，其可以與駐車掣爪系統接合併且至少部分地容納在傳動裝置殼體的端蓋部分中；並提供一個轂盤，其容納在上述傳動裝置殼體的端蓋部分中。上述轂盤相對於上述端蓋部分安裝，以便足以承受由該接合齒輪與該駐車掣爪之間的接合而引起的作用在該轂盤和該端蓋部分上的載荷。
通過下面結合附圖詳細描述實現本發明的最佳方式，本發明的上述特徵和優點以及其他特徵和優點將更加清楚。
圖1是部分剖開的示意性側視圖，其示出了一個容納有端蓋部分和接合齒輪、駐車掣爪系統和換擋選擇器的電氣變速傳動裝置殼體，換擋選擇器其被破裂以便示出在它們各自的殼體中的電機；圖2是與傳動裝置殼體分離的駐車掣爪系統和接合齒輪的示意性透視圖；圖3是端蓋部分、轂盤、離合器殼體、接合齒輪和其他協同操作的傳動裝置部件的示意性分解透視圖；及圖4是通過組裝好的端蓋部分、轂盤、離合器殼體、接合齒輪和其他協同操作的傳動裝置部件的上半部分中心的橫剖視圖。
具體實施例方式
參見附圖1至4，其中相同的標記在附圖中表示相同或相應的部件，附圖1中示出了電氣變速傳動裝置10的示意性側視圖。基本上，在換擋選擇器24和駐車掣爪接合系統28之間的連杆26穿過傳動裝置主殼體12到端蓋部分14。在附圖2中，駐車掣爪系統28的與連杆26機械連接的掣爪44選擇性地限制接合齒輪30，從而給接合齒輪30和離合器殼體38加載，其中離合器殼體固定到接合齒輪上(如圖3和4所示)。固定到端蓋部分14的轂盤80支撐離合器殼體38。轂盤80和端蓋部分14必須牢固地固定以承受掣爪44與接合齒輪30之間的接合所產生的載荷。
更具體地，傳動裝置由一個兩部分式殼體主殼體12和端蓋部分14構成。主殼體12包括兩個電機(A和B)，它們具有各自的殼體(或模件)16和18。電機A和B軸套在傳動裝置的主軸20上，該主軸與傳動裝置輸出軸22選擇性地連接。電機(A，B)與離合器(未示出)選擇性地操作接合，以便以可變的速度轉動主軸20並且間接地轉動輸出軸22。傳動裝置10的主殼體12中可用的安裝空間由電機A和B的殼體16和18分別支配(如圖1所示)。本發明的一個技術優點在於其通過重新布置其他傳動裝置部件，即駐車掣爪系統28的位置，使得主殼體12能夠容納兩個電機(A和B)。換擋選擇器24位於兩個電機之間並且被兩個電機包圍，該換擋選擇器被(機械地或電力地)連接到傳動裝置齒輪撥叉(未示出)並且連接到一個控制駐車掣爪系統28的機械連接件(或連杆26)。駐車掣爪系統28被傳動裝置殼體的端蓋部分14圍住，並且用來選擇性地與接合齒輪30相互作用，該接合齒輪被固定以便於隨著輸出軸22一起旋轉。
附圖2詳細地示出了接合齒輪30、駐車掣爪系統28和換擋選擇器24之間的相互作用。接合齒輪30的周邊具有許多齒32和齒槽34。位於接合齒輪30內徑上的一系列互補花鍵36將接合齒輪30直接固定到離合器殼體38上(如圖3和4所示)並間接地固定到輸出軸22上(如圖1和4所示)。當車輪在外力，例如重力的作用下旋轉時，驅動軸也旋轉並且導致輸出軸22和接合齒輪30(可隨著離合器殼體38旋轉)旋轉，這是因為接合齒輪30被設計成隨著輸出軸22旋轉。
參見附圖2，駐車掣爪系統28由掣爪銷40、扭轉彈簧(或掣爪回位彈簧42)、掣爪44和致動器導向件46組成。掣爪44、致動器48和致動器導向件46設置在端蓋部分14中，定位成使掣爪44與掣爪接合齒輪30同軸對齊。掣爪44被設計成一旦駐車掣爪系統28(如標記45所示)啟動，就被裝配到接合齒輪30周邊上的齒槽34中，從而對接合齒輪30徑向加載。掣爪44安裝在掣爪銷40上，並且可以自由旋轉或繞著掣爪銷40樞轉。除了其機械接合時之外，掣爪回位彈簧42將掣爪44保持在非接合位置。掣爪44靠近開槽的致動器導向件46和致動器48安裝，這樣一旦致動器48橫向運動，掣爪44就會旋轉或在接合位置與非接合位置之間樞轉。
致動器導向件46包圍致動器48，並且被一個鎖止銷50固定。致動器導向件46的周邊靠近掣爪44的後部54處有一個槽52，其用來導向和支撐掣爪44的樞轉運動。致動器48向後的運動導致致動器的凸輪部分56和寬段部分58與掣爪44的後部54碰撞並使掣爪44旋轉或樞轉到與接合齒輪30的齒槽34相接合。致動器48相對於掣爪44向前的移動使凸輪部分56離開掣爪44的後部54消除凸輪上的力，從而將掣爪44從齒槽34釋放出來。當掣爪44從齒槽34釋放時，掣爪回位彈簧42將掣爪旋轉到允許接合齒輪30自由旋轉的非接合位置。
致動器48彈性安裝到連杆26的端部60。軸向設置的線性彈簧(或致動器回位彈簧62)用來使駐車的檔位選擇可以實現，而與掣爪44相對於接合齒輪30、輪齒32和齒槽34的位置無關。當選擇駐車時，如果一個接合齒輪的輪齒32位於掣爪44上或者附近，掣爪將不會接合到齒槽34中，但是連杆的端部60將繼續克服彈簧62的偏壓相對於致動器48移動，連杆26的端部60將稍微延伸超過致動器48的端部。致動器回位彈簧62通過保持致動器上的軸向力或偏壓能夠實現駐車選擇，直到接合齒輪30旋轉到輪齒32不再靠近掣爪44的點為止。隨著致動器回位彈簧62的繼續偏壓，於是掣爪44將在第一時機與齒槽34接合(通常是車輛開始或繼續滾動時)。於是連杆26的端部60，作為換擋選擇器24和致動器48之間的機械連接件，隨著掣爪44與齒槽34的接合又相對於致動器48發生移動。
參見附圖1和2，連杆26在66處被固定到換擋選擇器的定位杆64上。定位杆64相對於傳動裝置的主殼體12在68處可樞轉地固定，選擇器軸杆(未示出)也連接於此。定位杆64的周邊的下端部分具有棘爪70。棘爪70用來與棘爪保持彈簧74的圓柱形端部72接合。棘爪保持彈簧74相對於傳動裝置的主殼體12間接地安裝，這樣一旦車輛駐車，選擇器軸杆轉動定位杆64並且棘爪保持彈簧74的圓柱形端部72與定位杆64最後面的棘爪70接合，從而將其固定在適當的位置。為了到達該位置，定位杆64順時針旋轉，或相對於主殼體12向後運動，向後或朝向傳動裝置殼體10的端蓋部分14移動連杆26。
端蓋部分14和轂盤80必須設計成承受扭轉載荷、傳動系統載荷、離合器活塞載荷以及特別是7800磅車輛的駐車掣爪載荷。傳動裝置殼體端蓋部分14，如圖3和4所示，設計用來容納轂盤80、接合齒輪30、離合器殼體38和活塞式離合器組件82。如圖1所示端蓋部分14可連接到主殼體12。端蓋部分14限定一個空腔84(如圖3所示)，它大得足以容納接合齒輪30，並且允許其自由旋轉。端蓋部分14包括一個孔86(如圖1和4所示)，以允許輸出軸22伸出端蓋部分14。
離合器殼體38與接合齒輪30花鍵連接，離合器殼體還通過花鍵83可驅動地連接到傳動裝置的輸出軸22(如圖3和4所示)。離合器殼體38被容納在端蓋部分14中，並且相對於端蓋部分14可以旋轉。活塞式離合器組件82被容納在離合器殼體38內。活塞式離合器組件82包括一個嵌套在離合器殼體38中的液力活塞88以及位於液力活塞88和帶有保持環94的離合器片92之間的活塞回位彈簧90。由於活塞腔96中充滿壓力油，所以活塞88推動離合器片92接合，從而將主軸20地連接到傳動裝置的輸出軸22。因此，在83處以花鍵連接到輸出軸22的離合器殼體38會以兩種方式影響輸出軸22(i)通過在駐車掣爪44如圖2所示與接合齒輪30(如上詳細描述的)接合時，限制輸出軸22旋轉；或(ii)通過在離合器片92接合時通過花鍵85機械地連接到主軸20，如圖4所示。在任一情況下，轂盤80傳遞和承受在傳動裝置殼體端蓋部分14上所得到的徑向載荷。
轂盤80在離合器殼體38和輸出軸22之間軸套在輸出軸22上，襯套98和100分別位於輸出軸22和轂盤80之間以及轂盤80和離合器殼體38之間，以提供附加的徑向支撐並控制端蓋部分14中油的流動。密封環102還排齊轂盤80和離合器殼體38之間的連接。組件中還包括幾個止推軸承104，以輔助承受軸向載荷。在轂盤80和端蓋部分14之間還提供一個供給轂盤墊圈106，當油在端蓋部分14中的公共孔與轂盤80之間運動時，其用來限制離合器供給部分107中的離合器供給油。
在該優選實施例中，轂盤80在81處壓配到端蓋部分14中。如圖3所示，結構連接件108(即螺栓)僅用來提供端蓋部分14和離合器供給套管110之間的密封連接，上述離合器供給套管用於使油在供給轂盤墊圈106中通過。另外，也可以利用螺栓專門連接轂盤80與端蓋部分14以承受徑向的駐車掣爪載荷需要特別尺寸的螺栓結構和/或在該連接處四倍地增加螺栓的數量。因此，該優選實施例減少了部件的數量並且通過將轂盤80壓配合到端蓋部分14簡化了每個傳動裝置所需的製造步驟。這樣，轂盤80設置在81處，這樣來自駐車掣爪系統28的徑向載荷從旋轉的離合器殼體38經過襯套100被傳送到傳動裝置端蓋部分14。轂盤80具有一個可壓配合的部分116，其還具有將離合器供應油提供到離合器活塞空腔96的功能。選擇性地，轂盤80和端蓋部分14可以作為一個整體結構共同地鑄造，但是，這就需要它們各自具有相同的材料組成。在該優選實施例中，轂盤80由具有極好的支撐性(joumal properties)的灰鑄鐵組成，而端蓋部分14由重量輕的壓鑄鋁組成。
轂盤80還便於將油運送到離合器殼體38和活塞空腔96。轂盤80限定一個供給套管110，其將油從端蓋部分14操作導向到離合器殼體38並且進入活塞空腔96。最好是，供給套管110鑽制到轂盤80中。也可以鑄到轂盤80中。為了使旋轉的活塞88離心平衡，油通過輸出軸22中的孔112到達活塞88的前側。
雖然已經詳細地描述了實施本發明的最佳方式，但是熟悉本發明所涉及的領域的人可以想到在所附權利要求的範圍內實現本發明的各種變化的設計和實施例。
權利要求
1.一種具有駐車掣爪的電氣變速傳動裝置，包括傳動裝置殼體，其具有一端蓋部分；離合器殼體，其至少部分容納在上述端蓋部分中並且可以相對於該端蓋部分旋轉；接合齒輪，其可隨著上述離合器殼體旋轉，並且在與上述駐車掣爪接合時可以由上述離合器殼體徑向加載；及轂盤，其容納在上述端蓋部分中並且構造成用來承受上述接合齒輪的徑向載荷；並且上述轂盤相對於上述端蓋部分壓配合，以便足以承受由該接合齒輪與該駐車掣爪之間的接合而引起的作用在該轂盤和該端蓋部分上的徑向載荷。
2.如權利要求1所述的電氣變速傳動裝置，其特徵在於，上述轂盤限定一個供給套管，其在操作上將油導向到上述離合器殼體中；該離合器殼體限定一個活塞空腔，且上述供給套管將油導向到該活塞空腔。
3.如權利要求1所述的電氣變速傳動裝置，其特徵在於，上述轂盤藉助多個在上述端蓋部分和上述轂盤之間延伸的結構連接件從而被固定到上述傳動裝置殼體的該端蓋部分。
4.如權利要求1所述的電氣變速傳動裝置，其特徵在於，上述轂盤和端蓋部分共同地模鑄以便形成一個整體結構。
5.一種包括傳動裝置殼體的機電式傳動裝置，其包括可操作的駐車掣爪系統；傳動裝置殼體的端蓋部分；其中上述駐車掣爪系統至少部分地位於該傳動裝置殼體的該端蓋部分中；接合齒輪，其可與上述駐車掣爪系統接合，並且容納在上述傳動裝置殼體的該端蓋部分中；及轂盤，其容納在該傳動裝置殼體的該端蓋部分中；其中上述轂盤構造成便於可壓配合到上述傳動裝置殼體的該端蓋部分，以便上述端蓋部分與該轂盤共同承受接合由該齒輪與該駐車掣爪系統之間的接合而引起的徑向載荷。
6.如權利要求5所述的機電式傳動裝置，其特徵在於，還包括離合器殼體，其中上述轂盤限定一個供給套管，其在操作上將油導向到該離合器殼體中；其中該離合器殼體限定一個活塞空腔且上述供給套管將油導向到該活塞空腔。
7.一種將轂盤在結構上固定到機電式傳動裝置殼體的方法；其中該傳動裝置包括一個在後安裝的駐車掣爪系統，該駐車掣爪系統至少部分容納在傳動裝置殼體的端蓋部分中，該方法包括提供掣爪接合齒輪，該掣爪接合齒輪可以與該駐車掣爪系統接合併且至少部分地容納在該傳動裝置殼體的該端蓋部分中；以及提供轂盤，其至少部分容納在上述傳動裝置殼體的該端蓋部分中；其中上述轂盤相對於上述端蓋部分壓配合，以便承受由該掣爪接合齒輪與該駐車掣爪之間的接合而引起的作用在該轂盤和該端蓋部分上的載荷。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，還包括在上述端蓋部分和上述轂盤之間延伸結構連接件，以將該轂盤連接到該端蓋部分。
全文摘要
本發明涉及承受帶有駐車掣爪系統的電氣變速傳動裝置的機械載荷，上述系統位於傳動裝置殼體的端蓋部分中。該端蓋部分用來覆蓋上述駐車掣爪系統和接合齒輪。一個支撐轂盤可以與上述傳動裝置的端蓋部分內配合併且完全固定到其上，以便承受駐車掣爪載荷。該轂盤還用來將油導向到活塞式離合器組件的空腔中。本發明還提供一種將轂盤固定到電氣變速傳動裝置殼體上的方法。
文檔編號B60T1/06GK1721741SQ20051007171
公開日2006年1月18日 申請日期2005年3月22日 優先權日2004年3月22日
發明者W·S·裡德, J·A·拉什科夫斯基, J·E·莫瓦特 申請人:通用汽車公司