用於車輛的變速器的製作方法

2023-05-21 16:06:26 1

本發明涉及一種用於車輛的變速器，其能夠通過實施多個擋位來提高燃料效率，並且能夠利用在發動機的較低RPM範圍內的工作點來提高車輛的乘行舒適性。

背景技術：

近來，油價的上漲迫使製造商生產燃料效率更高的車輛。具體地，就發動機而言，製造商在努力通過縮小發動機尺寸等等來降低重量並提高車輛的燃料效率。

就自動變速器而言，存在多種提高燃料效率的方法，並且通過實施多個擋位能夠同時保證可操作性和燃料效率的競爭力。

然而，當擋位增加時，自動變速器中的部件的數量也會增加，從而會使得自動變速器難以安裝，也會使製造成本和重量增加，並且會使動力傳遞效率變差。

因此，為了經由多個擋位來增加燃料效率提高的效果，研製一種能夠利用較少的部件來實現最大化效率的齒輪繫結構至關重要。

公開於本發明的背景部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，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於提供一種用於車輛的變速器，其能夠通過實施多個擋位來提高燃料效率，並且能夠利用在發動機的較低RPM範圍內的工作點來提高車輛的乘行舒適性。

根據本發明的各個方面，一種用於車輛的變速器可以包括：第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組以及第四行星齒輪組，所述第一行星齒輪組、所述第二行星齒輪組、所述第三行星齒輪組以 及所述第四行星齒輪組中的每個包括三個旋轉元件；以及多個摩擦構件，其中：所述第一行星齒輪組可以包括：第一旋轉元件，其連接至輸入軸；第二旋轉元件，其作為選擇性的固定元件工作，並且選擇性地連接至所述第二行星齒輪組的第一旋轉元件或者選擇性地連接至所述第二行星齒輪組的第三旋轉元件；以及第三旋轉元件，其連接至所述第二行星齒輪組的第二旋轉元件，所述第三行星齒輪組可以包括：第一旋轉元件，其選擇性地連接至所述第二行星齒輪組的第三旋轉元件；第二旋轉元件，其連接至輸入軸；以及第三旋轉元件，其連接至所述輸出軸，所述第四行星齒輪組可以包括：第一旋轉元件，其選擇性地連接至所述第二行星齒輪組的第一旋轉元件或者選擇性地連接至所述第二行星齒輪組的第二旋轉元件；第二旋轉元件，其連接至所述輸出軸；以及第三旋轉元件，其作為固定元件工作，所述摩擦構件可以連接至行星齒輪組的旋轉元件中的至少一個，並且控制旋轉元件的旋轉。

在所述第一行星齒輪組中，第一旋轉元件可以為第一太陽輪，第二旋轉元件可以為第一行星架，第三旋轉元件可以為第一內齒圈；在所述第二行星齒輪組中，第一旋轉元件可以為第二太陽輪，第二旋轉元件可以為第二行星架，並且第三旋轉元件可以為第二內齒圈；在所述第三行星齒輪組中，第一旋轉元件可以為第三太陽輪，第二旋轉元件可以為第三行星架，並且第三旋轉元件可以為第三內齒圈；在所述第四行星齒輪組中，第一旋轉元件可以為第四太陽輪，第二旋轉元件可以為第四行星架，並且第三旋轉元件可以為第四內齒圈。

所述第一行星齒輪組的第二旋轉元件可以通過第一離合器而選擇性地與變速器殼體連接與分離，所述第一行星齒輪組的第二旋轉元件和所述第二行星齒輪組的第一旋轉元件可以通過第二離合器而彼此選擇性地連接與分離，所述第一行星齒輪組的第二旋轉元件和所述第二行星齒輪組的第三旋轉元件可以通過第三離合器而彼此選擇性地連接與分離。

所述第三行星齒輪組的第一旋轉元件和所述第二行星齒輪組的第三旋轉元件可以通過第六離合器而彼此選擇性地連接與分離。

所述第四行星齒輪組的第一旋轉元件和所述第二行星齒輪組的第 一旋轉元件可以通過第五離合器而彼此選擇性地連接與分離，所述第四行星齒輪組的第一旋轉元件和所述第二行星齒輪組的第二旋轉元件可以通過第四離合器而彼此選擇性地連接與分離，所述第四行星齒輪組的第三旋轉元件可以連接至變速器殼體。

所述第一行星齒輪組、所述第二行星齒輪組、所述第三行星齒輪組以及所述第四行星齒輪組可以沿著軸向方向依次布置。

所述摩擦構件可以包括：第一離合器，其設置為用於使變速器殼體與所述第一行星齒輪組的第二旋轉元件選擇性地連接和分離；第二離合器，其設置為用於使所述第一行星齒輪組的第二旋轉元件與所述第二行星齒輪組的第一旋轉元件選擇性地連接和分離；第三離合器，其設置為用於使所述第一行星齒輪組的第二旋轉元件與所述第二行星齒輪組的第三旋轉元件選擇性地連接和分離；第四離合器，其設置為用於使所述第二行星齒輪組的第二旋轉元件與所述第四行星齒輪組的第一旋轉元件選擇性地連接和分離；第五離合器，其設置為用於使所述第二行星齒輪組的第一旋轉元件與所述第四行星齒輪組的第一旋轉元件選擇性地連接和分離；以及第六離合器，其設置為用於使所述第二行星齒輪組的第三旋轉元件與所述第三行星齒輪組的第一旋轉元件選擇性地連接和分離。

根據本發明的各個方面，一種用於車輛的變速器可以包括：第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組以及第四行星齒輪組，每個行星齒輪組包括三個旋轉元件；輸入軸，其連接至所述第一行星齒輪組的第一旋轉元件和所述第三行星齒輪組的第二旋轉元件；第一軸，其連接所述第一行星齒輪組的第二旋轉元件、第一離合器、第二離合器以及第三離合器；第二軸，其連接所述第一行星齒輪組的第三旋轉元件、所述第二行星齒輪組的第二旋轉元件以及第四離合器；第三軸，其連接所述第二行星齒輪組的第一旋轉元件、第二離合器以及第五離合器；第四軸，其連接所述第二行星齒輪組的第三旋轉元件、第三離合器以及第六離合器；第五軸，其連接所述第三行星齒輪組的第一旋轉元件和第六離合器；第六軸，其連接所述第四行星齒輪組的第一旋轉元件、第四離合器以及第五離合器；輸出軸，其連接所述第三行星齒輪組的第三旋轉元件和所述第四行星齒輪組的第二旋轉元 件；以及變速器殼體，其連接至所述第四行星齒輪組的第三旋轉元件和第一離合器。

所述第一離合器可以設置為用於使所述第一軸與所述變速器殼體選擇性地連接和分離，所述第二離合器可以設置為用於使所述第一軸與所述第三軸選擇性地連接和分離，所述第三離合器可以設置為用於使所述第一軸與所述第四軸選擇性地連接和分離，所述第四離合器可以設置為用於使所述第二軸與所述第六軸選擇性地連接和分離，所述第五離合器可以設置為用於使所述第三軸與所述第六軸選擇性地連接和分離，所述第六離合器可以設置為用於使所述第四軸與所述第五軸選擇性地連接和分離。

所述第一離合器可以設置為用於使所述第一行星齒輪組的第二旋轉元件與所述變速器殼體選擇性地連接和分離，第二離合器可以設置為用於使所述第一行星齒輪組的第二旋轉元件和所述第二行星齒輪組的第一旋轉元件選擇性地連接和分離，所述第三離合器可以設置為用於使所述第一行星齒輪組的第二旋轉元件與所述第二行星齒輪組的第三旋轉元件選擇性地連接和分離，所述第四離合器可以設置為用於使所述第二行星齒輪組的第二旋轉元件與所述第四行星齒輪組的第一旋轉元件選擇性地連接和分離，所述第五離合器可以設置為用於使所述第二行星齒輪組的第一旋轉元件與所述第四行星齒輪組的第一旋轉元件選擇性地連接和分離，所述第六離合器可以設置為用於使所述第二行星齒輪組的第三旋轉元件與所述第三行星齒輪組的第一旋轉元件選擇性地連接和分離。

如上所述，由於第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組以及第四行星齒輪組的旋轉元件通過多個離合器而選擇性地連接與分離，因此這些旋轉元件的旋轉的速度和方向會被改變並且會相應地執行換擋。從而，車輛能夠以十個或更多個前進擋位和一個倒車擋位的傳動比行駛。因此，能夠通過實施多個擋位來提高燃料效率，並且能夠通過利用在發動機的較低RPM範圍內的工作點來提高車輛的乘行舒適性。

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)、大客車、 卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船隻，航空器等等，並且包括混合動力車輛、電動車輛、插電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(例如源於非石油能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如汽油動力和電力動力兩者的車輛。

本發明的方法和裝置具有其它的特性和優點，根據併入本文中的附圖和隨後的具體實施方案，這些特性和優點將是顯而易見的，或者將進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方案共同用於解釋本發明的特定原理。

附圖說明

圖1為示意性地示出了根據本發明的示例性的用於車輛的變速器的結構的圖。

圖2為示出了根據本發明的示例性的用於車輛的變速器在每個擋位下的操作表。

應當理解，所附附圖並非是按照比例，而是圖示性地簡化呈現各種特徵以顯示本發明的基本原理。本文所公開的本發明的具體設計特徵包括例如具體尺寸、方向、位置和外形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

下面將詳細參考本發明的各個實施方案，這些實施方案的示例被顯示在附圖中並描述如下。儘管本發明將與示例性實施方案相結合進行描述，應當理解本說明書並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，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍之內的各種選擇形式、修改形式、等同形式及其它實施方案。

根據本發明各個實施方案的用於車輛的變速器主要包括：第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2、第三行星齒輪組PG3以及第四行星齒輪組PG4，並且每個行星齒輪組可以包括三個旋轉元件，即，第一旋轉元件、第二旋轉元件及第三旋轉元件。

參考圖1，第一行星齒輪組PG1的第一旋轉元件可以連接至輸入軸INPUT。例如，第一行星齒輪組PG1的第一旋轉元件可以為第一太陽輪S1，並且第一太陽輪S1可以通過直接地連接至輸入軸INPUT而作為持續的輸入元件工作。

第一行星齒輪組PG1的第二旋轉元件可以作為選擇性的固定元件工作。例如，第一行星齒輪組PG1的第二旋轉元件可以是第一行星架CR1，並且第一行星架CR1可以通過摩擦構件而連接至變速器殼體CS以及從變速器殼體CS分離。

第一行星齒輪組PG1的第二旋轉元件可以選擇性地連接至第二行星齒輪組PG2的第一旋轉元件。例如，第二行星齒輪組PG2的第一旋轉元件可以為第二太陽輪S2，並且第一行星架CR1和第二太陽輪S2可以通過摩擦構件而彼此連接與分離。

第一行星齒輪組PG1的第二旋轉元件可以選擇性地連接至第二行星齒輪組PG2的第三旋轉元件。例如，第二行星齒輪組PG2的第三旋轉元件可以為第二內齒圈R2，並且第一行星架CR1和第二內齒圈R2可以通過摩擦構件而彼此連接與分離。

第一行星齒輪組PG1的第三旋轉元件可以連接至第二行星齒輪組PG2的第二旋轉元件。例如，第一行星齒輪組PG1的第三旋轉元件可以為第一內齒圈R1，並且第二行星齒輪組PG2的第二旋轉元件可以為第二行星架CR2。第一內齒圈R1和第二行星架CR2可以彼此直接連接。

第三行星齒輪組PG3的第一旋轉元件與第二行星齒輪組PG2的第三旋轉元件可以彼此選擇性地連接。例如，第三行星齒輪組PG3的第一旋轉元件可以為第三太陽輪S3，並且第二行星齒輪組PG2的第三旋轉元件可以為第二內齒圈R2。第三太陽輪S3和第二內齒圈R2可以通過摩擦構件而彼此連接與分離。

第三行星齒輪組PG3的第二旋轉元件可以連接至輸入軸INPUT。例如，第三行星齒輪組PG3的第二旋轉元件可以為第三行星架CR3，並且第三行星架CR3可以通過直接地連接至輸入軸INPUT而作為持續的輸入元件工作。

第三行星齒輪組PG3的第三旋轉元件可以連接至輸出軸 OUTPUT。例如，第三行星齒輪組PG3的第三旋轉元件可以為第三內齒圈R3，並且第三內齒圈R3可以通過直接地連接至輸出軸OUTPUT而作為持續的輸出元件工作。

第四行星齒輪組PG4的第一旋轉元件可以選擇性地連接至第二行星齒輪組PG2的第一旋轉元件。例如，第四行星齒輪組PG4的第一旋轉元件可以為第四太陽輪S4，並且第二行星齒輪組PG2的第一旋轉元件可以為第二太陽輪S2。第四太陽輪S4和第二太陽輪S2可以通過摩擦構件而彼此連接與分離。

第四行星齒輪組PG4的第一旋轉元件可以選擇性地連接至第二行星齒輪組PG2的第二旋轉元件。例如，第二行星齒輪組PG2的第二旋轉元件可以為第二行星架CR2。第四太陽輪S4和第二行星架CR2可以通過摩擦構件而彼此連接與分離。

第四行星齒輪組PG4的第二旋轉元件可以連接至輸出軸OUTPUT。例如，第四行星齒輪組PG4的第二旋轉元件可以為第四行星架CR4，並且第四行星架CR4可以通過直接地連接至輸出軸OUTPUT而作為持續的輸出元件工作。

第四行星齒輪組PG4的第三旋轉元件可以作為固定元件工作。例如，第四行星齒輪組PG4的第三旋轉元件可以為第四內齒圈R4，並且第四內齒圈R4可以通過直接地連接至變速器殼體CS而作為持續的固定元件工作。

在本發明中，第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2、第三行星齒輪組PG3以及第四行星齒輪組PG4可以沿著輸入軸INPUT和輸出軸OUTPUT的軸向依次布置。此外，第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2、第三行星齒輪組PG3以及第四行星齒輪組PG4全部可以為單小齒輪行星齒輪組。

本發明可以進一步包括多個摩擦構件，所述多個摩擦構件連接至行星齒輪組的至少一個或多個旋轉元件並且控制旋轉元件的旋轉。所述摩擦構件可以為第一離合器C1、第二離合器C2、第三離合器C3、第四離合器C4、第五離合器C5以及第六離合器C6。

具體地，第一離合器C1可以設置為用於連接和分離變速器殼體CS與第一行星架CR1(其為第一行星齒輪組PG1的第二旋轉元件)。

第二離合器C2可以設置為用於連接和分離第一行星架CR1(其為第一行星齒輪組PG1的第二旋轉元件)與第二太陽輪S2(其為第二行星齒輪組PG2的第一旋轉元件)。

第三離合器C3可以設置為用於連接和分離第一行星架CR1(其為第一行星齒輪組PG1的第二旋轉元件)與第二內齒圈R2(其為第二行星齒輪組PG2的第三旋轉元件)。

第四離合器C4可以設置為用於連接和分離第二行星架CR2(其為第二行星齒輪組PG2的第二旋轉元件)與第四太陽輪S4(其為第四行星齒輪組PG4的第一旋轉元件)。

第五離合器C5可以設置為用於連接和分離第二太陽輪S2(其為第二行星齒輪組PG2的第一旋轉元件)與第四太陽輪S4(其為第四行星齒輪組PG4的第一旋轉元件)。

第六離合器C6可以設置為用於連接和分離第二內齒圈R2(其為第二行星齒輪組PG2的第三旋轉元件)與第三太陽輪S3(其為第三行星齒輪組PG3的第一旋轉元件)。

另外一方面，行星齒輪組的旋轉元件可以連接至輸入軸INPUT、第一軸A1至第六軸A6以及輸出軸OUTPUT。

參考圖1，第一行星齒輪組PG1的第一旋轉元件和第三行星齒輪組PG3的第二旋轉元件可以直接地連接至輸入軸INPUT。

第一行星齒輪組PG1的第二旋轉元件、第一離合器C1的第一側、第二離合器C2的第一側以及第三離合器C3的第一側可以連接至第一軸A1。

第一行星齒輪組PG1的第三旋轉元件、第二行星齒輪組PG2的第二旋轉元件以及第四離合器C4的第一側可以連接至第二軸A2。

第二行星齒輪組PG2的第一旋轉元件、第二離合器C2的第二側以及第五離合器C5的第一側可以連接至第三軸A3。

第二行星齒輪組PG2的第三旋轉元件、第三離合器C3的第二側以及第六離合器C6的第一側可以連接至第四軸A4。

第三行星齒輪組PG3的第一旋轉元件和第六離合器C6的第二側可以連接至第五軸A5。

第四行星齒輪組PG4的第一旋轉元件、第四離合器C4的第二側 以及第五離合器C5的第二側可以連接至第六軸A6。

第三行星齒輪組PG3的第三旋轉元件和第四行星齒輪組PG4的第二旋轉元件可以連接至輸出軸OUTPUT。

第四行星齒輪組PG4的第三旋轉元件和第一離合器C1的第二側可以連接至變速器殼體CS。

例如，第一離合器C1可以設置為用於使第一軸A1與變速器殼體CS連接和分離，第二離合器C2可以設置為用於使第一軸A1與第三軸A3連接和分離，第三離合器C3可以設置為用於使第一軸A1與第四軸A4連接和分離。

此外，第四離合器C4可以設置為用於使第二軸A2與第六軸A6連接和分離，第五離合器C5可以設置為用於使第三軸A3與第六軸A6連接和分離，第六離合器C6可以設置為用於使第四軸A4與第五軸A5連接和分離。

圖2為示出了根據本發明各個實施方案的用於車輛的變速器在每個擋位下的操作表，其中，例如，為了實現1擋的傳動比，可以使第二離合器C2、第四離合器C4以及第五離合器C5接合，並且可以使所有其他摩擦構件脫開。

為了實現2擋的傳動比，可以使第二離合器C2、第五離合器C5以及第六離合器C6接合，並且可以使所有其他摩擦構件脫開。此外，如表中所示，至於其他的擋位，車輛可以通過使摩擦構件接合與脫開而以對應於各個擋位的傳動比行駛。

如上所述，由於第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2、第三行星齒輪組PG3以及第四行星齒輪組PG4的旋轉元件通過多個離合器而選擇性地連接/分離，因此這些旋轉元件的旋轉的速度和方向會被改變並且會相應地執行換擋。從而，車輛能夠以十個或更多個前進擋位和一個倒車擋位的傳動比行駛。因此，本發明能夠通過實施多個擋位來提高燃料效率，並且能夠通過利用在發動機的較低RPM範圍內的工作點來提高車輛的乘行舒適性。

前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述是出於說明和描述的目的。前面的描述並不旨在成為窮舉的，也並不旨在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並進行描述是為了解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現並利用本發明的各種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發明的範圍意在由所附權利要求書及其等同形式所限定。