用於電動變速傳動的扭矩減震器組件的液壓迴路的製作方法
2023-10-09 11:23:04
專利名稱：用於電動變速傳動的扭矩減震器組件的液壓迴路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動變速傳動裝置，具有帶液壓平衡鎖定離合器組件的扭矩減震器組件。
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被切斷。例如，電動變速傳動裝置交替依賴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合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。
最後，因為該扭矩減震器組件固定到該發動機曲軸上，所以扭矩減震器以高環速(annular speed)旋轉。在液壓流體用於控制扭矩減震器時，該流體受到這些環速導致的離心載荷。
發明內容
本發明提供一種液壓平衡該致動器(或者活塞)的裝置，其中該致動器驅動用於電動變速傳動裝置(或者EVT)的扭矩減震器組件的鎖定離合器。本發明包括兩個分開的液壓迴路，用於在必須平衡該活塞時，將液壓流體傳遞到活塞的對置側面上。用於這個平衡的需要取決於設置在由減震器組件的環速導致的液壓流體上的離心載荷。
在一個本發明的實施例中，每個迴路平行於兩個泵(一個被馬達驅動和另一個被發動機驅動)以便幫助提供液壓流體給扭矩減震器組件的目標區域。
更具體地說，本發明提供了一種電動變速傳動裝置，該變速傳動裝置具有至少一個電馬達和可旋轉的扭矩減震器組件。該扭矩減震器組件包括能夠操作來消除或者減少壓力脈衝和扭矩的扭矩彈簧。還設置了離合器組件，該組件具有用於選擇性鎖定該扭矩彈簧的液壓操作活塞；然而，在扭矩彈簧被鎖定時至少一個電馬達抵消了壓力脈衝。另外還包括能夠用於所述活塞相對側面上的液壓流體，從而充分地液壓平衡該活塞以便防止該離合器組件響應於由減震器的旋轉運動導致的離心力而至少部分地鎖定該扭矩彈簧。
另外還提供了一種在啟動，停止和驅動模式時操作電動變速傳動裝置的可旋轉液壓致動減震器的方法。該方法包括在啟動和停止模式期間通過液壓流體液壓鎖定該扭矩減震器；和液壓抗衡扭矩減震器的鎖定活塞以便防止在驅動模式期間液壓鎖定該扭矩減震器。
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；圖2是沿具有兩個簡示的液壓迴路的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；圖3是曲線圖，示出根據減震器組件速度(線A)和平衡活塞所需的減震器容器體積(線B)的活塞加載壓力；圖4a是圖2的隔離該傳動裝置的穿孔止推墊圈的剖面圖；和圖4b是圖2的隔離該傳動裝置的穿孔的止推墊圈的前視圖。
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，本發明用於具有至少一個電馬達(A或者B)和可旋轉扭矩減震器組件26的電動變速傳動裝置10，如圖2所示。該扭矩減震器組件26包括可操作來消除或者減少壓力脈衝和扭矩的扭矩彈簧32。還設置離合器組件(或者鎖定離合器33)，該離合器組件具有液壓操作活塞50，用於選擇性地鎖定該扭矩彈簧32；從而允許一個或者兩個電馬達(A或者B)抵消發動機壓力脈衝。還包括液壓流體，該液壓流體可應用於活塞腔58和減震器容器34，它們在該活塞50的對置側面上，從而充分地液壓平衡該活塞50，以便防止鎖定離合器33因為來自扭矩減震器26的旋轉的離心力而導致的鎖定該扭矩彈簧32。
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)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機械連接。也就是說，該輸入殼體12覆蓋該扭矩減震器組件26(在圖2中示出)。該輸入殼體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。該扭矩減震器組件26可以構造為部分地類似於在共同擁有的美國專利5009301披露的結構，該專利在這裡整體作為參考。
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。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，從而限定徑向延伸的開口52，該開口52允許油從油路57通過。該油延伸通過在輸入軸18中的橫向鑽出的開口55，通過開口53，進入到在活塞50前側的通道56中。該活塞50被限制與鎖定離合器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50進行衝程的載荷，從而接合該鎖定離合器33。該容器34還裝有來自液壓迴路59通過開口51，進入到安裝到輸入軸18中的管35的內直徑中，通過帶槽的止推墊圈41(或者墊片)，進入到腔或者空間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右側，如圖2所示，以便抗衡供應到在活塞50另一側上的空腔58中的油。
該液壓迴路57和59如圖2所示，分別提供油到活塞空腔58和減震器容器34中；控制鎖定離合器33並且控制它在預定條件下配合和脫開。該第一迴路57將液壓流體輸送到活塞空腔58中。該第二迴路59在低壓下被調節並且最後將油送到在活塞50的另一個側面上的容器34中。通過進行衝程並且配合鎖定離合器33，在扭矩減震器組件26內部的該活塞50響應於通過第一迴路57供應的油導致的充足的高壓，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直接連接到傳動裝置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)。
該傳動裝置10能夠在發動機24完全切斷的電動模式下運轉。當發動機停止時，從發動機獲得動力的主泵62不工作。因為減震器容器34沒有密封，使內部油從減震器容器34洩漏到大約半滿，此時該主泵62和輔助泵27不工作。隨著發動機的再啟動，被輸入軸18和扭矩減震器組件26的旋轉導致的離心載荷迫使剩餘的油到扭矩減震器組件26的外周。類似地，在減震器輪轂40中剩餘的油被強迫到活塞空腔58(即該活塞空腔的外周)中。因為在減震器法蘭38中的油集中在活塞空腔58中，因此在活塞空腔58中的油重壓在該活塞50上。在高速度下，在活塞空腔58中的油(或者液壓流體)上的離心載荷可以克服回復彈簧54的力並且使活塞50進行衝程。為了使活塞50進行衝程，在活塞空腔58和減震器容器34之間的壓力差必須大於或者等於克服回復彈簧的4psi，或者大於或者等於在離合器33上獲得完全能力的60psi。圖3的線A示出了在活塞空腔58中根據扭矩減震器組件26的速度增加的油的壓力差。X軸表示扭矩減震器組件26的速度，y軸表示在活塞50上的加載壓力。因為扭矩減震器組件速度接近4000rpm，因此在活塞空腔58中的液壓流體導致的加載壓力大致為60psi，從而足夠在離合器33上進行全扭矩能力設計。該鎖定離合器33的不合適的接合以及該扭矩減震器組件26的有效鎖定能夠導致在傳動裝置部件上的附加磨損，導致過早失效或者降低的使用周期。但是，如圖3中的線A和B的相交部分所示，當使用所設置的泵(27和62)填充該減震器容器34時，該活塞50能夠在到達加載壓力60psi之前被液壓平衡。儘管泵能夠提供油到減震器容器34中，但是當傳動裝置在電動模式下工作(或者發動機停止)時，輔助泵27負責輸送油到容器34中或者活塞50的另一側面。
本發明的一個技術優勢在於，如圖2所示該液壓迴路57和59和泵27和62構造成平衡液壓活塞59以便為發動機的運轉做好準備。為了平衡該活塞50，至少0.36升的油必須如圖3的線B所示那樣在減震器容器34內。當輔助泵27工作時，它將油從油底殼抽出並且平行於控制模塊64和優先的調節器70(圖2示出)輸送油。該優先的調節器70調節壓力，在該壓力下輔助泵27工作(在優選實施例中該壓力為60psi)並且將多餘的油引導到熱交換器68中，該熱交換器使油通過潤滑油調節器72返回到傳動裝置10，並且進入到液壓迴路59中。該控制模塊64在某些預定條件下(或者在優選實施例中在啟動和/或者停止工作模式下)，將提供油到液壓迴路57中以便在活塞空腔58中壓縮油到110psi。當發動機啟動並且旋轉時，主泵62從油底殼抽出油並且將油平行於該控制模塊64和主調節閥66輸送。從該主調節閥66開始，油通過優先的調節器70，流入到熱交換器68進入到潤滑油調節器72並且進入到液壓迴路59。
在優選實施例中，該潤滑油調節器72確保了在減震器容器34中的油的壓力不超過30psi。該控制模塊64在液壓迴路57中保持油壓為2psi。因此，活塞50不能進行衝程以通過在活塞空腔58中的處於2psi的油，在減震器容器34中處於30psi的油和使用反向載荷的回覆彈簧54使用離合器33。該活塞50因此被液壓平衡或者防止接合鎖定離合器33。但是當期望時(或者在啟動和/或者停止操作模式)，該輔助泵27能夠通過提供高壓油到活塞腔58中實施該離合器33，從而克服在減震器容器34中的30psi和回復彈簧54的反向力。
所述兩個迴路(57和59)通過一組安裝在該傳動裝置的輸入軸18上的旋轉密封環74和鋼管35被隔離。帶槽止推墊圈41，如圖4a和4b所示，使得油易於從管子35的內直逕到該減震器容器34中。該止推墊圈41具有在外緣上的槽76從而使油易於通過墊圈41並且進入到減震器容器34中。
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
1.一種具有至少一個電馬達和可旋轉扭矩減震器組件的電動變速傳動裝置，該扭矩減震器組件包括能夠操作來消除或者減少壓力脈衝和扭矩的扭矩彈簧；用於選擇性鎖定所述扭矩彈簧的具有可液壓操作的活塞的離合器組件；至少一個能夠操作來抵消在鎖定該扭矩彈簧時的壓力脈衝；和能夠應用到所述活塞的對置側面上的液壓流體，從而充足地液壓平衡所述活塞，以便防止離合器組件至少部分地響應於所述減震器的旋轉速度而鎖定所述扭矩彈簧，從而能夠使所述扭矩彈簧消除該扭矩。
2.根據權利要求1所述的傳動裝置，還包括能夠操作來泵送所述液壓流體到所述活塞對置側面上的輔助泵；其中所述輔助泵被電馬達驅動。
3.根據權利要求1所述的傳動裝置，還包括能夠操作來泵送所述液壓流體到所述活塞一個側面上的主泵。
4.根據權利要求1所述的傳動裝置，其中，所述扭矩彈簧和所述離合器組件被傳動裝置側面蓋和發動機側面蓋所封閉；所述傳動裝置側面蓋和所述發動機側面蓋限定了所述活塞的一個側面，該側面構造成容納所述液壓流體。
5.根據權利要求1所述的傳動裝置，還包括構造成容納所述液壓流體的輸入軸；和安裝到所述輸入軸的一個端部上的止推墊圈；所述止推墊圈具有能夠使所述止推墊圈容易引導所述液壓流體從所述輸入軸到所述活塞的一個側面上的槽。
6.根據權利要求5所述的傳動裝置，還包括安裝在所述輸入軸的所述內直徑中的管子；所述管子可操作來使在所述輸入軸中的所述液壓流體分離。
7.根據權利要求1所述的傳動裝置，還包括減震器法蘭和減震器輪轂，所述離合器組件和所述活塞固定到它們上，所述離合器法蘭和離合器輪轂至少部分地限定能夠操作來在所述活塞的另一個側面上容納所述液壓流體的通道。
8.一種動力系，具有產生壓力脈衝和扭矩的發動機；和具有至少一個電馬達的電動變速傳動裝置，該電馬達具有液壓致動扭矩減震器組件，包括固定到發動機上的發動機側面蓋；固定到所述發動機側面蓋和減震器輪轂的減震器法蘭；其中所述減震器輪轂固定到在所述電動變速傳動裝置中的輸入軸；所述減震器法蘭具有減震器彈簧，使得該扭矩減震器組件能夠吸收這樣的發動機扭矩和壓力脈衝；固定到該發動機側面蓋上並且構造至少封閉所述減震器法蘭的傳動裝置側面蓋；所述傳動裝置側面蓋和所述發動機側面蓋還限定了封閉所述減震器法蘭和所述減震器彈簧的容器；所述減震器法蘭和所述傳動裝置側面蓋選擇地封閉用於鎖定所述減震器彈簧的可供動力的離合器盤；和在電動變速傳動裝置中的至少一個電馬達，用於選擇地消除發動機壓力脈衝。
9.根據權利要求8所述的車輛，還包括可操作來影響所述離合器盤的選擇接合從而所述減震器彈簧被鎖定的活塞；液壓迴路，包括由發動機驅動並且可操作來泵送液壓流體到所述活塞的對置側面上的主泵；和由電馬達驅動並且可操作來泵送所述液壓流體到所述活塞的對置側面上的輔助泵。
10.根據權利要求9所述的車輛，其中，所述減震器法蘭至少部分限定與所述活塞的一個側面鄰接的並且構造成容納所述液壓流體的活塞空腔；和所述減震器法蘭部分地限定了可操作來引導所述液壓流體到所述活塞空腔中的通道。
11.根據權利要求10所述的車輛，還包括限定徑向延伸的開口的輸入軸，該開口可操作來引導所述液壓流體從所述輸入軸的內直逕到所述輸入軸的外直徑；並且進入到所述減震器法蘭的所述通道中。
12.根據權利要求11所述的車輛，還包括安裝到所述輸入軸的一個端部上的止推墊圈；所述止推墊圈具有能夠使所述止推墊圈易於引導所述液壓流體從所述輸入軸到所述活塞的另一個側面的槽。
13.根據權利要求12所述的傳動裝置，還包括安裝在所述輸入軸的內直徑中的管子；所述管子可操作來使容納在所述輸入軸中的液壓流體分離。
14.根據權利要求13所述的車輛，其中，所述主泵構造成泵送所述液壓流體到控制模塊和主調節器中；所述控制模塊構造成引導液壓流體到所述活塞的一個側面上；所述主調節器構造成引導液壓流體到優先的調節器中；所述優先的調節器引導所述液壓流體到熱交換器，所述熱交換器可操作來引導所述液壓流體到潤滑油調節器；和所述潤滑油調節器可操作來引導所述液壓流體到所述活塞的另一個側面上。
15.根據權利要求14所述的車輛，其中，所述潤滑油調節器構造成引導所述液壓流體到所述管子中，通過所述止推墊圈並且到達所述活塞的另一個側面；和所述控制模塊構造成在所述輸入軸和所述管子之間引導所述液壓流體，通過所述徑向延伸的開口，到達所述通道上，並且到達所述活塞的一個側面上。
16.一種在啟動時操作電動變速傳動裝置的可旋轉液壓致動扭矩減震器的方法，包括在啟動和停止模式期間響應於液壓流體來液壓鎖定所述扭矩減震器；和液壓抗衡所述液壓流體，從而防止在驅動模式期間液壓鎖定所述扭矩減震器。
17.根據權利要求16所述的方法，還包括從馬達驅動的輔助泵泵送所述液壓流體以便液壓鎖定所述扭矩減震器。
18.根據權利要求17所述的方法，還包括從該主泵和/或者輔助泵泵送所述液壓流體，從而液壓抗衡所述扭矩減震器。
全文摘要
本發明涉及一種用於電動變速傳動的扭力減震器。該扭力減震器設有液壓致動的鎖定離合器，用於選擇地直接使發動機耦合到傳動輸入軸上。當扭矩減震器的彈簧被鎖定時，設有電動變速傳動的電馬達能夠有效地用於抵消發動機壓力脈衝。在較高速度期間，設置在扭力減震器中的油上的離心載荷增加，從而導致鎖定離合器不適合地接合。本發明液壓地平衡驅動該鎖定離合器以便合適地調節鎖定離合器接合的液壓致動器(或者活塞)。
文檔編號F16H61/02GK1702357SQ20051005915
公開日2005年11月30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, K·D·肖赫 申請人:通用汽車公司