專利名稱：扭矩拼合式自動變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于車輛的扭矩拼合式(torque split type)自動變速器。更 特別而言，本發(fā)明涉及一種扭矩拼合式自動變速器，其通過以下方式而增大了扭矩通過兩 條路徑傳遞從發(fā)動機輸出的扭矩，并且添加經(jīng)過每條路徑的扭矩。
背景技術(shù)：
近來，由于發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展，與具有相同排氣量和尺寸的傳統(tǒng)發(fā)動機相比，發(fā)動 機輸出增大了 20%至30%。由于傳統(tǒng)變速器僅僅包括一條動力輸送路徑，所以發(fā)動機的所有扭矩都直接傳遞 至起動設(shè)備，例如扭矩變換器或離合器。因此，如果發(fā)動機輸出增大，變速器的設(shè)計也必須 進行改變以增大扭矩輸送容量。為了增大扭矩輸送容量，由于動力輸送設(shè)備的特性，軸的強度必須增強并且摩擦 構(gòu)件的數(shù)量必須增多。然而，如果軸的強度增強，軸的重量就會增大。此外，如果摩擦構(gòu)件 的數(shù)量增多，變速器的尺寸就會增大。因此，車輛的燃料消耗和動力性能可能會由于軸的重 量的增大而變差，變速器的可安裝性可能會由于變速器的尺寸的增大而變差。由于需要改變諸如扭矩變換器的起動設(shè)備的設(shè)計以增大其扭矩容量，所以需要大 量的開發(fā)成本和時間。近來，開發(fā)了扭矩拼合式變速器，其通過至少兩條動力輸送路徑傳遞扭矩。扭矩拼 合式變速器的優(yōu)點在于，能夠以較少的設(shè)計改變而增大扭矩容量。在具有如圖6A中所示的動力輸送路徑的美國專利4014223、4117745和4226123 中以及在具有如圖6B中所示的動力輸送路徑的美國專利5201692中描述了扭矩拼合式變 速器的一些例子。如圖6A中所示的扭矩拼合式變速器包括第一路徑和第二路徑，在第一路徑中發(fā) 動機扭矩通過行星齒輪組和扭矩變換器間接輸送至變速器設(shè)備112，其中行星齒輪組是扭 矩拼合設(shè)備110，扭矩變換器是起動設(shè)備111 ；在第二路徑中發(fā)動機扭矩從行星齒輪組110 直接輸送至變速器設(shè)備112。在扭矩變換器中增大的扭矩添加至從扭矩拼合設(shè)備110輸送 至變速器設(shè)備112的扭矩，其中扭矩變換器是起動設(shè)備111，最終扭矩通過變速器設(shè)備112 輸出至驅(qū)動輪。根據(jù)如圖6B中所示的扭矩拼合式變速器，發(fā)動機在扭矩變換器中增加，其中扭矩 變換器是起動設(shè)備120。然后，扭矩分開地通過扭矩拼合設(shè)備121的行星齒輪組輸送至驅(qū)動 輪并且輸送至變速器設(shè)備122的連續(xù)可變變速器。從變速器設(shè)備122輸出的扭矩添加至從 扭矩拼合設(shè)備121輸送至驅(qū)動輪的扭矩。
根據(jù)如圖6A中所示的扭矩拼合式變速器，所有增大的扭矩都輸送至變速器設(shè)備， 會產(chǎn)生變速器設(shè)備扭矩輸送容量方面的問題。根據(jù)如圖6B中所示的扭矩拼合式變速器，連續(xù)可變變速器用作變速器設(shè)備。如果 較大的扭矩輸送至連續(xù)可變變速器，扭矩拼合效率則會變差。公開于本背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而 不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技 術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面致力于提供一種扭矩拼合式自動變速器，其具有通過從發(fā)動機 通過兩條路徑輸送扭矩而減小輸送至起動設(shè)備和變速器設(shè)備的扭矩的優(yōu)點。因此，根據(jù)本 發(fā)明，扭矩拼合式自動變速器的扭矩輸送容量以及尺寸不會增大。在本發(fā)明的一方面中，提供了所述扭矩拼合式自動變速器，其通過兩條路徑傳遞 從發(fā)動機輸出的扭矩，添加經(jīng)過每條路徑并在每條路徑中增大的扭矩，并且輸出最終扭矩， 其中發(fā)動機的扭矩通過扭矩拼合設(shè)備分為兩個部分，所述扭矩的每個部分分別傳遞至第一 動力輸送路徑和第二動力輸送路徑，其中所述第一動力輸送路徑直接連接至驅(qū)動輪，并且 其中所述第二動力輸送路徑具有順序布置的起動設(shè)備和變速器設(shè)備以增大扭矩，所述第二 動力輸送路徑的輸出添加至所述第一動力輸送路徑的扭矩以輸出最終扭矩。所述扭矩拼合設(shè)備可以包括單小齒輪行星齒輪組，從而三個旋轉(zhuǎn)元件中的一個旋 轉(zhuǎn)元件作為接收發(fā)動機的扭矩的輸入元件操作，其它兩個旋轉(zhuǎn)元件通過分別連接至所述第 一動力輸送路徑和所述第二動力輸送路徑而作為輸出元件操作。通過所述第一動力輸送路徑傳遞的扭矩可以大于通過所述第二動力輸送路徑傳 遞的扭矩。布置在所述第二動力輸送路徑中的所述起動設(shè)備可以是扭矩變換器。布置在所述第二動力輸送路徑中的所述變速器設(shè)備可以是包括多個行星齒輪組、 多個離合器和多個制動器的多重換檔變速器設(shè)備。在本發(fā)明的另一方面中，所述扭矩拼合式自動變速器通過兩條路徑傳遞從發(fā)動機 輸出的扭矩，添加經(jīng)過每條路徑并在每條路徑中增大的扭矩，并且輸出最終扭矩，所述扭矩 拼合式自動變速器可以包括扭矩拼合設(shè)備，所述扭矩拼合設(shè)備包括行星齒輪組，所述行星 齒輪組接收所述發(fā)動機的扭矩，將所述扭矩分為兩個部分，并且將所述扭矩的兩個部分分 別傳遞至第一動力輸送路徑和第二動力輸送路徑；第一動力輸送軸，所述第一動力輸送軸 與所述扭矩拼合設(shè)備接合以形成所述第一動力輸送路徑，并且所述第一動力輸送軸具有第 一輸出齒輪；起動設(shè)備，所述起動設(shè)備是扭矩變換器，與所述扭矩拼合設(shè)備接合，布置在所 述第二動力輸送路徑中，并且對傳遞至所述第二動力輸送路徑的扭矩進行變換以輸出第一 扭矩；變速器設(shè)備，所述變速器設(shè)備布置在所述第二動力輸送路徑中所述起動設(shè)備的下游 以接收所述第一扭矩，執(zhí)行多重換檔，并且具有第二輸出齒輪以輸出第二扭矩；以及傳送 軸，所述傳送軸分別與所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪接合，添加通過所述第一動 力輸送路徑傳遞的扭矩和所述變速器設(shè)備的第二扭矩，并且最終輸出最終扭矩。所述扭矩拼合設(shè)備可以包括單小齒輪行星齒輪組并且布置在所述扭矩變換器中，所述扭矩變換器是起動設(shè)備。所述扭矩拼合設(shè)備可以包括作為其旋轉(zhuǎn)元件的太陽輪、行星架和內(nèi)齒圈，其中所 述行星架直接連接至發(fā)動機的輸出軸從而作為輸入元件操作，所述內(nèi)齒圈連接至形成所述 第一動力輸送路徑的所述第一動力輸送軸，所述太陽輪通過連接構(gòu)件連接至所述扭矩變換 器的推進器并且通過鎖定離合器連接至渦輪，從而形成所述第二動力輸送路徑。所述連接構(gòu)件可以選擇性地連接至所述扭矩變換器的前蓋，所述扭矩變換器通過 插置直接聯(lián)接離合器而直接連接至所述發(fā)動機的輸出軸。所述變速器設(shè)備可以包括第一行星齒輪組和第二行星齒輪組，所述第一行星齒輪 組和所述第二行星齒輪組是單小齒輪行星齒輪組，其中所述第一行星齒輪組包括作為其旋 轉(zhuǎn)元件的第一太陽輪、第一行星架以及第一內(nèi)齒圈，所述第二行星齒輪組包括作為其旋轉(zhuǎn) 元件的第二太陽輪、第二行星架以及第二內(nèi)齒圈。所述第一行星架可以直接連接至所述第二內(nèi)齒圈并且所述第一內(nèi)齒圈直接連接 至所述第二行星架，從而使得所述第一太陽輪是第一旋轉(zhuǎn)元件，所述第一行星架和所述第 二內(nèi)齒圈是第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第一內(nèi)齒圈和所述第二行星架是第三旋轉(zhuǎn)元件，所述第二 太陽輪是第四旋轉(zhuǎn)元件，其中所述第一旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接至所述第二動力輸送軸，所 述第二動力輸送軸通過插置第一離合器而連接至渦輪，其中所述第三旋轉(zhuǎn)元件通過插置第 二離合器而選擇性地連接至所述第二動力輸送軸，并且通過插置第一制動器而選擇性地連 接至變速器外殼，所述第一制動器與單向離合器并行布置，其中所述第四旋轉(zhuǎn)元件通過插 置第三離合器而選擇性地連接至所述第二動力輸送軸，并且通過插置第二制動器而選擇性 地連接至所述變速器外殼，并且其中所述第二旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第二輸出齒輪并且作為 輸出元件操作以輸出所述第二扭矩。通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實 施方式，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點將變得清楚或更為具體地得以說 明。


圖1是用于解釋本發(fā)明的概念的方框圖。圖2是用于解釋適用于本發(fā)明的扭矩拼合設(shè)備的操作的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的扭矩拼合式自動變速器的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的變速器設(shè)備的操作表。圖5是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的變速器設(shè)備的杠桿圖。圖6A和圖6B是顯示傳統(tǒng)技術(shù)的動力輸送路徑的方框圖。應(yīng)理解的是，附圖呈現(xiàn)了闡述本發(fā)明基本原理的各個特征的一定程度的簡化表 示，從而不一定是按比例繪制的。本文所公開的本發(fā)明的特定設(shè)計特征，包括例如特定尺 寸、定向、位置以及形狀，將部分地由具體意圖的應(yīng)用以及使用環(huán)境所確定。在附圖中，附圖標記在全部的幾個附圖中表示本發(fā)明的相同或者等效的部分。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細地參考本發(fā)明的各個實施方案，這些實施方案的實例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實施方案相結(jié)合進行描述，但是應(yīng)當意識到，本說明書 并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)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(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種 選擇形式、修改形式、等效形式及其它實施方案。在下文中將參考附圖對本發(fā)明的示例性實施方案進行具體描述。圖1是用于解釋本發(fā)明的概念的方框圖。如圖1中所示，發(fā)動機的扭矩在扭矩拼合設(shè)備2處分為兩個部分，根據(jù)本發(fā)明的示 例性實施方案，扭矩的每個部分分別通過第一和第二動力輸送路徑PTl和PT2輸送。第一 動力輸送路徑PTl直接連接至驅(qū)動輪，用于增大扭矩的起動設(shè)備4和變速器設(shè)備6順序布 置在第二動力輸送路徑PT2中。第二動力輸送路徑PT2的輸出側(cè)與第一動力輸送路徑PTl 相接。扭矩拼合設(shè)備2包括單小齒輪行星齒輪組。三個旋轉(zhuǎn)元件中的一個旋轉(zhuǎn)元件作為 接收發(fā)動機的扭矩的輸入元件操作，其它兩個旋轉(zhuǎn)元件分別連接至第一動力輸送路徑PTl 和第二動力輸送路徑PT2。雙小齒輪行星齒輪組可以用作扭矩拼合設(shè)備2。此外，扭矩變換器主要用作起動設(shè)備4。起動設(shè)備4增大通過第二動力輸送路徑 PT2輸入的扭矩，并且將增大的扭矩輸送至變速器設(shè)備6。應(yīng)用于傳統(tǒng)自動變速器的多重換 檔變速器用作變速器設(shè)備6。變速器設(shè)備6通過換檔而增大扭矩，并且輸出扭矩。在本說明 書中示例性地描述了實現(xiàn)四個前進速度和一個倒退速度的多重換檔變速器用作變速器設(shè) 備6，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，也可以使用結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的示例性實施方案不同的其 它多重換檔變速器。從扭矩拼合設(shè)備2輸送至第二動力輸送路徑PT2的扭矩在經(jīng)過起動設(shè)備4和變速 器設(shè)備6時增大，并且添加至第一動力輸送路徑PTl的扭矩。然后，扭矩通過驅(qū)動輪輸出。更具體而言，在行星齒輪組(即是扭矩拼合設(shè)備2、的行星架PC作為輸入元件操 作的狀況下，太陽輪S連接至第二動力輸送路徑PT2，內(nèi)齒圈R連接至第一動力輸送路徑 PT1。分別連接至輸入元件以及第一動力輸送路徑PTl和第二動力輸送路徑PT2的行星齒輪 組的旋轉(zhuǎn)元件可以改變。然而，為了將較小的扭矩輸送至第二動力輸送路徑PT2，由于行星 齒輪組的操作特性，行星齒輪組優(yōu)選地具有與本發(fā)明的示例性實施方案相同的連接關(guān)系，如果假設(shè)行星齒輪組的行星齒數(shù)比是3(也就是說，3 1)并且從發(fā)動機輸出的發(fā) 動機扭矩Te是100，如圖2中所示，那么發(fā)動機扭矩Te以1 3的比率分配，并且每一扭矩 分別輸送至太陽輪S和內(nèi)齒圈R。因此，太陽輪的扭矩Ts是25，內(nèi)齒圈的扭矩Tr是75。如果假設(shè)起動設(shè)備4的扭矩變換比率是2并且變速器設(shè)備的齒數(shù)比是3，那么通過 第二動力輸送路徑PT2輸入起動設(shè)備4的太陽輪的扭矩Te ( = 25)由于該扭矩變換比率而 加倍至50，該扭矩(=50)輸入變速器設(shè)備6。然后，該扭矩(=50)由于該齒數(shù)比而增至 三倍為150。然后，從變速器設(shè)備6輸出的第二動力輸送路徑PT2的扭矩(=150)在節(jié)點 (節(jié)點1)處添加至第一動力輸送路徑PTl的扭矩(=75)，最終扭矩(=225)輸送至驅(qū)動 輪。在這種情況下，由于應(yīng)用于布置在第二動力輸送路徑PT2上的起動設(shè)備4和變速 器設(shè)備6的扭矩較小，在起動設(shè)備4和變速器設(shè)備6中使用的部件的設(shè)計容量(軸的直徑、 箱體的厚度、離合器的尺寸和數(shù)量)可以小于在傳統(tǒng)變速器設(shè)備6中使用的部件的設(shè)計容量。因此，能夠減小變速器的尺寸。本發(fā)明的概念是基于如下假設(shè)而示例性地進行描述的，即行星齒數(shù)比是3，扭矩 變換器的扭矩變換比率是2，齒數(shù)比是3。如果這三個比率改變的話，那么扭矩的分配比率 和增大比率也會改變。因此，可以考慮車輛的最大速度而對三個比率進行設(shè)置。圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的扭矩拼合式自動變速器的示意圖。根據(jù)圖3中所示的扭矩拼合式自動變速器，扭矩拼合設(shè)備2的行星齒輪組PG與起 動設(shè)備4的扭矩變換器T/C整體形成。在圖中行星齒輪組PG安裝在扭矩變換器T/C中，但是行星齒輪組PG也可以安裝 在扭矩變換器τ/c的外部。扭矩拼合設(shè)備2的行星齒輪組PG是單小齒輪行星齒輪組，并且包括三個旋轉(zhuǎn)元 件，即太陽輪S、行星架PC和內(nèi)齒圈R0此外，起動設(shè)備4的扭矩變換器Τ/C包括前蓋10、推進器12、渦輪14以及定子16， 前蓋10連接至發(fā)動機的曲軸并且旋轉(zhuǎn)，推進器12連接至行星齒輪組PG的一個旋轉(zhuǎn)元件， 渦輪14面對推進器12，定子16布置在推進器12和渦輪14之間并且在改變自動變速器油 的流動方向之后將從渦輪14流出的自動變速器油輸送至推進器12。為了將行星齒輪組PG聯(lián)接至扭矩變換器T/C，行星齒輪組PG布置在前蓋10和渦 輪12之間，行星架PC以及前蓋10連接至發(fā)動機的輸出軸E0S，太陽輪S直接連接至推進器 12并且通過在其間插置鎖定離合器L/C而選擇性地連接至渦輪14，內(nèi)齒圈R通過向后(發(fā) 動機的相反側(cè))延伸的第一動力輸送軸18連接至第一輸出齒輪20。此外，前蓋10連接至連接構(gòu)件22，連接構(gòu)件22通過在其間插置直接聯(lián)接離合器 E/C而使得太陽輪S與推進器12連接，前蓋10的后端直接連接至液壓泵0/P。鎖定離合器L/C選擇性地使得推進器12與渦輪14聯(lián)接，直接聯(lián)接離合器E/C使 得行星齒輪組PG變?yōu)殒i定狀態(tài)，從而使得發(fā)動機的輸出軸EOS與動力輸送軸18直接聯(lián)接。如果發(fā)動機扭矩通過前蓋10和行星架PC輸入，當假設(shè)行星齒數(shù)比是3時，發(fā)動機 扭矩的1/4通過太陽輪S輸入扭矩變換器T/C，發(fā)動機扭矩的3/4輸送至第一動力輸送軸 18。此外，輸入扭矩變換器Τ/C的扭矩增大并且傳遞至變速器設(shè)備6。能夠進行換檔的 任何類型的變速器都可以用作變速器設(shè)備6。在本說明書中，示例性地描述了實現(xiàn)四個前進 速度和一個倒退速度的變速器，但是變速器設(shè)備6不限于此。變速器設(shè)備6包括第一行星齒輪組PGl和第二行星齒輪組PG2，它們都是單小齒輪 行星齒輪組。第一行星架PCl直接連接至第二內(nèi)齒圈R2，第一內(nèi)齒圈Rl直接連接至第二行 星架PC2，從而使得變速器設(shè)備6具有四個旋轉(zhuǎn)元件附、N2、N3和N4。因此，第一太陽輪Sl設(shè)置為第一旋轉(zhuǎn)元件m，第一行星架PCl和第二內(nèi)齒圈R2設(shè) 置為第二旋轉(zhuǎn)元件N2，第一內(nèi)齒圈Rl和第二行星架PC2設(shè)置為第三旋轉(zhuǎn)元件N3，第二太陽 輪S2設(shè)置為第四旋轉(zhuǎn)元件N4。此外，第一旋轉(zhuǎn)元件m的第一太陽輪si通過第二動力輸送軸M選擇性地連接至 渦輪14，從而使得渦輪14的扭矩選擇性地傳遞至第一太陽輪Si。第一離合器Cl插置在第 二動力輸送軸M和第一太陽輪Sl之間。 形成第三旋轉(zhuǎn)元件N3的第二行星架PC2通過第二離合器C2選擇性地連接至第二動力輸送軸對，并且通過與單向離合器F并行布置的第一制動器Bl選擇性地連接至變速器 外殼H。此外，形成第四旋轉(zhuǎn)元件N4的第二太陽輪S2通過第三離合器C3選擇性地連接至 第二動力輸送軸對，并且通過第二制動器B2選擇性地連接至變速器外殼H，形成第二旋轉(zhuǎn) 元件N2的第一行星架PCl直接連接至第二輸出齒輪沈，并且總是作為輸出元件操作。如圖4中所述，在每個換檔速度上選擇性地操作離合器C1、C2和C3以及制動器Bl 禾口 B2。在第一前進速度Dl上操作第一離合器Cl和第一制動器Bl，在第二前進速度D2上 操作第一離合器Cl和第二制動器B2，在第三前進速度D3上操作第一離合器Cl和第二離合 器C2，在第四前進速度D4上操作第二離合器C2和第二制動器B2，在倒退速度REV上操作 第三離合器C3和第一制動器Bl。在本說明書中描述了在第一前進速度Dl上操作第一離合器Cl和第一制動器Bi。 然而，在第一制動器Bl與圖2的單向離合器并行布置的情況下，在D范圍內(nèi)在第一前進速 度上不操作第一制動器Bl而操作單向離合器F，以改進換檔至第二速度時的換檔感覺。圖5是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的變速器設(shè)備的杠桿圖。在圖5中，下水平線表示旋轉(zhuǎn)速度是“0”，上水平線表示旋轉(zhuǎn)速度是“1. 0”，也就是 說，其旋轉(zhuǎn)速度與第二動力輸送軸M的旋轉(zhuǎn)速度相同。在圖5中的四條豎直線從左邊開始順序表示第一旋轉(zhuǎn)元件m的第一太陽輪Si、第 二旋轉(zhuǎn)元件N2的第一行星架PCl和第二內(nèi)齒圈R2、第三旋轉(zhuǎn)元件N3的第一內(nèi)齒圈Rl和第 二行星架PC2、第四旋轉(zhuǎn)元件N4的第二太陽輪S2，其間的距離根據(jù)第一行星齒輪組PGl和 第二行星齒輪組PG2的齒數(shù)比(太陽輪的齒數(shù)/內(nèi)齒圈的齒數(shù))而設(shè)置。在杠桿圖中每個旋轉(zhuǎn)元件的位置對于設(shè)計齒輪系的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是 公知的，從而省略具體描述。[第一前進速度]如圖4中所示，在第一前進速度Dl上操作第一離合器Cl和第一制動器Bi。在第二動力輸送軸M的扭矩通過第一離合器Cl的操作而輸入第一旋轉(zhuǎn)元件m 的情況下，第三旋轉(zhuǎn)元件N3通過第一制動器Bl的操作而操作為固定元件，從而形成第一換 檔線SPl。因此，第一前進速度Dl通過第二旋轉(zhuǎn)元件N2輸出，其中第二旋轉(zhuǎn)元件N2是輸出 元件。[第二前進速度]在第一前進速度Dl上操作的第一制動器Bl被釋放，在第二前進速度D2上操作第 二制動器B2。在第二動力輸送軸M的扭矩通過第一離合器Cl的操作輸入第一旋轉(zhuǎn)元件m的 情況下，固定元件從第三旋轉(zhuǎn)元件N3通過第二制動器B2的操作變?yōu)榈谒男D(zhuǎn)元件N4，從而 形成第二換檔線SP2。因此，第二前進速度D2通過第二旋轉(zhuǎn)元件N2輸出，其中第二旋轉(zhuǎn)元 件N2是輸出元件。[第三前進速度]如圖4中所示，在第二前進速度D2上操作的第二制動器B2被釋放，在第三前進速 度D3上操作第二離合器C2。
在第二動力輸送軸M的扭矩通過第一離合器Cl的操作輸入第一旋轉(zhuǎn)元件m的 情況下，第二動力輸送軸M的扭矩也通過第二離合器C2的操作輸入第三旋轉(zhuǎn)元件N3，從而 使得第一行星齒輪組PGl和第二行星齒輪組PG2變?yōu)橹苯勇?lián)接狀態(tài)，并且形成第三換檔線 SP3。因此，第三前進速度D3通過第二旋轉(zhuǎn)元件N2輸出，其中，第三前進速度D3的旋轉(zhuǎn)速 度與第二動力輸送軸M的旋轉(zhuǎn)速度相同，第二旋轉(zhuǎn)元件N2是輸出元件。[第四前進速度]如圖4中所示，在第三前進速度D3上操作的第一離合器Cl被釋放，在第四前進速 度D4上操作第二制動器B2。在第二動力輸送軸M的扭矩通過第二離合器C2的操作輸入第三旋轉(zhuǎn)元件N3的 情況下，第四旋轉(zhuǎn)元件N4通過第二制動器B2的操作而操作為固定元件，從而形成第四換檔 線SP4。因此，第四前進速度D4通過第二旋轉(zhuǎn)元件N2輸出，其中第二旋轉(zhuǎn)元件N2是輸出元 件。[倒退速度]如圖4中所示，在倒退速度REV上操作第一制動器Bl和第三離合器C3。在第二動力輸送軸M的扭矩通過第三離合器C3的操作而輸入第四旋轉(zhuǎn)元件N4 的情況下，第三旋轉(zhuǎn)元件N3通過第一制動器Bl的操作而操作為固定元件，從而形成倒退換 檔線SR。因此，倒退速度REV通過第二旋轉(zhuǎn)元件N2輸出，其中第二旋轉(zhuǎn)元件N2是輸出元 件。在換檔過程中增大的扭矩通過第二輸出齒輪沈輸出，第一動力輸送軸18的扭矩 通過第一輸出齒輪20輸出。第二輸出齒輪沈的扭矩和第一動力輸送軸18處的第一輸出 齒輪20的扭矩在形成節(jié)點的傳送軸觀處加在一起，最終扭矩通過差動裝置(未示出)輸 出至驅(qū)動輪。如上文所述，從發(fā)動機傳遞的扭矩通過扭矩拼合設(shè)備2的行星齒輪組PG分為兩個 部分，扭矩的一部分傳遞至太陽輪S。扭矩的該部分通過扭矩變換器τ/c傳遞至變速器裝置 6并且由于離合器C1、C2和C3以及制動器Bl和B2的操作而在換檔過程中增大。然后，扭 矩的該部分傳遞至傳送軸觀。此外，扭矩的另一部分通過第一動力輸送軸18傳遞，并且添加至從變速器裝置6 傳遞的扭矩的一部分。此時，傳送軸觀接收分別來自第一和第二輸出齒輪20和沈的具有不同旋轉(zhuǎn)速度 的扭矩，但是能夠通過并不完全是剛體的扭矩拼合設(shè)備2和起動設(shè)備4的補充操作而將通 過兩條路徑傳遞的扭矩加在一起。通過扭矩拼合設(shè)備分配的扭矩的一部分傳遞至第二動力輸送路徑，并且在經(jīng)過起 動設(shè)備和變速器設(shè)備的過程中增大。然后，扭矩的該部分添加至通過第一動力輸送路徑傳 遞的扭矩的另一部分，并且輸出最終扭矩。此時，從扭矩拼合設(shè)備傳遞至第二動力輸送路徑的扭矩的一部分小于傳遞至第一 動力輸送路徑的扭矩的另一部分，并且在經(jīng)過起動設(shè)備和變速器設(shè)備的過程中增大。由于應(yīng)用于布置在第二動力輸送路徑上的起動設(shè)備和變速器設(shè)備的扭矩較小，在 起動設(shè)備和變速器設(shè)備中使用的部件的設(shè)計容量(軸的直徑、箱體的厚度、離合器的尺寸 和數(shù)量)可以小于在傳統(tǒng)變速器設(shè)備中使用的部件的設(shè)計容量。因此，能夠減小變速器的尺寸。為了便于在所附權(quán)利要求中解釋和精確定義，術(shù)語“前”和“后”用于參考在圖中 所示的示例性實施方案的特征的位置來對這些特征進行描述。前面對本發(fā)明具體示例性實施方案所呈現(xiàn)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(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根 據(jù)上述教導(dǎo)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(fā) 明的特定原理及其實際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各 種示例性實施方案及其各種選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及 其等效形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種扭矩拼合式自動變速器，其通過兩條路徑傳遞從發(fā)動機輸出的扭矩，添加經(jīng)過 每條路徑并在每條路徑中增大的扭矩，并且輸出最終扭矩，其中發(fā)動機的扭矩通過扭矩拼合設(shè)備分為兩個部分，所述扭矩的每個部分分別傳遞至 第一動力輸送路徑和第二動力輸送路徑，其中所述第一動力輸送路徑直接連接至驅(qū)動輪，并且其中所述第二動力輸送路徑具有順序布置的起動設(shè)備和變速器設(shè)備以增大扭矩，所述 第二動力輸送路徑的輸出添加至所述第一動力輸送路徑的扭矩以輸出最終扭矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭矩拼合式自動變速器，其中所述扭矩拼合設(shè)備包括單小齒 輪行星齒輪組，從而三個旋轉(zhuǎn)元件中的一個旋轉(zhuǎn)元件作為接收發(fā)動機的扭矩的輸入元件操 作，其它兩個旋轉(zhuǎn)元件通過分別連接至所述第一動力輸送路徑和所述第二動力輸送路徑而 作為輸出元件操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扭矩拼合式自動變速器，其中通過所述第一動力輸送路徑傳 遞的扭矩大于通過所述第二動力輸送路徑傳遞的扭矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭矩拼合式自動變速器，其中布置在所述第二動力輸送路徑 中的所述起動設(shè)備是扭矩變換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭矩拼合式自動變速器，其中布置在所述第二動力輸送路徑 中的所述變速器設(shè)備是包括多個行星齒輪組、多個離合器和多個制動器的多重換檔變速器 設(shè)備。
6.一種扭矩拼合式自動變速器，其通過兩條路徑傳遞從發(fā)動機輸出的扭矩，添加經(jīng)過 每條路徑并在每條路徑中增大的扭矩，并且輸出最終扭矩，所述扭矩拼合式自動變速器包 括扭矩拼合設(shè)備，所述扭矩拼合設(shè)備包括行星齒輪組，所述行星齒輪組接收所述發(fā)動機 的扭矩，將所述扭矩分為兩個部分，并且將所述扭矩的兩個部分分別傳遞至第一動力輸送 路徑和第二動力輸送路徑；第一動力輸送軸，所述第一動力輸送軸與所述扭矩拼合設(shè)備接合以形成所述第一動力 輸送路徑，并且所述第一動力輸送軸具有第一輸出齒輪；起動設(shè)備，所述起動設(shè)備是扭矩變換器，與所述扭矩拼合設(shè)備接合，布置在所述第二動 力輸送路徑中，并且對傳遞至所述第二動力輸送路徑的扭矩進行變換以輸出第一扭矩；變速器設(shè)備，所述變速器設(shè)備布置在所述第二動力輸送路徑中所述起動設(shè)備的下游以 接收所述第一扭矩，執(zhí)行多重換檔，并且具有第二輸出齒輪以輸出第二扭矩；以及傳送軸，所述傳送軸分別與所述第一輸出齒輪和所述第二輸出齒輪接合，添加通過所 述第一動力輸送路徑傳遞的扭矩和所述變速器設(shè)備的第二扭矩，并且最終輸出最終扭矩。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的扭矩拼合式自動變速器，其中所述扭矩拼合設(shè)備包括單小齒 輪行星齒輪組并且布置在所述扭矩變換器中，所述扭矩變換器是起動設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的扭矩拼合式自動變速器，其中所述扭矩拼合設(shè)備包括作為其 旋轉(zhuǎn)元件的太陽輪、行星架和內(nèi)齒圈，并且其中所述行星架直接連接至發(fā)動機的輸出軸從而作為輸入元件操作，所述內(nèi)齒圈連 接至形成所述第一動力輸送路徑的所述第一動力輸送軸，所述太陽輪通過連接構(gòu)件連接至 所述扭矩變換器的推進器并且通過鎖定離合器連接至渦輪，從而形成所述第二動力輸送路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的扭矩拼合式自動變速器，其中所述連接構(gòu)件選擇性地連接至 所述扭矩變換器的前蓋，所述扭矩變換器通過插置直接聯(lián)接離合器而直接連接至所述發(fā)動 機的輸出軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的扭矩拼合式自動變速器，其中所述變速器設(shè)備包括第一行 星齒輪組和第二行星齒輪組，所述第一行星齒輪組和所述第二行星齒輪組是單小齒輪行星 齒輪組，并且其中所述第一行星齒輪組包括作為其旋轉(zhuǎn)元件的第一太陽輪、第一行星架以及第一內(nèi) 齒圈，所述第二行星齒輪組包括作為其旋轉(zhuǎn)元件的第二太陽輪、第二行星架以及第二內(nèi)齒圈。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的扭矩拼合式自動變速器，其中所述第一行星架直接連接至 所述第二內(nèi)齒圈并且所述第一內(nèi)齒圈直接連接至所述第二行星架，從而使得所述第一太陽 輪是第一旋轉(zhuǎn)元件，所述第一行星架和所述第二內(nèi)齒圈是第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第一內(nèi)齒圈 和所述第二行星架是第三旋轉(zhuǎn)元件，所述第二太陽輪是第四旋轉(zhuǎn)元件，其中所述第一旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接至所述第二動力輸送軸，所述第二動力輸送軸通 過插置第一離合器而連接至渦輪，其中所述第三旋轉(zhuǎn)元件通過插置第二離合器而選擇性地連接至所述第二動力輸送軸， 并且通過插置第一制動器而選擇性地連接至變速器外殼，所述第一制動器與單向離合器并 行布置，其中所述第四旋轉(zhuǎn)元件通過插置第三離合器而選擇性地連接至所述第二動力輸送軸， 并且通過插置第二制動器而選擇性地連接至所述變速器外殼，并且其中所述第二旋轉(zhuǎn)元件連接至所述第二輸出齒輪并且作為輸出元件操作以輸出所述第二扭矩。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種扭矩拼合式自動變速器，其通過兩條路徑傳遞從發(fā)動機輸出的扭矩，添加經(jīng)過每條路徑并在每條路徑中增大的扭矩，并且輸出最終扭矩，其中發(fā)動機的扭矩通過扭矩拼合設(shè)備分為兩個部分，所述扭矩的每個部分分別傳遞至第一動力輸送路徑和第二動力輸送路徑，其中所述第一動力輸送路徑直接連接至驅(qū)動輪，并且其中所述第二動力輸送路徑具有順序布置的起動設(shè)備和變速器設(shè)備以增大扭矩，所述第二動力輸送路徑的輸出添加至所述第一動力輸送路徑的扭矩以輸出最終扭矩。
文檔編號F16H3/66GK102072292SQ201010274080
公開日2011年5月25日 申請日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者成德煥 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社