本發(fā)明涉及用于動(dòng)力系的變速器，并且更具體地涉及用于變速器的離合器組件。

背景技術(shù)：

動(dòng)力系系統(tǒng)包括機(jī)械聯(lián)接到變速器裝置的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，以產(chǎn)生扭矩、使扭矩倍增并且將扭矩傳遞到輸出構(gòu)件。變速器可包括選擇性啟用的摩擦離合器組，摩擦離合器組被液壓致動(dòng)。液壓泵可向變速器裝置提供加壓的液壓流體，以啟用和停用摩擦離合器組。在進(jìn)行中的動(dòng)力系操作期間，發(fā)動(dòng)機(jī)可能夠執(zhí)行自動(dòng)停止和自動(dòng)啟動(dòng)事件，以中斷發(fā)動(dòng)機(jī)操作從而節(jié)約燃料。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)自動(dòng)停止事件而關(guān)閉時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的液壓泵停止旋轉(zhuǎn)，并且因此不再產(chǎn)生液壓壓力。已知當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)自動(dòng)停止事件而關(guān)閉時(shí)使用電驅(qū)動(dòng)的輔助液壓泵來提供液壓壓力用于離合器啟用。電驅(qū)動(dòng)的輔助液壓泵增加重量、消耗電力、需要包裝空間并且增加動(dòng)力系系統(tǒng)的系統(tǒng)復(fù)雜性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

用于動(dòng)力系系統(tǒng)的變速器包括輸入構(gòu)件、液壓泵、液壓回路、離合器組件，離合器組件用于在輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件之間傳遞扭矩。液壓泵為可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到輸入構(gòu)件的機(jī)械驅(qū)動(dòng)液壓泵，并且流體連接到液壓回路。離合器組件包括摩擦離合器組、離合器應(yīng)用活塞、離合器釋放活塞和圓錐盤簧。離合器釋放活塞流體聯(lián)接到第一液壓室，第一液壓室流體聯(lián)接到液壓回路。離合器應(yīng)用活塞流體聯(lián)接到第二液壓室，第二液壓室選擇性地流體聯(lián)接到液壓回路。第二彈簧推動(dòng)離合器應(yīng)用活塞，而圓錐盤簧推動(dòng)離合器釋放活塞。當(dāng)液壓泵不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，離合器組件通過推動(dòng)離合器釋放活塞的圓錐盤簧啟用。

當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，從以下用于執(zhí)行如在隨附權(quán)利要求中限定的本教導(dǎo)的最佳模式和其他實(shí)施例的一些詳細(xì)描述中，本教導(dǎo)的以上特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)顯而易見。

附圖說明

現(xiàn)在將以示例的方式參考附圖描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，其中：

圖1示意地說明根據(jù)本發(fā)明的包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))和變速器的動(dòng)力系系統(tǒng)；以及

圖2-1、圖2-2和圖2-3示意地說明根據(jù)本發(fā)明的變速器的局部剖視圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖，其中貫穿若干視圖，相似的標(biāo)號(hào)指示相似或?qū)?yīng)的部件，圖1示意地說明包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))10和變速器20的動(dòng)力系系統(tǒng)100，并且圖2-1、圖2-2和圖2-3示意地說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變速器20的局部剖視圖?？刂破?0監(jiān)測(cè)并且控制動(dòng)力系系統(tǒng)100的各種元件的操作。動(dòng)力系系統(tǒng)100可在車輛上使用以提供推進(jìn)扭矩。在一個(gè)實(shí)施例中，動(dòng)力系系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)10，發(fā)動(dòng)機(jī)10通過變速器20向傳動(dòng)系提供推進(jìn)扭矩。另選地，動(dòng)力系系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)10和一個(gè)或多個(gè)非燃燒扭矩產(chǎn)生機(jī)，非燃燒扭矩產(chǎn)生機(jī)通過變速器20向傳動(dòng)系提供推進(jìn)扭矩。

發(fā)動(dòng)機(jī)10經(jīng)由輸入構(gòu)件12聯(lián)接到變速器20，并且可以為用于產(chǎn)生扭矩的任何合適的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)配置，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)配置包括在動(dòng)力系操作期間執(zhí)行自動(dòng)停止事件和自動(dòng)啟動(dòng)事件的能力。當(dāng)處于開啟狀態(tài)中時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)并且優(yōu)選地產(chǎn)生傳遞到輸入構(gòu)件12的扭矩，而當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)中時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)10未被供給燃料并且不旋轉(zhuǎn)。自動(dòng)停止事件包括，在動(dòng)力系操作期間，響應(yīng)達(dá)到關(guān)閉狀態(tài)的命令而停止發(fā)動(dòng)機(jī)10。自動(dòng)啟動(dòng)事件包括，啟動(dòng)或重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10。可啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10以向一個(gè)或多個(gè)車輛驅(qū)動(dòng)輪提供推進(jìn)扭矩。在一個(gè)實(shí)施例中，可啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10以向發(fā)電機(jī)裝置提供動(dòng)力，從而產(chǎn)生能量，能量可由其他扭矩產(chǎn)生機(jī)使用以產(chǎn)生扭矩。用于執(zhí)行自動(dòng)停止和自動(dòng)啟動(dòng)事件的發(fā)動(dòng)機(jī)操作是已知的。

變速器20可以為用于在扭矩產(chǎn)生裝置例如發(fā)動(dòng)機(jī)10與聯(lián)接到傳動(dòng)系的輸出構(gòu)件22之間傳遞扭矩的任何合適的變速器?？擅钭兯倨?0到多個(gè)檔位級(jí)別中的一個(gè)，包括例如停車檔、倒車檔、空檔和驅(qū)動(dòng)檔。在一個(gè)實(shí)施例中，變速器20為多級(jí)齒輪變速器，其包括被配置成以多種固定齒輪比中的一種將內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10產(chǎn)生的扭矩傳遞到輸出構(gòu)件22的多個(gè)可嚙合齒輪和選擇性啟動(dòng)的離合器。固定齒輪比可自動(dòng)選擇或者由操作者選擇。在一個(gè)實(shí)施例中，變速器20還可傳遞由一個(gè)或多個(gè)另外的扭矩產(chǎn)生器例如聯(lián)接到輸出構(gòu)件22的一個(gè)或多個(gè)電機(jī)產(chǎn)生的扭矩。變速器20包括機(jī)械驅(qū)動(dòng)的液壓泵30、液壓回路32和離合器組件40以及其他扭矩傳遞元件35，以非限制性示例的方式包括行星齒輪組、離合器、制動(dòng)器等。

液壓泵30經(jīng)由例如嚙合齒輪可機(jī)械地旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到輸入構(gòu)件12，并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于開啟狀態(tài)中時(shí)向變速器20的液壓回路32供應(yīng)加壓的液壓流體。在一個(gè)實(shí)施例中并且如圖所示，液壓泵30為用于向變速器20的液壓回路32供應(yīng)加壓液壓流體的唯一來源，即，不存在用于向液壓回路32供應(yīng)加壓液壓流體的輔助液壓泵或補(bǔ)充液壓泵。在此類配置中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于關(guān)閉狀態(tài)中時(shí)，液壓回路32中無加壓的液壓流體。

液壓回路32包括多個(gè)導(dǎo)管、閥門、致動(dòng)器和其他可控元件，用于向變速器20中的所選位置供應(yīng)加壓的液壓流體，以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)所選齒輪中的一個(gè)中的操作并且提供潤(rùn)滑。液壓回路32經(jīng)由限流器36流體連接到離合器組件40的第一離合器釋放液壓室49，并且通過啟用螺線管操作的流量控制閥34選擇性地流體聯(lián)接到第二離合器應(yīng)用液壓室47。限流器36提供同軸壓力延遲，以抑制液壓回路32中的壓力變化對(duì)離合器釋放液壓室47中的壓力的影響，包括由于發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)或自動(dòng)停止事件而引起的那些影響?？刂破?0命令流量控制閥34啟用和停用，以在發(fā)動(dòng)機(jī)10處于開啟狀態(tài)中時(shí)啟用和停用離合器組件40的元件，并且因此使液壓泵30旋轉(zhuǎn)以在液壓回路32中產(chǎn)生液壓壓力。

離合器組件40在啟用時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)10可選擇性地旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到變速器20，并且在停用時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)10從變速器20分離。離合器組件40優(yōu)選地包括離合器背板41、摩擦離合器組42、面板45、離合器應(yīng)用活塞46、離合器應(yīng)用液壓室47、離合器釋放活塞48、離合器釋放液壓室49、第一彈簧50和第二彈簧56。

摩擦離合器組42包括與可旋轉(zhuǎn)壓力板44鄰近并且共軸的一個(gè)或多個(gè)可旋轉(zhuǎn)摩擦板43。一個(gè)或多個(gè)摩擦板43機(jī)械聯(lián)接到第一變速器元件13，第一變速器元件13機(jī)械聯(lián)接到變速器輸入構(gòu)件12。一個(gè)或多個(gè)壓力板44機(jī)械聯(lián)接到第二變速器元件23，第二變速器元件23經(jīng)由其他變速器元件機(jī)械聯(lián)接到變速器輸出構(gòu)件22。第二變速器元件23與第一變速器元件13共軸，并且包括內(nèi)部環(huán)形部分24、中間環(huán)形部分25和外部環(huán)形部分26。

當(dāng)法向力推動(dòng)一個(gè)或多個(gè)摩擦板43以接合一個(gè)或多個(gè)壓力板44時(shí)，摩擦板43和壓力板44在第一變速器元件13與第二變速器元件23之間傳遞扭矩。應(yīng)當(dāng)理解的是，推動(dòng)一個(gè)或多個(gè)摩擦板43物理接合壓力板44從而實(shí)現(xiàn)第一變速器元件13與第二變速器元件23之間的扭矩傳遞所需的法向力的大小取決于離合器扭矩容量，離合器扭矩容量取決于具體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。

第一彈簧50優(yōu)選地為具有截頭圓錐形狀的圓錐盤簧裝置，例如，貝氏彈簧。第一彈簧50布置在離合器組件40中，以在具體操作條件下在第一方向上施加一定大小的法向力，從而推動(dòng)一個(gè)或多個(gè)摩擦板43物理接合一個(gè)或多個(gè)壓力板44。如所理解的，當(dāng)所施加的法向力的大小足夠時(shí)，一個(gè)或多個(gè)摩擦板43物理接合一個(gè)或多個(gè)壓力板44，以使第一變速器元件13和第二變速器元件23一致旋轉(zhuǎn)，從而啟用摩擦離合器組42。第一彈簧50由合適的彈簧鋼制成，并且具有包括內(nèi)部周邊51和外部周邊52的環(huán)形的、截去頂端的圓錐形狀。彈簧鋼為具有高屈服強(qiáng)度的低合金、中碳鋼或碳鋼，其響應(yīng)所施加力而變形，并且當(dāng)所施加的力去除時(shí)恢復(fù)到它們的初始形狀。第一彈簧50被布置成使得內(nèi)部周邊51機(jī)械接觸附接到內(nèi)部環(huán)形部分24的環(huán)形彈簧擋塊53。環(huán)形彈簧擋塊53提供第一彈簧50的內(nèi)部周邊51抵靠著其進(jìn)行作用的支點(diǎn)，并且外部周邊52與背板41的外部面相互作用，以在背板41上施加法向力。以這種方式，第一彈簧50可抵靠一個(gè)或多個(gè)摩擦板43推動(dòng)背板41。第一離合器釋放液壓室49在內(nèi)部環(huán)形部分24與中間環(huán)形部分25之間形成，并且離合器釋放活塞48插入在其中。離合器釋放液壓室49與液壓回路32直接流體連通而無居間閥。

第二彈簧56可以為任何合適的彈簧裝置，例如，具有包括內(nèi)部周邊57和外部周邊58的截頭圓錐形狀的圓錐盤裝置。外部周邊58抵靠在附接到外部環(huán)形部分26的彈簧擋塊59上。環(huán)形彈簧擋塊59提供第二彈簧56的外部周邊58抵靠著其進(jìn)行作用的支點(diǎn)，并且內(nèi)部周邊57與離合器應(yīng)用活塞46的外部面相互作用，以朝向第二變速器元件23的背部推動(dòng)離合器應(yīng)用活塞46。第二離合器應(yīng)用液壓室47在中間環(huán)形部分25與外部環(huán)形部分26之間形成，并且離合器應(yīng)用活塞46插入在其中。離合器應(yīng)用液壓室47通過啟用流量控制閥34而與液壓回路32流體連通。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于關(guān)閉狀態(tài)中時(shí)，液壓回路32中無液壓壓力，并且第一彈簧50在背板41上施加法向力，以抵靠一個(gè)或多個(gè)壓力板44推動(dòng)一個(gè)或多個(gè)摩擦板43，從而啟用離合器組件40。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于關(guān)閉狀態(tài)中時(shí)，離合器組件40的離合器扭矩容量的大小基于第一彈簧50的彈簧常數(shù)。由此，通過增加第一彈簧50的彈簧常數(shù)可增加離合器組件40在發(fā)動(dòng)機(jī)10處于關(guān)閉狀態(tài)中時(shí)的離合器扭矩容量。這參考圖2-1示出。由此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于關(guān)閉狀態(tài)中時(shí)，離合器組件40正常接合。此布置有利于車輛在與液壓泵30的操作相關(guān)聯(lián)的液壓壓力增加之前，在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)事件之后立即啟動(dòng)。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于開啟狀態(tài)而被命令的變速器檔位狀態(tài)處于空檔時(shí)，停用流量控制閥34。液壓泵30在液壓回路32中產(chǎn)生液壓壓力，液壓壓力傳遞到離合器釋放液壓腔49，但因?yàn)榱髁靠刂崎y34停用，所以無液壓壓力傳遞到離合器應(yīng)用液壓腔47。離合器釋放液壓腔49在液壓回路32的操作壓力下加壓。離合器釋放液壓腔49中的液壓壓力作用于離合器釋放活塞48上，離合器釋放活塞48抵靠背板41的內(nèi)部面施加壓力。當(dāng)離合器釋放液壓腔49中的液壓壓力大于通過第一彈簧50施加到離合器釋放活塞48上的力時(shí)，離合器釋放活塞48抵靠背板41施加壓力，向外移動(dòng)并且將一個(gè)或多個(gè)摩擦板43從接合一個(gè)或多個(gè)壓力板44中釋放。因此，離合器組件40脫離。這參考圖2-2示出。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于開啟狀態(tài)而被命令的變速器檔位級(jí)別為推進(jìn)級(jí)別中的一個(gè)例如驅(qū)動(dòng)檔時(shí)，啟用流量控制閥34。液壓泵30在液壓回路32中產(chǎn)生液壓壓力，液壓壓力傳遞到離合器釋放液壓腔49和離合器應(yīng)用液壓腔47，離合器應(yīng)用液壓腔47接收推動(dòng)離合器應(yīng)用活塞46運(yùn)動(dòng)的加壓液壓流體。當(dāng)離合器應(yīng)用液壓腔47中的液壓壓力大于通過第二彈簧56施加于離合器應(yīng)用活塞46上的力時(shí)，離合器應(yīng)用活塞46向外移動(dòng)，從而抵靠面板45施加壓力，以推動(dòng)一個(gè)或多個(gè)壓力板44與一個(gè)或多個(gè)摩擦板43接合，從而啟用離合器組件40以在其上傳遞扭矩。因此，離合器組件40的離合器扭矩容量的大小基于離合器應(yīng)用液壓腔47中的液壓壓力。這參考圖2-3示出。

當(dāng)無液壓壓力或最小限度的液壓壓力施加到液壓腔47時(shí)，離合器應(yīng)用活塞46被認(rèn)為處于停用狀態(tài)。當(dāng)施加到液壓腔47的液壓壓力足以克服由第二彈簧56所施加的法向力時(shí)，離合器應(yīng)用活塞46被認(rèn)為處于啟用狀態(tài)。

當(dāng)在液壓腔34中不施加液壓壓力時(shí)，例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10不進(jìn)行操作并且因此未使液壓泵30旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生液壓壓力時(shí)，一個(gè)或多個(gè)摩擦板43接合一個(gè)或多個(gè)壓力板44，以啟用摩擦離合器組42，從而在第一變速器元件13與第二變速器元件23之間傳遞扭矩。同樣地，當(dāng)在液壓腔49中的液壓壓力不足以克服由第一彈簧50在一個(gè)或多個(gè)摩擦板43上施加的法向力時(shí)，摩擦離合器組42啟用。

當(dāng)液壓腔34中有足夠的液壓壓力來克服由第一彈簧50在一個(gè)或多個(gè)摩擦板43上施加的法向力時(shí)，一個(gè)或多個(gè)摩擦板43脫離一個(gè)或多個(gè)壓力板44，并且摩擦離合器組42停用。在一個(gè)實(shí)施例中，在系統(tǒng)包括具有機(jī)械驅(qū)動(dòng)的液壓泵而無補(bǔ)充液壓泵(例如，通過電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的泵)的液壓回路時(shí)，這種停用摩擦離合器組42的操作狀態(tài)僅在發(fā)動(dòng)機(jī)正在操作并且因此使液壓泵30旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生液壓壓力時(shí)才發(fā)生。

術(shù)語控制器、控制模塊、模塊、控制裝置、控制單元、處理器和類似術(shù)語是指以下各項(xiàng)中的任何一種或各種組合：專用集成電路(ASIC)、一個(gè)或多個(gè)電子電路、一個(gè)或多個(gè)中央處理單元例如一個(gè)或多個(gè)微處理器，以及處于存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)裝置形式的相關(guān)聯(lián)的非暫時(shí)性存儲(chǔ)器組件(只讀、可編程只讀、隨機(jī)存取、硬盤驅(qū)動(dòng)器等)。非暫時(shí)性存儲(chǔ)器組件能夠以一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序或例程、一個(gè)或多個(gè)組合邏輯電路、一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出電路和裝置、信號(hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路，以及可由一個(gè)或多個(gè)處理器存取的其他組件的形式存儲(chǔ)指令，以提供所描述的功能。一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出電路和裝置包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和檢測(cè)來自傳感器的輸入的相關(guān)裝置，其中此類輸入以預(yù)設(shè)的采樣頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)或者響應(yīng)觸發(fā)事件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。軟件、估計(jì)、程序、指令、控制例程、代碼、算法和類似的術(shù)語意為任何控制器可執(zhí)行的指令集，包括校準(zhǔn)和查找表。每個(gè)控制器執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)控制例程，以提供期望的功能，包括監(jiān)測(cè)來自感測(cè)裝置和其他聯(lián)網(wǎng)控制器的輸入，以及執(zhí)行控制和診斷例程以控制致動(dòng)器的操作。在進(jìn)行中的操作期間，例程可以有規(guī)律的間隔執(zhí)行，例如，每100微秒或3.125毫秒、6.25毫秒、12.5毫秒、25毫秒和100毫秒。另選地，例程可響應(yīng)觸發(fā)事件的發(fā)生而執(zhí)行?？刂破髦g以及控制器、致動(dòng)器和/或傳感器之間的通信可使用直接有線鏈路、聯(lián)網(wǎng)的通信總線鏈路、無線鏈路或另外合適的通信鏈路來完成。通信包括交換處于任何合適形式的數(shù)據(jù)信號(hào)，包括，例如，經(jīng)由傳導(dǎo)介質(zhì)交換電信號(hào)，經(jīng)由空氣交換電磁信號(hào)，經(jīng)由光波導(dǎo)交換光信號(hào)等。數(shù)據(jù)信號(hào)可包括表示來自傳感器的輸入的信號(hào)、表示致動(dòng)器命令的信號(hào)和控制器之間的通信信號(hào)。

詳細(xì)的說明和附圖或圖示支持并描述本教導(dǎo)，但本教導(dǎo)的范圍僅由權(quán)利要求限定。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了用于執(zhí)行本教導(dǎo)的最佳模式和其他實(shí)施例，但仍存在各種另選設(shè)計(jì)和實(shí)施例用于實(shí)踐隨附權(quán)利要求中限定的本教導(dǎo)。