用于车辆动力传动系的多模式变速器(发明专利)

专利号:CN201510745272.9

申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司

  • 公开号:CN105570415A
  • 申请日期:20151105
  • 公开日期:20160511
专利名称: 用于车辆动力传动系的多模式变速器
专利名称(英文): Used for vehicle power transmission system of the multi-mode transmission
专利号: CN201510745272.9 申请时间: 20151105
公开号: CN105570415A 公开时间: 20160511
申请人: 通用汽车环球科技运作有限责任公司
申请地址: 美国密歇根州
发明人: F.萨米; C.J.李
分类号: F16H37/02 主分类号: F16H37/02
代理机构: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 贺紫秋
摘要: 一种用于动力传动系统的扭矩传递装置包括布置为与传递齿轮组并行的无级变速器(CVU)。CVU变化器包括可旋转地联接到第一旋转构件的第一带轮和可旋转地联接到第二旋转构件的第二带轮。传递齿轮组包括经由离合器的启用而选择性可旋转地联接到第二齿轮的第一齿轮。离合器包括在离合器启用时一致旋转的第一旋转元件和第二旋转元件。第一旋转元件可旋转地联接到第一旋转构件且第二旋转元件可旋转地联接到第一齿轮。在启用离合器时第一齿轮以与第二齿轮旋转的固定比例旋转。第二齿轮可旋转地联接到第二旋转构件。
摘要(英文): A torque transmission device for a powertrain system includes a continuously variable transmission (CVU) arranged in parallel with a transfer gear set. The CVU variator includes a first pulley rotatably coupled to a first rotating member and a second pulley rotatably coupled to a second rotating member. The transfer gear set includes a first gear selectively rotatably coupled to a second gear via activation of a clutch. The clutch includes a first rotating element and a second rotating element that rotate in concert when the clutch is activated. The first rotating element rotatably couples to the first rotating member and the second rotating element rotatably couples to the first gear. The first gear rotates in a fixed ratio with rotation of the second gear when the clutch is activated. The second gear rotatably couples to the second rotating member.
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一种在动力传动系统的变速器输入构件和变速器输出构件之间传递扭矩的扭矩传递装置,包括:无级变速器的变化器,布置为与传递齿轮组并行;所述无级变速器的变化器包括可旋转地联接到第一旋转构件的第一带轮和可旋转地联接到第二旋转构件的第二带轮;传递齿轮组,包括经由离合器的启用而选择性可旋转地联接到第二齿轮的第一齿轮,其中:离合器包括在离合器启用时一致旋转的第一旋转元件和第二旋转元件;离合器的第一旋转元件可旋转地联接到第一旋转构件;离合器的第二旋转元件可旋转地联接到第一齿轮;在启用离合器时第一齿轮以与第二齿轮的旋转成固定比例的方式进行旋转;和第二齿轮可旋转地联接到第二旋转构件。

1.一种在动力传动系统的变速器输入构件和变速器输出构件之间传递扭 矩的扭矩传递装置,包括: 无级变速器的变化器,布置为与传递齿轮组并行; 所述无级变速器的变化器包括可旋转地联接到第一旋转构件的第一带 轮和可旋转地联接到第二旋转构件的第二带轮; 传递齿轮组,包括经由离合器的启用而选择性可旋转地联接到第二齿轮 的第一齿轮,其中: 离合器包括在离合器启用时一致旋转的第一旋转元件和第二旋转 元件; 离合器的第一旋转元件可旋转地联接到第一旋转构件; 离合器的第二旋转元件可旋转地联接到第一齿轮; 在启用离合器时第一齿轮以与第二齿轮的旋转成固定比例的方式 进行旋转;和 第二齿轮可旋转地联接到第二旋转构件。

2.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中离合器包括爪形离合器,其 中在离合器启用时第一旋转元件啮合接合第二旋转元件且与之一致旋转。

3.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中离合器包括摩擦离合器。

4.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中离合器包括可选择单向离合 器。

5.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中第一旋转构件包括来自扭矩 促动器的输入构件且第二旋转构件包括连到驱动系统的输出构件。

6.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中第一旋转构件包括连到驱动 系统的输出构件且第二旋转构件包括来自扭矩促动器的输入构件。

7.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中传递齿轮组的第一和第二齿 轮包括链轮且第一齿轮经由链可旋转地联接到第二齿轮。

8.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中传递齿轮组的第一和第二齿 轮包括多齿齿轮且第一齿轮经由中间齿轮可旋转地联接到第二齿轮。

9.一种用于动力传动系统的扭矩传递装置,包括: 无级变速器的变化器,布置为与传递齿轮组并行; 所述无级变速器的变化器包括可旋转地联接到第一旋转构件的第一带 轮和可旋转地联接到第二旋转构件的第二带轮; 传递齿轮组,包括经由离合器的启用而选择性可旋转地联接到第二齿轮 的第一齿轮,其中: 离合器包括在离合器启用时一致旋转的第一旋转元件和第二旋转 元件; 离合器的第一旋转元件与第一旋转构件共轴且与之可旋转地联接; 离合器的第二旋转元件与第一齿轮共轴且与之可旋转地联接; 在启用离合器时第一齿轮以与第二齿轮的旋转成固定比例的方式 进行旋转;和 第二齿轮与第二旋转构件共轴且与之可旋转地联接;和 在传递齿轮组的第一齿轮经由离合器的启用而可旋转地联接到第 二齿轮时,CVU变化器的第一带轮从传递齿轮组脱离。

10.如权利要求9所述的扭矩传递装置,其中离合器包括爪形离合器,其 中在离合器启用时第一旋转元件啮合接合第二旋转元件且与之一致旋转。

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一种在动力传动系统的变速器输入构件和变速器输出构件之间传递扭矩的扭矩传递装置,包括:无级变速器的变化器,布置为与传递齿轮组并行;所述无级变速器的变化器包括可旋转地联接到第一旋转构件的第一带轮和可旋转地联接到第二旋转构件的第二带轮;传递齿轮组,包括经由离合器的启用而选择性可旋转地联接到第二齿轮的第一齿轮,其中:离合器包括在离合器启用时一致旋转的第一旋转元件和第二旋转元件;离合器的第一旋转元件可旋转地联接到第一旋转构件;离合器的第二旋转元件可旋转地联接到第一齿轮;在启用离合器时第一齿轮以与第二齿轮的旋转成固定比例的方式进行旋转;和第二齿轮可旋转地联接到第二旋转构件。
原文:

1.一种在动力传动系统的变速器输入构件和变速器输出构件之间传递扭 矩的扭矩传递装置,包括: 无级变速器的变化器,布置为与传递齿轮组并行; 所述无级变速器的变化器包括可旋转地联接到第一旋转构件的第一带 轮和可旋转地联接到第二旋转构件的第二带轮; 传递齿轮组,包括经由离合器的启用而选择性可旋转地联接到第二齿轮 的第一齿轮,其中: 离合器包括在离合器启用时一致旋转的第一旋转元件和第二旋转 元件; 离合器的第一旋转元件可旋转地联接到第一旋转构件; 离合器的第二旋转元件可旋转地联接到第一齿轮; 在启用离合器时第一齿轮以与第二齿轮的旋转成固定比例的方式 进行旋转;和 第二齿轮可旋转地联接到第二旋转构件。

2.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中离合器包括爪形离合器,其 中在离合器启用时第一旋转元件啮合接合第二旋转元件且与之一致旋转。

3.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中离合器包括摩擦离合器。

4.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中离合器包括可选择单向离合 器。

5.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中第一旋转构件包括来自扭矩 促动器的输入构件且第二旋转构件包括连到驱动系统的输出构件。

6.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中第一旋转构件包括连到驱动 系统的输出构件且第二旋转构件包括来自扭矩促动器的输入构件。

7.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中传递齿轮组的第一和第二齿 轮包括链轮且第一齿轮经由链可旋转地联接到第二齿轮。

8.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中传递齿轮组的第一和第二齿 轮包括多齿齿轮且第一齿轮经由中间齿轮可旋转地联接到第二齿轮。

9.一种用于动力传动系统的扭矩传递装置,包括: 无级变速器的变化器,布置为与传递齿轮组并行; 所述无级变速器的变化器包括可旋转地联接到第一旋转构件的第一带 轮和可旋转地联接到第二旋转构件的第二带轮; 传递齿轮组,包括经由离合器的启用而选择性可旋转地联接到第二齿轮 的第一齿轮,其中: 离合器包括在离合器启用时一致旋转的第一旋转元件和第二旋转 元件; 离合器的第一旋转元件与第一旋转构件共轴且与之可旋转地联接; 离合器的第二旋转元件与第一齿轮共轴且与之可旋转地联接; 在启用离合器时第一齿轮以与第二齿轮的旋转成固定比例的方式 进行旋转;和 第二齿轮与第二旋转构件共轴且与之可旋转地联接;和 在传递齿轮组的第一齿轮经由离合器的启用而可旋转地联接到第 二齿轮时,CVU变化器的第一带轮从传递齿轮组脱离。

10.如权利要求9所述的扭矩传递装置,其中离合器包括爪形离合器,其 中在离合器启用时第一旋转元件啮合接合第二旋转元件且与之一致旋转。

翻译:
用于车辆动力传动系的多模式变速器

技术领域

本发明涉及用于车辆动力传动系的变速器,且涉及与之相关的方法和控 制系统。

背景技术

具有联接到连续或无限可变变速器(CVT)的内燃发动机的动力传动系 可以用于在车辆中提供牵引力。CVT的特征包括在最小输入速度/输出速度 (低速行驶)比和最大输入速度/输出速度(超速行驶)比之间连续改变速度 比能力,由此允许选择实现效率发动机运行点,例如对操作者扭矩请求做出 响应的平均值最佳扭矩点。从而无级变速器能通过最大传动比和最小传动比 之间无限数量的有效传动比无级差地改变。

已知传动带类型CVT包括两个带轮,其每一个具有两个槽轮。连续扭 矩传递装置(例如传动带)在两个带轮之间行进,每一个带轮的两个槽轮在 它们之间夹着传动带。每一个带轮的槽轮和传动带之间的摩擦接合将传动带 联接到每一个带轮,以从一个带轮向另一个带轮传递扭矩。带轮中的一个可 以用作驱动或输入带轮,使得另一带轮(输出或从动带轮)可经由传动带而 被驱动带轮驱动。从动带轮的扭矩与驱动带轮的扭矩的比为传动比。可以通 过让带轮中的一个的两个槽轮更靠近在一起而让另一带轮的两个槽轮分开 更远而改变传动比,使得传动带在相应带轮上升高或下降。

已知环形CVT包括盘状件和滚柱机构,所述滚柱机构在盘状件之间传 递功率。环形无级变速器包括至少一个输入盘片和至少一个输出盘片,所述 输入盘片可旋转地联接到扭矩发电机,例如内燃发动机,所述输出盘片可旋 转地联接到变速器输出部。输入盘片和输出盘片在它们之间限定空腔。空腔 限定环形表面。滚柱机构被置于空腔中且配置为在滚柱机构运动经过环形表 面时改变扭矩传递比。空腔中滚柱机构的受控倾斜改变输入盘片和输出盘片 接合的相对直径且渐进地改变扭矩传递比。

发明内容

描述一种用于动力传动系统的扭矩传递装置,且其包括布置为与传递齿 轮组并行的无级变速器(CVU)的变化器。CVU变化器包括可旋转地联接 到第一旋转构件的第一带轮和可旋转地联接到第二旋转构件的第二带轮。传 递齿轮组包括经由离合器的启用而选择性可旋转地联接到第二齿轮的第一 齿轮,其中离合器包括在离合器启用时一致旋转的第一旋转元件和第二旋转 元件。离合器的第一旋转元件可旋转地联接到第一旋转构件,离合器的第二 旋转元件可旋转地联接到第一齿轮,在离合器启用时第一齿轮以与第二齿轮 的旋转的固定比例旋转,且第二齿轮可旋转地联接到第二旋转构件。

本发明提供一种在动力传动系统的变速器输入构件和变速器输出构件 之间传递扭矩的扭矩传递装置,包括:无级变速器的变化器,布置为与传递 齿轮组并行;无级变速器的变化器,包括可旋转地联接到第一旋转构件的第 一带轮和可旋转地联接到第二旋转构件的第二带轮;传递齿轮组,包括经由 离合器的启用而选择性可旋转地联接到第二齿轮的第一齿轮,其中:离合器 包括在离合器启用时一致旋转的第一旋转元件和第二旋转元件;离合器的第 一旋转元件可旋转地联接到第一旋转构件;离合器的第二旋转元件可旋转地 联接到第一齿轮;在启用离合器时第一齿轮以与第二齿轮的旋转成固定比例 的方式进行旋转;和第二齿轮可旋转地联接到第二旋转构件。

所述的扭矩传递装置中,离合器包括爪形离合器,其中在离合器启用时 第一旋转元件啮合接合第二旋转元件且与之一致旋转。

所述的扭矩传递装置中,离合器包括摩擦离合器。

所述的扭矩传递装置中,离合器包括可选择单向离合器。

所述的扭矩传递装置中,第一旋转构件包括来自扭矩促动器的输入构件 且第二旋转构件包括连到驱动系统的输出构件。

所述的扭矩传递装置中,第一旋转构件包括连到驱动系统的输出构件且 第二旋转构件包括来自扭矩促动器的输入构件。

所述的扭矩传递装置中,传递齿轮组的第一和第二齿轮包括链轮且第一 齿轮经由链可旋转地联接到第二齿轮。

所述的扭矩传递装置中,传递齿轮组的第一和第二齿轮包括多齿齿轮且 第一齿轮经由中间齿轮可旋转地联接到第二齿轮。

所述的扭矩传递装置中,传递齿轮组的第一齿轮以超速比配置选择性可 旋转地联接到第二齿轮。

所述的扭矩传递装置中,传递齿轮组的第一齿轮以减速比配置选择性可 旋转地联接到第二齿轮。

所述的扭矩传递装置中,传递齿轮组的第一齿轮以单独驱动构造来选择 性可旋转地联接到第二齿轮。

本发明提供一种用于动力传动系统的扭矩传递装置,包括:无级变速器 (CVU)的变化器,布置为与传递齿轮组并行;CVU变化器,包括可旋转 地联接到第一旋转构件的第一带轮和可旋转地联接到第二旋转构件的第二 带轮;传递齿轮组,包括经由离合器的启用而选择性可旋转地联接到第二齿 轮的第一齿轮,其中:离合器包括在离合器启用时一致旋转的第一旋转元件 和第二旋转元件;离合器的第一旋转元件与第一旋转构件共轴且与之可旋转 地联接;离合器的第二旋转元件与第一齿轮共轴且与之可旋转地联接;在启 用离合器时第一齿轮以与第二齿轮的旋转成固定比例的方式进行旋转;和第 二齿轮与第二旋转构件共轴且与之可旋转地联接;和在传递齿轮组的第一齿 轮经由离合器的启用而可旋转地联接到第二齿轮时,CVU变化器的第一带 轮从传递齿轮组脱离。

所述的扭矩传递装置中,离合器包括爪形离合器,其中在离合器启用时 第一旋转元件啮合接合第二旋转元件且与之一致旋转。

所述的扭矩传递装置中,离合器包括摩擦离合器或可选择单向离合器中 的一个。

所述的扭矩传递装置中,第一旋转构件包括来自扭矩促动器的输入构件 且第二旋转构件包括去往驱动系统的输出构件。

所述的扭矩传递装置中,第一旋转构件包括去往驱动系统的输出构件且 第二旋转构件包括来自扭矩促动器的输入构件。

所述的扭矩传递装置中,传递齿轮组的第一和第二齿轮包括链轮且第一 齿轮经由链可旋转地联接到第二齿轮。

所述的扭矩传递装置中,传递齿轮组的第一和第二齿轮包括多齿齿轮且 第一齿轮经由中间齿轮可旋转地联接到第二齿轮。

所述的扭矩传递装置中,传递齿轮组的第一齿轮以超速比配置选择性可 旋转地联接到第二齿轮。

所述的扭矩传递装置中,传递齿轮组的第一齿轮以减速比配置选择性可 旋转地联接到第二齿轮。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能 容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

参考附图通过例子描述一个或多个实施例,其中:

图1到5示意性地显示了根据本发明的动力传动系统的实施例,其包括 采用无级变速单元(CVU)的多模式扭矩传递装置,所述无级变速单元布置 为与传递齿轮组并行旋转,以在无级变速状态下或固定档位状态下在输入构 件和输出构件之间传递扭矩。

具体实施方式

现在参见附图,其中附图仅是出于展示一些示例性实施例的目的而不是 用于对其进行限制的目的,图1示意性地示出了包括多模式变速器10的动 力传动系统100的元件,所述多模式变速器10采用连续或无限可变变速器 (CVT)的牵引驱动无级变速单元(CVU)40的非限制性实施例,以在输 入构件12和输出构件14之间传递扭矩。本文所述的多模式变速器10的每 一个实施例是‘多模式’,其中其能在无级变速模式或固定档位模式下在输 入构件12和输出构件14之间传递扭矩。在一个实施例中,输入构件12联 接到扭矩再生装置或例如内燃发动机或电机这样的原动机。在另一实施例 中,输出构件14联接到驱动系统以传递扭矩到牵引车轮。

扭矩传递装置10优选包括输入齿轮组20,所述输入齿轮组在输入构件 12和第一旋转构件27之间可旋转地联接。输入齿轮组20包括行星齿轮23、 可启用离合器21和可启用制动离合器(groundclutch)22。行星齿轮组23 包括可旋转地联接到输入构件12的太阳齿轮24、行星齿轮(和承载器)25 和联接到第一旋转构件27的环齿轮26。离合器21在被启用时可旋转地联接 太阳齿轮24和环齿轮26。制动离合器22在被启用时使得行星齿轮25的旋 转相对于变速器壳体制动。在操作中,在离合器21启用且制动离合器22停 用的情况下,扭矩和旋转速度从输入构件12通过变速器10沿第一(例如向 前)方向传递。在离合器21停用且制动离合器22启用的情况下,扭矩和旋 转速度从输入构件12通过变速器10沿第二(例如反向)方向传递。

扭矩传递装置10优选还包括差速齿轮组30,其可旋转地联接在输出构 件14和第二旋转构件59之间。差速齿轮组30包括经由旋转构件33联接到 第二齿轮组34的第一齿轮组32,其中从第二旋转构件59输出的达到输出构 件14的扭矩和速度分别被倍增和减小。

所示的CVU40采用传动带驱动的变化器(variator),其包括经由传动 带46可旋转地联接到第二带轮44的第一带轮42。第一带轮42可旋转地联 接到第一旋转构件27且第二带轮44可旋转地联接到第二旋转构件59。CVU 40的其他元件和其操作是已知的且不在本文描述。替换地,CVU40可以采 用环形变化器,或其他合适的变化器构造。

传递齿轮组50包括第一齿轮51、第二齿轮55、联接机构53和离合器 57。第一齿轮51优选与第一旋转构件27共轴且第二齿轮55优选与第二旋 转构件59共轴。在该实施例中,第一和第二齿轮51、55是带齿的链轮且联 接机构53是连续的链,其接合第一和第二齿轮51、55两者的齿。如此,第 一和第二齿轮51、55可以固定比例一致旋转。在一个实施例中,第一和第 二齿轮51、55以超速比(overdriveratio)来配置,使得输入到第一齿轮51 的旋转速度通过第二齿轮55在达到第二旋转构件59时倍增。替换地,第一 和第二齿轮51、55可以以减速比(underdrive)配置或以单(1:1)驱动比配 置。在该实施例中,第二齿轮55可旋转地联接到第二旋转构件59且总是一 致旋转。

离合器57为爪形离合器(dogclutch),其包括第一元件56,在该离合 器被启用时,所述第一元件56可旋转地联接到第二元件58且与第二元件58 旋转锁定。在一个实施例中,CVU40被控制为使得第一和第二元件56、58 的旋转同步,以实现离合器接合。在一个实施例中,同步啮合构造可以与 CVU40配合使用,以使得第一和第二元件56、58的旋转同步,以实现离合 器接合。同步啮合装置和操作是已知的且不在本文详细描述。在该实施例中, 第一旋转构件27联接到离合器57的第一元件56且第一齿轮51联接到离合 器57的第二元件58。在离合器57脱开时,第一元件56独立于第二元件58 旋转,且由此第一旋转构件27独立于第一齿轮51旋转。在这种状态下,从 输入构件12而来的扭矩通过CVU40传递到输出构件14。在离合器57接合 时,第一元件56与第二元件58一致旋转且由此第一旋转构件27与第一齿 轮51一致旋转。在这种状态下,从输入构件12传递的扭矩通过传递齿轮组 50以固定速度和扭矩比传递到输出构件14。在固定档位操作中,CVU40优 选从传递齿轮组50脱开。离合器57可以是具有环的双爪形离合器,以在第 二元件58脱开时将第一旋转构件27接合到第一元件56,或在第一元件56 脱开时将第一旋转构件27接合到第二元件58。替换地,除了离合器57以外, 可以采用另一离合器,以将CVU40与轴27接合和脱开。在离合器57是爪 形离合器时,其可以是在两侧之间运动的爪形环,以接合传递齿轮组50或 CVU40。替换地,另一可控制的摩擦板离合器可添加在第一齿轮51和第一 带轮42之间。

图2示意性地示出了另一实施例的动力传动系统200的元件,该动力传 动系统包括采用连续或无限可变变速器(CVU)40的非限制性实施例的扭 矩传递装置210,所述无限可变变速器布置为与传递齿轮组250的实施例并 行旋转,以在经由输入齿轮组20的输入构件12和经由差速齿轮组30的输 出构件14之间传递扭矩。在一个实施例中,输入构件12联接到扭矩再生装 置或例如内燃发动机或电机这样的原动机。在一个实施例中,输出构件14 联接到驱动系统以传递扭矩到牵引车轮。CVU40、输入构件12、输入齿轮 组20、输出构件14和差速齿轮组30与参考图1所述的相应元件类似。

传递齿轮组250包括第一齿轮251、第二齿轮255、联接机构253和离 合器257。第一齿轮251优选与第一旋转构件27共轴且第二齿轮255优选与 第二旋转构件59共轴。在该实施例中,第一和第二齿轮251、255是带齿的 链轮且联接机构253是连续的链,其接合第一和第二齿轮251、255两者的 齿。如此,第一和第二齿轮251、255可以与固定比例一致旋转。在一个实 施例中,第一和第二齿轮251、255以超速比(overdriveratio)配置,使得 输入到第一齿轮251的旋转速度通过第二齿轮55在到达第二旋转构件59时 倍增。替换地,第一和第二齿轮251、255可以以减速比配置或以1:1的比配 置。在该实施例中,第二齿轮255可旋转地联接到第二旋转构件59且总是 一致旋转。

在该实施例中离合器257是摩擦离合器,其包括第一元件256和第二元 件258。在该实施例中,第一旋转构件27联接到离合器257的第一元件256 且第一齿轮251联接到离合器257的第二元件258。在离合器257脱开时, 第一元件256独立于第二元件258旋转,且由此第一旋转构件27独立于第 一齿轮251旋转。在这种状态下,从输入构件12传递的扭矩通过CVU40 传递到输出构件14。在离合器257接合时,第一元件256与第二元件258 一致旋转且由此第一旋转构件27与第一齿轮251一致旋转。在这种状态下, 从输入构件12传递的扭矩通过传递齿轮组250以固定速度和扭矩比传递到 输出构件14。在固定档位操作中,CVU40优选从传递齿轮组250脱开。可 以通过降低CVU的夹持力而让CVU40脱开。替换地,另一离合器可以用 于将CVU40与轴27接合和脱开。离合器257可以是具有环的双爪形离合 器,以在第二元件258脱开时将第一旋转构件27接合到第一元件256,或在 第一元件256脱开时将第一旋转构件27接合到第二元件258。替换地,除了 离合器257以外,可以采用另一离合器,以将CVU40与轴27接合和脱开。 在离合器257是爪形离合器时,其可以是在两侧之间运动的爪形环,以接合 传递齿轮组250或CVU40。替换地,另一可控制的摩擦板离合器可添加在 第一齿轮251和第一带轮42之间。

图3示意性地示出了另一实施例的动力传动系统300的元件,该动力传 动系统包括采用连续或无限可变变速器(CVU)40的非限制性实施例的扭 矩传递装置310,所述无限可变变速器布置为与传递齿轮组350的实施例并 行旋转,以在经由输入齿轮组20的输入构件12和经由差速齿轮组30的输 出构件14之间传递扭矩。在一个实施例中,输入构件12联接到扭矩再生装 置或例如内燃发动机或电机这样的原动机。在一个实施例中,输出构件14 联接到驱动系统以传递扭矩到牵引车轮。CVU40、输入构件12、输入齿轮 组20、输出构件14和差速齿轮组30与参考图1所述的相应元件类似。

传递齿轮组350是啮合的渐开线齿轮组,其包括第一齿轮351、第二齿 轮355、中间齿轮353和离合器357。第一齿轮351优选与第一旋转构件27 共轴且第二齿轮355优选与第二旋转构件59共轴。在该实施例中,第一和 第二齿轮351、355是渐开线齿轮元件和且中间有齿的齿轮353啮合地接合 第一和第二齿轮351、355两者的齿。如此,第一和第二齿轮351、355可以 以固定比例一致旋转且旋转方向是相同的。在一个实施例中,第一和第二齿 轮351、355以超速比配置,使得输入到第一齿轮351的旋转速度通过第二 齿轮355在达到第二旋转构件59时倍增。替换地,第一和第二齿轮351、355 可以以减速比配置或以1:1的比配置。在该实施例中,第二齿轮355可旋转 地联接到第二旋转构件59且总是与之一致旋转。

在一个实施例中,离合器357是爪形离合器,包括在其被启用时可旋转 地联接到第二元件358且与之旋转锁定的第一元件356,且类似于参考图1 所述的离合器57。在一个实施例中,离合器357是摩擦离合器,在启用时其 包括第一元件356和第二元件358,且类似于参考图2所述的离合器257。 在固定档位操作中,CVU40优选从传递齿轮组350脱开。这可包括在离合 器是357时爪形离合器将第二离合器元件并入离合器357。替换地,另一可 控制的摩擦板离合器可添加在第一齿轮351和第一带轮42之间。

图4示意性地示出了另一实施例的动力传动系统400的元件,该动力传 动系统包括采用连续或无限可变变速器(CVU)40的非限制性实施例的扭 矩传递装置410,所述无限可变变速器布置为与传递齿轮组450的实施例并 行旋转,以在经由输入齿轮组20的输入构件12和经由差速齿轮组30的输 出构件14之间传递扭矩。在一个实施例中,输入构件12联接到扭矩再生装 置或例如内燃发动机或电机这样的原动机。在一个实施例中,输出构件14 联接到驱动系统以传递扭矩到牵引车轮。CVU40、输入构件12、输入齿轮 组20、输出构件14和差速齿轮组30与参考图1所述的相应元件类似。

传递齿轮组450是行星齿轮组,其包括太阳齿轮451,行星齿轮453和 同中心的承载器、环齿轮455和制动离合器457。太阳齿轮451优选与第二 旋转构件59共轴且与之可旋转地联接,且行星齿轮453的承载器优选可旋 转地联接到第一旋转构件27。在一个实施例中,太阳、行星和环齿轮451、 453和455是渐开线齿轮元件。太阳和行星齿轮451、453一致旋转。在制动 离合器457脱开时,太阳和行星齿轮451、453在非扭矩传递状态下一致旋 转。在制动离合器457被接合时,环齿轮455的旋转被制动且太阳和行星齿 轮451、453在扭矩传递状态下一致旋转。

在一个实施例中,太阳和行星齿轮451、453以超速比配置,使得对太 阳齿轮451的旋转速度输入通过行星齿轮453在到达第二旋转构件59时倍 增。替换地,太阳和齿轮451、453可以以减速比配置或以1:1的比配置。

在一个实施例中离合器457是摩擦离合器,其包括第一元件456和第二 元件458。在该实施例中,环齿轮455联接到离合器457的第一元件456且 离合器457的第二元件458是变速器壳体制动结构(transmissioncase ground)。在离合器457脱开时,第一元件456独立于第二元件458旋转, 由此允许太阳齿轮451和行星齿轮453的自由旋转,这允许构件27独立于 第一齿轮451旋转。在这种状态下,从输入构件12传递的扭矩通过CVU40 传递到输出构件14。在离合器457被接合时,环齿轮455的旋转被制动,将 太阳齿轮451和第一旋转构件27的旋转与行星齿轮453和第二旋转构件59 的旋转关联。在这种状态下,从输入构件12传递的扭矩通过传递齿轮组450 以固定速度和扭矩比传递到输出构件14。在固定档位操作中,CVU40优选 从传递齿轮组450脱开。替换地,在该实施例中离合器457是可选择单向离 合器或另一合适可启动离合器。

图5示意性地示出了另一实施例的动力传动系统500的元件,该动力传 动系统包括采用连续或无限可变变速器(CVU)40的非限制性实施例的扭 矩传递装置510,所述无限可变变速器布置为与传递齿轮组550的实施例并 行旋转,以在经由输入齿轮组20的输入构件12和经由差速齿轮组30的输 出构件14之间传递扭矩。在一个实施例中,输入构件12联接到扭矩再生装 置或例如内燃发动机或电机这样的原动机。在一个实施例中,输出构件14 联接到驱动系统以传递扭矩到牵引车轮。CVU40、输入构件12、输入齿轮 组20、输出构件14和差速齿轮组30与参考图1所述的相应元件类似。

传递齿轮组550包括第一齿轮551、第二齿轮555、联接机构553和离 合器557。第一齿轮551优选与第一旋转构件27共轴且第二齿轮555优选与 第二旋转构件59共轴。在该实施例中,第一和第二齿轮551、555是带齿的 链轮且联接机构553是连续的链,其接合第一和第二齿轮551、555两者的 齿。如此,第一和第二齿轮551、555可以以固定比例一致旋转。在一个实 施例中,第一和第二齿轮551、555以超速比配置,使得输入到第一齿轮551 的旋转速度通过第二齿轮555到达第二旋转构件59时倍增。替换地,第一 和第二齿轮551、555可以以减速比配置或以1:1的比配置。在该实施例中, 第一齿轮551可旋转地联接到第一旋转构件27且总是一致旋转。

在该实施例中离合器557是爪形离合器,其包括第一元件556和第二元 件558。在该实施例中,第二旋转构件59联接到离合器557的第一元件556 且第二齿轮555联接到离合器557的第二元件558。在一个实施例中,CVU 40被控制为使得第一和第二元件556、558的旋转同步,以实现离合器接合。 在一个实施例中,同步啮合构造可以与CVU40配合使用,以使得第一和第 二元件556、558的旋转同步,以实现离合器接合。在离合器557脱开时, 第一元件556独立于第二元件558旋转,且由此第二旋转构件59独立于第 二齿轮555旋转。在这种状态下,从输入构件12传递的扭矩通过CVU40 传递到输出构件14。在离合器557接合时,第一元件556与第二元件558 一致旋转且由此第二旋转构件59与第二齿轮555一致旋转。在这种状态下, 从输入构件12传递的扭矩通过传递齿轮组550以固定速度和扭矩比传递到 输出构件14。在固定档位操作中,CVU40优选脱开。替换地,在该实施例 中离合器557可以是摩擦离合器。

控制器15用于控制参考图1-5所述的动力传动系统的每一个实施例, 所述动力传动系统包括采用CVU40的多模式扭矩传递装置,所述CVU40 布置为与传递齿轮组并行旋转,从而以无级变速状态或固定档位状态在输入 构件12和输出构件14之间传递扭矩。控制器15监测传感器输入和执行控 制程序,以确定用于促动器的控制参数,以控制包括CVU40在内的各种动 力传动系元件的操作。司机输入装置(例如加速器踏板和相关的加速器踏板 位置传感器)可被监测,以确定操作者扭矩请求。各种传感器适当地定位为 用于感测和提供信号,例如包括监测输入构件12旋转的输入速度传感器、 监测变化器(variator)40的变化器速度传感器(一个或多个)和监测输出 构件14的旋转的输出速度传感器。输入速度传感器和输出速度传感器可以 是任何合适的旋转位置/速度感测装置,例如霍尔效应传感器。控制器15可 以包括数字处理能力,其基于例如车辆速度和发动机扭矩这样的输入信号发 出控制信号。控制器15和相似术语的控制模块、模块、控制部、控制单元、 处理器和相似的术语是指专用集成电路(一个或多个)(ASIC)、电子回路(一 个或多个)、执行一个或多个软件或固件程序或过程的中央处理单元(一个 或多个)(例如是微处理器(一个或多个))和相关的存储器和存储部(只读、 可编程只读、随机存取、硬件驱动等)、组合的逻辑回路(一个或多个)、输 入/输出回路(一个或多个)和装置、信号调节和缓冲器电路和提供所述功能 的其他部件的组合。软件、固件、程序、指令、控制程序、代码、算法和相 似的术语是指任何控制器可执行的指令集,包括校准和查找表。每一个控制 器执行控制程序(一个或多个),以提供期望功能,包括监测来自传感装置 和其他联网控制器的输入和执行控制和诊断的程序,以控制促动器的操作。 程序可以以规律间隔执行,例如每100微秒一次。控制器之间以及控制器、 促动器和/或传感器之间的通信可以使用直接有线链路、网络通信总线链路、 无线链路或任何其他合适的通信链路实现。

与本文所述的系统的操作相关的变速器效率的增益是通过在固定档位 模式下运行时减小的泵送损失、减小的旋转损失、减小的CVU传动带损失 和减小的最终驱动扭矩损失来反映出来的。

附图中的详细的描述和显示是对本发明的支持和描述,而本发明的范围 仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述 但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明 的许多替换设计和实施例。

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