球型連續(xù)式無級變速器/無限式無級變速器的制造方法
【專利說明】球型連續(xù)式無級變速器/無限式無級變速器
[0001]交叉引用
[0002]本申請要求保護在2012年9月7日提交的美國臨時申請第61/698，005號和在2013年3月14日提交的美國臨時申請第61/782，924號的優(yōu)先權，這些申請以引用的方式并入到本文中。
【背景技術】
[0003]自動和手動變速器常常用于汽車上。這些變速器變得越來越復雜，因為必須更精確地控制發(fā)動機速度來限制車輛的燃料消耗和排放。在常用變速器中對發(fā)動機速度的更精細控制能通常僅通過添加更離散級比例齒輪和增加總復雜性和成本來實現。因此，6速手動變速器變得像8或9速自動變速器那樣常見。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供了一種無級變速器，包括:動力輸入軸；行星齒輪組，其機械地聯(lián)接到動力輸入軸；變速機構，其包括變速機構架組件、第一圈組件和第二圈組件；以及，制動器與離合器的各種組合。
[0005]在本文所公開的實施例中的任何實施例中，無級變速器可以是連續(xù)式無級變速器。
[0006]在某些實施例中，無級變速器包括具有連續(xù)式無級變速模式、無限式無級變速模式或其組合的變速機構。
[0007]在某些實施例中，無級變速器可以提供倒車功能、停車功能和低速功能。
[0008]在某些實施例中，通過同時釋放制動器之一并且施加另一制動器來實現在連續(xù)式無級變速模式與無限式無級變速模式之間的轉換。
[0009]在某些實施例中，通過釋放離合器并且接合制動器來實現在連續(xù)式無級變速模式與無限式無級變速模式之間的轉換。
[0010]在某些實施例中，變速機構能在連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式下連續(xù)地改變其扭矩比，以提供發(fā)動機為了優(yōu)化性能或燃料消耗可實現的最佳比例。
[0011]本發(fā)明提供了一種無級變速器，包括:輸入軸；行星齒輪組，其中行星齒輪組的行星架與輸入軸驅動地接合；第一制動器，其機械地聯(lián)接到行星齒輪組的齒圈；變速機構，其包括變速機構架組件、第一圈組件和第二圈組件，變速機構架組件械地聯(lián)接到行星齒輪組的齒圈；以及，第二制動器，其機械地聯(lián)接到行星齒輪組的太陽齒輪和變速機構的第一圈組件，并且其中變速機構的第二圈組件驅動地接合到無級變速器的輸出。
[0012]在某些實施例中，無級變速器包括連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式。在某些實施例中，當第一制動器接合并且第二制動器脫開時，行星齒輪組的齒圈和變速機構架組件保持固定，從而接合連續(xù)式無級變速模式。在某些實施例中，當變速器處于連續(xù)式無級變速模式時，動力通過行星齒輪組的太陽齒輪傳遞到第一圈組件。
[0013]在某些實施例中，當第二制動器接合并且第一制動器脫開時，行星齒輪組的太陽齒輪和第一圈組件保持固定，從而接合無限式無級變速模式。在某些實施例中，在無限式無級變速模式下，動力通過行星齒輪組的齒圈傳遞到變速機構架組件。在某些實施例中，在無限式無級變速模式下，變速機構提供倒車功能、停車功能和低速功能。
[0014]在某些實施例中，通過同時釋放第一制動器和第二制動器之一同時采用第一制動器和第二制動器中的另一個來實現連續(xù)式無級變速模式與無限式無級變速模式之間的轉換。在某些實施例中，變速機構在連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式下連續(xù)地改變其扭矩比，以優(yōu)化性能或燃料消耗。在某些實施例中，變速機構在連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式下連續(xù)地改變其扭矩比，以實現無級變速器的理想傳動比。
[0015]在某些實施例中，連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式提供第二圈組件的旋轉速度間隙。在一實施例中，能通過發(fā)動機速度調整來補償間隙。在某些實施例中，在連續(xù)式無級變速模式中第二圈組件和在無限式無級變速模式中第二圈組件的旋轉速度與來自發(fā)動機的輸入軸的旋轉速度之間的關系如圖5所示。
[0016]在某些實施例中，添加齒輪箱使得在先前存在的間隙可能被完全覆蓋而無需發(fā)動機速度調整。齒輪箱通過適當地選擇在無級變速器中的傳動比、接合的離合器和齒輪箱傳動比而允許從最大倒車速度到最大前進速度連續(xù)地改變速度。這種齒輪箱也可以允許在該實施例的無級變速器輸出處增大最大前進速度與倒車速度之間的跨度范圍。
[0017]本發(fā)明提供了一種無級變速器，包括:輸入軸；行星齒輪組，其中行星齒輪組的齒圈與輸入軸驅動地接合；變速機構，其包括變速機構架組件、第一圈組件和第二圈組件；行星齒輪組的行星齒輪架聯(lián)接到第一制動器和第二圈組件；以及，行星齒輪組的太陽齒輪聯(lián)接到第二制動器和變速機構架組件；并且其中變速機構的第二圈組件驅動地接合到無級變速器的輸出。
[0018]在某些實施例中，無級變速器包括連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式。
[0019]在某些實施例中，當第二制動器接合并且第一制動器脫開時，行星齒輪組的太陽齒輪與變速機構架組件一起固定，以接合連續(xù)式無級變速模式。在某些實施例中，當變速器處于連續(xù)式無級變速模式時，輸入動力通過行星齒輪組的齒圈傳遞到第一圈組件。
[0020]在某些實施例中，當第一制動器接合并且第二制動器脫開時，變速機構的第一圈組件和行星齒輪架保持固定，以接合無限式無級變速模式。在某些實施例中，在無限式無級變速模式下，變速機構提供倒車功能、停車功能和低速功能。
[0021]在某些實施例中，通過同時釋放第一制動器和第二制動器之一同時采用第一制動器和第二制動器中的另一個來實現連續(xù)式無級變速模式與無限式無級變速模式之間的轉換。
[0022]在某些實施例中，變速機構在連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式下連續(xù)地改變其扭矩比，以優(yōu)化性能或燃料消耗。在某些實施例中，變速機構在連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式下連續(xù)地改變其扭矩比以實現無級變速器的理想傳動比。
[0023]在某些實施例中，連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式具有第二圈組件(或變速器輸出)的重疊的旋轉速度。在某些實施例中，無限式無級變速模式的旋轉速度的跨度范圍比連續(xù)式無級變速模式的旋轉速度更寬。在某些實施例中，在連續(xù)式無級變速模式中第二圈組件的旋轉速度和無限式無級變速模式中第二圈組件的旋轉速度與來自發(fā)動機的輸入軸的旋轉速度之間的關系如圖7所示。
[0024]本發(fā)明提供了一種無級變速器，包括:輸入軸；變速機構，其包括第一圈組件、第二圈組件和架組件；行星齒輪組，其包括與輸入軸驅動地接合的太陽齒輪、與變速機構架組件驅動地接合的齒圈和在行星架上的一個或多個行星齒輪，行星齒輪安置成在太陽齒輪與齒圈之間的機械接合中；第一制動器，其聯(lián)接到齒圈，并且被配置成當第一制動器接合時保持齒圈固定；以及，第二制動器，其聯(lián)接到行星架和第一圈組件，并且被配置成當第二制動器接合時保持行星架固定；并且其中第二圈組件驅動地接合無級變速器的輸出。
[0025]在某些實施例中，無級變速器包括連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式。
[0026]在某些實施例中，當第一制動器接合并且第二制動器脫開時，齒圈和變速機構架組件固定，以接合連續(xù)式無級變速模式。在某些實施例中，當變速器處于連續(xù)式無級變速模式時，輸入動力通過行星架傳到第一圈組件。
[0027]在某些實施例中，當第二制動器接合并且第一制動器脫開時，行星架和第一圈組件由第二制動器保持固定，以接合無限式無級變速模式。在某些實施例中，當變速器處于無限式無級變速模式時，動力通過行星齒輪組的齒圈傳遞到變速機構架組件。在某些實施例中，在無限式無級變速模式下，變速機構提供倒車功能、停車功能和低速功能。
[0028]在某些實施例中，通過同時釋放第一制動器和第二制動器之一并且同時采用第一制動器和第二制動器中的另一個來實現連續(xù)式無級變速模式與無限式無級變速模式之間的轉換。
[0029]在某些實施例中，變速機構在連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式下連續(xù)地改變其扭矩比，以優(yōu)化性能或燃料消耗。在某些實施例中，變速機構在連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式下連續(xù)地改變其扭矩比，以實現無級變速器的理想傳動比。
[0030]在某些實施例中，連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式提供第二圈組件的重疊的旋轉速度。在某些實施例中，連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式具有低于輸入軸的旋轉速度的第二圈組件旋轉速度。在某些實施例中，在連續(xù)式無級變速模式中第二圈組件和無限式無級變速模式中第二圈組件的旋轉速度與來自發(fā)動機的輸入軸的旋轉速度之間的關系如圖9所示。
[0031]本發(fā)明提供了一種無級變速器，包括:輸入軸；變速機構，其包括第一圈組件、第二圈組件和架組件，其中第二圈組件驅動地接合到無級變速器的輸出；行星齒輪組，其包括與輸入軸驅動地接合的太陽齒輪、與第二圈組件驅動地接合的齒圈和在行星架上的一個或多個行星齒輪，行星齒輪安置成在太陽齒輪與齒圈之間的機械接合中；第一制動器，第一制動器聯(lián)接到第一圈組件并且被配置成當第一制動器接合時保持行星齒輪組的齒圈和第一圈組件固定；以及，第二制動器，其聯(lián)接到行星架和變速機構架組件，并且被配置成當第二制動器接合時保持行星架和變速機構架組件固定。
[0032]在某些實施例中，無級變速器包括連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式。
[0033]在某些實施例中，當第二制動器接合并且第一制動器脫開時，行星架和變速機構架組件保持固定，以接合連續(xù)式無級變速模式。在某些實施例中，當變速器處于連續(xù)式無級變速模式時，動力通過行星齒輪組齒圈傳遞并且傳到第一圈組件。
[0034]在某些實施例中，當第一制動器接合并且第二制動器脫開時，齒圈和第一圈組件保持固定，以接合連續(xù)式無級變速模式。在某些實施例中，當變速器處于無限式無級變速模式時，動力通過行星架傳遞到變速機構架組件。
[0035]在某些實施例中，在無限式無級變速模式下，變速機構提供倒車功能、停車功能和低速功能。在某些實施例中，通過同時釋放第一制動器和第二制動器之一并且同時采用第一制動器和第二制動器中的另一個來實現連續(xù)式無級變速模式與無限式無級變速模式之間的轉變。
[0036]在某些實施例中，變速機構在連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式下連續(xù)地改變其扭矩比，以優(yōu)化性能或燃料消耗。在某些實施例中，變速機構在連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式下連續(xù)地改變其扭矩比以實現無級變速器的理想傳動比。
[0037]在某些實施例中，連續(xù)式無級變速模式和無限式無級變速模式提供第二圈組件的旋轉速度的間隙。在一實施例中，能通過發(fā)動機速度調整來補償間隙。在某些實施例中，在連續(xù)式無級變速模式中第二圈組件和無限式無級變速模式中第二圈組件的旋轉速度與來自發(fā)動機的CVT輸入的旋轉速度之間的關系如圖11所示。
[0038]本發(fā)明提供了一種無級變速器，包括:輸入軸；離合器，其包括聯(lián)接到輸入軸的第一離合器構件、和第二離合器構件；變速機構，其包括架組件，在其上形成有第二離合器構件的第一圈組件、以及第二圈組件，其中第二圈組件驅動地接合到無級變速器的輸出；行星齒輪組，其包括與輸入軸驅動地接合的太陽齒輪，在行星架上的一個或多個行星齒輪，其中行星架與變速機構架驅動地接合，并且其中行星齒輪組的齒圈保持固定；以及，第一制動器，其聯(lián)接到第一圈組件，被配置成當第一制動器接合時保持第一圈組件固定，其中當第一離合器構件接合第二離合器構件時，第一圈組件與輸入軸驅動地接合。
[0039]在某些實施例中，無級變速器包括組合的連續(xù)式無級變速/無限式無級變速模式(CVP/IVP模式)或無限式無級變速模式。
[0040]在某些實施例中，當離合器接合時，第一圈組件和變速機構架被驅動，以接合組合的連續(xù)式無級變速/無限式無級變速模式(CVP/IVP模式)。在某些實施例中，在組合的連續(xù)式無級變速/無限式無級變速模式下，無級變速器生成位于在連續(xù)式無級變速模式與無限式無級變速模式下生成的速度之間的、第二圈組件的旋轉速度。
[0041]在某些