多挡变速器的制造方法
多挡变速器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种多挡变速器，更具体地涉及一种具有多个挡位、四个行星齿轮组和多个扭矩传递装置的变速器。
【背景技术】
[0002]本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息并且可以或者可以不构成现有技术。
[0003]典型的多挡变速器利用摩擦离合器、行星齿轮装置和固定的相互连接的组合来实现多个传动比。通常，行星齿轮组的数量和物理布置决定于封装、成本和期望的速比。
[0004]虽然目前的变速器实现它们的预期目的，但对于新的和改进的变速器结构的需求基本上是持续不变的，该新的和改进的变速器结构显示改进的性能，特别是从效率、响应性和平顺性的观点来看，以及改进的封装，主要是减小的尺寸和重量。因此，对于改进的、节省成本的、紧凑的多挡变速器存在着需求。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种变速器，该变速器具有输入构件、输出构件、至少四个行星齿轮组、多个联接构件和多个扭矩传递装置。每个行星齿轮组包括第一、第二和第三构件。扭矩传递装置可以是例如离合器和制动器。
[0006]离合器和制动器可以是任何类型的，包括但不限于摩擦离合器、摩擦带、单向离合器、可选择的单向离合器、爪形离合器、同步器和类似的装置。此外，任何节点可以使用单个装置或者这些装置的组合，例如制动器可构造成爪形离合器与单向离合器的组合或者单向离合器与摩擦离合器组合。类似地，若干个其它的组合是可能的。
[0007]在本发明的另一个实施例中，变速器包括:第一、第二、第三和第四行星齿轮组，各行星齿轮组具有一个太阳齿轮、一个行星架构件和一个环形齿轮；输入构件与第二行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转，并且输出构件与第四行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转。
[0008]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第一互连构件，该第一互连构件连续地将第一行星齿轮组的环形齿轮与第四行星齿轮组的环形齿轮相互连接。
[0009]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第二互连构件，该第二互连构件连续地将第一行星齿轮组的太阳齿轮与第二行星齿轮组的太阳齿轮相互连接。
[0010]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第三互连构件，该第三互连构件连续地将第二行星齿轮组的环形齿轮与第三行星齿轮组的太阳齿轮相互连接。
[0011 ] 在本发明的又一个实施例中，变速器包括第四互连构件，该第四互连构件连续地将第三行星齿轮组的环形齿轮与第四行星齿轮组的太阳齿轮相互连接。
[0012]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第一扭矩传递机构，该第一扭矩传递机构可选择性地接合以便将第三行星齿轮组的环形齿轮和第四行星齿轮组的太阳齿轮与第二行星齿轮组的行星架构件和输入构件相互连接。
[0013]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第二扭矩传递机构，该第二扭矩传递机构可选择性地接合以便将第一行星齿轮组的行星架构件与第二行星齿轮组的环形齿轮和第三行星齿轮组的太阳齿轮相互连接。
[0014]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第三扭矩传递机构，该第三扭矩传递机构可选择性地接合以便将第二行星齿轮组的环形齿轮和第三行星齿轮组的太阳齿轮与共同结构构件相互连接。
[0015]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第四扭矩传递机构，该第四扭矩传递机构可选择性地接合以便将第三行星齿轮组的行星架构件与共同结构构件相互连接。
[0016]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第五扭矩传递机构，该第五扭矩传递机构可选择性地接合以便将第一行星齿轮组的环形齿轮和第四行星齿轮组的环形齿轮与共同结构构件相互连接。
[0017]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第六扭矩传递机构，该第六扭矩传递机构可选择性地接合以便将第一行星齿轮组的太阳齿轮和第二行星齿轮组的太阳齿轮与固定构件相互连接。
[0018]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第七扭矩传递机构，该第七扭矩传递机构可选择性地接合以便将第一行星齿轮组的行星架构件与固定构件相互连接。
[0019]在本发明的再一个实施例中，多个扭矩传递机构以至少四个扭矩传递机构的组合可选择性地接合，以便在输入构件与输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。
[0020]本发明提供以下技术方案:
1.一种变速器，包括:
输入构件；
输出构件；
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述行星齿轮组各自具有第一、第二和第三构件；
四个互连构件，所述互连构件连续地将所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的一个构件与所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的另一个构件相互连接；及
七个扭矩传递机构，其中所述七个扭矩传递机构中的五个扭矩传递机构各自可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件中的至少一个构件与所述第一、第二、第三构件中的至少一个其它构件和共同结构构件相互连接，并且其中所述七个扭矩传递机构中的两个扭矩传递机构各自可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件的至少一个构件与固定构件相互连接，并且
其中所述七个扭矩传递机构以至少四个扭矩传递构件的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。
[0021]2.如方案I所述的变速器，其中所述四个互连构件还包括:连续地将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述第四行星齿轮组的第三构件相互连接的第一互连构件、连续地将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件相互连接的第二互连构件、连续地将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第一构件相互连接的第三互连构件、和连续地将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述第四行星齿轮组的第一构件相互连接的第四互连构件。
[0022]3.如方案I所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第一扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第三构件和所述四个行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件相互连接。
[0023]4.如方案3所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件相互连接。
[0024]5.如方案4所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述共同结构构件相互连接。
[0025]6.如方案5所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第四扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述共同结构构件相互连接。
[0026]7.如方案6所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件与所述共同结构构件相互连接。
[0027]8.如方案7所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第六扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件相互连接。
[0028]9.如方案8所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第七扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件相互连接。
[0029]10.如方案I所述的变速器，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件连续地连接以便共同旋转，并且所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地连接以便共同旋转。
[0030]11.如方案I所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述第一构件、所述第二行星齿轮组的所述第三构件、所述第三行星齿轮组的所述第一构件和所述第四行星齿轮组的所述第一构件是太阳齿轮，所述第二、第三和第四行星齿轮组的所述第二构件和所述第一行星齿轮组的所述第三构件是行星架构件，并且所述第一行星齿轮组的所述第二构件、所述第二行星齿轮组的所述第一构件、所述第三行星齿 轮组的所述第三构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件是环形齿轮。
[0031]12.一种变速器，包括:
输入构件；
输出构件；
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述各行星齿轮组具有第一、第二和第三构件；第一互连构件，所述第一互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述第四行星齿轮组的第三构件相互连接；
第二互连构件，所述第二互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件相互连接； 第三互连构件，所述第三互连构件连续地将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第一构件相互连接；
第四互连构件，所述第四互连构件连续地将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述第四行星齿轮组的第一构件相互连接；及
七个扭矩传递机构，所述各扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件的至少一个构件与所述第一、第二、第三构件中的至少一个其它构件及共同结构构件和固定构件相互连接，并且
其中所述七个扭矩传递机构以至少四个扭矩传递机构的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。
[0032]13.如方案12所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第一扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第三构件和所述第四行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件和输入构件相互连接。
[0033]14.如方案13所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件相互连接。
[0034]15.如方案14所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述共同结构构件相互连接。
[0035]16.如方案15所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第四扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述共同结构构件相互连接。
[0036]17.如方案16所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件与所述共同结构构件相互连接。
[0037]18.如方案17所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第六扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件相互连接。
[0038]19.如方案18所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第七扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件相互连接。
[0039]20.如方案12所述的变速器，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件连续地连接以便共同旋转，并且所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地连接以便共同旋转。
[0040]21.如方案12所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述第一构件、所述第二行星齿轮组的所述第三构件、所述第三行星齿轮组的所述第一构件及所述第四行星齿轮组的所述第一构件是太阳齿轮，所述第二、第三和第四行星齿轮组的所述第二构件及所述第一行星齿轮组的所述第三构件是行星架构件，并且所述第一行星齿轮组的所述第二构件、所述第二行星齿轮组的所述第一构件、所述第三行星齿轮组的所述第三构件及所述第四行星齿轮组的所述第三构件是环形齿轮。
[0041]22.一种变速器，包括: 输入构件；
输出构件；
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述行星齿轮组各自具有一个太阳齿轮、一个行星架构件和一个环形齿轮，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述行星架构件连续地连接以便共同旋转，并且所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述行星架构件连续地连接以便共同旋转；
第一互连构件，所述第一互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第四行星齿轮组的所述环形齿轮相互连接；
第二互连构件，所述第二互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接；
第三互连构件，所述第三互连构件连续地将所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接；
第四互连构件，所述第四互连构件连续地将所述第三行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接；
第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第三行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述第二行星齿轮组的行星架构件和所述输入构件相互连接；
第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接；
第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮与共同结构构件相互连接；
第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第三行星齿轮组的所述行星架构件与所述共同结构构件相互连接；
第五扭矩传递机构，所述第五扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第四行星齿轮组的所述环形齿轮与所述共同结构构件相互连接;
第六扭矩传递机构，所述第六扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮和所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述固定构件相互连接；及第七扭矩传递机构，所述第七扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述固定构件相互连接，并且
其中所述扭矩传递机构以至少四个扭矩传递机构的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。
[0042]通过参考下面的描述和附图，本发明的其它特征、方面和优点将变得显而易见，其中类似的附图标记是指相同的构件、元件或特征。
【附图说明】
[0043]本文中所描述的附图只是为了说明的目的，而并非意图以任何方式限制本公开的范围。
[0044]图1是根据本发明原理的变速器的一个实施例的杠杆图。
[0045]图2是根据本发明原理的图1的变速器的一个变型的示意图。
[0046]图3是展示了用于产生图1和图2中所示的变速器的多个前进档速比和至少一个倒档速比或传动比的各种扭矩传递元件的接合状态的一个实例的真值表。
【具体实施方式】
[0047]下面的描述在本质上只是示例性的，而并非意图限制本公开、应用或使用。
[0048]首先，应该认识到的是本发明的多挡自动变速器的实施例具有在四个行星齿轮组的元件之间的永久性机械连接的装置。本文中使用的“联接或相互连接”是指直接的、连续的、永久性的联接或相互连接，例如通过在元件之间的刚性构件或轴。另一方面，选择性联接或相互连接是指通过离合器或制动器的选择性联接，其中可以将离合器或制动器接合和脱开，使得当接合时选择性地联接或相互连接的元件共同地旋转，但当脱开时选择性地联接或相互连接的元件可自由地独立旋转。
[0049]在一个实施例中，第一行星齿轮组的第一部件或元件永久性地联接到第二行星齿轮组的第三部件或元件。第一行星齿轮组的第二部件或元件永久性地联接到第四行星齿轮组的第三部件或元件。第二行星齿轮组的第一部件或元件永久性地联接到第三行星齿轮组的第一部件或元件。第三行星齿轮组的第三部件或元件永久性地联接到第四行星齿轮组的第一构件或元件。
[0050]现在参照图1，以杠杆图形式示出了多挡变速器10的一个实施例。该杠杆图是机械装置(诸如自动变速器)的部件的示意图。各单独的杠杆代表一个行星齿轮组，其中行星齿轮组的三个基本机械部件各自用一个节点来表示 。因此，单个杠杆含有三个节点:一个用于太阳齿轮、一个用于行星齿轮架、一个用于环形齿轮。可以用各杠杆的节点之间的相对长度来表示各个齿轮组的环形齿轮/太阳齿轮比。进而，利用这些杠杆比来改变变速器的传动比，从而实现适当的速比和速比级数。用细的水平线来表示各种行星齿轮组的节点之间的机械联接或相互连接，并且将扭矩传递装置(诸如离合器和制动器)表示为交错的指状物。在由Benford和Leising的“杠杆分析法:一种变速器分析中的新工具”的SAE Paper810102中可以看到关于杠杆图的形式、目的和使用的进一步说明，该文献的全部内容以参考的方式并入本文中。
[0051]变速器10包括输入轴或构件12、第一行星齿轮组14、第二行星齿轮组16、第三行星齿轮组18、第四行星齿轮组20、和输出轴或构件22。在图1的杠杆图中，第一行星齿轮组14具有三个节点:第一节点14A、第二节点14B和第三节点14C。第二行星齿轮组16具有三个节点:第一节点16A、第二节点16B和第三节点16C。第三行星齿轮组18具有三个节点:第一节点18A、第二节点18B和第三节点18C。第四行星齿轮组20具有三个节点:第一节点20A、第二节点20B和第三节点20C。输入构件12连续地联接到第二行星齿轮组16的第二节点16B。输出构件22连续地联接到第四行星齿轮组20的第二节点20B。
[0052]第一行星齿轮组14的第一节点14A联接到第二行星齿轮组16的第三节点16C。第一行星齿轮组14的第二节点14B联接到第四行星齿轮组20的第三节点20C。第二行星齿轮组16的第一节点16A联接到第三行星齿轮组18的第一节点18A。第三行星齿轮组18的第三节点18C联接到第四行星齿轮组20的第一节点20A。
[0053]变速器10具有多个扭矩传递机构，诸如离合器和制动器，该扭矩传递机构将扭矩从行星齿轮组的一个节点或元件传递至另一个节点或元件。此外，变速器10包括共同节点Jo共同节点J是将多个扭矩传递机构相互连接的结构构件，如下文中所述。
[0054]例如，第一离合器24选择性地将第二行星齿轮组16的第二节点16B和输入构件12与第三行星齿轮组18的第三节点18C和第四行星齿轮组20的第一节点20A连接。第二离合器26选择性地将第一行星齿轮组14的第三节点14C与第二行星齿轮组16的第一节点16A和第三行星齿轮组18的第一节点18A连接。第三离合器28选择性地将第二行星齿轮组16的第一节点16A和第三行星齿轮组18的第一节点18A与共同节点J连接。第四离合器30选择性地将第三行星齿轮组18的第二节点18B与共同节点J连接。第五离合器32选择性地将第一行星齿轮组14的第二节点14B和第四行星齿轮组20的第三节点20C与共同节点J连接。第一制动器34选择性地将第一行星齿轮组14的第一节点14A和第二行星齿轮组16的第三节点16C与固定构件或变速器壳体50连接。第二制动器36选择性地将第一行星齿轮组14的第三节点14C与固定构件或变速器壳体50连接。
[0055]现在参照图2，棒状图示出了根据本发明一个形式的多挡变速器10的一个实施例的示意性布置图。在图2中，沿用图1的杠杆图中的编号。相应地示出了离合器和联接器，而行星齿轮组的节点现在表现为行星齿轮组的部件，诸如太阳齿轮、环形齿轮、行星齿轮和行星齿轮架。
[0056]例如，第一行星齿轮组14包括太阳齿轮构件14A、环形齿轮构件14B、及可旋转地支撑第一组行星齿轮14D (仅示出了其中的一个)和第二组行星齿轮14E (仅示出了其中的一个)的行星齿轮架构件14C。将太阳齿轮构件14A与第一轴或互连构件42及第二轴或互连构件44连接以便共同旋转。将环形齿轮构件14B与第三轴或互连构件46连接以便共同旋转。将行星齿轮架构件14C与第四轴或互连构件48及第五轴或互连构件52连接以便共同旋转。第一组行星齿轮14D各自构造成与太阳齿轮构件14A和第二组行星齿轮14E两者相互啮合。第二组行星齿轮14E各自构造成与环形齿轮构件14B和第一组行星齿轮14D两者相互啮合。
[0057]第二行星齿轮组16包括太阳齿轮构件16C、环形齿轮构件16A、及可旋转地支撑一组行星齿轮16D (仅示出了各行星齿轮中的一个)的行星齿轮架构件16B。将太阳齿轮构件16C与第二轴或互连构件44连接以便共同旋转。将环形齿轮构件16A与第六轴或互连构件54及第七轴或互连构件56连接以便共同旋转。将行星齿轮架构件16B与输入轴或构件12连接以便共同旋转。行星齿轮16D各自构造成与环形齿轮构件16A和太阳齿轮构件16C两者相互啮合。
[0058]第三行星齿轮组18包括太阳齿轮构件18A、环形齿轮构件18C、及可旋转地支撑一组行星齿轮18D (仅示出了其中的一个)的行星齿轮架构件18B。将太阳齿轮构件18A与第七轴或互连构件56连接以便共同旋转。将环形齿轮构件18C与第八轴或互连构件58连接以便共同旋转。将行星齿轮架构件18B与第九轴或互连构件60连接以便共同旋转。行星齿轮18D各自构造成与太阳齿轮构件18A和环形齿轮构件18C两者相互啮合。
[0059]第四行星齿轮组20包括一个太阳齿轮构件20A、一个环形齿轮构件20C、及可旋转地支撑一组行星齿轮20D (仅示出了其中的一个)的行星齿轮架构件20B。将太阳齿轮构件20A与第八轴或互连构件58连接以便共同旋转。将环形齿轮构件20C与第三轴或互连构件46连接以便共同旋转。将行星齿轮架构件20B与输出轴或构件22连接以便共同旋转。行星齿轮20D各自构造成与太阳齿轮构件20A和环形齿轮构件20C两者相互啮合。
[0060]输入轴或构件12连续地连接到输入源，诸如发动机(未图示)或者变矩器的涡轮或者起步离合器等(未图示)。输出轴或构件22连续地与另一个输出装置诸如主减速器单元或分动箱(未图示)连接。
[0061]扭矩传递机构，包括第一、第二、第三、第四和第五离合器24、26、28、30、32以及制动器34和36，允许行星齿轮组14、16、18、20的轴或互连构件42、44、46、48、52、54、56、58和60以及壳体50的选择性相互连接。
[0062]例如，第一离合器24可选择性地接合，以便将第八轴或互连构件58与输入构件12连接用于共同旋转。第二离合器26可选择性地接合，以便将第五轴或互连构件52与第六轴或互连构件54连接用于共同旋转。第三离合器28可选择性地接合，以便将第七轴或互连构件56与共同构件或毂J连接。第四离合器30可选择性地接合，以便将第九轴或互连构件60与共同构件或毂J连接。第五离合器32可选择性地接合，以便将第三轴或互连构件46与共同构件或毂J连接。第一制动器34可选择性地接合，以便将第一轴或互连构件42与固定元件或变速器壳体50连接从而限制太阳齿轮14A和16C相对于变速器壳体50旋转。第二制动器36选择性地接合，以便将第四轴或互连构件48与固定元件或变速器壳体50连接从而限制行星架构件14C相对于变速器壳体50旋转。因此，也相应地连接或限制连接到各个连接构件的行星齿轮组的部件。
[0063]现在将参照图1、图2和图3来描述多挡变速器10的操作。应当理解的是，变速器10能够在多个前进速比或扭矩比和至少一个倒挡速比或扭矩比中将扭矩从输入轴或构件12传递至输出轴或构件22。通过一个或多个扭矩传递机构(即，第一离合器24、第二离合器26、第三离合器28、第四离合器30、第五离合器32、第一制动器34和第二制动器36)的接合而实现各前进档和倒档速比或扭矩比，正如将在下面所说明的。
[0064]图3是给出了被启动或接合以实现各种档位状态的扭矩传递结构的各种组合的真值表。方框中的“X”表示将特定的离合器或制动器接合以实现期望的档位状态。也给出了各种档位状态的实际数值传动比，尽管应该认识到的是，这些数值只是示例性的并且可在相当大的范围内对它们进行调整以适应变速器10的各种用途和操作标准。当然，取决于所选择的齿轮直径、齿轮齿数和齿轮构造可实现其它传动比。
[0065]例如，通过接合或启动第四离合器30、第五离合器32、第一制动器34和第二制动器36而确立倒档。第四离合器30将第九轴或互连构件60与共同的构件或毂J连接。第五离合器32将第三轴或互连构件46与共同的构件或毂 J连接。第一制动器34将太阳齿轮14A和16C与固定元件或变速器壳体50连接从而限制太阳齿轮14A和16C相对于变速器壳体50的旋转。第二制动器36将行星架构件14C与固定元件或变速器壳体50连接从而限制行星架构件14C相对于变速器壳体50的旋转。同样地，通过举例，如图3中所示，利用离合器和制动器接合的不同组合而实现十六个前进档速比。
[0066]应当理解的是，前面对变速器10的多速实施例的操作和档位状态的说明假设:首先，未具体注明处于给定档位状态的所有离合器是不起作用的或脱离接合的；其次，在换挡(即档位状态在至少相邻档位状态之间变化)期间，在两个档位状态中接合或启用的离合器将保持接合或启用。此外，如图3中所示，例如通过扭矩传递元件的接合而提供变速器10的各种传动比的操作和确立。例如，还示出了用于确立第一档位、第八档位、第十档位和第十二档位的离合器与制动器接合的其它组合。有利地，离合器与制动器接合的其它组合中的一些组合仅要求三个离合器与制动器接合的组合而不是四个离合器与制动器接合而确立特定的传动比。
[0067]对本发明的描述在本质上只是示例性的，并且不背离本发明主旨的变型意图是在本发明的范围内。这种变型不应被认为背离本发明的精神和范围。
【主权项】
1.一种变速器，包括: 输入构件； 输出构件； 第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述行星齿轮组各自具有第一、第二和第三构件； 四个互连构件，所述互连构件连续地将所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的一个构件与所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的另一个构件相互连接；及 七个扭矩传递机构，其中所述七个扭矩传递机构中的五个扭矩传递机构各自可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件中的至少一个构件与所述第一、第二、第三构件中的至少一个其它构件和共同结构构件相互连接，并且其中所述七个扭矩传递机构中的两个扭矩传递机构各自可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件的至少一个构件与固定构件相互连接，并且 其中所述七个扭矩传递机构以至少四个扭矩传递构件的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。2.如权利要求1所述的变速器，其中所述四个互连构件还包括:连续地将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述第四行星齿轮组的第三构件相互连接的第一互连构件、连续地将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件相互连接的第二互连构件、连续地将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第一构件相互连接的第三互连构件、和连续地将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述第四行星齿轮组的第一构件相互连接的第四互连构件。3.如权利要求1所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第一扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第三构件和所述四个行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件相互连接。4.如权利要求3所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件相互连接。5.如权利要求4所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述共同结构构件相互连接。6.如权利要求5所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第四扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述共同结构构件相互连接。7.如权利要求6所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件与所述共同结构构件相互连接。8.如权利要求7所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第六扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件相互连接。9.一种变速器，包括: 输入构件； 输出构件； 第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述各行星齿轮组具有第一、第二和第三构件；第一互连构件，所述第一互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述第四行星齿轮组的第三构件相互连接； 第二互连构件，所述第二互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件相互连接； 第三互连构件，所述第三互连构件连续地将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第一构件相互连接； 第四互连构件，所述第四互连构件连续地将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述第四行星齿轮组的第一构件相互连接；及 七个扭矩传递机构，所述各扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件的至少一个构件与所述第一、第二、第三构件中的至少一个其它构件及共同结构构件和固定构件相互连接，并且 其中所述七个扭矩传递机构以至少四个扭矩传递机构的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。10.一种变速器，包括: 输入构件； 输出构件； 第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述行星齿轮组各自具有一个太阳齿轮、一个行星架构件和一个环形齿轮，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述行星架构件连续地连接以便共同旋转，并且所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述行星架构件连续地连接以便共同旋转； 第一互连构件，所述第一互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第四行星齿轮组的所述环形齿轮相互连接； 第二互连构件，所述第二互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接； 第三互连构件，所述第三互连构件连续地将所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接； 第四互连构件，所述第四互连构件连续地将所述第三行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接； 第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第三行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述第二行星齿轮组的行星架构件和所述输入构件相互连接； 第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接； 第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮与共同结构构件相互连接； 第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第三行星齿轮组的所述行星架构件与所述共同结构构件相互连接； 第五扭矩传递机构，所述第五扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第四行星齿轮组的所述环形齿轮与所述共同结构构件相互连接; 第六扭矩传递机构，所述第六扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮和所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述固定构件相互连接；及第七扭矩传递机构，所述第七扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述固定构件相互连接，并且 其中所述扭矩传递机构以至少四个扭矩传递机构的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。
【专利摘要】本发明涉及多挡变速器。提供一种变速器，该变速器具有输入构件、输出构件、至少四个行星齿轮组、多个联接构件和多个扭矩传递装置。每个行星齿轮组包括第一、第二和第三构件。扭矩传递装置包括离合器和制动器，可以四个扭矩传递装置的组合致动以确立多个前进档传动比和至少一个倒档传动比。
【IPC分类】F16H3/64
【公开号】CN104896039
【申请号】CN201510099298
【发明人】E.W.梅勒, C.S.罗斯, J.M.哈特
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月6日
【公告号】DE102015102829A1, US20150252877
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种多挡变速器，更具体地涉及一种具有多个挡位、四个行星齿轮组和多个扭矩传递装置的变速器。
【背景技术】
[0002]本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息并且可以或者可以不构成现有技术。
[0003]典型的多挡变速器利用摩擦离合器、行星齿轮装置和固定的相互连接的组合来实现多个传动比。通常，行星齿轮组的数量和物理布置决定于封装、成本和期望的速比。
[0004]虽然目前的变速器实现它们的预期目的，但对于新的和改进的变速器结构的需求基本上是持续不变的，该新的和改进的变速器结构显示改进的性能，特别是从效率、响应性和平顺性的观点来看，以及改进的封装，主要是减小的尺寸和重量。因此，对于改进的、节省成本的、紧凑的多挡变速器存在着需求。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种变速器，该变速器具有输入构件、输出构件、至少四个行星齿轮组、多个联接构件和多个扭矩传递装置。每个行星齿轮组包括第一、第二和第三构件。扭矩传递装置可以是例如离合器和制动器。
[0006]离合器和制动器可以是任何类型的，包括但不限于摩擦离合器、摩擦带、单向离合器、可选择的单向离合器、爪形离合器、同步器和类似的装置。此外，任何节点可以使用单个装置或者这些装置的组合，例如制动器可构造成爪形离合器与单向离合器的组合或者单向离合器与摩擦离合器组合。类似地，若干个其它的组合是可能的。
[0007]在本发明的另一个实施例中，变速器包括:第一、第二、第三和第四行星齿轮组，各行星齿轮组具有一个太阳齿轮、一个行星架构件和一个环形齿轮；输入构件与第二行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转，并且输出构件与第四行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转。
[0008]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第一互连构件，该第一互连构件连续地将第一行星齿轮组的环形齿轮与第四行星齿轮组的环形齿轮相互连接。
[0009]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第二互连构件，该第二互连构件连续地将第一行星齿轮组的太阳齿轮与第二行星齿轮组的太阳齿轮相互连接。
[0010]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第三互连构件，该第三互连构件连续地将第二行星齿轮组的环形齿轮与第三行星齿轮组的太阳齿轮相互连接。
[0011 ] 在本发明的又一个实施例中，变速器包括第四互连构件，该第四互连构件连续地将第三行星齿轮组的环形齿轮与第四行星齿轮组的太阳齿轮相互连接。
[0012]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第一扭矩传递机构，该第一扭矩传递机构可选择性地接合以便将第三行星齿轮组的环形齿轮和第四行星齿轮组的太阳齿轮与第二行星齿轮组的行星架构件和输入构件相互连接。
[0013]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第二扭矩传递机构，该第二扭矩传递机构可选择性地接合以便将第一行星齿轮组的行星架构件与第二行星齿轮组的环形齿轮和第三行星齿轮组的太阳齿轮相互连接。
[0014]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第三扭矩传递机构，该第三扭矩传递机构可选择性地接合以便将第二行星齿轮组的环形齿轮和第三行星齿轮组的太阳齿轮与共同结构构件相互连接。
[0015]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第四扭矩传递机构，该第四扭矩传递机构可选择性地接合以便将第三行星齿轮组的行星架构件与共同结构构件相互连接。
[0016]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第五扭矩传递机构，该第五扭矩传递机构可选择性地接合以便将第一行星齿轮组的环形齿轮和第四行星齿轮组的环形齿轮与共同结构构件相互连接。
[0017]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第六扭矩传递机构，该第六扭矩传递机构可选择性地接合以便将第一行星齿轮组的太阳齿轮和第二行星齿轮组的太阳齿轮与固定构件相互连接。
[0018]在本发明的又一个实施例中，变速器包括第七扭矩传递机构，该第七扭矩传递机构可选择性地接合以便将第一行星齿轮组的行星架构件与固定构件相互连接。
[0019]在本发明的再一个实施例中，多个扭矩传递机构以至少四个扭矩传递机构的组合可选择性地接合，以便在输入构件与输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。
[0020]本发明提供以下技术方案:
1.一种变速器，包括:
输入构件；
输出构件；
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述行星齿轮组各自具有第一、第二和第三构件；
四个互连构件，所述互连构件连续地将所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的一个构件与所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的另一个构件相互连接；及
七个扭矩传递机构，其中所述七个扭矩传递机构中的五个扭矩传递机构各自可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件中的至少一个构件与所述第一、第二、第三构件中的至少一个其它构件和共同结构构件相互连接，并且其中所述七个扭矩传递机构中的两个扭矩传递机构各自可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件的至少一个构件与固定构件相互连接，并且
其中所述七个扭矩传递机构以至少四个扭矩传递构件的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。
[0021]2.如方案I所述的变速器，其中所述四个互连构件还包括:连续地将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述第四行星齿轮组的第三构件相互连接的第一互连构件、连续地将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件相互连接的第二互连构件、连续地将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第一构件相互连接的第三互连构件、和连续地将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述第四行星齿轮组的第一构件相互连接的第四互连构件。
[0022]3.如方案I所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第一扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第三构件和所述四个行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件相互连接。
[0023]4.如方案3所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件相互连接。
[0024]5.如方案4所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述共同结构构件相互连接。
[0025]6.如方案5所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第四扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述共同结构构件相互连接。
[0026]7.如方案6所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件与所述共同结构构件相互连接。
[0027]8.如方案7所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第六扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件相互连接。
[0028]9.如方案8所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第七扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件相互连接。
[0029]10.如方案I所述的变速器，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件连续地连接以便共同旋转，并且所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地连接以便共同旋转。
[0030]11.如方案I所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述第一构件、所述第二行星齿轮组的所述第三构件、所述第三行星齿轮组的所述第一构件和所述第四行星齿轮组的所述第一构件是太阳齿轮，所述第二、第三和第四行星齿轮组的所述第二构件和所述第一行星齿轮组的所述第三构件是行星架构件，并且所述第一行星齿轮组的所述第二构件、所述第二行星齿轮组的所述第一构件、所述第三行星齿 轮组的所述第三构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件是环形齿轮。
[0031]12.一种变速器，包括:
输入构件；
输出构件；
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述各行星齿轮组具有第一、第二和第三构件；第一互连构件，所述第一互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述第四行星齿轮组的第三构件相互连接；
第二互连构件，所述第二互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件相互连接； 第三互连构件，所述第三互连构件连续地将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第一构件相互连接；
第四互连构件，所述第四互连构件连续地将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述第四行星齿轮组的第一构件相互连接；及
七个扭矩传递机构，所述各扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件的至少一个构件与所述第一、第二、第三构件中的至少一个其它构件及共同结构构件和固定构件相互连接，并且
其中所述七个扭矩传递机构以至少四个扭矩传递机构的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。
[0032]13.如方案12所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第一扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第三构件和所述第四行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件和输入构件相互连接。
[0033]14.如方案13所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件相互连接。
[0034]15.如方案14所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述共同结构构件相互连接。
[0035]16.如方案15所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第四扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述共同结构构件相互连接。
[0036]17.如方案16所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件与所述共同结构构件相互连接。
[0037]18.如方案17所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第六扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件相互连接。
[0038]19.如方案18所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第七扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件相互连接。
[0039]20.如方案12所述的变速器，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件连续地连接以便共同旋转，并且所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地连接以便共同旋转。
[0040]21.如方案12所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述第一构件、所述第二行星齿轮组的所述第三构件、所述第三行星齿轮组的所述第一构件及所述第四行星齿轮组的所述第一构件是太阳齿轮，所述第二、第三和第四行星齿轮组的所述第二构件及所述第一行星齿轮组的所述第三构件是行星架构件，并且所述第一行星齿轮组的所述第二构件、所述第二行星齿轮组的所述第一构件、所述第三行星齿轮组的所述第三构件及所述第四行星齿轮组的所述第三构件是环形齿轮。
[0041]22.一种变速器，包括: 输入构件；
输出构件；
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述行星齿轮组各自具有一个太阳齿轮、一个行星架构件和一个环形齿轮，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述行星架构件连续地连接以便共同旋转，并且所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述行星架构件连续地连接以便共同旋转；
第一互连构件，所述第一互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第四行星齿轮组的所述环形齿轮相互连接；
第二互连构件，所述第二互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接；
第三互连构件，所述第三互连构件连续地将所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接；
第四互连构件，所述第四互连构件连续地将所述第三行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接；
第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第三行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述第二行星齿轮组的行星架构件和所述输入构件相互连接；
第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接；
第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮与共同结构构件相互连接；
第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第三行星齿轮组的所述行星架构件与所述共同结构构件相互连接；
第五扭矩传递机构，所述第五扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第四行星齿轮组的所述环形齿轮与所述共同结构构件相互连接;
第六扭矩传递机构，所述第六扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮和所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述固定构件相互连接；及第七扭矩传递机构，所述第七扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述固定构件相互连接，并且
其中所述扭矩传递机构以至少四个扭矩传递机构的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。
[0042]通过参考下面的描述和附图，本发明的其它特征、方面和优点将变得显而易见，其中类似的附图标记是指相同的构件、元件或特征。
【附图说明】
[0043]本文中所描述的附图只是为了说明的目的，而并非意图以任何方式限制本公开的范围。
[0044]图1是根据本发明原理的变速器的一个实施例的杠杆图。
[0045]图2是根据本发明原理的图1的变速器的一个变型的示意图。
[0046]图3是展示了用于产生图1和图2中所示的变速器的多个前进档速比和至少一个倒档速比或传动比的各种扭矩传递元件的接合状态的一个实例的真值表。
【具体实施方式】
[0047]下面的描述在本质上只是示例性的，而并非意图限制本公开、应用或使用。
[0048]首先，应该认识到的是本发明的多挡自动变速器的实施例具有在四个行星齿轮组的元件之间的永久性机械连接的装置。本文中使用的“联接或相互连接”是指直接的、连续的、永久性的联接或相互连接，例如通过在元件之间的刚性构件或轴。另一方面，选择性联接或相互连接是指通过离合器或制动器的选择性联接，其中可以将离合器或制动器接合和脱开，使得当接合时选择性地联接或相互连接的元件共同地旋转，但当脱开时选择性地联接或相互连接的元件可自由地独立旋转。
[0049]在一个实施例中，第一行星齿轮组的第一部件或元件永久性地联接到第二行星齿轮组的第三部件或元件。第一行星齿轮组的第二部件或元件永久性地联接到第四行星齿轮组的第三部件或元件。第二行星齿轮组的第一部件或元件永久性地联接到第三行星齿轮组的第一部件或元件。第三行星齿轮组的第三部件或元件永久性地联接到第四行星齿轮组的第一构件或元件。
[0050]现在参照图1，以杠杆图形式示出了多挡变速器10的一个实施例。该杠杆图是机械装置(诸如自动变速器)的部件的示意图。各单独的杠杆代表一个行星齿轮组，其中行星齿轮组的三个基本机械部件各自用一个节点来表示 。因此，单个杠杆含有三个节点:一个用于太阳齿轮、一个用于行星齿轮架、一个用于环形齿轮。可以用各杠杆的节点之间的相对长度来表示各个齿轮组的环形齿轮/太阳齿轮比。进而，利用这些杠杆比来改变变速器的传动比，从而实现适当的速比和速比级数。用细的水平线来表示各种行星齿轮组的节点之间的机械联接或相互连接，并且将扭矩传递装置(诸如离合器和制动器)表示为交错的指状物。在由Benford和Leising的“杠杆分析法:一种变速器分析中的新工具”的SAE Paper810102中可以看到关于杠杆图的形式、目的和使用的进一步说明，该文献的全部内容以参考的方式并入本文中。
[0051]变速器10包括输入轴或构件12、第一行星齿轮组14、第二行星齿轮组16、第三行星齿轮组18、第四行星齿轮组20、和输出轴或构件22。在图1的杠杆图中，第一行星齿轮组14具有三个节点:第一节点14A、第二节点14B和第三节点14C。第二行星齿轮组16具有三个节点:第一节点16A、第二节点16B和第三节点16C。第三行星齿轮组18具有三个节点:第一节点18A、第二节点18B和第三节点18C。第四行星齿轮组20具有三个节点:第一节点20A、第二节点20B和第三节点20C。输入构件12连续地联接到第二行星齿轮组16的第二节点16B。输出构件22连续地联接到第四行星齿轮组20的第二节点20B。
[0052]第一行星齿轮组14的第一节点14A联接到第二行星齿轮组16的第三节点16C。第一行星齿轮组14的第二节点14B联接到第四行星齿轮组20的第三节点20C。第二行星齿轮组16的第一节点16A联接到第三行星齿轮组18的第一节点18A。第三行星齿轮组18的第三节点18C联接到第四行星齿轮组20的第一节点20A。
[0053]变速器10具有多个扭矩传递机构，诸如离合器和制动器，该扭矩传递机构将扭矩从行星齿轮组的一个节点或元件传递至另一个节点或元件。此外，变速器10包括共同节点Jo共同节点J是将多个扭矩传递机构相互连接的结构构件，如下文中所述。
[0054]例如，第一离合器24选择性地将第二行星齿轮组16的第二节点16B和输入构件12与第三行星齿轮组18的第三节点18C和第四行星齿轮组20的第一节点20A连接。第二离合器26选择性地将第一行星齿轮组14的第三节点14C与第二行星齿轮组16的第一节点16A和第三行星齿轮组18的第一节点18A连接。第三离合器28选择性地将第二行星齿轮组16的第一节点16A和第三行星齿轮组18的第一节点18A与共同节点J连接。第四离合器30选择性地将第三行星齿轮组18的第二节点18B与共同节点J连接。第五离合器32选择性地将第一行星齿轮组14的第二节点14B和第四行星齿轮组20的第三节点20C与共同节点J连接。第一制动器34选择性地将第一行星齿轮组14的第一节点14A和第二行星齿轮组16的第三节点16C与固定构件或变速器壳体50连接。第二制动器36选择性地将第一行星齿轮组14的第三节点14C与固定构件或变速器壳体50连接。
[0055]现在参照图2，棒状图示出了根据本发明一个形式的多挡变速器10的一个实施例的示意性布置图。在图2中，沿用图1的杠杆图中的编号。相应地示出了离合器和联接器，而行星齿轮组的节点现在表现为行星齿轮组的部件，诸如太阳齿轮、环形齿轮、行星齿轮和行星齿轮架。
[0056]例如，第一行星齿轮组14包括太阳齿轮构件14A、环形齿轮构件14B、及可旋转地支撑第一组行星齿轮14D (仅示出了其中的一个)和第二组行星齿轮14E (仅示出了其中的一个)的行星齿轮架构件14C。将太阳齿轮构件14A与第一轴或互连构件42及第二轴或互连构件44连接以便共同旋转。将环形齿轮构件14B与第三轴或互连构件46连接以便共同旋转。将行星齿轮架构件14C与第四轴或互连构件48及第五轴或互连构件52连接以便共同旋转。第一组行星齿轮14D各自构造成与太阳齿轮构件14A和第二组行星齿轮14E两者相互啮合。第二组行星齿轮14E各自构造成与环形齿轮构件14B和第一组行星齿轮14D两者相互啮合。
[0057]第二行星齿轮组16包括太阳齿轮构件16C、环形齿轮构件16A、及可旋转地支撑一组行星齿轮16D (仅示出了各行星齿轮中的一个)的行星齿轮架构件16B。将太阳齿轮构件16C与第二轴或互连构件44连接以便共同旋转。将环形齿轮构件16A与第六轴或互连构件54及第七轴或互连构件56连接以便共同旋转。将行星齿轮架构件16B与输入轴或构件12连接以便共同旋转。行星齿轮16D各自构造成与环形齿轮构件16A和太阳齿轮构件16C两者相互啮合。
[0058]第三行星齿轮组18包括太阳齿轮构件18A、环形齿轮构件18C、及可旋转地支撑一组行星齿轮18D (仅示出了其中的一个)的行星齿轮架构件18B。将太阳齿轮构件18A与第七轴或互连构件56连接以便共同旋转。将环形齿轮构件18C与第八轴或互连构件58连接以便共同旋转。将行星齿轮架构件18B与第九轴或互连构件60连接以便共同旋转。行星齿轮18D各自构造成与太阳齿轮构件18A和环形齿轮构件18C两者相互啮合。
[0059]第四行星齿轮组20包括一个太阳齿轮构件20A、一个环形齿轮构件20C、及可旋转地支撑一组行星齿轮20D (仅示出了其中的一个)的行星齿轮架构件20B。将太阳齿轮构件20A与第八轴或互连构件58连接以便共同旋转。将环形齿轮构件20C与第三轴或互连构件46连接以便共同旋转。将行星齿轮架构件20B与输出轴或构件22连接以便共同旋转。行星齿轮20D各自构造成与太阳齿轮构件20A和环形齿轮构件20C两者相互啮合。
[0060]输入轴或构件12连续地连接到输入源，诸如发动机(未图示)或者变矩器的涡轮或者起步离合器等(未图示)。输出轴或构件22连续地与另一个输出装置诸如主减速器单元或分动箱(未图示)连接。
[0061]扭矩传递机构，包括第一、第二、第三、第四和第五离合器24、26、28、30、32以及制动器34和36，允许行星齿轮组14、16、18、20的轴或互连构件42、44、46、48、52、54、56、58和60以及壳体50的选择性相互连接。
[0062]例如，第一离合器24可选择性地接合，以便将第八轴或互连构件58与输入构件12连接用于共同旋转。第二离合器26可选择性地接合，以便将第五轴或互连构件52与第六轴或互连构件54连接用于共同旋转。第三离合器28可选择性地接合，以便将第七轴或互连构件56与共同构件或毂J连接。第四离合器30可选择性地接合，以便将第九轴或互连构件60与共同构件或毂J连接。第五离合器32可选择性地接合，以便将第三轴或互连构件46与共同构件或毂J连接。第一制动器34可选择性地接合，以便将第一轴或互连构件42与固定元件或变速器壳体50连接从而限制太阳齿轮14A和16C相对于变速器壳体50旋转。第二制动器36选择性地接合，以便将第四轴或互连构件48与固定元件或变速器壳体50连接从而限制行星架构件14C相对于变速器壳体50旋转。因此，也相应地连接或限制连接到各个连接构件的行星齿轮组的部件。
[0063]现在将参照图1、图2和图3来描述多挡变速器10的操作。应当理解的是，变速器10能够在多个前进速比或扭矩比和至少一个倒挡速比或扭矩比中将扭矩从输入轴或构件12传递至输出轴或构件22。通过一个或多个扭矩传递机构(即，第一离合器24、第二离合器26、第三离合器28、第四离合器30、第五离合器32、第一制动器34和第二制动器36)的接合而实现各前进档和倒档速比或扭矩比，正如将在下面所说明的。
[0064]图3是给出了被启动或接合以实现各种档位状态的扭矩传递结构的各种组合的真值表。方框中的“X”表示将特定的离合器或制动器接合以实现期望的档位状态。也给出了各种档位状态的实际数值传动比，尽管应该认识到的是，这些数值只是示例性的并且可在相当大的范围内对它们进行调整以适应变速器10的各种用途和操作标准。当然，取决于所选择的齿轮直径、齿轮齿数和齿轮构造可实现其它传动比。
[0065]例如，通过接合或启动第四离合器30、第五离合器32、第一制动器34和第二制动器36而确立倒档。第四离合器30将第九轴或互连构件60与共同的构件或毂J连接。第五离合器32将第三轴或互连构件46与共同的构件或毂 J连接。第一制动器34将太阳齿轮14A和16C与固定元件或变速器壳体50连接从而限制太阳齿轮14A和16C相对于变速器壳体50的旋转。第二制动器36将行星架构件14C与固定元件或变速器壳体50连接从而限制行星架构件14C相对于变速器壳体50的旋转。同样地，通过举例，如图3中所示，利用离合器和制动器接合的不同组合而实现十六个前进档速比。
[0066]应当理解的是，前面对变速器10的多速实施例的操作和档位状态的说明假设:首先，未具体注明处于给定档位状态的所有离合器是不起作用的或脱离接合的；其次，在换挡(即档位状态在至少相邻档位状态之间变化)期间，在两个档位状态中接合或启用的离合器将保持接合或启用。此外，如图3中所示，例如通过扭矩传递元件的接合而提供变速器10的各种传动比的操作和确立。例如，还示出了用于确立第一档位、第八档位、第十档位和第十二档位的离合器与制动器接合的其它组合。有利地，离合器与制动器接合的其它组合中的一些组合仅要求三个离合器与制动器接合的组合而不是四个离合器与制动器接合而确立特定的传动比。
[0067]对本发明的描述在本质上只是示例性的，并且不背离本发明主旨的变型意图是在本发明的范围内。这种变型不应被认为背离本发明的精神和范围。
【主权项】
1.一种变速器，包括: 输入构件； 输出构件； 第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述行星齿轮组各自具有第一、第二和第三构件； 四个互连构件，所述互连构件连续地将所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的一个构件与所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的另一个构件相互连接；及 七个扭矩传递机构，其中所述七个扭矩传递机构中的五个扭矩传递机构各自可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件中的至少一个构件与所述第一、第二、第三构件中的至少一个其它构件和共同结构构件相互连接，并且其中所述七个扭矩传递机构中的两个扭矩传递机构各自可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件的至少一个构件与固定构件相互连接，并且 其中所述七个扭矩传递机构以至少四个扭矩传递构件的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。2.如权利要求1所述的变速器，其中所述四个互连构件还包括:连续地将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述第四行星齿轮组的第三构件相互连接的第一互连构件、连续地将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件相互连接的第二互连构件、连续地将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第一构件相互连接的第三互连构件、和连续地将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述第四行星齿轮组的第一构件相互连接的第四互连构件。3.如权利要求1所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第一扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第三构件和所述四个行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件相互连接。4.如权利要求3所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件相互连接。5.如权利要求4所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述共同结构构件相互连接。6.如权利要求5所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第四扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述共同结构构件相互连接。7.如权利要求6所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件与所述共同结构构件相互连接。8.如权利要求7所述的变速器，其中所述七个扭矩传递机构的第六扭矩传递机构可选择性地接合，以便将所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件相互连接。9.一种变速器，包括: 输入构件； 输出构件； 第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述各行星齿轮组具有第一、第二和第三构件；第一互连构件，所述第一互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述第四行星齿轮组的第三构件相互连接； 第二互连构件，所述第二互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件相互连接； 第三互连构件，所述第三互连构件连续地将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第一构件相互连接； 第四互连构件，所述第四互连构件连续地将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述第四行星齿轮组的第一构件相互连接；及 七个扭矩传递机构，所述各扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一、第二和第三构件的至少一个构件与所述第一、第二、第三构件中的至少一个其它构件及共同结构构件和固定构件相互连接，并且 其中所述七个扭矩传递机构以至少四个扭矩传递机构的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。10.一种变速器，包括: 输入构件； 输出构件； 第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述行星齿轮组各自具有一个太阳齿轮、一个行星架构件和一个环形齿轮，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述行星架构件连续地连接以便共同旋转，并且所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述行星架构件连续地连接以便共同旋转； 第一互连构件，所述第一互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第四行星齿轮组的所述环形齿轮相互连接； 第二互连构件，所述第二互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接； 第三互连构件，所述第三互连构件连续地将所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接； 第四互连构件，所述第四互连构件连续地将所述第三行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接； 第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第三行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述第二行星齿轮组的行星架构件和所述输入构件相互连接； 第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮相互连接； 第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮与共同结构构件相互连接； 第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第三行星齿轮组的所述行星架构件与所述共同结构构件相互连接； 第五扭矩传递机构，所述第五扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮和所述第四行星齿轮组的所述环形齿轮与所述共同结构构件相互连接; 第六扭矩传递机构，所述第六扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮和所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述固定构件相互连接；及第七扭矩传递机构，所述第七扭矩传递机构可选择性地接合以便将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述固定构件相互连接，并且 其中所述扭矩传递机构以至少四个扭矩传递机构的组合可选择性地接合，以便在所述输入构件与所述输出构件之间确立多个前进档速比和至少一个倒档速比。
【专利摘要】本发明涉及多挡变速器。提供一种变速器，该变速器具有输入构件、输出构件、至少四个行星齿轮组、多个联接构件和多个扭矩传递装置。每个行星齿轮组包括第一、第二和第三构件。扭矩传递装置包括离合器和制动器，可以四个扭矩传递装置的组合致动以确立多个前进档传动比和至少一个倒档传动比。
【IPC分类】F16H3/64
【公开号】CN104896039
【申请号】CN201510099298
【发明人】E.W.梅勒, C.S.罗斯, J.M.哈特
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月6日
【公告号】DE102015102829A1, US20150252877
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