专利名称：八档自动变速器的制作方法
八档自动变速器
本申请要求于2007年3月29日提交的美国临时申请No.60/908， 799的优先权。上述申请的内容通过参考并入本文。技术领域
本发明总地涉及具有多个行星齿轮组和多个扭矩传递装 置的多档自动变速器，尤其涉及具有四个行星齿轮组和多个扭矩传递 装置的八档自动变速器。
背景技术：
在本发明的一方面，所述五个扭矩传递装置的第二个可 有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组的所述第三元件与所述第三 行星齿轮组的所述第二元件互连。
在本发明的一方面，所述五个4丑矩传递装置的第四个可 有选择地接合，以将所述第四行星齿轮组的所述第二元件与所述固定 元件接合。[OO"
在本发明的一方面，所述五个^旦矩传递装置的第五个可 有选择地接合，以将所述第四行星齿轮组的所述第三元件和所述输出 元件中的至少 一个与所述第二行星齿轮组的所述第 一元件互连。
在本发明的一方面，所述固定元件为变速器壳体。
参考下面的描述和附图，可清楚本发明的其它方面、特征和优点，附图中相同的附图标记指的是相同的组件、元件或特征。
本文所示的附图仅〗又是示意性目的，而不是以任<可方式 限制本公开的范围。
图2为根据本发明的八档自动变速器的实施例的简图；以及
图3为示出图1和2内所示自动变速器各可用前进档或 倒档中的各种扭矩传递离合器和制动器的接合状态的真值表。
具体实施方式
首先，应当理解，在提供的具体实施例中，本发明的八 档自动变速器在四个行星齿轮组的元件之间布置有固定机械连接。第 一行星齿轮组的第 一组件或元件固定地连接到第二行星齿轮组的第一 组件或元件上。第一行星齿轮组的笫二组件或元件固定地连接到第二 行星组的第二组件或元件上。第二行星齿轮组的第三组件或元件也固 定地连接到第三行星齿轮组的第三组件或元件上。第三行星齿轮组的 第 一组件或元件固定地连接第四行星齿轮组的第 一组件或元件上。
图1以杆图形式示出八档自动变速器10的第一实施例。 杆图为机械装置(例如自动变速器)的组件的示意表示。每个单独的 杆表示一个行星齿轮组，其中行星齿轮组的三个基本机械组件各由一 个节点表示。因此， 一个杆包含三个节点 一个用于中心齿轮， 一个 用于行星齿轮架， 一个用于齿圈。各杆节点之间的相对长度可用于表 示各相应齿轮组的齿圈相对于中心齿轮的传动比。而这些杆长比用来 改变变速器的传动比，以获得适当的传动比和传动比系列。各行星齿 轮组的节点之间的机械联接或互连由细水平线表示，扭矩传递装置(例 如，离合器和制动器)显示为交错的指形物。如果该装置为制动器， 那么一组该指形物接地。在SAE Paper 81 01 02中可找到杆图的形式、 目的及使用的进一步说明，其内容通过参考并入本文。
自动变速器10包括输入轴或元件12;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;及输出轴或元件22。
第一行星齿轮组14的第一节点14A连接到第二行星齿轮 组16的第一节点16A。第一行星齿轮组14的第二节点14B连接到第二 行星齿轮组16的第二节点16B上。第二行星齿轮组16的第三节点16C 连接到第三行星齿轮组18的第三节点18C。第三行星齿轮组18的第一 节点18A连接到第四行星齿轮组20的第一节点2QA。第一行星齿轮组 14的第二节点14B和第二行星齿轮组16的第二节点16B连接到输入轴 或元件12。输出轴或元件22连接到第四行星齿轮组2 0的第三节点20C。
现在参考图2，符号图示出了根据本发明的八档变速器 10的实施例的示意布局图。图2中，继续使用图1中杆图的附图标记。 对应地示出离合器、制动器及连接，但行星齿轮组的节点现在显示为 行星齿轮组的组件，例如中心齿轮、齿圏、行星齿轮和行星齿轮架。
例如，行星齿4仑组14为包括齿圏元件14A、行星齿轮架 元件14B和中心齿轮元件14C的行星齿轮组。齿圏元件14A与第一互 连轴或元件42连接以共同旋转。行星齿轮架元件14B可旋转地支撑一 组行星齿轮14D(只示出一个)，并与输入轴或元件12连接以共同旋转。 中心齿轮元件14C与第二互连轴或元件44连接以共同旋转。各行星齿 轮14D构造成与中心齿轮元件14C和齿圏元件14A都啮合。
行星齿轮组16为包括中心齿轮元件16C、可旋转地支撑 一组行星齿轮16D的行星架元件16A和齿圏元件16B的行星齿^仑组。 中心齿轮元件16C与第三互连轴或元件46连接以共同旋转。行星架元 件16A与第一互连轴或元件42连接以共同旋转。齿圈元件16B与输入 轴或元件12连接以共同旋转。各行星齿轮16D构造成与中心齿轮元件 16C和齿圏元件16B啮合。
行星齿轮组18为包括中心齿轮元件18C、齿圈元件18B 和可旋转地支撑第一组行星齿轮18D的行星架元件18A的行星齿轮组。 中心齿轮元件18C与第三互连轴或元件46连接以共同旋转。齿圈元件 18B与第四互连轴或元件48和第五互连轴或元件52连接以共同旋转。 行星架元件18A与第六互连轴或元件54和第七互连轴或元件56连接 以共同旋转。各行星齿轮18D构造成与中心齿轮元件18C和齿圈元件 18B啮合。
行星齿4仑组20为包括中心齿4仑元件20B、齿圈元件20C 和可旋转地支撑第一组行星齿轮20D及第二组行星齿轮20E的行星架 元件20A的行星齿轮组。中心齿轮元件20B与第八互连轴或元件58连 接以共同旋转。齿圏元件20C与输出轴或元件22连接以共同旋转。行 星架元件20A与第七互连轴或元件56连接以共同旋转。第一组行星齿 轮20D构造成与中心齿轮元件20B和第二组行星齿轮20E都啮合。第 二组行星齿轮20E构造成与齿圈元件20C和第一组行星齿轮20D都啮 合。
现在参考图2和3，描述八档自动变速器10的实施例的 操作。应当理解，自动变速器10能够将扭矩从输入轴或元件l2以至 少八个前进档或前进扭矩比和至少一个倒档或倒车扭矩比传递到输出 轴或元件22。通过扭矩传递装置(即，第一离合器28、第二离合器30、 第三离合器34、第一制动器26和第二制动器32 )中一个或多个的接 合来得到各前进档和倒档或前进和倒车扭矩比，如下所述。图3为示 出扭矩传递装置为获得各种档位状态而起用或接合的各种组合的真值 表。尽管还示出了各种档位状态实际的数值传动比，但是应当理解， 这些数值只是示意性的，其可在很大范围内进行调整，以适应自动变 速器10的各种应用和操作标准。图3中示出了使用本发明实施例可获 得的传动比的实例。当然，依据所选的齿轮直径、齿数和齿轮结构可 获得其它传动比。
为建立传动比，对每个档位状态有三个扭矩传递装置接 合。接合的扭矩传递装置由各相应行中的"X"表示。为建立倒档，第 一制动器26、第二制动器32和第三离合器34接合或起用。第一制动 器26将第四互连轴或元件48连接到变速器壳体50上，以限制轴或元 件48相对于壳体50的旋转。第二离合器32将第八互连轴或元件" 连接到变速器壳体50上，以限制轴或元件58相对于壳体50的旋转。 第三离合器34将输出轴或元件22连接到行星架16A。同样，通过离合 器接合的不同组合可获得八个前进档，如图3中所示。
应当理解，前面对八档自动变速器10的^t喿作和档位状态 的描述假定首先，所给出档位状态中所有未明确提及的离合器和制 动器都不起用或不接合；其次，在换档期间，即，在至少相邻的档位 状态之间改变档位状态期间，在两个档位状态中都接合的或起用的离 合器或制动器将保持接合或起用。[0038本发明的描述实质上仅仅是示意性的，不脱离本发明的 要点的变形也在本发明的范围内。这种变形并不认为是偏离了本发明 的实质和范围。
权利要求
1.一种变速器，包括输入元件；输出元件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有第一、第二和第三元件；第一互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第一元件与所述第二行星齿轮组的所述第一元件持续地互连；第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第二元件与所述第二行星齿轮组的所述第二元件持续地互连；第三互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述第三元件与所述第三行星齿轮组的所述第三元件持续地互连；第四互连元件，其将所述第三行星齿轮组的所述第一元件与所述第四行星齿轮组的所述第一元件持续地互连；以及五个扭矩传递装置，这些扭矩传递装置可有选择地接合，以将所述第一、第二和第三元件中的一个与所述第一元件、第二元件、第三元件的其他元件和固定元件中的至少一个互连；并且其中所述扭矩传递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组合进行接合，以在所述输入元件与所述输出元件之间建立至少八个前进档和至少一个倒档。
2. 如权利要求l所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 一个可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第二元件与所 述固定元件互连。
3. 如权利要求2所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 二个可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组的所述第三元件与所 述第三行星齿轮组的所述第二元件互连。
4. 如权利要求3所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 三个可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组的所述第三元件与所 述第三行星齿轮组的所述第 一元件互连。
5. 如权利要求4所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 四个可有选择地接合，以将所述第四行星齿轮组的所述第二元件与所 述固定元件互连。
6. 如权利要求5所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 五个可有选择地接合，以将所述第四行星齿轮组的所述第三元件和所 述输出元件中的至少 一个与所述第二行星齿轮组的所述第 一元件互 连。
7. 如权利要求l所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述 第三元件、所述第二行星齿轮组的所述第三元件、所述第三行星齿轮 组的所述第三元件及所述第四行星齿轮组的所述第二元件为中心齿 轮，所述第二、第三和第四行星齿轮组的所述第一元件及所述第一行 星齿轮组的所述第二元件为行星架元件，所述第一行星齿轮组的所述 第一元件、所述第二行星齿轮组的所述第二元件、所述第三行星齿轮 组的所述第二元件及所述第四行星齿轮组的所述第三元件为齿圏。
8. 如权利要求l所述的变速器，其中所述输入元件与所述第一行 星齿轮组的所述第二元件和所述第二行星齿轮组的所述第二元件中的 至少一个持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所述第 三元件持续地互连。
9. 如权利要求l所述的变速器，其中所述扭矩传递装置中的两个 为制动器，所述扭矩传递装置中的三个为离合器。
10. 如权利要求l所述的变速器，其中所述固定元件为变速器壳体。
11. 一种变速器，包括 输入元件； 输出元件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有第 一、第二和第三元件，其中所述输入元件与所述第一行星齿轮组的所 述第二元件和所述第二行星齿轮组的所述第二元件中的至少一个持续 地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所述第三元件持续地 互连；第一互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第一元件与所述 第二行星齿轮组的所述第一元件持续地互连；第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第二元件与所述 第二行星齿轮组的所述第二元件持续地互连；第三互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述第三元件与所述 第三行星齿轮组的所述第三元件持续地互连；第四互连元件，其将所述第三行星齿轮组的所述第一元件与所述第四行星齿轮组的所述笫 一 元件持续地互连；第一扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第二元件与所述固定元件互连；第二扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮 组的所述第三元件与所述第三行星齿轮组的所述第二元件互连；第三扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮 组的所述第三元件与所述第三行星齿轮组的所述第一元件互连；第四扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第四行星齿轮 组的所述第二元件与所迷固定元件互连；以及第五扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第四行星齿轮 组的所述笫三元件和所述输出元件中的至少一个与所述第二行星齿轮 组的所述第一元件互连；并且其中所述扭矩传递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组 合进行4妻合，以在所述输入元件与所述4命出元件之间建立至少/乂个前 进档和至少一个倒档。
12. 如权利要求ll所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所 述第三元件、所述第二行星齿轮组的所述第三元件、所述第三行星齿 轮组的所述第三元件及所述第四行星齿轮组的所述第二元件为中心齿 轮，所述第二、第三和第四行星齿轮组的所述第一元件及所述第一行 星齿轮组的所述第二元件为行星架元件，所述第一行星齿轮组的所述 第一元件、所述第二行星齿轮组的所述第二元件、所述第三行星齿轮 组的所述笫二元件及所述第四行星齿轮组的所述第三元件为齿圏。
13. 如权利要求ll所述的变速器，其中所述固定元件为变速器壳体。
14. 一种变速器，包括 输入元件； 输出元件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有中 心齿轮、行星架元件和齿圈，其中所述输入元件与所述第一行星齿轮 组的所述行星架元件和所述第二行星齿轮组的所述齿圏元件中的至少 一个持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所述齿圈元件持续地互连；第一互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述齿圏元件与所述 第二行星齿轮组的所述行星架元件持续地互连；第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述行星架元件与所 述第二行星齿轮组的所述齿圏元件持续地互连；第三互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述中心齿轮元件与 所述第三行星齿轮组的所述中心齿轮元件持续地互连；第四互连元件，其将所述第三行星齿轮组的所述行星架元件与所 述第四行星齿轮组的所述行星架元件持续地互连；第一扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮 组的所述齿圏元件与所述固定元件互连；第二扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮 组的所述中心齿轮元件与所述第三行星齿轮组的所述齿圏元件互连；第三扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮 组的所述中心齿轮元件与所述第三行星齿轮组的所述行星架元件互 连；第四扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第四行星齿轮 组的所述中心齿轮元件与所述固定元件互连；以及第五扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第四行星齿轮 组的所述齿圈元件和所述输出元件中的至少一个与所述第二行星齿轮 组的所述行星架元件互连；并且其中所述扭矩传递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组 合进行接合，以在所述输入元件与所述输出元件之间建立至少八个前 进档和至少一个倒档。
15.如权利要求14所述的变速器，其中所述固定元件为变速器壳体。
全文摘要
提供了一种自动变速器，具有输入元件、输出元件、四个行星齿轮组、多个连接元件和多个扭矩传递装置。各行星齿轮组包括第一、第二和第三元件。所述扭矩传递装置可包括离合器和制动器。
文档编号F16H57/10GK101275636SQ20081008858
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月28日 优先权日2007年3月29日
发明者A·W·菲利普斯, C·E·凯里, J·M·哈特, M·拉哈文, S·H·维特科普 申请人:通用汽车环球科技运作公司