专利名称：具有发动机起动/停止使能器的多挡变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有多个齿轮组和扭矩传递装置的多挡变速器，所述扭矩传递装置可选择性地接合，以获得多个传动比。更具体地说，本发明涉及一种包括发动机起动/停止使能器的多挡变速器。
背景技术：
在该部分中的声明仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能或可能不构成现有技术。
典型的多挡变速器使用了多个扭矩传递机构的组合、行星齿轮布置和固定互连，以获得多个传动比。行星齿轮组的数量和物理布置一般受封装、成本和期望的速比支配。尽管当前的变速器达到了它们预期的目的，但对新的且改善的变速器构造的需求本质上是不变的，所述新的且改善的变速器构造具有改善的性能(尤其从效率、响应性和平稳性的观点来看)以及改善的封装(主要减小了尺寸和重量)。因此，存在对一种改善的、具有成本效益的、紧凑的多挡变速器的需求。
发明内容
—种变速器，包括输入构件；输出构件；多个扭矩传递机构，其能够选择性地接合，以在输入构件与输出构件之间建立至少四个前进挡速比和至少一个倒挡速比；和一个或多个闭锁，其与扭矩传递机构中的一个或多个扭矩传递机构相关联。所述一个或多个闭锁在起动事件期间或之前接合相应的扭矩传递机构。本发明还包括以下方案
I. 一种变速器，包括
输入构件；
输出构件；
多个扭矩传递机构，所述多个扭矩传递机构能够选择性地接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少四个前进挡速比和至少一个倒挡速比；以及
一个或多个闭锁，所述一个或多个闭锁与所述扭矩传递机构中的一个或多个扭矩传递机构相关联，其中所述一个或多个闭锁在起动事件期间或之前使相应的扭矩传递机构接
口 ο2.根据方案I所述的变速器，其中，所述多个闭锁为液压闭锁。3.根据方案I所述的变速器，其中，所述多个闭锁为机械闭锁。4.根据方案I所述的变速器，其中，所述一个或多个闭锁为两个闭锁。5.根据方案I所述的变速器，其中，所述一个或多个闭锁为三个闭锁。6.根据方案I所述的变速器，其中，所述一个或多个闭锁使所述扭矩传递机构中的一个或多个扭矩传递机构接合，并且通过使到所述相应的扭矩传递机构的流体压力增加来使第二扭矩传递机构或第三扭矩传递机构接合。
7.根据方案I所述的变速器，其中，所述一个或多个闭锁使所述扭矩传递机构中的一个或多个扭矩传递机构接合，并且通过使到所述相应的扭矩传递机构的流体体积增加来使第二扭矩传递机构或第三扭矩传递机构接合。8.根据方案7所述的变速器，其中，所述扭矩传递机构与液压控制系统连通，所述液压控制系统对到所述扭矩传递机构的体积流量进行调节。9.根据方案8所述的变速器，其中，变速器泵、蓄能器或辅助泵或者它们的组合在所述起动事件期间或之前向所述扭矩传递机构提供流量。10.根据方案8所述的变速器，其中，所述液压控制系统从控制器接收指令。
11.根据方案I所述的变速器，其中，所述多个扭矩传递机构是五个扭矩传递机构，并且其中使所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构接合以建立倒挡。12.根据方案I所述的变速器，其中，所述多个扭矩传递机构是五个扭矩传递机构，并且其中使所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构接合以建立第一挡。13.根据方案I所述的变速器，其中，所述多个扭矩传递机构是五个扭矩传递机构，并且其中使所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构接合以建立第二挡。14.根据方案I所述的变速器，其中所述多个扭矩传递机构能够以至少三个的组合的方式选择性地接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少四个前进挡速比和至少一个倒挡速比。15. 一种变速器，包括
输入构件；
输出构件；
多个扭矩传递机构，所述多个扭矩传递机构能够选择性地接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少八个前进挡速比和至少一个倒挡速比；以及
多个闭锁，所述多个闭锁与所述扭矩传递机构中的两个扭矩传递机构相关联，其中所述多个闭锁在起动事件期间或之前使所述相应的扭矩传递机构接合；
多个变力螺线管，所述多个变力螺线管中的至少一个变力螺线管与相应的力传递机构连通，以便对到所述扭矩传递机构的流体体积进行调节；以及控制器，所述控制器向所述多个变力螺线管提供指令。16.根据方案15所述的变速器，其中，所述多个闭锁为两个闭锁。17.根据方案15所述的变速器，其中，所述多个闭锁为三个闭锁。18.根据方案15所述的变速器，其中，所述多个扭矩传递机构是五个扭矩传递机构，并且其中使所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构接合以建立倒挡。19.根据方案15所述的变速器，其中，所述多个扭矩传递机构是五个扭矩传递机构，并且其中使所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构接合以建立第一挡。20.根据方案15所述的变速器，其中，所述多个扭矩传递机构是五个扭矩传递机构，并且其中使所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构接合以建立第二挡。更多的特征、优点和应用领域通过在此提供的说明将变得明显。应理解的是，所述说明和具体的示例仅用于例证的目的，而不旨在限制本发明的范围。
在此描述的附图仅用于例证目的，而不旨在以任何方式限制本发明的范围。附图中的部件不必按比例绘制，而是将重点放在图示本发明的原理上。此外，在附图中，相同的附图标记在全部视图中都标识对应的部件。在附图中
图I是根据本发明的变速器的示例的杠杆 图2是根据本发明的图I所示的变速器的示例的示意 图3是示出了具有发动机起动/停止使能器的变速器的框图；以及 图4是真值表，其关于通过图2的变速器获得的选定扭矩比列出了接合的扭矩传递机构。
具体实施方式
以下的说明本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本发明、其应用或使用。在开始时，应意识到的是，在所提供的特定示例中，本发明的八挡自动变速器在四个行星齿轮组的元件之间具有永久性机械连接的布置。这些机械连接一般与变速器实施例关联或联系。更具体地说，第一行星齿轮组的第一部件或元件永久地耦联至第二行星齿轮组的第一部件或元件。第一行星齿轮组的第二部件或元件永久地耦联至第四行星齿轮组的第三部件或元件。第二行星齿轮组的第三部件或元件永久地耦联至第三行星齿轮组的第三部件或元件。第三行星齿轮组的第二部件或元件永久地耦联至第四行星齿轮组的第二部件或元件。现在参考图1，其以杠杆图形式图示了用于机动车辆的八挡变速器10的实施例。杠杆图是对诸如自动变速器之类的机械装置的部件的示意性表示。每个单独的杠杆表示行星齿轮组，其中行星齿轮的三个基本机械部件分别由节点表示。因此，单个杠杆包含三个节点一个用于太阳齿轮、一个用于行星齿轮架、并且一个用于环形齿轮(或齿圈)。每个杠杆的节点之间的相对长度可用于表示每个相应齿轮组的环形齿轮与太阳齿轮的比率(ring-to-sun ratio)。这些杠杆比率又用于改变变速器的传动比，以便获得合适的比率和比率级进(ratio progression)。各个行星齿轮组的节点之间的机械稱联或互连由水平细线图示，并且诸如离合器和制动器之类的扭矩传递装置表示为交错的指状物。可在由Benford 和 Leising 写作的名称为“The Lever Analogy A New Tool in TransmissionAnalysis”的SAE论文810102中找到关于杠杆图的形式、目的和使用的更多说明，该文献在此以引用的方式全文并入。变速器10包括输入轴或构件12 ;第一行星齿轮组14，其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，其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，其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，其具有三个节点第一节点20a、第二节点20b和第三节点20c ;和输出轴或构件22。输入构件12耦联至第二行星齿轮组16的第二节点16a。第一行星齿轮组14的第一节点14a耦联至第二行星齿轮组16的第一节点16a。第一行星齿轮组14的第二节点14b耦联至第四行星齿轮组20的第三节点20c。第二行星齿轮组16的第三节点16c耦联至第三行星齿轮组18的第一节点18a。第三行星齿轮组18的第二节点18b耦联至第四行星齿轮组20的第二节点20b。输出构件22耦联至第四行星齿轮组20的第二节点20b。
第一扭矩传递机构24选择性地使第一行星齿轮组14的第三节点14c与静止元件或变速器壳体50连接。第二扭矩传递机构26选择性地使第一行星齿轮组14的第一节点14a与变速器壳体50连接。第三扭矩传递机构28选择性地使输入构件12和第二行星齿轮组16的第二节点16b与第四行星齿轮组20的第一节点20a连接。第四扭矩传递机构30选择性地使第二行星齿轮组16的第三节点16c和第三行星齿轮组18的第一节点18a与第四行星齿轮组20的第一节点20a连接。第五扭矩传递机构32选择性地使第三行星齿轮组18的第三节点18c与第四行星齿轮组20的第一节点20a连接。现在参考图2，该符号图示出了根据本发明的八挡变速器10的示例的示意性布局。在图2中，延续使用图I的杠杆图中的附图标记。对应地示出了离合器、制动器和耦联，然而，行星齿轮组的节点现在则示出为行星齿轮组的诸如太阳齿轮、环形齿轮、行星齿轮和行星齿轮架之类的部件。在本发明的示例中，第一行星齿轮组14是简单行星齿轮组。更具体地说，行星齿 轮组14包括太阳齿轮构件14a、环形齿轮构件14c和以可旋转的方式支撑一组行星齿轮14d (仅一个示出)的架构件14b。太阳齿轮构件14a被连接成与第一轴或互连构件34共同旋转。环形齿轮构件14c被连接成与第二轴或互连构件36共同旋转。架构件14b被连接成与第三轴或互连构件38共同旋转。行星齿轮14d被构造成与太阳齿轮构件14a和环形齿轮构件14c都互相啮合。在本发明的另一示例中，第二行星齿轮组16是简单行星齿轮组。更具体地说，行星齿轮组16包括太阳齿轮构件16a、环形齿轮构件16c和以可旋转的方式支撑一组行星齿轮16d (仅一个示出)的架构件16b。太阳齿轮构件16a被连接成与第一轴或互连构件34共同旋转。环形齿轮构件16c被连接成与第四轴或互连构件40共同旋转。架构件16b被连接成与输入轴12共同旋转。行星齿轮16d被构造成与太阳齿轮构件16a和环形齿轮构件16c都互相啮合。在本发明的又一示例中，第三行星齿轮组18是简单行星齿轮组。更具体地说，行星齿轮组18包括太阳齿轮构件18a、环形齿轮构件18c和以可旋转的方式支撑一组行星齿轮18d (仅一个示出)的架构件18b。太阳齿轮构件18a被连接成与第四轴或互连构件40共同旋转。环形齿轮构件18c被连接成与第五轴或互连构件42共同旋转。架构件18b被连接成与第六轴或互连构件44共同旋转。行星齿轮18d被构造成与太阳齿轮构件18a和环形齿轮构件18c都互相啮合。在本发明的又一示例中，第四行星齿轮组20是简单行星齿轮组，其包括太阳齿轮构件20a、环形齿轮构件20c和以可旋转的方式支撑一组行星齿轮20d (仅一个示出)的架构件20b。太阳齿轮构件20a被连接成与第七轴或互连构件46共同旋转。环形齿轮构件20c被连接成与第三轴或互连构件38共同旋转。架构件20b被连接成与第六轴或互连构件44和输出轴22共同旋转。行星齿轮20d被构造成与太阳齿轮构件20a和环形齿轮构件20c互相哨合。输入轴或构件12优选持续地连接至发动机、或者连接至变矩器的涡轮、或者连接至电动机。输出轴或构件22优选与最终传动单元或分动箱(未示出)持续地连接。诸如第一、第二、第三、第四和第五离合器24、26、28、30和32之类的扭矩传递机构允许轴或互连构件34-46、行星齿轮组14-20的构件和壳体50的选择性互连。例如，第一离合器24可选择性地接合，以使第二轴或互连构件36与静止元件、地或变速器壳体50连接。第二离合器26可选择性地接合，以使第一轴或互连构件34与静止元件、地或变速器壳体50连接。第三离合器28可选择性地接合，以使输入轴或构件12与第七轴或互连构件46连接。第四离合器30可选择性地接合，以使第五轴或互连构件42与第七轴或互连构件46连接。第五离合器32可选择性地接合，以使第四轴或互连构件40与第七轴或互连构件46连接。现在参考图2和图4，将描述对八挡变速器10的示例的操作。应意识到的是，变速器10能够以至少八个前进挡速度状态或扭矩比和至少一个倒挡速度状态或扭矩比将扭矩从输入轴或构件12传递至输出轴或构件22。如以下将说明地，通过扭矩传递机构(即，第一、第二、第三、第四和第五离合器24、26、28、30、32)中的一个或多个的接合来获得每个前进挡和倒挡速度状态或扭矩比。图4是示出了被启动或接合(以X表示)以获得各种挡位状态的扭矩传递机构的各种组合的真值表。例如，为了建立倒挡挡位状态，第一离合器24接合或启动(X)，并且第二和第四离 合器26和30接合或启动(X)。第一离合器24在接合模式下使第二轴或互连构件36与静止元件、地或变速器壳体50连接。第二离合器26使第一轴或互连构件34与静止元件或变速器壳体50连接。第四离合器30使第五轴或互连构件42与第七轴或互连构件46连接。为了建立第一挡挡位状态1st，第一、第二和第三离合器24、26、28接合或启动(X)。第一离合器24使第二轴或互连构件36与静止元件或变速器壳体50连接。第二离合器26使第一轴或互连构件34与静止元件或变速器壳体50连接。第三离合器28使输入轴或构件12与第七轴或互连构件46连接。为了建立第二挡挡位状态，第一、第二和第五离合器24、26和32接合或启动(X)。第一离合器24使第二轴或互连构件36与静止元件或变速器壳体50连接。第二离合器26使第一轴或互连构件34与静止元件或变速器壳体50连接。第五离合器32使第四轴或互连构件40与第七轴或互连构件46连接。为了建立第六挡挡位状态，使第一离合器24脱离，并使第三、第四和第五离合器28、30、32接合或启动(X)。离合器24在脱离模式下用作第二轴或互连构件36与静止元件或变速器壳体50之间的传统的单向离合器。第三离合器28使输入轴或构件12与第七轴或互连构件46连接。第四离合器30使第五轴或互连构件42与第七轴或互连构件46连接。第五离合器32使第四轴或互连构件40与第七轴或互连构件46连接。同样地，如图5所示，通过离合器接合的不同组合来获得八个前进挡速度状态。还参考图3，变速器10包括发动机起动/停止使能器，所述发动机起动/停止使能器具有与第二离合器26相关联的闭锁72和与第一离合器24相关联的一对闭锁74和76。变速器还包括具有第一变力螺线管64、第二变力螺线管66、第三变力螺线管60、第四变力螺线管62、第五变力螺线管70和第六变力螺线管68的液压控制系统59。在图3所示的特定布置中，第一离合器24与第一和第二变力螺线管64和66连通。第二离合器26与第三变力螺线管60连通。第三离合器28与第四变力螺线管62连通。第四离合器30与第五变力螺线管70连通，并且第五离合器32与第六变力螺线管68连通。尽管第一离合器24与一对闭锁以及相应的一对变力螺线管相关联，但在有些布置中，单个闭锁和单个变力螺线管与第一离合器24相关联。
还应指出的是，在某些类型的布置中可使用其他液压控制系统。例如，在各种布置中，液压控制系统59例如包括可变泄放螺线管或开/关装置或任何其他合适的装置，以便通过选择性地将液压流体传送至各扭矩传递机构来选择性地使扭矩传递机构60、62、64、66,68和70接合。变力螺线管继而与变速器泵或蓄能器80或辅助泵连通，并从控制器90接收指令。控制器90可与机动车辆的发动机、变速器或混合动力控制模块相关联。当机动车辆停下来时，机动车辆典型地以第一挡、第二挡或倒挡再次起动。也就是说，对于倒挡而言，离合器24、26和30接合；对于第一挡而言，离合器24、26和28接合；或者对于第二挡而言，离合器24、26和32接合。这样，机动车辆准备再次起动时，变速器泵一般将大小设置成在车辆停止之后向离合器24、26、28、30和32泵送足够的压力，使得当不采用闭锁72、74和76时，在车辆再次起动时能容易地使离合器28、30和32中的一个以及离合器24和26接合。替代性地,蓄能器80将大小设置成向离合器28、30和32中的一个以及离合器24和26提供足够的流体体积和流量，像通过相应的变力螺线管60、62、64、66、68·和70调节的那样。替代性地，可代替蓄能器而采用辅助泵，以向液压控制系统59中的装置提供合适的液压流体压力，从而选择性地使扭矩传递机构24、26、28、30和32接合。在有些布置中，变速器泵、蓄能器80和辅助泵中的两个的组合或全部向扭矩传递机构提供流量。在实施了闭锁72、74和76的情况下(其中，所述闭锁72、74和76可以是机械闭锁或液压闭锁或者任何其他合适的机构，并且可在控制器90的控制下)，离合器24和26可被认为是保持的离合器(holding clutch)。也就是说,在起动事件之前或在起动事件时,启动闭锁72、74和76，以便使离合器24和26接合。这样，变速器泵或蓄能器80或辅助泵仅需要提供使离合器28、30和32中的一个接合的足够压力或足够体积，以便用于第一挡、倒挡或第二挡。总之，借助于闭锁72、74和76，变速器泵或蓄能器器80或辅助泵将大小设置成为起动事件给一个离合器提供压力或流体体积，然而，在没有闭锁72、74和76的情况下，变速器泵或蓄能器80或辅助泵将大小设置成为起动事件给三个离合器提供压力或流体体积。应指出的是，闭锁72、74和76的使用不局限于八挡变速器。这些闭锁可被实现到具有较少挡位的变速器中，诸如例如具有四个、五个、六个或七个前进挡的变速器(后轮驱动和前轮驱动)。此外，这些闭锁可被实现到具有超过八个挡位的变速器中，诸如例如具有九个、十个或更多个前进挡的变速器。本发明的说明本质上仅是示例性的，并且没有偏离本发明要旨的变体被认为是在本发明的范围内。这样的变体被认为没有偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种变速器，包括 输入构件； 输出构件； 多个扭矩传递机构，所述多个扭矩传递机构能够选择性地接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少四个前进挡速比和至少一个倒挡速比；以及 一个或多个闭锁，所述一个或多个闭锁与所述扭矩传递机构中的一个或多个扭矩传递机构相关联，其中所述一个或多个闭锁在起动事件期间或之前使相应的扭矩传递机构接入口 O
2.根据权利要求I所述的变速器，其中，所述多个闭锁为液压闭锁。
3.根据权利要求I所述的变速器，其中，所述多个闭锁为机械闭锁。
4.根据权利要求I所述的变速器，其中，所述一个或多个闭锁为两个闭锁。
5.根据权利要求I所述的变速器，其中，所述一个或多个闭锁为三个闭锁。
6.根据权利要求I所述的变速器，其中，所述一个或多个闭锁使所述扭矩传递机构中的一个或多个扭矩传递机构接合，并且通过使到所述相应的扭矩传递机构的流体压力增加来使第二扭矩传递机构或第三扭矩传递机构接合。
7.根据权利要求I所述的变速器，其中，所述一个或多个闭锁使所述扭矩传递机构中的一个或多个扭矩传递机构接合，并且通过使到所述相应的扭矩传递机构的流体体积增加来使第二扭矩传递机构或第三扭矩传递机构接合。
8.根据权利要求7所述的变速器，其中，所述扭矩传递机构与液压控制系统连通，所述液压控制系统对到所述扭矩传递机构的体积流量进行调节。
9.根据权利要求8所述的变速器，其中，变速器泵、蓄能器或辅助泵或者它们的组合在所述起动事件期间或之前向所述扭矩传递机构提供流量。
10.一种变速器，包括 输入构件； 输出构件； 多个扭矩传递机构，所述多个扭矩传递机构能够选择性地接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少八个前进挡速比和至少一个倒挡速比；以及 多个闭锁，所述多个闭锁与所述扭矩传递机构中的两个扭矩传递机构相关联，其中所述多个闭锁在起动事件期间或之前使所述相应的扭矩传递机构接合； 多个变力螺线管，所述多个变力螺线管中的至少一个变力螺线管与相应的力传递机构连通，以便对到所述扭矩传递机构的流体体积进行调节；以及控制器，所述控制器向所述多个变力螺线管提供指令。
全文摘要
本发明涉及具有发动机起动/停止使能器的多挡变速器。具体地，提供了一种变速器，包括输入构件；输出构件；多个扭矩传递机构，其可选择性地接合，以在输入构件与输出构件之间建立至少四个前进挡速比和至少一个倒挡速比；和一个或多个闭锁，其与扭矩传递机构中的一个或多个扭矩传递机构相关联。所述一个或多个闭锁在起动事件期间或之前使相应的扭矩传递机构接合。
文档编号F16H3/66GK102954162SQ20121030411
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者C.M.博肯斯特特, R.L.摩西, C.E.梅林, Z.J.张 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司