多级自动变速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种以行星结构方式的多级自动变速器，尤其是用于机动车的多级自 动变速器，其包括驱动轴、从动轴、四个经由三个联接轴相互耦联的行星轮组以及至少六个 切换元件。
【背景技术】
[0002] -般性的以行星结构方式的可自动切换的车辆变速器在现有技术中已经被多次 描述并且经历不断的发展和改进。因此所述变速器应具有足够数量的前进挡以及倒车挡、 非常好地适用于机动车的的传动比，高的速比范围、有利的各挡速比间隔和对于应用情况 足够大的起动传动比。此外，所述变速器应需要尽可能小的构造耗费，尤其少量的切换元件 并且在按顺序换挡方式中避免所谓的成组切换，使得在切换到下一较高的或下一较低的挡 时分别仅断开一个之前闭合的切换元件并且闭合一个之前断开的切换元件。
[0003] 这种多挡自动变速器例如从申请人的DE102005002337A1中得知。其主要包括驱动 轴、从动轴、总计四个单行星轮组和五个切换元件。通过选择性地闭合五个构成为离合器和 制动器的切换元件中的三个切换元件，在没有成组切换的情况下能够接通总共八个前进 挡。
[0004] 从申请人的DE102007055808A1中已知从DE102005002337A1中已知的八挡自动变 速器的改进方案。通过将附加的第六切换元件运动学地联接到现有的齿轮组系统中（具体 而言在变速器的两个现有的轴之间的动力流中），能构成两个附加的前进挡。现在通过该构 成为离合器的附加的第六切换元件，能将一个联接轴与能够通过闭合之前现有的五个切换 元件中的第五切换元件而锁止的第二行星轮组连接，所述联接轴将能够与壳体连接的第一 行星轮组与同从动轴连接的第三行星轮组持久地相互连接。该附加的第六切换元件结合五 个切换元件中的之前现有的第四切换元件也能够实现锁止与从动轴连接的第三行星轮组。 新的挡在其传动比方面位于八挡变速器的至今为止的第五和第六挡之间和至今为止的第 六和第七挡之间。
[0005] 从申请人的DE102009001253B3中已知从DE102005002337A1中已知的八挡自动变 速器的另一改进方案。在此，通过在驱动轴和能够通过闭合之前现有的五个切换元件中的 第五切换元件而锁止的第二行星轮组之间的动力流中添加构成为离合器的第六切换元件 而构成附加的前进挡，所述前进挡的传动比大于八挡变速器的至今为止的第一挡，即附加 的起动挡低于八挡变速器的至今为止的第一挡。
[0006] 从US8，007，394B2中已知具有四个单行星轮组和六个切换元件的另一个十挡自动 变速器，其与DE102007055808A1的齿轮组系统区别仅在于三个结构细节。首先，在US8,007， 394B2中从动轴仅与第三行星轮组的行星架连接，因此不存在DE102007055808A1中提出的 在第三行星轮组的行星架和第二行星轮组的行星架之间的动力流中的离合器。其次，在 US8,007,394B2中在第四行星轮组的齿圈和第二行星轮组的太阳轮之间设有可切换的连接 部，取代在DE102007055808A1中提出的第四行星轮组的齿圈与第二行星轮组的太阳轮的持 久耦联。第三，在US8,007,394B2中在第四行星轮组的齿圈和第二行星轮组的行星架之间的 动力流中设有离合器。US8,007,394B2的变速器的运动学要求，为了在不成组切换的情况下 接通十个前进挡，在每个挡中分别闭合六个切换元件中的四个切换元件。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是，改进具有总计四个行星轮组的在开头提出类型的多级变速器。 在此，变速器除了高的挡位数以外在驾驶性能方面应具有可接受的挡位分级以及大的速比 范围，并且在主驾驶挡中具有良好的效率(即相对小的拖曳损失和啮合损失）。
[0008] 根据本发明，所述目的通过具有权利要求1所述特征的或具有权利要求3所述的特 征的自动变速器得以实现。其它有利的设计方案和改进方案在从属权利要求中得出。
[0009] 因此，在根据本发明的第一解决方案中提出一种以行星结构方式的自动变速器， 所述自动变速器具有驱动轴、从动轴、四个单行星轮组和六个切换元件，所述切换元件的选 择性接合引起在驱动轴和从动轴之间的不同的传动比。在根据本发明的第二解决方案中设 有附加的第七切换元件。四个单行星轮组经由三个联接轴相互连接，其中第一联接轴将第 一行星轮组与第四行星轮组持久连接，第二联接轴将第二行星轮组与第三行星轮组持久连 接，并且第三联接轴将第三行星轮组与第一行星轮组持久连接。驱动轴与第四行星轮组持 久连接，而从动轴与第三行星轮组持久连接。
[0010] 关于将第六切换元件耦联到行星轮组上，在本发明的自动变速器中提出：第一行 星轮组与两个切换元件直接连接，第二行星轮组与四个切换元件直接连接，第三行星轮组 与两个切换元件直接连接，第四行星轮组与四个切换元件直接连接。关于将切换元件耦联 到变速器的驱动端和从动端上提出：驱动轴与六个切换元件中的一个切换元件直接连接， 并且从动轴同样与六个切换元件中的一个切换元件直接连接。
[0011] 如果如同在根据本发明的第二解决方案中那样设有附加的第七切换元件，那么第 一行星轮组与两个切换元件直接连接，第二行星轮组与五个切换元件直接连接，第三行星 轮组与两个切换元件直接连接，第四行星轮组与五个切换元件直接连接，驱动轴与两个切 换元件直接连接，并且从动轴与一个切换元件直接连接。
[0012] 在此，在表述"直接连接"之下结合将切换元件耦联到行星轮组上可理解，相应的 切换元件的输入或输出元件经由无相对转动的或转动弹性的连接直接耦联到相应的行星 轮组的元件之一上，使得在所述行星轮组元件和所述输入或输出元件之间始终存在固定的 转速关系。
[0013]结合将切换元件耦联到轴上，在表述"直接连接"之下可理解，相应的切换元件的 输入或输出元件经由无相对转动的或转动弹性的连接直接地与相应的轴连接，使得在所述 轴和所述切换元件的输入或输出元件之间存在固定的转速关系。
[0014] 结合将一个行星轮组耦联到另一行星轮组上，在表述"直接连接"之下可理解，一 个相应的行星轮组的元件之一经由无相对转动的或转动弹性的连接直接地与相应的另一 行星轮组的元件之一连接，使得在所述轴和所述切换元件的输入或输出元件之间存在固定 的转速关系。
[0015] 因此，在根据本发明的第一解决方案中提出的自动变速器与从DE102005002337A1 中已知的变速器的区别一方面在于切换元件的数量(现在为六个而非五个），另一方面也在 于第二行星轮组现在与四个(而非与仅三个)切换元件直接连接，并且第四行星轮组现在同 样与四个(而非与仅三个)切换元件直接连接。在根据本发明的第二解决方案中提出的自动 变速器与从DE102005002337A1中已知的变速器的区别在于，切换元件的数量(现在为七个 而非五个），并且第二行星轮组现在与五个(而非与仅三个)切换元件直接连接，并且第四行 星轮组现在同样与五个(而非与仅三个)切换元件直接连接。
[0016] 根据本发明的自动变速器与从DE102007055808A1中已知的变速器的区别在于，与 从动轴连接的第三行星轮组与仅两个(而非与四个)切换元件直接连接。
[0017] 根据本发明的自动变速器与从DE102009001253A1中已知的变速器的区别在于，与 从动轴连接的第三行星轮组与仅两个(而非与三个)切换元件直接连接。
[0018] 根据本发明的自动变速器与从US8，007，394B2中已知的变速器的区别在于，从动 轴与六个切换元件之一(而非不与其中任一个)直接连接，并且第一行星轮组与六个切换元 件的仅两个(而非与三个)直接连接。
[0019] 因此，根据本发明的自动变速器相对于现有技术具有完全独立的运动学。以有利 的方式能够接通至少九个前进挡和一个倒车挡。
[0020] 优选地，在根据本发明的自动变速器中提出，
[0021] -第一切换元件与第一和第四行星轮组直接连接；
[0022] -第二切换元件与第一行星轮组直接连接；
[0023]-第三切换元件与第二、第三和第四行星轮组和驱动轴直接连接；
[0024]-第四切换元件与第二和第三行星轮组和从动轴直接连接；
[0025] -第五切换元件与第二和第四行星轮组直接连接；
[0026] -第六切换元件与第二和第四行星轮组直接连接。
[0027] 如果设有附加的第七切换元件，那么所述第七切换元件与驱动轴并且与第二行星 轮组直接连接。以有利的方式可行的是，附加的第七切换元件安装在对于根据本发明的具 有六个切换元件的变速器所需的相同的结构空间中或者仅稍大的结构空间中。
[0028]在表述"直接连接"之下又可理解，相应的切换元件的输入或输出元件经由无相对 转动的或者转动弹性的连接直接耦联到相应的行星轮组的元件之一上，使得在所述行星轮 组和所述输入或输出元件之间始终存在固定的转速关系。
[0029] 优选的是，第四切换元件与第五切换元件直接连接。优选的是，第五切换元件也与 第六切换元件直接连接。
[0030] 四个行星轮组中的每个行星轮组具有三个元件，即一个太阳轮、一个齿圈和一个 带有可旋转地支承在其上的行星轮的行星架。
[0031] 全部四个行星轮组能够构成为所谓的负传动比行星轮组，所述负传动比行星轮组 的相应的行星轮与相应的行星轮组的太阳轮和齿圈啮合。
[0032] 替选于具有四个负传动比单行星轮组的齿轮组系统的实施方案，能够由所谓的正 传动比行星轮组代替各个负传动比行星轮组。已知的是，正传动比行星轮组具有行星架与 可转动地支承在其上的内行星轮和外行星轮，其中每个内行星轮分别与正传动比行星轮组 的外行星轮和太阳轮啮合，而每个外行星轮分别与正传动比行星轮组的内行星轮和齿圈啮 合。替选于具有四个正传动比单行星轮组的齿轮组系统的实施方案，也能够将多个负传动 比行星轮组由正传动比行星轮组代替。
[0033]为了确保要求保护的齿轮组系统的相同的运动学而提出：
[0034]-每个负传动比行星轮组的第一元件和每个正传动比行星轮组的第一元件构成为 太阳轮；
[0035]-每个负传动比行星轮组的第二元件构成为行星架，而每个正传动比行星轮组的 第二元件构成为齿圈;并且
[0036]-每个负传动比行星轮组的第三元件构成为齿圈，而每个正传动比行星轮组的第 三元件构成为行星架。
[0037] 在本发明的另外的设计方案中能够设有下述特征中的单个或多个：
[0038] -第一和第二切换元件都与变速器的壳体直接连接。
[0039] -第二行星轮组能够通过同时闭合切换元件中的两个切换元件(尤其通过同时闭 合第五和第六切换元件）锁止(在锁止状态下，所述行星轮组的太阳轮、行星架和齿圈的转 速已知是相同的）。
[0040] -第一联接轴将第一行星轮组的第一元件与第四行星轮组的第一元件持久连接。
[0041] -第二联接轴将第二行星轮组的第三元件与第三行星轮组的第一元件持久连接。
[0042] -第三联接轴将第三行星轮组的第三元件与第一行星轮组的第二元件持久连接。
[0043] -驱动轴与第四行星轮组的第二元件持久连接。
[0044] -从动轴与第三行星轮组的第二元件持久连接。
[0045] 本发明的另外的设计方案的下述特征涉及将各个切换元件耦联到变速器的动力 流中：
[0046] -第一切换元件能够设置在位于第一行星轮组的第一元件和壳体之间的动力流 中。
[0047] -第二切换元件能够设置在位于第一行星轮组的第一元件和壳体之间的动力流 中。
[0048]-第三切换元件能够设置在位于第三行星轮组的第一元件和驱动轴之间的动力流 中。
[0049] -第四切换元件能够设置在位于第二行星轮组的第二元件和第三行星轮组的第二 元件之间的动力流中。
[0050] -第五切换元件能够设置在位于第二行星轮组的第二元件和第四行星轮组的第三 元件之间的动力流中。
[0051] -第六切换元件能够设置在位于第二行星轮组的第一元件和第四行星轮组的第三 元件之间的动力流中。
[0052] -如果设有第七切换元件，那么所述第七切换元件能够设置在位于第二行星轮组 的第二元件和驱动轴之间的动力流中。
[0053] 优选的是，在根据本发明的变速器中在每个挡中切换元件中的四个切换元件闭 合。如果设有六个切换元件，那么在每个挡中只有两个切换元件没有闭合。如果设有七个切 换元件，那么在每个挡中切换元件中三个切换元件没有闭合。在从一个挡换到下一较高或 较低的挡时，之前闭合的切换元件中的仅一个切换元件断开，并且一个之前断开的切换元 件闭合，使得在连续地按顺序升挡和降挡时避免成组切换。
[0054] 为了在六个切换元件的情况下构成至少九个前进挡和至少一个倒车挡，这种变速 器能够具有下述换挡逻辑或者说挡位逻辑:在第一前进挡中，第一、第二、第三和第六切换 元件是闭合或者说传递转矩的。在第二前进挡中，第一、第二、第五和第六切换元件是闭合 或者说传递转矩的。在第三前进挡中，第二、第三、第五和第六切换元件是闭