轮Cp53被耦接到第四行星齿轮系P54的第四太阳轮Sp54。第三行星齿轮系P53的第三环形齿轮Rp53被耦接到第四行星齿轮系P54的第四环形齿轮Rp54。制动器B3或制动器B14被设置在第三导轮Cp53和第四太阳轮Sp54中。制动器B3或制动器B14选择性地停止这些第三导轮Cp53和第四太阳轮Sp54的转动。第三行星齿轮系P53的第三太阳轮Sp53被耦接到图1所示的前变速机单元Fr的第二导轮Cp2或者图4所示的前变速机单元Fr的第二环形齿轮Rpl2。第四行星齿轮系P54的第四环形齿轮Rp54被耦接到输出轴4。离合器Dl或离合器Dll被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P53之间。离合器Dl或离合器Dll选择性地将输入轴3耦接到第三导轮Cp53和第四太阳轮Sp54。离合器D2或离合器D12被设置在输入轴3和第四行星齿轮系P54之间。离合器D2或离合器D12选择性地将输入轴3耦接到第四导轮Cp54。同样在这种情况下，离合器D1、D2或离合器D11、D12每者被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。
[0155]图11所示的后变速机单元Rr包括单小齿轮型第三行星齿轮系P63和双小齿轮型第四行星齿轮系P64。第三行星齿轮系P63的第三导轮Cp63被耦接到第四行星齿轮系P64的第四太阳轮Sp64。第三行星齿轮系P63的第三太阳轮Sp63被耦接到第四行星齿轮系P64的第四环形齿轮Rp64。制动器B3或制动器B14被设置在第三导轮Cp63和第四太阳轮Sp64。制动器B3或制动器B14选择性地停止这些第三导轮Cp63和第四太阳轮Sp64的转动。第三行星齿轮系P63的第三环形齿轮Rp63被耦接到图1所示的前变速机单元Fr的第二导轮Cp2或图4所示的前变速机单元Fr的第二环形齿轮Rpl2。第四行星齿轮系P64的第四环形齿轮Rp64被耦接到输出轴4。离合器Dl或离合器Dll被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P63之间。离合器Dl或离合器Dl I选择性地将输入轴3耦接到第三导轮Cp63和第四太阳轮Sp64。离合器D2或离合器D12被设置在输入轴3和第四行星齿轮系P64之间。离合器D2或离合器D12选择性地将输入轴3耦接到第四导轮Cp64。同样在这种情况下，离合器D1、D2或离合器D11、D12每个被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。
[0156]图12所示的后变速机单元Rr包括双小齿轮型第三行星齿轮系P73和单小齿轮型第四行星齿轮系P74。第三行星齿轮系P73的第三导轮Cp73被耦接到第四行星齿轮系P74的第四太阳轮Sp74。制动器B3或制动器B14被设置在第三行星齿轮系P73的第三环形齿轮Rp73中。制动器B3或制动器B14选择性地停止第三环形齿轮Rp73的转动。第三行星齿轮系P73的第三导轮Cp73被耦接到图1所示的前变速机单元Fr的第二导轮Cp2或图4所示的前变速机单元Fr的第二环形齿轮Rpl2。第四行星齿轮系P74的第四环形齿轮Rp74被耦接到输出轴4。离合器Dl或离合器Dll被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P73之间。离合器Dl或离合器Dll选择性地将输入轴3耦接到第三太阳轮Sp73。离合器D2或离合器D12被设置在输入轴3和第四行星齿轮系P74之间。离合器D2或离合器D12选择性地将输入轴3耦接到第四导轮Cp74。同样在这种情况下，离合器Dl、D2或离合器Dl 1、D12每者被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。
[0157]上述特定实施例中，根据本发明的第一接合机构和第二接合机构每者均为爪形离合器。然而，根据本发明的第一接合机构或第二接合机构中的至少一个只需要为爪形离合器。即，如图13所示，替换图1所示的示例中的离合器Dl，可设置作为摩擦离合器的离合器C21。作为替换，如图14所示，替换图4所示的示例中的离合器D12，可设置作为摩擦离合器的尚合器C22。
[0158]在上述特定实施例中，第一转动部件(特定实施例中的输入轴3)、第二转动部件(图1所示的示例中的第三导轮Cp3，图4所示的示例中的第三导轮Cpl3)和第三转动部件(图1所示的示例中的第三太阳轮Sp3，图4所示的示例中的第三太阳轮Spl3)通过根据本发明的第一接合机构和第二接合机构选择性地接合，且通过设定根据本发明的中间速度级(在图1所示的示例中第七速度，在图4所示的示例中第八速度)，第一转动部件、第二转动部件和第三转动部件被配置以使第一转动部件的转速、第二转动部件的转速和的第三转动部件转速全部与输入轴3的转速一致。然而，在根据本发明的车辆自动变速机中，当中间速度级被设定时，并非所有第一转动部件的转速、第二转动部件的转速和第三转动部件的转速总是需要与输入轴的转速一致。即，中间速度级不一定为具有速度比“I”的速度级。例如，如图15A至图15D所示，在中间速度级被设定的状态下，具有高于“I”的速度比的减速速度级可被设定。图15A至图lf5D为用于说明适用于本发明的车辆自动变速机的操作原理的共线图。
[0159]具体地，在图15A至图15D的共线图中，左侧的三条竖线代表前变速机单元Fr的三个转动元件，而右侧的四条竖线代表后变速机单元Rr的四个转动元件。由“O”表示的横线为转速为“O”的基线。直线Lin为表示输入轴的转速的横线。在图15A至图15D示出的车辆自动变速机中，前变速机单元Fr包括第一元件101、第二元件102和第三元件103。第一元件101、第二元件102和第三元件103互相差动转动。前变速机单元Fr包括离合器C101、离合器C102和离合器C103。离合器ClOl选择性地将输入轴耦接到第三元件103。离合器C102选择性地将输入轴親接到第二元件102。离合器C103选择性地将预定的转动部件与第二元件102親接。预定的转动部件以低于输入轴转速的转速转动。上述离合器ClOl、C102、C103每者都为通过摩擦力将转动部件互相接合的摩擦离合器。转动部件相对于彼此转动。前变速机单元Fr的第一元件101被固定以使其不可转动。
[0160]后变速机单元Rr包括第一元件201、第二元件202、第三元件203和第四元件204。后变速机单元Rr包括制动器BlOl和离合器DlOl。制动器BlOl选择性地停止第三元件203的转动。离合器DlOl选择性地将输入轴耦接到第一元件201。离合器DlOl为将转动部件互相啮合以及机械接合的爪形离合器。转动部件相对于彼此转动。制动器BlOl由通过摩擦力将转动部件与固定部件接合的摩擦制动器组成。制动器BlOl可为将转动部件和固定部件互相啮合以及机械接合的爪式制动器。后变速机单元Rr的第二元件202被耦接到上述前变速机单元Fr的第三元件103。后变速机单元Rr的第四元件204被耦接到输出轴。
[0161]在图15A至图15D所示的车辆自动变速机中，具有最大速度比的第一速度(1st)通过接合前变速机单元Fr的离合器ClOl，开放前变速机单元Fr的离合器C102和离合器C103两者，接合后变速机单元Rr的制动器BlOl并开放后变速机单元Rr的离合器DlOl而被设定。在第一速度中，因为离合器ClOl被接合，扭矩从输入轴输入到前变速机单元Fr的第三元件103和后变速机单元Rr的第二元件202。在后变速机单元Rr中，因为制动器BlOl被接合和离合器DlOl被开放，传递到第二元件202的扭矩转速显著降低并从第四元件204输出。
[0162]在上述第一速度的状态中，第二速度(2nd)通过改变前变速机单元Fr的离合器ClOl和离合器C102中的每一个的接合或开放的状态，S卩，开放离合器ClOl并接合离合器C102而被设定。在第二速度中，因为离合器ClOl被开放而离合器C102被接合，输入到第二元件102的扭矩转速增加并从第三元件103输出。从第三元件103输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第二元件202。在后变速机单元Rr中，制动器BlOl被接合，离合器DlOl被开放，且比输入轴转速更高的扭矩被输入到第二元件202，所以传递到第二元件202的扭矩转速降低并从第四元件204输出。在这种情况下第四元件204的转速高于上述第一速度被设定情况下第四元件204的转速。从而，具有比第一速度更低的速度比的第二速度被设定。
[0163]图15B所示的的车辆自动变速机被配置以使，在第二速度被设定的状态中，通过作为爪形离合器的离合器DlOl而耦接到输入轴的第一元件201的转速与输入轴的转速一致。SP，图15B所示的车辆自动变速机被配置以使，在第二速度被设定的状态中，通过离合器DlOl接合的两个转动部件的转速互相为同步，或者没有负载被施加于通过离合器DlOl接合的两个转动部件之间。从而，通过设定第二速度，为爪形离合器的离合器DlOl可操作地接合或开放。在第二速度中，离合器DlOl可处于接合状态或开放状态。
[0164]在上述第二速度的状态中，第三速度(3rd)通过开放离合器C102并接合前变速机单元Fr中的离合器ClOl，接合离合器DlOl并开放制动器BlOl而被设定。在第三速度中，因为离合器C102被开放而离合器ClOl被接合，输入到第三元件103的扭矩被直接传递到后变速机单元Rr的第二元件202。在后变速机单元Rr中，因为离合器DlOl被接合且与输入轴相同转速的扭矩被输入到第二元件202，整个后变速机单元Rr整体地转动。从而，传递到第二元件202的扭矩直接从第四元件204输出。即，具有比第二速度更低的速度比且具有速度比“I”的被称作直接耦接的速度级被设定。
[0165]在上述第三速度的状态中，第四速度(4th)通过开放前变速机单元Fr的离合器ClOl并接合离合器C103被设定。在第四速度中，因为离合器C103被接合且离合器ClOl和离合器C102两者都被开放，来自输入轴的扭矩不输入到前变速机单元Fr，且第三元件103以低于输入轴转速的转速转动。另一方面，在后变速机单元Rr中，因为离合器Dl OI被接合，来自输入轴的扭矩被输入到第一元件201。因为离合器DlOl被接合，制动器BlOl被开放且第二元件202连同前变速机单元Fr的第二元件102以低于输入轴转速的转速转动，传递到第一元件201的扭矩转速增加并从第四元件204输出。即，在这种情况下第四元件204的转速高于在上述第三速度被设定情况下第四元件204的转速。从而，具有比第三速度更低的速度比的第四速度被设定。
[0166]如上所述，在配置为图15A至图15D所示的车辆自动变速机中，通过设定对应于根据本发明的中间速度级的第二速度，通过为爪形离合器的离合器DlOl耦接的两个转动部件的转速互相为同步或者没有负载被施加在这两个转动部件之间。即，通过控制除爪形离合器以外的其它接合机构(在图15A至图15D所示的示例中，离合器ClOl和离合器C102)的操作，离合器DlOl(即爪形离合器)可操作地接合或开放。从而，有可能容易地改变爪形离合器的接合或开放的状态。因此，有可能适当地设定多个速度级，即，具有比第二速度更高的速度比的第一速度，以及具有比第二速度更低的速度比的第三速度和第四速度。
【主权项】
1.一种用于车辆的自动变速机，所述自动变速机包括: 第一转动部件； 第二转动部件； 第三转动部件；以及 多个接合机构，其包括第一接合机构、第二接合机构以及除所述第一接合机构或所述第二接合机构以外的其它接合机构；多个速度级，通过选择性地接合所述多个接合机构而被设定，所述多个速度级包括中间速度级、至少一个具有比所述中间速度级更低速度比的高速度级以及至少一个具有比所述中间速度级更高速度比的低速度级;所述第一接合机构被配置为将所述第一转动部件与所述第二转动部件接合，所述第一接合机构被配置为(a)当所述至少一个高速度级被设定时被接合，(b)当所述至少一个低速度级被设定时被开放，(C)在从所述至少一个高速度级变速到所述中间速度级时保持于接合的状态，以及(d)在从所述至少一个低速度级变速到所述中间速度级时保持于开放的状态，所述第二接合机构被配置为将所述第一转动部件与所述第三转动部件接合，所述第二接合机构被配置为(i)当所述至少一个高速度级被设定时被开放，(ii)当所述至少一个低速度级被设定时被接合，(iii)在从所述至少一个高速度级变速到所述中间速度级时保持于开放的状态，以及(iv)在从所述至少一个低速度级变速到所述中间速度级时保持于接合的状态，所述第一接合机构或所述第二接合机构中的至少一个接合机构为爪形离合器，以及所述自动变速机被配置以使当所述中间速度级被设定时，通过所述爪形离合器耦接到所述第一转动部件的所述第二转动部件或所述第三转动部件中的至少一个转动部件的转速与所述第一转动部件的转速一致。2.根据权利要求1所述的自动变速机，其中 所述中间速度级为具有速度比为“I”的速度级。3.根据权利要求1或2所述的自动变速机，其中 所述第一接合机构和所述第二接合机构为爪形离合器，以及 所述自动变速机被配置以使当所述中间速度级被设定时，所述第一转动部件的转速、所述第二转动部件的转速以及所述第三转动部件的转速互相一致。4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的自动变速机，进一步包括: 输出轴；以及 四个行星齿轮系，其被布置在所述第一转动部件和所述输出轴之间;其中 所述第一转动部件为输入轴。5.根据权利要求4所述的自动变速机，其中 所述第一接合机构和所述第二接合机构每者被布置为在所述四个行星齿轮系的共线图中以所述第一转动部件、所述第二转动部件和所述第三转动部件的转速相同的直线表不O6.根据权利要求4或5所述的自动变速机，其中 所述四个行星齿轮系从靠近所述输入轴的一侧以第一行星齿轮系、第二行星齿轮系、第三行星齿轮系和第四行星齿轮系的顺序而布置，所述第一行星齿轮系包括第一转动元件、第二转动元件和第三转动元件，所述第二行星齿轮系包括第四转动元件、第五转动元件和第六转动元件，所述第三行星齿轮系包括第七转动元件、第八转动元件和第九转动元件，以及所述第四行星齿轮系包括第十转动元件、第十一转动元件和第十二转动元件， 所述其它接合机构包括第一摩擦离合器、第二摩擦离合器、第三摩擦离合器、第一摩擦制动器、第二摩擦制动器和第三摩擦制动器，所述第一摩擦离合器被配置为选择性地将所述第一转动元件和所述第四转动元件耦接到所述输入轴，所述第二摩擦离合器被配置为选择性地将所述第二转动元件耦接到所述输入轴，所述第三摩擦离合器被配置为选择性地将所述第三转动元件和所述第六转动元件耦接到所述输入轴，所述第一摩擦制动器被配置为选择性地将所述第三转动元件和所述第六转动元件中的每一个转动元件固定于不可转动状态，所述第二摩擦制动器被配置为选择性地将所述第二转动元件固定于不可转动状态，以及所述第三摩擦制动器被配置为选择性地将所述第三行星齿轮系的转动元件或所述第四行星齿轮系的转动元件中的至少一个转动元件固定于不可转动状态， 所述第二转动部件为所述第七转动元件、所述第八转动元件和所述第九转动元件中的任意一个， 所述第三转动部件为所述第十转动元件、所述第十一转动元件和所述第十二转动元件中的任意一个， 所述第一接合机构和所述第二接合机构为爪形离合器，以及 所述自动变速机被配置为设定十二个前进速度级和一个后退速度级。7.根据权利要求4或5所述的自动变速机，其中 所述四个行星齿轮系从靠近所述输入轴的一侧以第一行星齿轮系、第二行星齿轮系、第三行星齿轮系和第四行星齿轮系的顺序而布置，所述第一行星齿轮系包括第一转动元件、第二转动元件和第三转动元件，所述第二行星齿轮系包括第四转动元件、第五转动元件和第六转动元件，所述第三行星齿轮系包括第七转动元件、第八转动元件和第九转动元件，并且所述第四行星齿轮系包括第十转动元件、第十一转动元件和第十二转动元件， 所述其它接合机构包括第一摩擦离合器、第二摩擦离合器、第三摩擦离合器、第一摩擦制动器、第二摩擦制动器、第三摩擦制动器和第四摩擦制动器，所述第一摩擦离合器被配置为选择性地将所述第四转动元件耦接到所述输入轴，所述第二摩擦离合器被配置为选择性地将所述第六转动元件耦接到所述输入轴，所述第三摩擦离合器被配置为选择性地将所述第三转动元件耦接到所述第二行星齿轮系的所述转动元件中的任何两个转动元件，所述第一摩擦制动器被配置为选择性地将所述第二转动元件固定于不可转动状态，所述第二摩擦制动器被配置为选择性地将所述第三转动元件固定于不可转动状态，所述第三摩擦制动器被配置为选择性地将所述第六转动元件固定于不可转动状态，以及所述第四摩擦制动器被配置为选择性地将所述第三行星齿轮系的转动元件或所述第四行星齿轮系的转动元件中的至少一者固定于不可转动状态， 所述第二转动部件为所述第七转动元件、所述第八转动元件和所述第九转动元件中的任意一个， 所述第三转动部件为所述第十转动元件、所述第十一转动元件和所述第十二转动元件中的任意一个， 所述第一接合机构和所述第二接合机构为爪形离合器，以及 所述自动变速机被配置为设定十二个前进速度级和一个后退速度级。8.根据权利要求1所述的自动变速机，进一步包括: 输出轴； 前变速机单元，其被配置以使当所述其它接合机构中的至少任何两个被接合时，构成所述前变速机单元的转动元件整体地以与所述第一转动部件相同的转速而转动；以及后变速机单元，包括多个行星齿轮系，所述后变速机单元包括通过将所述多个行星齿轮系中的预定的转动元件互相耦接而互相差动转动的第一元件、第二元件、第三元件和第四元件，其中 所述第一转动部件为输入轴，所述第二转动部件为所述第一元件，以及所述第一接合机构被设置在所述第一元件和所述输入轴之间， 所述第三转动部件为所述第二元件，以及所述第二接合机构被设置在所述第二元件和所述输入轴之间， 所述第三元件被親接到构成所述前变速机单元的所述转动元件中的任何一个，以及 所述第四元件被耦接到所述输出轴。9.根据权利要求8所述的自动变速机，其中 所述后变速机单元的所述第一元件、所述第二元件、所述第三元件和所述第四元件由基于共线图中的所述多个行星齿轮系之中的齿轮比而间隔地互相平行布置的四条线段所表不， 所述后变速机单元的所述第一元件、所述第二元件、所述第三元件和所述第四元件的转速每者由与所述共线图中的所述四条线段相交的基线的距离来表示， 在所述共线图中，所述至少一个高速度级由通过指示所述第三元件的转速的点和指示所述接合的第一接合机构的转速的点的两点所决定的直线来表示， 在所述共线图中，所述至少一个低速度级由通过指示所述第三元件的转速的点和指示所述接合的第二接合机构的转速的点的两点所决定的直线来表示，以及 在所述共线图中，所述中间速度级由通过指示所述接合的第一接合机构的转速的点和指示所述接合的第二接合机构的转速的点的两点所决定的直线来表示。
【专利摘要】一种自动变速机包括：选择性地将第一转动部件接合到第二转动部件的第一接合机构，选择性地将第一转动部件接合到第三转动部件的第二接合机构以及其它接合机构。第一或第二接合机构中的至少一个为爪形离合器。自动变速机通过控制接合机构来设定中间速度级、高速度级和低速度级。第一接合机构在从高速度级变速到中间速度级中保持接合。第二接合机构在从低速度级变速到中间速度级中保持接合。当自动变速机通过控制其它接合机构来设定中间速度级时，通过爪形离合器耦接到第一转动部件的转动部件的转速与第一转动部件的转速一致。
【IPC分类】F16H3/66
【公开号】CN105705831
【申请号】CN201480059908
【发明人】吉野弘绍, 本多敦, 冢野聪弘, 岸本直之
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2014年10月29日
【公告号】WO2015063575A1