专利名称：自动变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的自动变速器。
背景技术：
自动变速器一般包括诸如行星齿轮单元的摩擦接合元件、离合 器和制动器。自动变速器一般可由在变速器壳体中的转矩变换器、正 向/反向换档机构、带或者链驱动无级变速传动机构，以及差动机构构 成。
自动变速器一般具有大的轴向尺寸，这是由于部件成直线布置。 这样的部件包括转矩变换器、利用行星齿轮在正转和反转之间变换的 正向/反向换档机构。这些部件在发动机和无级变速传动机构之间， 在轴向上串联布置。
或者，自动变速器可包括低速齿轮(低速档)和高速齿轮(高 速档)作为高转矩启动元件代替转矩变换器。但是，这样的自动变速 器还具有大的轴向尺寸。用作高转矩启动元件的辅助变速器与使用行 星齿轮的正向/反向换档机构串联布置。
因此，在轴向上串联布置高转矩启动元件和正向/反向换档元件 的常规设计，使自动变速器的尺寸减小和重量减轻方面受到限制，并 且在车辆中的可安装性方面具有缺点。
发明内容
一般地，本发明所披露的内容涉及一种自动变速器，该自动变 速器将高转矩启动元件和正向/反向换档机构的功能结合在包括一组 行星齿轮元件的行星齿轮单元中。一组行星齿轮元件一般包括太阳元 件、齿轮架元件和齿圈元件；它还可包括固定壳体。
在一个实施例中，本发明涉及一种自动变速器，所述自动变速
9器包括与变速机构接合的行星齿轮单元以及与行星齿轮单元的行星 齿轮元件接合的多个接合元件，其中自动变速器的传动系路径包括变 速机构和行星齿轮单元。选择性地接合多个接合元件，以提供一组可 选择的档中的各个档。可选择的档组包括低速正向档、高速正向档和 反向档。
图1是表示具有自动变速器Al的车辆驱动系统的完整系统框图。
图2是表示自动变速器Al的图。
图3是表示自动变速器Al各变速档的离合器和制动器的工作情 况的表。
图4是表示自动变速器Al各变速档之间的转数关联的图表。 图5是表示自动变速器A2的图。
图6是表示自动变速器A2各变速档的离合器和制动器的工作情 况的表。
图7是表示自动变速器A2各变速档之间的转数关联的图表。 图8是表示自动变速器A3的图。
图9是表示自动变速器A3各变速档的离合器和制动器的工作情 况的表。
图IO是表示自动变速器A3各变速档之间的转数关联的图表。 图11是表示具有自动变速器A4的车辆驱动系统的完整系统框图。
图12是表示自动变速器A4的图。
图13是表示自动变速器A4各变速档的离合器和制动器的工作 情况的表。
图14是表示自动变速器A4各变速档之间的转数关联的图表。 图15是表示利用常规技术支撑双小齿轮的小齿轮架结构的图。 图16是表示支撑双小齿轮的小齿轮架结构的图。 图17是表示自动变速器A5的图。图18是表示自动变速器A5各变速档的离合器和制动器的工作 情况的表。
图19是表示自动变速器A5各变速档之间的转数关联的图表。 图20是表示自动变速器A6的图。
图21是表示自动变速器A6各变速档的离合器和制动器的工作 情况的表。
图22是表示自动变速器A6各变速档之间的转数关联的图表。 图23是表示自动变速器的一种可选择的布置的图。
具体实施例方式
参照图l-4描述第一实施例。具体地，图1是表示具有自动变 速器Al的车辆驱动系统的完整系统框图。图2是表示自动变速器 Al的图。图3是表示自动变速器Al各变速档的离合器和制动器的 工作情况的表。图4是表示自动变速器Al各变速档之间的转数关联 的图表。
如图1中所示，车辆驱动系统包括发动机E、自动变速器A1和 无级变速传动机构CVT。
发动机E是作为动力源的汽油发动机或者柴油发动机，并且自 动变速器Al的输入轴2与发动机输出轴1连接。
带无级变速传动机构CVT所获得自动变速器Al的输出轴3的 转动作为输入转动；以及通过根据来自于系在第一带轮4和第二带轮 5上的钢带6的接触直径而连续改变变速齿轮比(变速比)，将转动 从变速器的输出轴7输出到图外的差动机构。第一带轮4包括固定带 轮4a和可动带轮4b。第二带轮5包括固定带轮5a和可动带轮5b。 控制可动带轮4b、 5b以通过将由图外的变速压力控制单元控制的液 压施加在各带轮腔上，达到预期的变速齿轮比(带的接触直径的比)。
自动变速器Al包括行星齿轮单元，该行星齿轮单元包括 一组 行星齿轮元件(单小齿轮行星齿轮单元PG1);脱开或者固定行星齿 轮元件的多个摩擦接合元件(正向离合器Fwd/C、高速/反向离合器 H&R/C、低速制动器low/B、反向制动器REV/B);变速控制器，所述变速控制器通过对多个摩擦接合元件的接合和脱开进行组合，获得 当车辆刚开始移动时所选择的低速正向档1st、当车辆正向移动时所
选择的高速正向档2nd以及当车辆反向移动时所选择的反向档Rev。
第一阻尼器Dampl包括在所有变速档的传动系路径中，以及第 二阻尼器Damp2包括在接合元件中至少低速正向档的传动系路径 中，以接合在行星齿轮单元的转动元件、输入轴2/输出轴3与变速 器壳体TC之间的空隙。根据第一实施例，如图1中所示，第一阻尼 器Dampl包括在发动机输出轴1和输入轴2之间；并且第二阻尼器 Damp2包括在低速制动器Low/B和变速器壳体TC之间。
在图1中所示的实施例中，行星齿轮单元是具有作为转动元件 的太阳齿轮S、小齿轮架C和齿圈R的单小齿轮行星齿轮单元PG1， 太阳齿轮S与输入轴2连接。小齿轮架C通过接合反向制动器REV/B 与变速器壳体TC连接，同时通过接合正向离合器Fwd/C与输出轴3 连接。齿圈R通过接合低速制动器Low/B与变速器壳体TC连接， 同时通过接合高速/反向离合器H&R/C与输出轴3连接。
变速控制器包括正向离合器Fwd/C及低速制动器Low/B接合 的低速正向档1st、正向离合器Fwd/C及高速/反向离合器H&R/C接 合的高速正向档2nd、以及高速/反向离合器H&R/C及反向制动器 REV/B接合的反向档Rev.(参见图3)。
如图1中所示，单小齿轮行星齿轮单元PG1和反向制动器REV/B 位于第一公共轴线Dl上。低速制动器Low/B、高速/反向离合器 H&R/C和正向离合器Fwd/C位于与第一公共轴线Dl相邻的第二公 共轴线D2上。反向制动器REV/B是一种带式制动系统，其中设置 在齿圈R外周上的制动器鼓通过由带张紧而固定在变速器壳体TC 上。根据由驾驶员的操作档位或者检测车辆运行状态的传感器，控制 器20输出指示信号，以对接合或者脱开反向制动器REV/B、正向离 合器Fwd/C、低速制动器Low/B和高速/反向离合器H&R/C进行变 换。
图2是表示自动变速器Al的图。单小齿轮行星齿轮单元PG1 的太阳齿轮S与输入轴2连接。单小齿轮行星齿轮单元PG1的小齿轮架C通过接合反向制动器REV/B与变速器壳体TC连接，同时通 过接合正向离合器Fwd/C与输出轴3连接。单小齿轮行星齿轮单元 PG1的齿圈R通过接合低速制动器Low/B与变速器壳体TC连接， 同时通过接合高速/反向离合器H&R/C与输出轴3连接。另外，第一 阻尼器Dampl包括在输入轴2和发动机输出轴1之间；并且第二阻 尼器Damp2包括在低速制动器Low/B和变速器壳体TC之间。
图3是表示自动变速器Al各变速档的离合器和制动器工作情况 的表。通过接合正向离合器Fwd/C及低速制动器Low/B、并且脱开 高速/反向离合器H&R/C和反向制动器REV/B，来获得低速正向档 1st。通过接合正向离合器Fwd/C以及高速/反向离合器H&R/C、并且 脱开低速制动器Low/B和反向制动器REV/B，来获得高速正向档 2nd。通过接合高速/反向离合器H&R/C以及反向制动器REV/B、并 脱开正向离合器Fwd/C和低速制动器Low/B，来获得反向档Rev.。
图4是表示自动变速器Al各变速档之间的转数关联的图表。如 图4中所示，对于低速正向档lst、高速正向档2nd和反向档Rev.之 间的转数的关联，可利用一种简单的方法引入刚性杠杆模型(其中三 种转动方式的每一种的转数关联，都是通过直线连接)，以表现单小 齿轮行星齿轮单元PG1的动态运动。
该"图表"是一种可以比数学公式更快和更容易地确定不同档 的齿轮比的速度图表，其中纵轴表示各转动元件中的转数(转动速 度)，横轴表示各转动元件，并且在各转动元件之间的间隙是这样设 置的，即为基于太阳齿轮S和齿圈R的齿轮比X (通常0.3 — 0.6)的 图表的杠杆比。另外，单小齿轮行星齿轮单元PG1的各转动元件以 太阳齿轮S、小齿轮架C和齿圈R的顺序设置在该图表中。假设太 阳齿轮S和小齿轮架C之间的间隙为l，那么在小齿轮架C和齿圈R 之间的间隙是齿轮比人。
与现有技术相比，自动变速器Al包括被组合为单小齿轮行星齿 轮单元PG1的高转矩启动元件和正向/反向换档元件，并且通过将高 转矩启动元件和正向/反向换档元件组合成为单小齿轮行星齿轮单元 PG1，以及通过连接或者固定单小齿轮行星齿轮单元PG1的两个离合器和制动器，在装有当车辆刚开始移动时所选择的低速正向档1st、 当车辆正向移动时所选择的高速正向档2nd以及当车辆反向移动时 所选择的反向档Rev.后，具有在布置方面的优点。
换言之，例如，当车辆在无级变速传动机构CVT处于最大减速 比的情况下刚开始移动时，通过选择低速正向档1st,使得来自于发 动机E的输入转矩根据减速比而增大，这是因为来自于小齿轮架C 的输出转数小于进入太阳齿轮S的输入转数，并且正向离合器Fwd/C 接合及低速制动器Low/B接合，使得发动机E减速，如图4中的lst 途径所示。
当车辆刚开始移动时，通过在正向离合器Fwd/C前接合低速制 动器Low/B，以及根据对加速踏板的踩压速度和程度，控制正向离合 器Fwd/C的接合压力，例如，能够控制输入无级变速传动机构CVT 中的输入转矩的启动特征，从而确保最佳的特征。
在启动后，例如，当汽车的速度达到预定速度时，如图4中2nd 途径所示，通过选择高速正向档2nd，因正向离合器Fwd/C接合及高 速/反向离合器H&R/C接合，在无级变速传动机构CVT侧控制变速 齿轮比。来自于太阳齿轮S的输入转数以及来自于小齿轮架C和齿 圈R的输出转数成为相同的数值(变速齿轮比等于1)。来自发动机 E的输入转矩和转数被直接输入到带无级变速传动机构CVT中。
通过采用这样的变化控制，即，脱开低速正向档lst所接合的低 速制动器Low/B、而正向离合器Fwd/C保持接合，并且使低速正向 档lst时脱开的高速/反向离合器H&R/C接合，以实现在低速正向档 1st和高速正向档2nd之间的转换。
如图4中的Rev.途径所示，通过选择反向档Rev.，通过高速/ 反向离合器H&R/C的接合及反向制动器REV/B的接合，来自齿圈R 的输入转数和来自于太阳齿轮S的输出转数将在反向上产生转动状 态。通过在反向上将转动从输出轴3输入到无级变速传动机构CVT 中，车辆将反向移动。
当车辆反向移动时，可以控制，例如，输入无级变速传动机构
CVT中的输入转矩的启动特征，以确保最佳特征。当车辆刚开始移
14动时，在高速/反向离合器H&R/C之前接合反向制动器REV/B，并且 根据对加速踏板的踩踏程度和速度，控制高速/反向离合器H&R/C的 接合压力。
这样，自动变速器Al的情况就是如此，它通过选择低速正向档 1st来执行高转矩启动元件的功能。在车辆开始移动后，它选择高速 正向档2nd。反向档Rev.允许车辆反向移动。上述实施例的布置通过 将高转矩启动元件和正向/反向换档元件组合成单小齿轮行星齿轮单 元PG1，而不是具有独立的高转矩启动元件和正向/反向换档元件， 从而使得在轴向上的尺寸减小。
另夕卜，在自动变速器Al中，如图1和图2中所示，第一阻尼器 Dampl包括在发动机输出轴1和输入轴2之间；并且第二阻尼器 Damp2包括在低速制动器Low/B和变速器壳体TC之间。从而，可 分别在低速档模式下和高速档模式下给出最佳阻尼器特征。实际上， 用于低速档模式的第二阻尼器Damp2与当选择高速正向档2nd和反 向档Rev.时的转矩流断开，因此仅当选择低速正向档lst时可获得最 佳功能设计。另一方面，在用于高速档模式的第一阻尼器dampl中， 当选择高速正向档2nd时可获得最佳功能设计。
第一实施例可提供下列优点中的一个或者多个。第一，通过将 高转矩启动元件和正向/反向换档元件组合成单小齿轮行星齿轮单 元，可为自动变速器在布置方面提供优点。
第二，可分别在低速档模式和高速档模式下提供最佳阻尼器特 征，这是由于第一阻尼器Dampl包括在所有变速档的传动系路径中， 并且第二阻尼器Damp2包括在接合元件中至少低速正向档1st的传 动系路径中，以接合在行星齿轮单元的转动元件、输入轴2/输出轴3 与变速器壳体TC之间的空隙。
第三，行星齿轮单元是具有作为转动元件的太阳齿轮S、小齿轮 架C和齿圈R的单小齿轮行星齿轮单元PG1。太阳齿轮S与输入轴 2连接。小齿轮架C通过接合反向制动器REV/B与变速器壳体TC 连接，同时通过接合正向离合器Fwd/C与输出轴3连接。齿圈R通 过接合低速制动器Low/B与变速器壳体TC连接，同时通过接合高速/反向离合器H&R/C与输出轴3连接；以及高转矩启动元件和正向/ 反向换档元件可被縮减为单小齿轮行星齿轮单元PG1、两个离合器 Fwd/C和H&R/C以及两个制动器Low/B和REV/B，这是因为变速控 制器包括正向离合器Fwd/C及低速制动器Low/B接合的低速正向 档1st、正向离合器Fwd/C及高速/反向离合器H&R/C接合的高速正 向档2nd、以及高速/反向离合器H&R/C及反向制动器REV/B接合的 反向档。
第四，通过标准化和使用适于转动元件的公共部件，可使成本 降低，并且与将摩擦接合元件布置在轴向上的远距离位置处相比，可 在轴向上减小尺寸，这是由于如图1中所示，单小齿轮行星齿轮单元 PG1和反向制动器REV/B位于第一公共轴线Dl上；低速制动器 Low/B、高速/反向离合器H&R/C和正向离合器Fwd/C位于与第一公 共轴线D1平行的第二公共轴线D2上。
实际上，通过将各摩擦接合元件(低速制动器Low/B、高速/反 向离合器H&R/C、正向离合器Fwd/C)制作成3层结构，可使得公 共部件用作与各摩擦接合元件相邻的转动元件。
第五，采用带式制动系统而不是采用多板式制动系统，可在径 向上减小反向制动器REV/B的尺寸。
参照图5-7描述第二实施例。具体地，图5是表示自动变速器 A2的图。图6是表示自动变速器A2各变速档的离合器和制动器工 作情况的表。图7是表示自动变速器A2各变速档之间的转数关联的 图表。
第二实施例示出了利用单小齿轮行星齿轮单元，由太阳齿轮输 入的加速反向齿轮Rev的示例。另外，第二实施例是利用单小齿轮 行星齿轮单元由齿圈输入的减速反向齿轮Rev.的示例。
如图5中所示，自动变速器A2是具有作为转动元件的太阳齿轮 S、小齿轮架C和齿圈R的单小齿轮行星齿轮单元，太阳齿轮S通过 接合低速制动器Low/B与变速器壳体TC连接，同时通过接合高速/ 反向离合器H&R/C与输出轴3连接。小齿轮架C通过接合反向制动 器REV/B与变速器壳体TC连接，同时通过接合正向离合器Fwd/C
16与输出轴3连接。齿圈R与输入轴2连接。
如图6中所示，变速控制器包括正向离合器Fwd/C及低速制动器Low/B接合的低速正向档、正向离合器Fwd/C及高速/反向离合器H&R/C接合的高速正向档、以及高速/反向离合器H&R/C及反向制动器REV/B接合的反向档。不再对在第二实施例中的许多与在第一实施例中的相同结构重复描述。
变速器在不同速度的操作如下。当车辆刚开始移动时，通过选择正向离合器Fwd/C接合及低速制动器Low/B接合的低速正向档1st，使得来自于发动机E的输入转矩根据减速比而增大，这是因为来自于小齿轮架C的输出转数小于进入齿圈R的输入转数，使得发动机减速，如图7中的lst途径所示。
在启动后，例如，当汽车的速度达到预定速度时，如图7中2nd途径所示，通过选择高速正向档2nd，正向离合器Fwd/C接合及高速/反向离合器H&R/C接合。在无级变速传动机构CVT侧控制变速齿轮比，这是由于来自于齿圈R的输入转数以及来自于太阳齿轮S和小齿轮架C的输出转数成为相同的数值(变速齿轮比-l)。来自于发动机E的输入转矩和转数直接被输入到无级变速传动机构CVT中。
如图7中的Rev.途径所示，通过选择反向档Rev.，通过接合高速/反向离合器H&R/C及接合反向制动器REV/B，来自于齿圈R的输入转数和来自于太阳齿轮S的输出转数将在反向上产生转动状态。通过在反向上将转动从输出轴3输入到无级变速传动机构CVT中，车辆将反向移动。
这样，自动变速器A2的情况就是如此，当车辆刚开始移动时，它通过选择低速正向档lst来执行高转矩启动元件的功能；在车辆正向移动时选择高速正向档2nd以及当车辆反向移动时选择反向档Rev.，来执行正向/反向换档机构的功能。与单独布置高转矩启动元件和正向/反向换档元件的常规技术相比，通过由单小齿轮行星齿轮单元PG1形成高转矩启动元件和正向/反向换档元件，能够在轴向上减小尺寸。
第二实施例可提供下列优点中的一个或者多个。在第二实施例所描述的自动变速器中，除了具有参照第一实施例描述的第一和第二优点外，还具有下列技术效果。
第六，包括一组行星齿轮元件的行星齿轮单元是具有作为转动
元件的太阳齿轮S、小齿轮架C和齿圈R的单小齿轮行星齿轮单元PG1，太阳齿轮S通过接合低速制动器Low/B与变速器壳体TC连接，同时通过接合高速/反向离合器H&R/C与输出轴3连接。小齿轮架C通过接合反向制动器REV/B与变速器壳体TC连接，同时通过接合正向离合器Fwd/C与输出轴3连接。齿圈R与输入轴2连接；并且高转矩启动元件和正向/反向换档元件可被縮减为单小齿轮行星齿轮单元PG1、两个离合器Fwd/C和H&R/C以及两个制动器Low/B和REV/B，这是因为变速控制器包括正向离合器Fwd/C及低速制动器Low/B接合的低速正向档、正向离合器Fwd/C及高速/反向离合器H&R/C接合的高速正向档、以及高速/反向离合器H&R/C及反向制动器REV/B接合的反向档。
参照图8-10描述第三实施例。具体地，图8是表示自动变速器A3的图。图9是表示自动变速器A3各变速档的离合器和制动器工作情况的表。图10是表示自动变速器A3各变速档之间的转数关联的图表。
第三实施例示出了利用单小齿轮行星齿轮单元，由太阳齿轮或者小齿轮架输入、齿圈输出的示例。
图8示出了具有作为转动元件的太阳齿轮S、小齿轮架C和齿圈R的单小齿轮行星齿轮单元。太阳齿轮S通过接合高速制动器Hi/B与变速器壳体TC连接，同时通过接合低速/反向离合器L&R/C与输入轴2连接。小齿轮架C通过接合反向制动器REV/B与变速器壳体TC连接，同时通过接合正向离合器Fwd/C与输入轴2连接。齿圈R与输出轴3连接。
如图9中所示，变速控制器包括正向离合器Fwd/C及低速/反向离合器L&R/C接合的低速正向档、正向离合器Fwd/C及高速制动器Hi /B接合的高速正向档、以及低速/反向离合器L&R/C及反向制动器REV/B接合的反向档。另外，第一阻尼器Dampl包括在连接太阳齿轮S和低速/反向离合器L&R/C的转动元件中的路径中位置；并且第二阻尼器Damp2包括在连接齿圈R和输出轴3的转动元件中的路径中位置处。
变速器在不同速度的操作如下。当车辆刚开始移动时，通过选择如图IO中的lst途径所示的低速正向档lst，因为正向离合器Fwd/C接合及低速/反向离合器L&R/C接合，在带无级变速传动机构CVT侧控制变速齿轮比。来自于太阳齿轮S和小齿轮架C的输入转数以及来自于齿圈R的输出转数成为相同的数值(变速齿轮比=1)。来自于发动机E的输入转矩和转数直接被输入到带无级变速传动机构CVT中。换言之，在第三实施例中，低速正向档lst是直连档，没有向其提供转矩增加功能；但是，例如，如果减速比在无级变速传动机构CVT侧确定的，正向离合器Fwd/C和低速/反向离合器L&R/C中的至少一个可由液压控制成为启动离合器，并且可用作高转矩启动元件。
在启动后，例如，当汽车的速度达到预定速度时，如图10中2nd途径所示，通过选择高速正向档2nd,根据第三实施例的自动变速器A3的超速传动变速齿轮比和无级变速传动机构CVT的变速齿轮比，使得总变速齿轮比确定，这是由于正向离合器Fwd/C及高速制动器Hi/B接合。来自于齿圈R的输出转数大于来自小齿轮架C的输入转数。来自于发动机的输入转矩将减小，来自于发动机E的输入转数增大，以输入到无级变速传动机构CVT中。如图10中的Rev.途径所示，通过选择反向档Rev.,通过接合低速/反向离合器L&R/C及反向制动器REV/B，来自于太阳齿轮S的输入转数和来自于齿圈R的输出转数将在反向上产生转动状态。通过在反向上将转动从输出轴3输入到无级变速传动机构CVT中，车辆将反向移动。
这样，自动变速器A3的情况就是如此，当车辆刚开始移动时，它通过选择低速正向档lst来执行高转矩启动元件的功能。在车辆正向移动时选择高速正向档2nd以及当车辆反向移动时选择反向档Rev.，来执行正向/反向换档机构的功能。与单独布置高转矩启动元件和正向/反向换档元件的常规技术相比，通过由单小齿轮行星齿轮单元PG1形成高转矩启动元件和正向/反向换档元件，能够在轴向上
减小尺寸。
第三实施例可提供下列优点中的一个或者多个。在第三实施例 所描述的自动变速器中，除了具有参照第一实施例描述的第一和第二 优点外，还具有下列技术效果。
第七，包括一组行星齿轮元件的行星齿轮单元是具有作为转动
元件的太阳齿轮S、小齿轮架C和齿圈R的单小齿轮行星齿轮单元 PG1，太阳齿轮S通过接合高速制动器Hi/B与变速器壳体TC连接， 同时通过接合低速/反向离合器L&R/C与输入轴2连接。小齿轮架C 通过接合反向制动器REV/B与变速器壳体TC连接，同时通过接合 正向离合器Fwd/C与输入轴2连接。齿圈R与输出轴3连接。高转 矩启动元件和正向/反向换档元件可被縮减为单小齿轮行星齿轮单元 PG1、两个离合器Fwd/C和L&R/C以及两个制动器Hi/B和REV/B， 这是因为变速控制器包括正向离合器Fwd/C及低速/反向离合器 L&R/C接合的低速正向档、正向离合器Fwd/C及高速制动器Hi/B接 合的高速正向档、以及低速/反向离合器L&R/C及反向制动器REV/B 接合的反向档。
参照图11-16描述第四实施例。具体地，图ll是表示具有自动 变速器A4的车辆驱动系统的完整系统框图。图12是表示自动变速 器A4的图。图13是表示自动变速器A4各变速档的离合器和制动器 工作情况的表。图14是表示自动变速器A4各变速档之间的转数关 联的图表。图15是表示利用常规技术支撑双小齿轮的小齿轮架结构 的图。图16是表示支撑双小齿轮的小齿轮架结构的图。
第四实施例示出了利用双小齿轮行星齿轮单元，太阳齿轮的输 入、小齿轮架或者齿圈输出的示例。
图11是表示具有自动变速器A4的车辆驱动系统的完整系统框 图。如图11中所示，车辆驱动系统包括发动机E、自动变速器A4 和无级变速传动机构CVT。
发动机E与第一实施例类似，自动变速器A4的输入轴2与发动 机输出轴1连接。类似于第一实施例，带无级变速传动机构CVT获得自动变速器 A4的输出轴3的转动作为输入转动；通过根据置于图外的第一带轮 4和第二带轮5上的钢带6的接触直径而连续改变变速齿轮比，输出 转动；以及将转动从变速器的输出轴7输出到图外的差动机构。
自动变速器A4包括行星齿轮单元(双小齿轮行星齿轮单元 PG2);脱开或者固定行星齿轮元件的多个摩擦接合元件(正向离合 器Fwd/C、高速/反向离合器H&R/C、低速制动器1ow/B、反向制动 器REV/B)。通过多个摩擦接合元件的脱开或固定，变速控制器选 择当车辆刚开始移动时的低速正向档1st、当车辆正向移动时的高速 正向档2nd以及当车辆反向移动时的反向档Rev.。
第一阻尼器Dampl包括在所有变速档的传动系路径中，并且第 二阻尼器Damp2包括在接合元件中至少低速正向档的传动系路径 中，以接合在行星齿轮单元的转动元件、输入轴2/输出轴3与变速 器壳体TC之间的空隙中。根据第四实施例，如图11中所示，第一 阻尼器Dampl包括在发动机输出轴1和输入轴2之间；并且第二阻 尼器Damp2包括在低速制动器Low/B和变速器壳体TC之间。
如图11中所示，行星齿轮单元是具有作为转动元件的太阳齿轮 S、小齿轮架C和齿圈R的双小齿轮行星齿轮单元PG2，其中太阳齿 轮S与输入轴2连接。小齿轮架C通过接合反向制动器REV/B与变 速器壳体TC连接，同时通过接合正向离合器Fwd/C与输出轴3连接。 齿圈R通过接合低速制动器Low/B与变速器壳体TC连接，同时通 过接合高速/反向离合器H&R/C与输出轴3连接。
变速控制器包括正向离合器Fwd/C及低速制动器Low/B接合 的低速正向档1st、正向离合器Fwd/C及高速/反向离合器H&R/C接 合的高速正向档2nd、以及高速/反向离合器H&R/C及反向制动器 REV/B接合的反向档Rev.(参见图13)。
如图11中所示，双小齿轮行星齿轮单元PG2和反向制动器 REV/B位于第一公共轴线Dl上。低速制动器Low/B、高速/反向离 合器H&R/C和正向离合器Fwd/C位于与第一公共轴线Dl平行的第 二公共轴线D2上。反向制动器REV/B是一种带式制动系统，其中
21设置在齿圈R外周上的制动器鼓通过由带张紧而固定在变速器壳体
TC上。
图12是表示自动变速器A4的图。双小齿轮行星齿轮单元PG2 的太阳齿轮S与输入轴2连接。双小齿轮行星齿轮单元PG2的小齿 轮架C通过接合反向制动器REV/B与变速器壳体TC连接，同时通 过接合正向离合器Fwd/C与输出轴3连接。双小齿轮行星齿轮单元 PG2的齿圈R通过接合低速制动器Low/B与变速器壳体TC连接， 同时通过接合高速/反向离合器H&R/C与输出轴3连接。另外，第一 阻尼器Dampl包括在输入轴2和发动机输出轴1之间；并且第二阻 尼器Damp2包括在低速制动器Low/B和变速器壳体TC之间。
图13是表示自动变速器A4各变速档接合及脱开情况的表。通 过接合正向离合器Fwd/C及低速制动器Low/B、并且脱开高速/反向 离合器H&R/C及反向制动器REV/B，来获得低速正向档1st。通过 接合正向离合器Fwd/C及高速/反向离合器H&R/C、并且脱开低速制 动器Low/B及反向制动器REV/B，来获得高速正向档2nd。通过接 合高速/反向离合器H&R/C及反向制动器REV/B、同时脱开正向离合 器Fwd/C及低速制动器Low/B ，来获得反向档Rev.。
图14是表示如第四实施例描述的自动变速器A4各变速档的图。 如图14中所示，对于低速正向档1st、高速正向档2nd和反向档Rev. 之间的转数的关联，可利用一种简单的方法引入刚性杠杆模型(其中 三种转动方式中的转数关联，都是由直线连接)，以表现双小齿轮行 星齿轮单元PG2的动态运动。
在这一点上，双小齿轮行星齿轮单元PG2的各转动元件以太阳 齿轮S、齿圈R和小齿轮架C的顺序设置在该图中。假设太阳齿轮S 和小齿轮架C之间的间隙为1，那么在小齿轮架C和齿圈R之间的 间隙是齿轮比X。齿轮比X通常为0.3 — 0.6，但例如假设它为0.5，反 向档Rev.的变速齿轮比可为1。
如图16中所示，双小齿轮行星齿轮单元PG2固定小齿轮轴PS1 和PS2的两端，其中小齿轮轴PS1和PS2转动地将双小齿轮支持在 一对小齿轮架Cl和C2上，并且双小齿轮行星齿轮单元PG2容纳作为齿轮架支撑结构的一部分的小齿轮轴PS1和PS2。通过将不平端面 插入到小齿轮架Cl和C2上所开的孔中，使得小齿轮轴PS1和PS2 在其两端被固定，并且如图16 (b)中所示，通过将一端焊接而另一 端用螺栓固定，或者如图16 (c)中所示，通过将一端焊接而使另一 端折边。
如图15 (a)中所示，通过将3组双小齿轮以120度角等间隔地 布置在太阳齿轮和齿圈之间以及将具有足够的横截面积的齿轮架支 持柱(A部分)布置在在周向上相邻的双小齿轮之间，从而常规双小 齿轮行星齿轮单元PG2保证了齿轮架支撑强度。
为了增加接受高换档转矩并且保持该基本结构，将双小齿轮组 的数量从3增加到4是有效的。但是，如图15 (b)所示，简单增加 双小齿轮组的数量不能保证足够的齿轮架支撑强度，这是因为齿轮架 支持柱(A部分)的横截面积将减小。
考虑此因素，当如图16 (b)所示利用螺栓方法+焊接或者如图 16 (c)所示利用折边方法+焊接来紧密连接一对小齿轮架Cl和C2 时，可避免小齿轮轴PS1和PS2以及一对小齿轮架Cl和C2之间的 相对位移。可避免双小齿轮Pl和P2相对于一对小齿轮架Cl和C2 不对准，该小齿轮架Cl和C2支撑小齿轮轴PS1和PS2的相对两端。 可避免小齿轮轴PS1和PS2朝向一对小齿轮架Cl和C2倾斜；因此， 一对小齿轮架Cl和C2可相互紧密连接。
这样，利用经由小齿轮轴PS1和PS2使得一对小齿轮架Cl和 C2紧密连接，可减小或者去除齿轮架支持柱(A部分)，并且通过 保持齿轮架支撑强度，可使得双小齿轮组的数量从3增加到4。
当车辆刚开始移动时，通过选择正向离合器Fwd/C及低速制动 器Low/B接合的低速正向档1st，使得来自于发动机E的输入转矩根 据减速比而增大，这是因为来自太阳齿轮S的输入转数大于来自齿 圈R的输出转数，使得发动机减速，如图14中的lst途径所示。
在启动后，例如，当汽车的速度达到预定速度时，如图14中2nd 途径所示，通过选择高速正向档2nd，正向离合器Fwd/C及高速/反 向离合器H & R/ C接合。在无级变速传动机构C V T侧控制变速齿轮比，这是由于来自于太阳齿轮S的输入转数以及来自于齿圈R和小齿轮
架C的输出转数成为相同的数值(变速齿轮比-l)。来自于发动机 E的输入转矩和转数直接被输入到带无级变速传动机构CVT中。
如图14中的Rev.途径所示，在车辆停止状态，选择反向档Rev.， 通过接合高速/反向离合器及反向制动器REV/B，来自于太阳齿轮S 的输入转数和来自于齿圈R的输出转数将在反向上产生转动状态。 通过在反向上将变速齿轮比约为1的转动从输出轴3输入到无级变速 传动机构CVT中，车辆将反向移动。
这样，自动变速器A4的情况就是如此，当车辆刚开始移动时， 它通过选择低速正向档lst来执行高转矩启动元件的功能；在车辆正 向移动时选择高速正向档2nd以及当车辆反向移动时选择反向档 Rev.，来执行正向/反向换档机构的功能。与单独布置高转矩启动元 件和正向/反向换档元件的常规技术相比，通过将高转矩启动元件和 正向/反向换档元件组合成双小齿轮行星齿轮单元PG2，能够在轴向 上减小尺寸。另外，反向档Rev.的变速齿轮比可为1或者接近1，这 对于单小齿轮行星齿轮单元PG1基本上是不能达到的。
第四实施例可提供下列优点中的一个或者多个。
在第四实施例所描述的自动变速器中，除了具有参照第一实施 例描述的第一和第二优点外，还具有下列技术效果。
第八，包括一组行星齿轮元件的行星齿轮单元是作为转动元件 的具有太阳齿轮S、小齿轮架C和齿圈R的双小齿轮行星齿轮单元 PG2。太阳齿轮S与输入轴2接合。小齿轮架C通过接合反向制动器 REV/B与变速器壳体TC连接，同时通过接合正向离合器Fwd/C与 输出轴3连接。齿圈R通过接合低速制动器Low/B与变速器壳体TC 连接，同时通过接合高速/反向离合器H&R/C与输出轴3连接；并且 高转矩启动元件和正向/反向换档元件可被縮减为双小齿轮行星齿轮 单元PG2、两个离合器Fwd/C和H&R/C以及两个制动器Low/B和 REV/B，这是因为变速控制器包括正向离合器Fwd/C及低速制动 器Low/B接合的低速正向档1st、正向离合器Fwd/C及高速/反向离 合器H&R/C接合的高速正向档2nd、以及高速/反向离合器H&R/C及反向制动器REV/B接合的反向档。
第九，通过标准化和使用适于转动元件的公共部件，可使成本 降低，并且与将摩擦接合元件布置在轴向上的远距离位置处相比，可 在轴向上减小尺寸，这是由于如图ll中所示，双小齿轮行星齿轮单 元PG2和反向制动器REV/B位于第一公共轴线Dl上。低速制动器 Low/B、高速/反向离合器H&R/C和正向离合器Fwd/C位于与第一公 共轴线Dl平行的第二公共轴线D2上。
实际上，通过将各摩擦接合元件(低速制动器Low/B、高速/反 向离合器H&R/C、正向离合器Fwd/C)制作成3层结构，可使得公 共部件用作与各摩擦接合元件相邻的转动元件。
第十，采用带式制动系统比采用多板式制动系统更好，可在径 向上减小反向制动器REV/B的尺寸。
第十一，通过去除常规齿轮架柱并且利用小齿轮轴PS1和PS2 支撑齿轮架，可增加提供高转矩能力的小齿轮组的数量，这是由于， 如图16中所示，双小齿轮行星齿轮单元PG2固定小齿轮轴PS1和 PS2的两端，其中小齿轮轴PS1和PS2转动地将双小齿轮支持在一 对小齿轮架Cl和C2上，并且双小齿轮行星齿轮单元PG2容纳作为 齿轮架支撑结构的一部分的小齿轮轴PS1和PS2。
参照图17-19描述第五实施例。具体地，图17是表示自动变速 器A5的图。图18是表示自动变速器A5各变速档的离合器和制动器 的工作情况的表。图19是表示自动变速器A5各变速档之间的转数 关联的图表。
第五实施例示出了利用拉威挪式行星齿轮单元，由前太阳齿轮 输入或者后太阳齿轮输入，使齿圈输出的示例。
如图17中所示，包括参照第五实施例描述的自动变速器A6的 一组行星齿轮元件的行星齿轮单元是具有作为转动元件的前太阳齿 轮SF、后太阳齿轮SR、支撑短小齿轮PS和长小齿轮PL的公共小 齿轮架PC、以及后齿圈RR的拉威挪式行星齿轮单元PG3。前太阳 齿轮SF通过接合第二离合器C2与输入轴2连接。后太阳齿轮SR通 过接合第一离合器Cl与输入轴2连接。公共小齿轮架PC通过接合第三制动器B3与变速器壳体TC连接。后齿圈RR与输出轴3连接。 这样，如图18中所示，变速控制器包括接合第一离合器Cl 及第三制动器B3的低速正向档1st、接合第一离合器Cl及第二离合 器C2的高速正向档2nd、以及接合第二离合器C2及第三制动器B3 的反向档Rev.。第一阻尼器Dampl包括在输入轴2和发动机输出轴 1之间。第二阻尼器Damp2包括在第三制动器B3和变速器壳体TC 之间。
变速器在不同速度的操作如下。当车辆刚开始移动时，通过选 择第一离合器C1接合及第三制动器B3接合的低速正向档1st，使得 来自于发动机E的输入转矩根据减速比而增大，这是因为来自于后 太阳齿轮SR的输出转数小于来自于后齿圈RR的输入转数，使得发 动机减速，如图19中的lst途径所示。
在启动后，例如，当汽车的速度达到预定速度时，如图19中2nd 途径所示，通过选择高速正向档2nd，因为第一离合器Cl接合及第 二离合器C2接合，将在无级变速传动机构CVT侧控制变速齿轮比。 来自于后齿圈RR的输入转数以及来自于前太阳齿轮SF和后太阳齿 轮SR的输出转数成为相同的数值(变速齿轮比=1)。来自于发动 机E的输入转矩和转数直接被输入到带无级变速传动机构CVT中。
如图19中的Rev.途径所示，通过选择反向档Rev.，通过第二离 合器C2接合及第三制动器B3接合，使得来自于前太阳齿轮SF的输 入转数和来自于后齿圈RR的输出转数将在反向上产生转动状态。通 过在反向上将转动从输出轴3输入到无级变速传动机构CVT中，车 辆将反向移动。
这样，自动变速器A5的情况就是如此，当车辆刚开始移动时， 它通过选择低速正向档lst来执行高转矩启动元件的功能；在车辆正 向移动时选择高速正向档2nd以及当车辆反向移动时选择反向档 Rev.，来执行正向/反向换档机构的功能。与单独布置高转矩启动元 件和正向/反向换档元件的常规技术相比，通过将高转矩启动元件和 正向/反向换档元件组合成拉威挪式行星齿轮单元PG3，能够在轴向 上减小尺寸。第五实施例可提供下列优点中的一个或者多个。在第五实施例 所描述的自动变速器中，除了具有参照第一实施例描述的第一和第二 优点外，还具有下列技术效果。
第十二，行星齿轮单元是具有作为转动元件的前太阳齿轮SF、
后太阳齿轮SR、支撑短小齿轮PS和长小齿轮PL的公共小齿轮架PC、 以及后齿圈RR的拉威挪式行星齿轮单元PG3。前太阳齿轮SF通过 接合第二离合器C2与输入轴2连接。后太阳齿轮SR通过接合第一 离合器Cl与输入轴2连接。公共小齿轮架PC通过接合第三制动器 B3与变速器壳体TC连接。后齿圈RR与输出轴3连接。高转矩启动 元件和正向/反向换档元件可被縮减为拉威挪式行星齿轮单元PG3、 一个制动器B3和两个离合器C1和C2，这是因为变速控制器包括 接合第一离合器C1和接合第三制动器B3的低速正向档1st、接合第 一离合器Cl和接合第二离合器C2的高速正向档2nd、以及接合第 三制动器B3和第二离合器C2的反向档Rev.。实际上，三个摩擦接 合元件可保证低速正向档1st、高速正向档2nd以及反向档Rev.，其 中制动器的数量少于第一、第二、第三和第四实施例中的制动器数量。 参照图20-22描述第六实施例。具体地，图20是表示自动变速 器A6的图。图21是表示自动变速器A6各变速档的离合器和制动器 的工作情况的表。图22是表示自动变速器A6各变速档之间的转数 关联的图。
第六实施例示出了利用拉威挪式行星齿轮单元，由后太阳齿轮 输入或者前后太阳齿轮输入、公共小齿轮架输出的示例。
如图20中所示，包括自动变速器A6的一组行星齿轮元件的行 星齿轮单元该单元是拉威挪式行星齿轮单元PG3，包括作为转动元件 的前太阳齿轮SF、后太阳齿轮SR、支撑短小齿轮PS和长小齿轮PL 的公共小齿轮架PC，以及后齿圈RR。前太阳齿轮SF通过接合第一 离合器Cl与输入轴2连接，同时通过接合第一制动器Bl与变速器 壳体TC连接。后太阳齿轮SR与输入轴2连接。公共小齿轮架PC 与输出轴3连接。后齿圈RR通过接合第二制动器B2与变速器壳体 TC连接。
27接着，如图21中所示，变速控制器包括接合第一制动器Bl
的低速正向档1st、接合第一离合器Cl的高速正向档2nd、以及接合 第二制动器B2的反向档Rev.。第一阻尼器Dampl包括在输入轴2 和发动机输出轴之间。第二阻尼器Damp2包括在第一制动器Bl和 变速器壳体TC之间。
变速器在不同速度的操作如下。当车辆刚开始移动时，通过选 择第一制动器Bl接合的低速正向档1st，使得来自于发动机E的输 入转矩根据减速比而增大，这是因为来自于公共小齿轮架PC的输出 转数小于来自于后太阳齿轮SR的输入转数，使得发动机减速，如图 22中的1st途径所示。
在启动后，例如，当汽车的速度达到预定速度时，如图22中2nd 途径所示，通过选择高速正向档2nd，由于接合第一离合器Cl，在 无级变速传动机构CVT侧控制变速齿轮比。来自于公共小齿轮架PC 的输出转数以及来自于前太阳齿轮SF和后太阳齿轮SR的输入转数 成为相同的数值(变速齿轮比=1)。来自于发动机E的输入转矩和 转数直接被输入到带无级变速传动机构CVT中。
如图22中的Rev.途径所示，通过选择反向档Rev.，通过接合第 二制动器B2，使得来自于后太阳齿轮SR的输入转数和来自于公共 小齿轮架PC的输出转数将在反向上产生转动状态。通过在反向上将 转动从输出轴3输入到无级变速传动机构CVT中，车辆将反向移动。
这样，自动变速器A6的情况就是如此，当车辆刚开始移动时， 它通过选择低速正向档lst来执行高转矩启动元件的功能，并在车辆 正向移动时选择高速正向档2nd以及当车辆反向移动时选择反向档 Rev.来执行正向/反向换档机构的功能。与单独布置高转矩启动元件 和正向/反向换档元件的常规技术相比，通过将高转矩启动元件和正 向/反向换档元件组合成拉威挪式行星齿轮单元PG3，能够在轴向上 减小尺寸。
第六实施例可提供下列优点中的一个或者多个。在第六实施例 所描述的自动变速器中，除了具有参照第一实施例描述的第一和第二 优点外，还具有下列技术效果。第十三，行星齿轮单元是具有作为转动元件的前太阳齿轮SF、
后太阳齿轮SR、支撑短小齿轮PS和长小齿轮PL的公共小齿轮架PC 以及后齿圈RR的拉威挪式行星齿轮单元PG3。前太阳齿轮SF通过 接合第一离合器Cl与输入轴2连接，同时通过接合第一制动器Bl 与变速器壳体TC连接。后太阳齿轮SR与输入轴2连接。公共小齿 轮架PC与输出轴3连接。后齿圈RR通过接合第二制动器B2与变 速器壳体TC连接。高转矩启动元件和正向/反向换档元件可被縮减 为拉威挪式行星齿轮单元PG3、 一个离合器C1以及两个制动器B1、 B2，这是因为变速控制器包括第一制动器Bl接合的低速正向档 1st、第一离合器Cl接合的高速正向档2nd、以及第二制动器B2接 合的反向档Rev.。实际上，三个摩擦接合元件可保证低速正向档1st、 高速正向档2nd以及反向档Rev.，其中离合器的数量比第一至第四 实施例中的制动器数量少一个。另外，可通过接合各摩擦接合元件来 保证各变速档。
图23是示出完成带式无极变速器的模式的图。图23中所示的 实施例与第一至第六实施例的不同之处在于，在图23中，输入轴1 通过无级变速传动机构8。尽管对图23中所示的实施例进行了详细描 述，但第一至第六实施例中的各实施例可适用于一种类似的构造。
图23中未示出的发动机输出轴通过扭矩阻尼器2与变速器的输 入轴1连接。带式无极变速器包括启动摩擦元件7、在输入和输出齿 轮之间连续传动的带式无级变速传动机构8、输出齿轮9、空转轴10、 减速齿轮11和差动齿轮12。启动摩擦元件7装有正向离合器4、正 向制动器5和反向制动器6。空转轴10、减速齿轮11和差动齿轮12 降低输出速度。
其输入轴与发动机输出轴连接并且其输出轴与变速器的输入轴 1连接的扭矩阻尼器2具有这样的构造，g卩，通过扭转弹簧使得扭矩 阻尼器2的输入轴和输出轴连接以实现相对转动。
启动摩擦元件7包括能够以如下的方式改变转动方向和齿轮比 的拉威挪式类型的行星齿轮。当车辆高速正向行驶时，接合正向离合 器4。当车辆低速正向行驶时，接合正向制动器5，以及当车辆反向行驶时，接合反向制动器6。
拉威挪式类型的行星齿轮包括以与变速器的输入轴1相同的同
心方式转动的前太阳齿轮fs、后太阳齿轮rs、在其外周上与后太阳齿轮rs接合的多个长小齿轮lp、在前太阳齿轮fs的外周上与前太阳齿轮fs和长小齿轮lp接合的短小齿轮sp、在其外周上与长小齿轮lp接合的齿圈r、以及转动地支撑长小齿轮和短小齿轮sp两者的公共小齿轮架pc。太阳齿轮fs与变速器的输入轴1连接，变速器输入轴由滚针轴承NB转动支撑着穿过构成带式无级变速传动机构8的第一带轮13的内周；并且小齿轮架pc与内周侧为圆柱形的筛第一带轮13的固定筛13a连接。
正向离合器4包括与变速器的输入轴1连接的多个板和与后太阳齿轮rs连接的多个板。通过产生用于离合器驱动活塞的液压(在图23中未示出)，正向离合器4可选择性地接合，以将与输入部分连接的多个板和与后太阳齿轮rs连接的多个板推到一起。可通过减小或者倒转液压力而选择性地脱开正向离合器4。
正向制动器5包括与变速器壳体TC连接的多个板和与后太阳齿轮rs连接的多个板。通过产生用于离合器驱动活塞(在图23中未示出)的液压，正向制动器5可选择性地接合，以将与变速器壳体TC连接的多个板和与后太阳齿轮rs连接的多个板推到一起。这使得后太阳齿轮rs与变速器壳体TC固定。可通过减小或者倒转液压而选择性地脱开正向制动器5。
反向制动器6包括与变速器壳体TC连接的多个板和与后齿圈r连接的多个板。通过产生用于离合器驱动活塞的液压(在图23中未示出)，反向制动器6可选择性地接合，以将与变速器壳体TC连接的多个板和与后齿圈r连接的多个板推到一起。这使得齿圈r与变速器壳体TC固定。可通过减小或者倒转液压而选择性地脱开反向制动器6，以使得后齿圈r与变速器壳体脱开。
在启动摩擦元件7中，如果仅通过接合正向制动器5而选择低速正向档，来自于发动机的输入转矩将根据减速比而增大，这是由于在公共小齿轮pc的转数小于后太阳齿轮rs的转数的情况下将选择减
3速状态。如果仅通过接合正向离合器4而选择高速正向档，将仅在带
式无级变速传动机构8侧控制变速齿轮比，这是由于来自于前太阳齿轮fs和后太阳齿轮rs的转数与公共小齿轮架pc的转数相同；并且来自于发动机的输入转矩和转数直接输入到带式无级变速传动机构8的筛第一带轮13的固定筛13a中。如果仅通过接合反向制动器6而选择反向档，公共小齿轮架pc的相同转动方向可与后太阳齿轮rs的转动方向相反。
带式无级变速传动机构8可在输入/输出轴之间连续改变变速齿轮比。带式无级变速传动机构8包括与公共小齿轮架pc连接的第一带轮13、与第二带轮轴14连接的第二带轮15以及绕在第一带轮13和第二带轮15上的CVT带16。第一带轮13和第二带轮15包括固定筛13a、 15a和可动筛13b、 15b，可动筛13b、 15b能够与固定筛13a、 15a分离和朝向固定筛移动。活塞13c、 15c可根据液压控制单元(图23中未示出)施加的液压连续地改变变速齿轮比。在液压控制单元中，从图中未示出的油罐吸收压力油，并且利用油泵17供给。
变速器的输入轴1在其前侧通过轴承18而可转动地支撑在变速器壳体TC中。变速器的输入轴1通过轴承19、公共小齿轮架pc、固定筛13a和滚针轴承NB而可转动地支撑在轴向的中间位置处。变速器的输入轴1在其后侧通过轴承20而可转动地支撑在变速器壳体TC中。
在带式无级变速传动机构8中，扭矩阻尼器2、油泵17、第一带轮13和启动摩擦元件7位于作为从发动机侧启动的第一轴的变速器的输入轴1中。筛第一带轮13的固定筛13a以及其用于驱动的活塞13c位于发动机侧。输出齿轮9和第二带轮15位于作为从发动机侧启动的第二轴的第二带轮轴14中。第二带轮15的活动筛15b以及其用于驱动的活塞15c位于与发动机相对的一侧。第二带轮15和输出齿轮9在轴向上相邻设置。
通过将筛第一带轮13的固定筛13a设置在发动机侧；通过将第二带轮15的活动筛15b设置在与发动机相对的一侧，以及，通过相对于发动机相对侧，使第二带轮15的发动机相对侧伸出，以使启动
31元件可布置在由突出部分在第一轴侧与发动机侧相对侧中产生的扩展间隙中，可在轴向上调节第一轴和第二轴的相对端部的位置，从而可縮短变速器的轴向总长度。
另外，为了使得放置在作为第一轴的变速器的输入轴1的发动
机最远相对侧的轴承20的轴向位置与启动摩擦元件7的轴向位置相符，将正向离合器5制成圆筒形，利用轴承20从发动机侧变速器壳体TC突出的圆筒形支撑孔23，在外周支撑轴承20，从而使正向离合器5从外面包绕相关的轴承20。
根据上述内容，由于将轴承20放置为，使轴承20的轴向位置由正向离合器5包绕，因此可縮短变速器的输入1轴的轴向长度。
基于实施例给出本发明自动变速器的描述。与本发明的原理一致，具体的结构不限于这些实施例。例如，可使用单型或者双型行星齿轮机构，代替拉威挪式类型的行星齿轮机构。
包括一组行星齿轮元件的行星齿轮单元可为在实施例中的单小齿轮行星齿轮单元PG1、双小齿轮行星齿轮单元PG2和拉威挪式行星齿轮单元PG3;但是，行星齿轮单元不限于参照所述实施例描述的形式，只要其构成了包括一组行星齿轮元件的行星齿轮单元即可。
给出对第二离合器和第二制动器(第一至第四实施例)、第二离合器和第一制动器(第五实施例)以及第一离合器和第二制动器(第五实施例)的描述，作为用于脱开或固定行星齿轮单元对的多个摩擦接合元件，但不限于这些。简言之，可通过脱开或者固定多个摩擦接合元件，就应该保证在车辆刚启动时选择的低速正向档、当车辆正向移动时选择的高速正向档，以及当车辆反向移动时的反向档中的至少一个。
给出了这样的示例，其中变速器单元包括在上述实施例中的自动变速器作为副变速器以及无级变速传动机构CVT作为主变速器。但是，主变速器不限于带式无级变速传动机构CVT，也可用未设置反向功能的液压自动变速器来代替。
这里所述的自动变速器可用于例如以电动马达作为动力源的电动汽车或者以发动机和电动马达作为动力源的混合型车辆。关于电动汽车及混合型汽车，例如，需要具有高转矩启动元件和正向/反向换档元件的自动变速器。对于电动汽车及混合型汽车，如果最大马达输出可相对于高转矩启动元件所需的驱动转矩而减小，那么可以减小电动马达的尺寸。另外，如果可仅通过使马达在一个方向上转动就使得正向/反向换档元件在正转和反转之间变换，可提高电动马达的效率。已经对本发明的各个实施例进行了描述。这些或者其他实施例均在下列权利要求的范围内。
权利要求
1.一种自动变速器，包括与变速机构连接的行星齿轮单元，其中所述自动变速器的传动系路径包括所述变速机构和所述行星齿轮单元；以及多个接合元件，其与所述行星齿轮单元的行星齿轮元件接合，其中所述多个接合元件可选择性地接合，以提供可选择的档组中的各档，其中所述可选择的档组包括低速正向档，高速正向档，以及反向档。
2. 如权利要求1所述的自动变速器，其中，所述变速机构是无 级变速传动机构。
3. 如权利要求1所述的自动变速器，还包括 变速器壳体；在所述传动系路径中的第一阻尼器；以及第二阻尼器，所述第二阻尼器与接合元件组中的接合元件连接， 该接合元件连接于行星齿轮元件的转动元件和变速器壳体之间的空 隙。
4. 如权利要求1所述的自动变速器，还包括输入轴，其中，所述行星齿轮单元为单小齿轮行星齿轮单元，该单小齿 轮行星齿轮单元包括作为转动元件的太阳齿轮、小齿轮架和齿圈， 其中，所述太阳齿轮与所述输入轴连接。
5. 如权利要求4所述的自动变速器，还包括变速器壳体；以及 输出轴，其中所述多个接合元件包括反向制动器、正向离合器、低速制 动器和高速/反向离合器，其中，所述小齿轮架可通过接合所述反向制动器而选择性地与 所述变速器壳体连接，并且可通过接合所述正向离合器而选择性地与 所述输出轴连接，其中，所述齿圈可通过接合所述低速制动器而选择性地与所述 变速器壳体连接，以及，可通过接合所述高速/反向离合器而选择性 地与所述输出轴连接。
6. 如权利要求5所述的自动变速器，其中，通过接合所述低速制动器及所述正向离合器两者，选择 所述低速正向档，其中，通过接合所述高速/反向离合器及所述正向离合器两者， 选择所述高速正向档，以及其中，通过接合所述高速/反向离合器及所述反向制动器两者， 选择所述反向档。
7. 如权利要求5所述的自动变速器，其中，所述单小齿轮行星齿轮单元和所述反向制动器位于第一 公共轴线上，其中，所述低速制动器、所述高速/反向离合器和所述正向离合 器位于与第一公共轴线相邻的第二公共轴线上。
8. 如权利要求7所述的自动变速器，其中，所述第二公共轴线 平行于所述第一公共轴线。
9. 如权利要求5所述的自动变速器，其中，所述反向制动器包 括带式制动系统。
10. 如权利要求1所述的自动变速器，还包括输出轴，其中，所述行星齿轮单元为单小齿轮行星齿轮单元，该单小齿 轮行星齿轮单元包括作为转动元件的太阳齿轮、小齿轮架和齿圈， 其中，所述齿圈与所述输出轴连接。
11.如权利要求IO所述的自动变速器，还包括变速器壳体，其中所述多个接合元件包括反向制动器、高速/反向离合器、低 速制动器和正向离合器，其中，所述太阳齿轮可通过接合所述低速制动器而选择性地与 所述变速器壳体连接，以及，可通过接合所述高速/反向离合器而选 择性地与所述输出轴连接，其中，所述小齿轮架可通过接合所述反向制动器而选择性地与 所述变速器壳体连接，以及，可通过接合所述正向离合器而选择性地 与输出轴连接。
12.如权利要求11所述的自动变速器，其中，通过接合所述低速制动器及所述正向离合器两者，选择 所述低速正向档，其中，通过接合所述高速/反向离合器就所述正向离合器两者， 选择所述高速正向档，以及其中，通过接合所述高速/反向离合器及所述反向制动器两者， 选择所述反向档。
13.如权利要求IO所述的自动变速器，还包括变速器壳体；以及输入轴，其中所述多个接合元件包括高速制动器、低速/反向离合器、反 向制动器和正向离合器，其中，所述太阳齿轮可通过接合所述高速制动器而选择性地与 所述变速器壳体连接，以及，可通过接合所述低速/反向离合器而选 择性地与所述输入轴连接，其中，所述小齿轮架可通过接合所述反向制动器而选择性地与 所述变速器壳体连接，以及，可通过接合所述正向离合器而选择性地 与所述输入轴连接。
14. 如权利要求13所述的自动变速器，其中，通过接合所述低速/反向离合器及所述正向离合器两者， 选择所述低速正向档，其中，通过接合所述高速制动器及所述正向离合器两者，选择 所述高速正向档，以及其中，通过接合所述低速/反向离合器及所述反向制动器两者， 选择所述反向档。
15. 如权利要求1所述的自动变速器，还包括 变速器壳体；输入轴；以及 输出轴，其中所述行星齿轮单元为双小齿轮行星齿轮单元，该双小齿轮 行星齿轮单元包括作为转动元件的太阳齿轮、小齿轮架和齿圈， 其中，所述太阳齿轮与所述输入轴连接，其中，所述多个接合元件包括低速制动器、高速/反向离合器、 反向制动器和正向离合器，其中，所述小齿轮架可通过接合所述反向制动器而选择性地与 所述变速器壳体连接，以及，可通过接合所述正向离合器而选择性地 与所述输出轴连接，其中，所述齿圈可通过接合所述低速制动器而选择性地与所述 变速器壳体连接，以及，可通过接合所述高速/反向离合器而选择性 地与所述输出轴连接，其中，通过接合所述低速制动器及所述正向离合器两者，选择 所述低速正向档，其中，通过接合所述高速/反向离合器及所述正向离合器两者，选择所述高速正向档，以及其中，通过接合所述高速/反向离合器及所述反向制动器两者， 选择所述反向档。
16. 如权利要求15所述的自动变速器，其中，所述双小齿轮行星齿轮单元和所述反向制动器位于第一 公共轴线上，其中，所述低速制动器、所述高速/反向离合器和所述正向离合 器位于与所述第一公共轴线相邻的第二公共轴线上。
17. 如权利要求16所述的自动变速器，其中，所述反向制动器 包括带式制动系统。
18. 如权利要求15所述的自动变速器，还包括一组小齿轮轴， 用于轴向支撑相应的小齿轮组，其中，所述小齿轮架是第一小齿轮架，还包括第二小齿轮架， 其中，所述第一小齿轮架和所述第二小齿轮架支撑所述一组小 齿轮轴的相对端。
19. 如权利要求1所述的自动变速器，还包括 变速器壳体；输入轴；以及 输出轴，其中所述行星齿轮单元是拉威挪式行星齿轮单元，包括以下元 件作为转动元件前太阳齿轮， 后太阳齿轮，支撑短小齿轮和长小齿轮的公共小齿轮架，以及 后齿圈，其中所述后齿圈与所述输出轴连接，其中，所述多个摩擦接合元件包括第一离合器、第二离合器和 第三制动器，其中，所述前太阳齿轮可通过接合所述第二离合器而选择性地 与所述输入轴连接，其中，所述后太阳齿轮可通过接合所述第一离合器而选择性地 与所述输入轴连接，其中，所述公共小齿轮架可通过接合所述第三制动器而选择性 地与所述变速器壳体连接，其中，通过接合所述第一离合器及所述第三制动器两者，选择 所述低速正向档，其中，通过接合所述第一离合器及所述第二离合器两者，选择 所述高速正向档，以及其中，通过接合所述第二离合器及所述第三制动器两者，选择 所述反向档。
20.如权利要求1所述的自动变速器，还包括变速器壳体；输入轴；以及输出轴，其中所述行星齿轮单元是拉威挪式行星齿轮单元，包括以下元 件作为转动元件前太阳齿轮， 后太阳齿轮，支撑短小齿轮和长小齿轮的公共小齿轮架，以及后齿圈，其中，所述后太阳齿轮与所述输入轴连接， 其中，所述公共小齿轮架与所述输出轴连接，其中，所述多个摩擦接合元件包括第一制动器、第二制动器和 第一离合器，其中，所述前太阳齿轮可通过接合所述第一离合器而选择性地连接输入轴，以及，可通过接合第一制动器选择性地连接变速器壳体， 其中，所述后齿圈可通过接合所述第二制动器而选择性地与所述变速器壳体连接，其中，通过接合所述第一制动器而选择所述低速正向档， 其中，通过接合所述第一离合器而选择所述高速正向档，以及 其中，通过接合所述第二制动器而选择所述反向档。
全文摘要
本发明披露一种结构，其中自动变速器包括行星齿轮单元、多个用于脱开或固定行星齿轮单元元件的接合元件，变速控制通过脱开或固定多个接合元件，在车辆刚启动时选择低速正向档、在车辆正向移动时选择高速正向档以及当车辆反向移动时选择反向档。通过将高转矩启动元件和正向/反向换档元件缩减成单行星齿轮单元，实施例可提供在布置方面的优点。
文档编号F16H3/44GK101649888SQ200910169548
公开日2010年2月17日 申请日期2005年11月1日 优先权日2004年11月2日
发明者堀洋祐, 宫本裕介, 小山隆夫, 永堀由起夫, 田上胜也 申请人:日产自动车株式会社