7速变速器的制作方法

专利名称：7速变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有三个行星齿轮组的动力变速器，所述行星齿轮组由六个扭矩传递
装置控制，以提供七个前进速度比和一个倒档速度比。
背景技术：
乘用车辆包括动力系统，动力系统包括发动机、多速变速器、以及差速器或最终传 动件。多速变速器借助于允许发动机多次贯穿其扭矩范围操作来增加车辆总体操作范围。 在变速器中可获得的前进速度比的数量决定发动机扭矩范围重复的次数。早期自动变速器 具有两个速度范围。这严重地限制了车辆的总体速度范围，从而需要能够产生宽的速度和 扭矩范围的相对大的发动机。这导致发动机在巡航期间以最有效点之外的特定燃料消耗点 操作。因而，手动换档(中间轴变速器)是最普遍的。 随着三速和四速自动变速器的出现，自动换档(行星齿轮)变速器随着机动车辆 的流行而日益流行。这些变速器改进了车辆的操作性能和燃料经济性。增加数量的速度比 减小了各个比之间的级尺寸，从而借助于使得在正常车辆加速下以操作者大致感觉不到的 方式互换所述比而改进变速器的换档质量。 六速变速器具有优于四速和五速变速器的多个益处，包括改进车辆加速和改进燃 料经济性。虽然许多卡车采用具有六个或更多前进速度比的动力变速器，但是因为这些变 速器的尺寸和复杂性，乘用车辆仍制造成具有三速和四速自动变速器和相对少的五速或六 速装置。 七速、八速、九速和十速变速器相对于六速变速器提供加速和燃料经济性的进一 步改进。然而，如同上述六速变速器一样，由于复杂性、尺寸和成本，妨碍了七速、八速、九速 和十速变速器的发展。

发明内容
本发明的目的在于提供具有三个行星齿轮组的改进变速器，所述行星齿轮组被控 制成提供七个前进速度比和一个倒档速度比。 本发明的变速器族具有三个行星齿轮组，所述行星齿轮组中的每个包括第一、第
二和第三构件，所述构件可以任何顺序包括太阳轮、齿圈、或行星架组件构件。 关于本说明书和权利要求书中的第一、第二和第三齿轮组，这些组可以在附图中
以任何顺序(例如，从左到右，从右到左，等)计数为"第一"至"第三"。此外，每个齿轮组
的第一、第二和第三构件可以在附图中以任何顺序(例如，从上到下，从下到上，等)计数为
每个齿轮组的"第一"至"第三"。 每个架构件能够是单小齿轮架构件(简单的)或双小齿轮架构件(复合的)。具 有长的小齿轮的实施例也是可能的。 输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件连续地连接。输出构件与所述第 二或第三行星齿轮组的所述第二构件连续地连接。
第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件连续地连接。 第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮组的所述第二或第三构件连续地连接。 第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第二或第三构件与所述第三行星齿轮组的所述第三构件连续地连接。 第一扭矩传递装置(例如制动器)将所述第一行星齿轮组的所述第三构件或者所述第三行星齿轮组的所述第一构件与固定构件(变速器壳体/外壳)选择性地连接。
第二扭矩传递装置(例如制动器)将所述第一行星齿轮组的所述第一或第二构件与固定构件(变速器壳体/外壳)选择性地连接。 第三扭矩传递装置(例如制动器)将所述第一或第三行星齿轮组的所述第一构件与固定构件(变速器壳体/外壳)选择性地连接。 第四扭矩传递装置(例如离合器)将所述第一行星齿轮组的构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件选择性地连接。 第五扭矩传递装置(例如离合器)将所述第二行星齿轮组的所述第一构件与所述第一、第二或第三行星齿轮组的构件选择性地连接。 第六扭矩传递装置(例如离合器)将所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第三行星齿轮组的所述第一构件选择性地连接、或者将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第一行星齿轮组的所述第一或第三构件选择性地连接。 所述六个扭矩传递装置能以两个组合的形式选择性地接合，以产生七个前进速度比和一个倒档速度比。 通过适当地选择行星齿轮组的齿数比能够实现不同的速度比和比展宽。 本发明的上述特征、以及其它特征和优势从用于实施本发明的最佳模式的以下详
细说明结合附图显而易见。


图la是包括根据本发明的行星变速器的动力系统的示意图； 图lb是描绘图la所示的动力系统的一些操作特性的真值表和图表； 图lc是以杠杆图形式示出的图la的动力系统的示意图； 图2a是具有包括本发明的另一族构件的行星变速器的动力系统的示意图； 图2b是描绘图2a所示的动力系统的一些操作特性的真值表和图表； 图2c是以杠杆图形式示出的图2a的动力系统的示意图； 图3a是具有包括本发明的另一族构件的行星变速器的动力系统的示意图； 图3b是描绘图3a所示的动力系 的一些操作特性的真值表和图表； 图3c是以杠杆图形式示出的图3a的动力系统的示意图； 图4a是具有包括本发明的另一族构件的行星变速器的动力系统的示意图； 图4b是描绘图4a所示的动力系统的一些操作特性的真值表和图表；禾口 图4c是以杠杆图形式示出的图4a的动力系统的示意图。
具体实施例方式
参考附图，图la示出了动力系统IO，动力系统10包括常规发动机和变矩器12、行星变速器14和常规最终传动机构16。发动机12可以使用各种燃料来提供动力以改进具体应用的效率和燃料经济性。这种燃料可以包括例如汽油；柴油；乙醇；二甲醚等。
行星变速器14包括与发动机12连续地连接的输入构件17、行星齿轮装置18和与最终传动机构16连续地连接的输出构件19。行星齿轮装置18包括三个行星齿轮组20、30和40。 行星齿轮组20包括太阳轮构件22、齿圈构件24和行星架组件构件26。行星架组件构件26包括多个小齿轮27，所述小齿轮可旋转地安装在架构件29上且以与太阳轮构件22和齿圈构件24两者啮合的关系设置。 行星齿轮组30包括太阳轮构件32、齿圈构件34和行星架组件构件36。行星架组件构件36包括多个小齿轮37，所述小齿轮可旋转地安装在架构件39上且以与太阳轮构件32和齿圈构件34两者啮合的关系设置。 行星齿轮组40包括太阳轮构件42、齿圈构件44和行星架组件构件46。行星架组件构件46包括多个小齿轮47，所述小齿轮安装在架构件49上且以与齿圈构件44和太阳轮构件42两者啮合的关系设置。 行星齿轮装置还包括六个扭矩传递装置80、82、84、85、86和87。扭矩传递装置80、82和84是静止式扭矩传递装置，通常称为制动器或反作用离合器(reaction clutch)。扭矩传递装置85、86和87是旋转式扭矩传递装置，通常称为离合器。 输入构件17与行星齿轮组30的太阳轮构件32连续地连接。输出构件19与行星齿轮组30的行星架组件构件36连续地连接。 第一互连构件70将行星齿轮组20的齿圈构件24与行星齿轮组40的行星架组件构件46连续地连接。第二互连构件72将行星齿轮组20的行星架组件构件26与行星齿轮组30的齿圈构件34连续地连接。第三互连构件74将行星齿轮组30的行星架组件构件36与行星齿轮组40的齿圈构件44连续地连接。 第一扭矩传递装置，例如制动器80，将经由互连构件70连接的行星齿轮组20的齿圈构件24和行星齿轮组40的行星架组件构件46与变速器壳体60选择性地连接。第二扭矩传递装置，例如制动器82，将行星齿轮组20的太阳轮构件22与变速器壳体60选择性地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器84，将行星齿轮组40的太阳轮构件42与变速器壳体60选择性地连接。第四扭矩传递装置，例如离合器85，将经由互连构件70连接的行星齿轮组20的齿圈构件24和行星架组件构件46与行星齿轮组30的太阳轮构件32选择性地连接。第五扭矩传递装置，例如离合器86，将行星齿轮组30的太阳轮构件32与行星齿轮组40的太阳轮构件42选择性地连接。第六扭矩传递装置，例如离合器87，将经由互连构件70连接的行星齿轮组40的行星架组件构件46和行星齿轮组20的齿圈构件24与行星齿轮组40的太阳轮构件42选择性地连接。 如图lb尤其是本文公开的真值表所示，所述扭矩传递装置能以两个组合的形式选择性地接合，以产生七个前进速度比和一个倒档速度比，所有都带有单个过渡顺序换档且具有一个超速传动比。 如上所述，扭矩传递装置的接合排定表在图lb中的真值表中示出。图lb的图表描述在上述变速器中可得到的比级。例如，第一和第二前进速度比之间的级比(st印ratio)是1. 58，而倒档速度比和第一前进速度比之间的级比是-0. 52。 现在参考图lc，以杠杆图形式示出了图la所示动力系统10的实施例。杠杆图是机械装置(如自动变速器)的部件的示意图。每个独立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均由节点表示。因而，单个杠杆包含三个节点一个用于太阳轮构件，一个用于行星齿轮行星架构件，一个用于齿圈构件。每个杠杆的节点之间的相对长度可以用于表示每个相应齿轮组的齿圈-太阳轮比。继而，这些杠杆比用于改变变速器的传动比以实现合适的比和比级数。各个行星齿轮组的节点之间的机械联接件或互连件由细的水平线表示，且扭矩传递装置(例如离合器和制动器)表示为交织的指形物。如果所述装置是制动器，则一组指形物接地。杠杆图的形式、目的和使用的进一步阐述可见于Benford，Howard禾口 Leising， Maurice在1981年的SAE Paper 810102 "The Lever Analogy :A NewTool in Transmission Analysis",该论文作为参考全部弓l入。 动力系统10包括与发动机12连续地连接的输入构件17 ;与最终传动机构16连续地连接的输出构件19 ;第一行星齿轮组20A，所述第一行星齿轮组20A具有三个节点第一节点22A、第二节点26A和第三节点24A ;第二行星齿轮组30A，所述第二行星齿轮组30A具有三个节点第一节点32A、第二节点36A和第三节点34A ;以及第三行星齿轮组40A，所述第三行星齿轮组40A具有三个节点第一节点42A、第二节点46A和第三节点44A。
输入构件17与节点32A连续地连接。输出构件19与经由互连构件74连接的节点36A和44A连续地连接。 节点24A经由互连构件70与节点46A连续地连接。节点26A经由互连构件72与节点34A连续地连接。节点36A经由互连构件74与节点44A连续地连接。
第一扭矩传递装置，例如制动器80，将经由互连构件70连接的节点24A和46A与变速器壳体60选择性地连接。第二扭矩传递装置，例如制动器82，将节点22A与变速器壳体60选择性地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器84，将节点42A与变速器壳体60选择性地连接。第四扭矩传递装置，例如离合器85，将经由互连构件70连接的节点24A和46A与节点32A和输入构件17选择性地连接。第五扭矩传递装置，例如离合器86，将节点42A与节点32A和输入构件17选择性地连接。第六扭矩传递装置，例如离合器87，将经由互连构件70连接的节点24A和46A与节点42A选择性地连接。 为了建立速度比，针对每个档位状态接合两个扭矩传递装置。图lb中每个相应行中的"X"表示接合的扭矩传递装置。例如，为了建立倒档，制动器80和离合器86被接合。制动器80将经由互连构件70连接的节点24A和46A与变速器壳体60接合。离合器86将节点42A与节点32A和输入构件17接合。类似地，通过根据图lb离合器接合的不同组合实现七个前进比。图lb中"O"表示空档状况，表示离合器接通，但没有承载负载。
动力系统10可以与混合动力车辆共用部件，且这种组合可以"电荷消耗模式"操作。为了本发明的目的，"电荷消耗模式"是这样的模式，其中车辆主要由电动马达/发电机提供动力，使得在车辆到达其目的地时蓄电池被耗尽或几乎耗尽。换句话说，在电荷消耗模式期间，发动机12仅仅操作至确保蓄电池在到达目的地之前不被耗尽所需要的程度。常规混合动力车辆以"电荷维持模式"操作，其中，如果蓄电池电荷水平下降到预定水平(例如，25%)以下，那么发动机自动运行以给蓄电池重新充电。因而，通过以电荷消耗模式操作，混合动力车辆能够节省在常规混合动力车辆中保持25%蓄电池电荷水平要耗费的燃料 中的一些或全部。应当理解的是，如果在到达目的地之后蓄电池能够通过插入到电源而重 新充电，那么混合动力车辆动力系统优选仅以电荷消耗模式操作。第二示例性实施例的说 明 在图2a中，示出了动力系统110，动力系统110包括常规发动机和变矩器12、行星 变速器114和常规最终传动机构16。发动机12可以使用各种燃料来提供动力以改进具体 应用的效率和燃料经济性。这种燃料可以包括例如汽油；柴油；乙醇；二甲醚等。
行星变速器114包括与发动机12连续地连接的输入构件17、行星齿轮装置118 和与最终传动机构16连续地连接的输出构件19。行星齿轮装置118包括三个行星齿轮组 120、 130和140。 行星齿轮组120包括太阳轮构件122、齿圈构件124和行星架组件构件126。行星 架组件构件126包括多个小齿轮127，所述小齿轮可旋转地安装在架构件129上且以与太阳 轮构件122和齿圈构件124两者啮合的关系设置。 行星齿轮组130包括太阳轮构件132、齿圈构件134和行星架组件构件136。行星 架组件构件136包括多个小齿轮137，所述小齿轮可旋转地安装在架构件139上且以与太阳 轮构件132和齿圈构件134两者啮合的关系设置。 行星齿轮组140包括太阳轮构件142、齿圈构件144和行星架组件构件146。行星 架组件构件146包括多个小齿轮147，所述小齿轮安装在架构件149上且以与齿圈构件144 和太阳轮构件142两者啮合的关系设置。 行星齿轮装置还包括六个扭矩传递装置180U82、184、185、186和187。扭矩传递 装置180、 182和184是静止式扭矩传递装置，通常称为制动器或反作用离合器。扭矩传递 装置185、 186和187是旋转式扭矩传递装置，通常称为离合器。 输入构件17与行星齿轮组130的太阳轮构件132连续地连接。输出构件19与行 星齿轮组140的行星架组件构件146连续地连接。 第一互连构件170将行星齿轮组120的齿圈构件124与行星齿轮组140的行星架 组件构件146连续地连接。第二互连构件172将行星齿轮组120的行星架组件构件126与 行星齿轮组130的齿圈构件134连续地连接。第三互连构件174将行星齿轮组130的行星 架组件构件136与行星齿轮组140的齿圈构件144连续地连接。 第一扭矩传递装置，例如制动器180，将行星齿轮组140的太阳轮构件142与变速 器壳体160选择性地连接。第二扭矩传递装置，例如制动器182，将经由互连构件172连接 的行星齿轮组120的行星架组件构件126和行星齿轮组130的齿圈构件134与变速器壳体 160选择性地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器184，将行星齿轮组120的太阳轮构件 122与变速器壳体160选择性地连接。第四扭矩传递装置，例如离合器185，将行星齿轮组 120的太阳轮构件122与输入构件17和行星齿轮组130的太阳轮构件132选择性地连接。 第五扭矩传递装置，例如离合器186，将经由互连构件174连接的行星齿轮组130的行星架 组件构件136和行星齿轮组140的齿圈构件144与输入构件17和行星齿轮组130的太阳 轮构件132选择性地连接。第六扭矩传递装置，例如离合器187，将经由互连构件172连接 的行星齿轮组120的行星架组件构件126和行星齿轮组130的齿圈构件134与经由互连构 件170连接的行星齿轮组120的齿圈构件124和行星齿轮组140的行星架组件构件146选择性地连接。 如图2b尤其是本文公开的真值表所示，所述扭矩传递装置能以两个组合的形式 选择性地接合，以产生七个前进速度比和一个倒档速度比，所有都带有单个过渡顺序换档 且具有一个超速传动比。 如上所述，扭矩传递装置的接合排定表在图2b中的真值表中示出。图2b的图表 描述在上述变速器中可得到的比级。例如，第一和第二前进速度比之间的级比是1.72，而倒 档速度比和第一前进速度比之间的级比是-0. 65。 现在参考图2c，以杠杆图形式示出了图2a所示动力系统110的实施例。动力系统 110包括与发动机12连续地连接的输入构件17 ;与最终传动机构16连续地连接的输出构 件19 ;第一行星齿轮组120A，所述第一行星齿轮组120A具有三个节点第一节点122A、第 二节点126A和第三节点124A ;第二行星齿轮组130A，所述第二行星齿轮组130A具有三个 节点第一节点132A、第二节点136A和第三节点134A ;以及第三行星齿轮组140A，所述第 三行星齿轮组140A具有三个节点第一节点142A、第二节点146A和第三节点144A。
输入构件17与节点132A连续地连接。输出构件19与节点146A和124A连续地 连接。 节点124A经由互连构件170与节点146A连续地连接。节点126A经由互连构件 172与节点134A连续地连接。节点136A经由互连构件174与节点144A连续地连接。
第一扭矩传递装置，例如制动器180，将节点142A与变速器壳体160选择性地连 接。第二扭矩传递装置，例如制动器182，将经由互连构件172连接的节点126A和134A与 变速器壳体160选择性地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器184，将节点122A与变速器 壳体160选择性地连接。第四扭矩传递装置，例如离合器185，将节点122A与节点132A和 输入构件17选择性地连接。第五扭矩传递装置，例如离合器186，将经由互连构件174连接 的节点136A和144A与节点132A和输入构件17选择性地连接。第六扭矩传递装置，例如 离合器187，将经由互连构件172连接的节点126A和134A与经由互连构件170连接的节点 124A和146A选择性地连接。 为了建立速度比，针对每个档位状态接合两个扭矩传递装置。图2b中每个相应行 中的"X"表示接合的扭矩传递装置。例如，为了建立倒档，制动器182和离合器185被接合。 制动器182将节点126A与变速器壳体160接合。离合器185将节点122A与节点132A和 输入构件17接合。类似地，通过根据图2b离合器接合的不同组合实现七个前进比。第三 示例性实施例的说明 在图3a中，示出了动力系统210，动力系统210包括常规发动机和变矩器12、行星 变速器214和常规最终传动机构16。发动机12可以使用各种燃料来提供动力以改进具体 应用的效率和燃料经济性。这种燃料可以包括例如汽油；柴油；乙醇；二甲醚等。
行星变速器214包括与发动机12连续地连接的输入构件17、行星齿轮装置218 和与最终传动机构16连续地连接的输出构件19。行星齿轮装置218包括三个行星齿轮组 220、230和240。 行星齿轮组220包括太阳轮构件222、齿圈构件224和行星架组件构件226。行星 架组件构件226包括多个小齿轮227，所述小齿轮可旋转地安装在架构件229上且以与太阳 轮构件222和齿圈构件224两者啮合的关系设置。
行星齿轮组230包括太阳轮构件232、齿圈构件234和行星架组件构件236。行星 架组件构件236包括多个小齿轮237，所述小齿轮可旋转地安装在架构件239上且以与太阳 轮构件232和齿圈构件234两者啮合的关系设置。 行星齿轮组240包括太阳轮构件242、齿圈构件244和行星架组件构件246。行星 架组件构件246包括多个小齿轮247，所述小齿轮安装在架构件249上且以与齿圈构件244 和太阳轮构件242两者啮合的关系设置。 行星齿轮装置还包括六个扭矩传递装置280 、282 、284、285 、286和287。扭矩传递 装置280、282和284是静止式扭矩传递装置，通常称为制动器或反作用离合器。扭矩传递 装置285、286和287是旋转式扭矩传递装置，通常称为离合器。 输入构件17与行星齿轮组230的太阳轮构件232连续地连接。输出构件19与行 星齿轮组240的齿圈构件246连续地连接。 第一互连构件270将行星齿轮组220的齿圈构件224与行星齿轮组240的行星架 组件构件246连续地连接。第二互连构件272将行星齿轮组220的行星架组件构件226与 行星齿轮组230的齿圈构件234连续地连接。第三互连构件274将行星齿轮组230的行星 架组件构件236与行星齿轮组240的齿圈构件244连续地连接。 第一扭矩传递装置，例如制动器280，将行星齿轮组240的太阳轮构件242与变速 器壳体260选择性地连接。第二扭矩传递装置，例如制动器282，将经由互连构件272连接 的行星齿轮组220的齿圈构件226和行星齿轮组230的齿圈构件234与变速器壳体260选 择性地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器284，将行星齿轮组220的太阳轮构件222与 变速器壳体260选择性地连接。第四扭矩传递装置，例如离合器285，将经由互连构件272 连接的行星齿轮组220的行星架组件构件226和行星齿轮组230的齿圈构件234与行星齿 轮组230的太阳轮构件232和输入构件17选择性地连接。第五扭矩传递装置，例如离合器 286，将行星齿轮组220的太阳轮构件222与行星齿轮组230的太阳轮构件232和输入构件 17选择性地连接。第六扭矩传递装置，例如离合器287，将经由互连构件272连接的行星齿 轮组220的行星架组件构件226和行星齿轮组230的齿圈构件234与行星齿轮组220的齿 圈构件224选择性地连接。 如图3b尤其是本文公开的真值表所示，所述扭矩传递装置能以两个组合的形式 选择性地接合，以产生七个前进速度比和一个倒档速度比，所有都带有单个过渡顺序换档 且具有一个超速传动比。 如上所述，扭矩传递装置的接合排定表在图3b中的真值表中示出。图3b的图表 描述在上述变速器中可得到的比级。例如，第一和第二前进速度比之间的级比是1.66，而倒 档速度比和第一前进速度比之间的级比是-O. 66。 现在参考图3c，以杠杆图形式示出了图3a所示动力系统210的实施例。动力系统 210包括与发动机12连续地连接的输入构件17 ;与最终传动机构16连续地连接的输出构 件19 ;第一行星齿轮组220A，所述第一行星齿轮组220A具有三个节点第一节点222A、第 二节点226A和第三节点224A ;第二行星齿轮组230A，所述第二行星齿轮组230A具有三个 节点第一节点232A、第二节点236A和第三节点234A ;以及第三行星齿轮组240A，所述第 三行星齿轮组240A具有三个节点第一节点242A、第二节点246A和第三节点244A。
输入构件17与节点232A连续地连接。输出构件19与节点246A和224A连续地
14连接。 节点224A经由互连构件270与节点246A连续地连接。节点226A经由互连构件 272与节点234A连续地连接。节点236A经由互连构件274与节点244A连续地连接。
第一扭矩传递装置，例如制动器280，将节点242A与变速器壳体260选择性地连 接。第二扭矩传递装置，例如制动器282，将经由互连构件272连接的节点226A和234A与 变速器壳体260选择性地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器284，将节点222A与变速 器壳体260选择性地连接。第四扭矩传递装置，例如离合器285，将经由互连构件272连接 的节点226A和节点234A与输入构件17和节点232A选择性地连接。第五扭矩传递装置， 例如离合器286，将节点222A与节点232A和输入构件17选择性地连接。第六扭矩传递装 置，例如离合器287，将经由互连构件272连接的节点226A和234A与节点224A和246A选 择性地连接。 为了建立速度比，针对每个档位状态接合两个扭矩传递装置。图3b中每个相应行 中的"X"表示接合的扭矩传递装置。例如，为了建立倒档，制动器282和离合器286被接合。 制动器282将节点226A和234A与变速器壳体260接合。离合器286将节点222A与节点 232A和输入构件17接合。类似地，通过根据图3b离合器接合的不同组合实现七个前进比。 第四示例性实施例的说明 在图4a中，示出了动力系统310，动力系统310包括常规发动机和变矩器12、行星 变速器314和常规最终传动机构16。发动机12可以使用各种燃料来提供动力以改进具体 应用的效率和燃料经济性。这种燃料可以包括例如汽油；柴油；乙醇；二甲醚等。
行星变速器314包括与发动机12连续地连接的输入构件17、行星齿轮装置318 和与最终传动机构16连续地连接的输出构件19。行星齿轮装置318包括三个行星齿轮组 320、330和340。 行星齿轮组320包括太阳轮构件322、齿圈构件324和行星架组件构件326。行星 架组件构件326包括多个小齿轮327，所述小齿轮可旋转地安装在架构件329上且以与太阳 轮构件322和齿圈构件324两者啮合的关系设置。 行星齿轮组330包括太阳轮构件332、齿圈构件334和行星架组件构件336。行星 架组件构件336包括可旋转地安装在架构件339上的多个小齿轮337、338。小齿轮337以 与太阳轮构件332啮合的关系设置，且所述小齿轮338以与齿圈构件334和小齿轮337两 者啮合的关系设置。 行星齿轮组340包括太阳轮构件342、齿圈构件344和行星架组件构件346。行星 架组件构件346包括多个小齿轮347，所述小齿轮安装在架构件349上且以与太阳轮构件 342和齿圈构件344两者啮合的关系设置。 行星齿轮装置还包括六个扭矩传递装置380 、382 、384、385 、386和387。扭矩传递 装置380、382和384是静止式扭矩传递装置，通常称为制动器或反作用离合器。扭矩传递 装置385、386和387是旋转式扭矩传递装置，通常称为离合器。 输入构件17与行星齿轮组330的太阳轮构件332连续地连接。输出构件19与行 星齿轮组340的行星架组件构件346连续地连接。 第一互连构件370将行星齿轮组320的齿圈构件324与行星齿轮组340的行星架 组件构件346连续地连接。第二互连构件372将行星齿轮组320的行星架组件构件326与行星齿轮组330的行星架组件构件336连续地连接。第三互连构件374将行星齿轮组330 的齿圈构件334与行星齿轮组340的齿圈构件344连续地连接。 第一扭矩传递装置，例如制动器380，将行星齿轮组340的太阳轮构件342与变速 器壳体360选择性地连接。第二扭矩传递装置，例如制动器382，将经由互连构件372连接 的行星齿轮组320的行星架组件构件326和行星齿轮组330的行星架组件构件336与变速 器壳体360选择性地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器384，将行星齿轮组320的太阳 轮构件322与变速器壳体360选择性地连接。第四扭矩传递装置，例如离合器385，将行星 齿轮组320的太阳轮构件322与行星齿轮组330的太阳轮构件332和输入构件17选择性 地连接。第五扭矩传递装置，例如离合器386，将经由互连构件374连接的行星齿轮组330 的齿圈构件334和行星齿轮组340的齿圈构件344与行星齿轮组330的太阳轮构件332和 输入构件17选择性地连接。第六扭矩传递装置，例如离合器387，将经由互连构件372连接 的行星齿轮组320的行星架组件构件326和行星齿轮组330的行星架组件构件336与行星 齿轮组320的齿圈构件324选择性地连接。 如图4b尤其是本文公开的真值表所示，所述扭矩传递装置能以两个组合的形式 选择性地接合，以产生七个前进速度比和一个倒档速度比，所有都带有单个过渡顺序换档 且具有一个超速传动比。 如上所述，扭矩传递装置的接合排定表在图4b中的真值表中示出。图4b的图表 描述在上述变速器中可得到的比级。例如，第一和第二前进速度比之间的级比是1.75，而倒 档速度比和第一前进速度比之间的级比是-0. 65。 现在参考图4c，以杠杆图形式示出了图4a所示动力系统310的实施例。动力系统 310包括与发动机12连续地连接的输入构件17 ;与最终传动机构16连续地连接的输出构 件19 ;第一行星齿轮组320A，所述第一行星齿轮组320A具有三个节点第一节点322A、第 二节点326A和第三节点324A ;第二行星齿轮组330A，所述第二行星齿轮组330A具有三个 节点第一节点332A、第二节点336A和第三节点334A ;以及第三行星齿轮组340A，所述第 三行星齿轮组340A具有三个节点第一节点342A、第二节点346A和第三节点344A。
输入构件17与节点332A连续地连接。输出构件19与节点346A和324A连续地 连接。 节点324A经由互连构件370与节点346A连续地连接。节点326A经由互连构件 372与节点336A连续地连接。节点334A经由互连构件374与节点344A连续地连接。
第一扭矩传递装置，例如制动器380，将节点342A与变速器壳体360选择性地连 接。第二扭矩传递装置，例如制动器382，将经由互连构件372连接的节点326A和336A与 变速器壳体360选择性地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器384，将节点322A与变速器 壳体360选择性地连接。第四扭矩传递装置，例如离合器385，将节点322A与节点332A和 输入构件17选择性地连接。第五扭矩传递装置，例如离合器386，将经由互连构件374连接 的节点334A和344A与节点332A和输入构件17选择性地连接。第六扭矩传递装置，例如 离合器387，将经由互连构件372连接的节点326A和336A与节点322A选择性地连接。
为了建立速度比，针对每个档位状态接合两个扭矩传递装置。图4b中每个相应行 中的"X"表示接合的扭矩传递装置。例如，为了建立倒档，制动器382和离合器385被接合。 制动器382将节点326A与变速器壳体360接合。离合器385将节点322A与节点332A和输入构件17接合。类似地，通过根据图4b离合器接合的不同组合实现七个前进比。
虽然已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，但是本发明所属领域技术人员 将认识到在所附权利要求范围内的用于实践本发明的各种可选设计和实施例。
权利要求
一种多速变速器，包括输入构件；输出构件；第一、第二和第三行星齿轮组，所述第一、第二和第三行星齿轮组各具有第一、第二和第三构件；第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件连续地连接；第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮组的所述第三构件连续地连接；第三互连构件，所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第二或所述第三构件与所述第三行星齿轮组的所述第三构件连续地连接；和六个扭矩传递装置，所述扭矩传递装置以两个组合的形式接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间产生七个前进速度比和至少一个倒档速度比。
2. 根据权利要求1所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第一个将所述第 一行星齿轮组的所述第三构件或者所述第三行星齿轮组的所述第一构件与固定构件选择 性地连接。
3. 根据权利要求2所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第二个将所述第 一行星齿轮组的所述第一构件或所述第二构件与所述固定构件选择性地连接。
4. 根据权利要求3所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第三个将所述第 一或所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件选择性地连接。
5. 根据权利要求4所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第四个将所述第 二行星齿轮组的所述第一构件与所述第一行星齿轮组的构件选择性地连接。
6. 根据权利要求5所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第五个将所述第 二行星齿轮组的所述第一构件与所述第一、第二或第三行星齿轮组的另一构件选择性地连 接。
7. 根据权利要求6所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第六个将所述第 一行星齿轮组的所述第二构件与所述第一行星齿轮组的另一构件选择性地连接；或者将所 述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第三行星齿轮组的所述第一构件选择性地连接。
8. 根据权利要求7所述的变速器，其中，所述第一、第二和第三行星齿轮组的所述第 一、第二和第三构件分别包括太阳轮构件、行星架组件构件和齿圈构件。
9. 根据权利要求8所述的变速器，其中，所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述 第一构件连续地连接；所述输出构件与所述第二或所述第三行星齿轮组的所述第二构件连 续地连接。
10. 根据权利要求1所述的变速器，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件连续地连接； 所述输出构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件连续地连接； 所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第三行星齿轮组的 所述第二构件连续地连接；所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮组的构件与所述固定构件选择 构件与所述固定构件选择 构件与所述第二行星齿轮 构件与所述第三行星齿轮 构件与所述第三行星齿轮所述第三构件连续地连接；所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第二构件与所述第三行星齿轮组的 所述第三构件连续地连接；所述第一扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件选择 性地连接；所述第二扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 性地连接；所述第三扭矩传递装置将所述第三行星齿轮组的所述第 性地连接；所述第四扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 组的所述第一构件选择性地连接；所述第五扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述第 组的所述第一构件选择性地连接；且所述第六扭矩传递装置将所述第三行星齿轮组的所述第 组的所述第一构件选择性地连接。
11. 根据权利要求1所述的变速器，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件连续地连接； 所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件连续地连接；所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第三行星齿轮组的 所述第二构件连续地连接；所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮组的 所述第三构件连续地连接；所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第二构件与所述第三行星齿轮组的 所述第三构件连续地连接；所述第一扭矩传递装置将所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件选择 性地连接；所述第二扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 性地连接；所述第三扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 性地连接；所述第四扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述第 组的所述第一构件选择性地连接；所述第五扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述第 组的所述第二构件选择性地连接；且所述第六扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 组的所述第三构件选择性地连接。
12. 根据权利要求1所述的变速器，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件连续地连接； 所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件连续地连接；:构件与所述固定构件选择 -构件与所述固定构件选择 4勾件与所述第一行星齿轮 4勾件与所述第二行星齿轮 :构件与所述第一行星齿轮:构件与所述固定构件选择 -构件与所述固定构件选择 4勾件与所述第一行星齿轮 4勾件与所述第一行星齿轮 :构件与所述第一行星齿轮所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第三行星齿轮组的 所述第二构件连续地连接；所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮组的所述第三构件连续地连接；所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第二构件与所述第三行星齿轮组的 所述第三构件连续地连接；所述第一扭矩传递装置将所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件选择 性地连接；所述第二扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 性地连接；所述第三扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 性地连接；所述第四扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述第 组的所述第二构件选择性地连接；所述第五扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述第 组的所述第一构件选择性地连接；且所述第六扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 组的所述第三构件选择性地连接。
13.根据权利要求1所述的变速器，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件连续地连接； 所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件连续地连接；所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第三行星齿轮组的 所述第二构件连续地连接；所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮组的 所述第二构件连续地连接；所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述第三行星齿轮组的 所述第三构件连续地连接；所述第一扭矩传递装置将所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件选择 性地连接；所述第二扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 性地连接；所述第三扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 性地连接；所述第四扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述第 组的所述第一构件选择性地连接；所述第五扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述第 组的所述第三构件选择性地连接；且所述第六扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 组的所述第一构件选择性地连接。构件与所述固定构件选择 构件与所述固定构件选择 构件与所述第一行星齿轮 构件与所述第三行星齿轮 构件与所述第一行星齿轮
14. 一种多速变速器，包括 输入构件；输出构件；第一、第二和第三行星齿轮组，所述第一、第二和第三行星齿轮组各具有太阳轮构件、 行星架组件构件和齿圈构件；第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述齿圈构件与所述第三 行星齿轮组的所述行星架组件构件连续地连接；第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述行星架组件构件与所 述第二行星齿轮组的所述齿圈构件或者与所述第二行星齿轮组的所述行星架组件构件连 续地连接；第三互连构件，所述第三互连构件将所述第三行星齿轮组的所述齿圈构件与所述第二 行星齿轮组的所述行星架组件构件或者所述齿圈构件连续地连接；禾口六个扭矩传递装置，所述扭矩传递装置以两个组合的形式接合，以在所述输入构件和 所述输出构件之间产生七个前进速度比和至少一个倒档速度比。
15. 根据权利要求14所述的变速器，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述太阳轮构件连续地连接；所述输出构件与所述第二行星齿轮组的所述行星架组件构件连续地连接；所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述齿圈构件与所述第三行星齿轮组的所述行星架组件构件连续地连接；所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述第二行星齿轮组的所述齿圈构件连续地连接；所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述第三行星齿行星齿轮组的所述齿圈构件与所述固定构件选择行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述固定构件选行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述固定构件选行星齿轮组的所述齿圈构件与所述第二行星齿轮行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述第三行星齿 轮组的所述太阳轮构件选择性地连接；且所述第六扭矩传递装置将所述第三行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述第三行 星齿轮组的所述太阳轮构件选择性地连接。
16. 根据权利要求14所述的变速器，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述太阳轮构件连续地连接；所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述行星架组件构件连续地连接；所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述齿圈构件与所述第三行星齿轮组的轮组的所述齿圈构件连续地连接；所述第一扭矩传递装置将所述第一 性地连接；所述第二扭矩传递装置将所述第一 择性地连接；所述第三扭矩传递装置将所述第三 择性地连接；所述第四扭矩传递装置将所述第一 组的所述太阳轮构件选择性地连接；所述第五扭矩传递装置将所述第二所述行星架组件构件连续地连接；所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述第二行星齿 轮组的所述齿圈构件连续地连接；所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述第三行星齿 轮组的所述齿圈构件连续地连接；所述第一扭矩传递装置将所述第三行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述固定构件选 择性地连接；所述第二扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述固定构 件选择性地连接；所述第三扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述固定构件选 择性地连接；所述第四扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述第一行星齿 轮组的所述太阳轮构件选择性地连接；所述第五扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述第二行星齿 轮组的所述行星架组件构件选择性地连接；且所述第六扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述第一行 星齿轮组的所述齿圈构件选择性地连接。
17. 根据权利要求14所述的变速器，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述太阳轮构件连续地连接；所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述行星架组件构件连续地连接；所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述齿圈构件与所述第三行星齿轮组的所述行星架组件构件连续地连接；所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述第二行星齿轮组的所述齿圈构件连续地连接；所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述第三行星齿行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述固定构件选行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述固定构行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述固定构件选行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述第一行星齿 轮组的所述行星架组件构件选择性地连接；所述第五扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述第一行星齿 轮组的所述太阳轮构件选择性地连接；且所述第六扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述第一行 星齿轮组的所述齿圈构件选择性地连接。
18. 根据权利要求14所述的变速器，其中轮组的所述齿圈构件连续地连接；所述第一扭矩传递装置将所述第三 择性地连接；所述第二扭矩传递装置将所述第一 件选择性地连接；所述第三扭矩传递装置将所述第一 择性地连接；所述第四扭矩传递装置将所述第二所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述太阳轮构件连续地连接；所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述行星架组件构件连续地连接；所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述齿圈构件与所述第三行星齿轮组的所述行星架组件构件连续地连接；所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述第二行星齿轮组的所述行星架组件构件连续地连接；所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述齿圈构件与所述第三行星齿轮组的所述齿圈构件连续地连接；所述第一扭矩传递装置将所述第三行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述固定构件选择性地连接；所述第二扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述固定构 件选择性地连接；所述第三扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述固定构件选 择性地连接；所述第四扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述第一行星齿 轮组的所述太阳轮构件选择性地连接；所述第五扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述太阳轮构件与所述第二行星齿 轮组的所述齿圈构件选择性地连接；且所述第六扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述行星架组件构件与所述第一行 星齿轮组的所述太阳轮构件选择性地连接。
全文摘要
本发明涉及7速变速器。变速器具有能够用于在动力系统中提供至少七个前进速度比和一个倒档速度比的多个构件。变速器包括三个行星齿轮组、六个扭矩传递装置和三个固定互连件。动力系统包括发动机和变矩器以及输出构件，发动机和变矩器连续地连接到行星齿轮构件中的一个，输出构件与行星齿轮构件中的另一个连续地连接。所述六个扭矩传递装置提供各个齿轮构件之间以及与变速器壳体的互连，且以两个组合的形式操作，以建立至少七个前进速度比和一个倒档速度比。
文档编号F16H3/66GK101782137SQ20101000401
公开日2010年7月21日 申请日期2010年1月14日 优先权日2009年1月14日
发明者A·W·菲利普斯, C·E·凯里, J·M·哈特, S·H·威特科普 申请人:通用汽车环球科技运作公司