专利名称：具有三个行星齿轮组的多速变速器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及具有多个行星齿轮组和多个扭矩传递装置的多速变速器，且更 具体地涉及具有五个或更多速度、三个行星齿轮组和多个扭矩传递装置的变速器。
背景技术：
该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能会或可能不会构成现有技 术。典型的多速变速器使用摩擦离合器、行星齿轮装置和固定互连件的组合来实现多 个传动比。行星齿轮组的数量和物理设置通常由包装、成本和期望速度比规定。虽然当前变速器实现其预期目的，但是对新式和改进变速器配置的需要实质上是 持续不断的，所述变速器配置展现改进的性能(尤其是从效率、响应性和平滑性的角度看) 和改进的包装(主要是减少尺寸和重量)。因此，需要改进的、成本有效的、紧凑的多速变速
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发明内容
提供一种变速器，所述变速器具有输入构件、输出构件、三个行星齿轮组、多个联 接构件和多个扭矩传递装置。所述行星齿轮组中的每个包括第一、第二和第三构件。所述 扭矩传递装置例如是离合器和制动器。在本发明的另一个实施例中，第一、第二和第三行星齿轮组各具有太阳轮、行星架 构件和齿圈。在本发明的又一个实施例中，所述输入构件与第三行星齿轮组的齿圈连续地连接 以便共同旋转。在本发明的又一个实施例中，所述输出构件与第一行星齿轮组的齿圈且与第二行 星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转。在本发明的又一个实施例中，第一互连构件将第一行星齿轮组的齿圈构件与第二 行星齿轮组的行星架构件连续地互连。在本发明的又一个实施例中，第二互连构件将第一行星齿轮组的行星架构件与固 定构件连续地互连。在本发明的又一个实施例中，第三互连构件将第二行星齿轮组的齿圈与第三行星 齿轮组的行星架构件连续地互连。在本发明的又一个实施例中，第一扭矩传递机构可选择性地接合以将第三行星齿 轮组的齿圈和输入构件与第三行星齿轮组的太阳轮构件互连。
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在本发明的又一个实施例中，第二扭矩传递机构可选择性地接合以将第二行星齿 轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的太阳轮互连。在本发明的又一个实施例中，第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿 轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的太阳轮互连。在本发明的又一个实施例中，第四扭矩传递机构可选择性地接合以将第二行星齿 轮组的太阳轮与第一行星齿轮组的行星架构件和固定构件互连。在本发明的又一个实施例中，所述输入构件与第三行星齿轮组的齿圈连续地连接 以便共同旋转。在本发明的又一个实施例中，所述输出构件与第二行星齿轮组的齿圈构件且与第 三行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转。在本发明的又一个实施例中，第一互连构件将第一行星齿轮组的行星架构件与第 二行星齿轮组的太阳轮构件连续地互连。在本发明的又一个实施例中，第二互连构件将第二行星齿轮组的齿圈和第三行星 齿轮组的行星架构件与输出构件连续地互连。在本发明的又一个实施例中，第一扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿 轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的齿圈和输入构件互连。在本发明的又一个实施例中，第二扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿 轮组的行星架构件和第二行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的太阳轮互连。在本发明的又一个实施例中，第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿 轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的太阳轮构件互连。在本发明的又一个实施例中，第四扭矩传递机构可选择性地接合以将第二行星齿 轮组的行星架构件和固定构件互连。在本发明的又一个实施例中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地 接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速
t 匕。方案1. 一种变速器，包括输入构件；输出构件；各具有第一、第二和第三构件的第一、第二和第三行星齿轮组；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一构件与所述 第二行星齿轮组的所述第二构件连续地互连；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固定 构件连续地互连；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一构件与所述 第三行星齿轮组的所述第二构件连续地互连；和四个扭矩传递机构，所述扭矩传递机构均可选择性地接合以将所述第一、第二和 第三构件中的至少一个与所述第一、第二、第三构件以及固定构件中的至少另一个互连，且其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构 件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。
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方案2.根据方案1所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第一个可选 择性地接合以将所述第三行星齿轮组的第一构件和所述输入构件与所述第三行星齿轮组 的第三构件互连。方案3.根据方案2所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第二个可选 择性地接合以将所述第二行星齿轮组的第三构件与所述第三行星齿轮组的第三构件互连。方案4.根据方案3所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第三个可选 择性地接合以将第一行星齿轮组的第三构件与所述第三行星齿轮组的第三构件互连。方案5.根据方案4所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第四个可选 择性地接合以将所述第二行星齿轮组的第三构件与所述第一行星齿轮组的第二构件和所 述固定构件互连。方案6.根据方案1所述的变速器，其中，所述输入构件与第三行星齿轮组的第一 构件连续地连接以便共同旋转。方案7.根据方案1所述的变速器，其中，所述输出构件与第一行星齿轮组的第一 构件和第二行星齿轮组的第二构件连续地连接以便共同旋转。方案8.根据方案1所述的变速器，其中，第一行星齿轮组的第三构件、第二行星齿 轮组的第三构件以及第三行星齿轮组的第三构件是太阳轮，第一、第二和第三行星齿轮组 的第二构件是行星架构件，第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件以及 第三行星齿轮组的第一构件是齿圈。方案9. 一种变速器，包括输入构件；输出构件；各具有第一、第二和第三构件的第一、第二和第三行星齿轮组；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二构件与所述 第二行星齿轮组的所述第三构件连续地互连；第二互连构件，所述第二互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第一构件和所述 第三行星齿轮组的所述第二构件与输出构件连续地互连；和四个扭矩传递机构，所述扭矩传递机构均可选择性地接合以将所述第一、第二和 第三构件中的至少一个与所述第一、第二、第三构件以及固定构件中的至少另一个互连，且其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构 件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。方案10.根据方案9所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第一个可选 择性地接合以将所述第一行星齿轮组的第三构件与所述第三行星齿轮组的第一构件和所 述输入构件互连。方案11.根据方案10所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第二个可 选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的第二构件和所述第二行星齿轮组的第三构件与 所述第三行星齿轮组的第三构件互连。方案12.根据方案11所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第三个可 选择性地接合以将第一行星齿轮组的第三构件与所述第三行星齿轮组的第三构件互连。方案13.根据方案12所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第四个可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连。方案14.根据方案9所述的变速器，其中，所述输入构件与第三行星齿轮组的第一 构件连续地连接以便共同旋转。方案15.根据方案9所述的变速器，其中，所述输出构件与第二行星齿轮组的第一 构件和第三行星齿轮组的第二构件连续地连接以便共同旋转。方案16.根据方案9所述的变速器，其中，第一行星齿轮组的第三构件、第二行星 齿轮组的第三构件以及第三行星齿轮组的第三构件是太阳轮，第一、第二和第三行星齿轮 组的第二构件是行星架构件，第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件以 及第三行星齿轮组的第一构件是齿圈。方案17. —种变速器，包括各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二和第三行星齿轮组；输入构件，所述输入构件与第三行星齿轮组的齿圈连续地连接以便共同旋转；输出构件，所述输出构件与第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的行星架构 件连续地连接以便共同旋转；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 第二行星齿轮组的所述行星架构件连续地互连；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构件与固 定构件连续地互连；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齿圈与所述第三 行星齿轮组的所述行星架构件连续地互连；第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第三行星齿 轮组的齿圈和所述输入构件与所述第三行星齿轮组的太阳轮构件互连；第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿 轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮互连；第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组 的太阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮互连；以及第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿 轮组的太阳轮与所述第一行星齿轮组的行星架构件和所述固定构件互连；以及其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构 件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。方案18. —种变速器，包括各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二和第三行星齿轮组；输入构件，所述输入构件与第三行星齿轮组的齿圈连续地连接以便共同旋转；输出构件，所述输出构件与第二行星齿轮组的齿圈构件且与第三行星齿轮组的行 星架构件连续地连接以便共同旋转；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行星架构件与所 述第二行星齿轮组的所述太阳轮构件连续地互连；第二互连构件，所述第二互连构件将所述第二行星齿轮组的所述齿圈和所述第三 行星齿轮组的所述行星架构件与输出构件连续地互连；
第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第一行星齿 轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的齿圈和所述输入构件互连；第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第一行星 齿轮组的行星架构件和所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮互 连；第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组 的太阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮构件互连；以及第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿 轮组的行星架构件与固定构件互连；其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构 件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。本发明的其它特征、方面和益处通过参考后述说明和附图显而易见，在附图中，相 同的附图标记表示同样的部件、元件或特征。
本文所述的附图仅用于图示说明的目的，且不打算以任何方式限制本发明的范围。图1是根据本发明的五速变速器的一个实施例的杠杆图；图2是根据本发明的五速变速器的一个实施例的示意图；图3是示出了在图1和2所示的变速器的可用前进和倒档速度或传动比的每个中 的各种扭矩传递元件的接合状态的真值表；图4是根据本发明的五速变速器的另一个实施例的杠杆图；图5是根据本发明的五速变速器的另一个实施例的示意图；和图6是示出了在图4和5所示的变速器的可用前进和倒档速度或传动比的每个中 的各种扭矩传递元件的接合状态的真值表。
具体实施例方式以下说明本质上仅为示范性的且绝不意图限制本发明、应用、或使用。首先，应当理解的是，本发明的五速自动变速器的实施例在三个行星齿轮组的元 件之间具有永久机械连接设置。第一行星齿轮组的第一部件或元件永久性地联接到第二行 星齿轮组的第二部件或元件。第一行星齿轮组的第二部件或元件永久性地联接到地面或固 定构件。第二行星齿轮组的第一部件或元件永久性地联接到第三行星齿轮组的第二部件或 元件。现在参考图1，以杠杆图形式示出了五速变速器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，一个用于 行星齿轮行星架，一个用于齿圈。在一些情况下，两个杠杆可以组合成具有三个以上节点 (通常四个节点)的单个杠杆。例如，如果两个不同杠杆上的两个节点通过固定连接件互 连，那么它们可表示为单个杠杆上的单个节点。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。杠杆图的形式、目的和 使用的进一步阐述可见于Benford和Leising的SAE论文810102 "The Lever Analogy :A NewTool in Transmission Analysis”，该论文作为参考全部引入。变速器10包括输入轴或构件12、第一行星齿轮组14、第二行星齿轮组16、第三 行星齿轮组18以及输出轴或构件22。在图1的杠杆图中，第一行星齿轮组14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具有三个节点第一节点18A、 第二节点18B和第三节点18C。输入构件12连续地联接到第三行星齿轮组18的第一节点ISA0输出构件22联 接到第一行星齿轮组14的第二节点14A。第一行星齿轮组14的第一节点14A联接到第二 行星齿轮组16的第二节点16B。第一行星齿轮组14的第二节点14B联接到固定构件或变 速器壳体50。第二行星齿轮组16的第一节点16A联接到第三行星齿轮组18的第二节点 18B。第一离合器26将第三行星齿轮组18的第一节点18A和输入构件或轴12与第三 行星齿轮组18的第三节点18C选择性地连接。第二离合器28将第三行星齿轮组18的第 三节点18C与第二行星齿轮组16的第三节点16C选择性地连接。第三离合器30将第一行 星齿轮组14的第三节点14C与第三行星齿轮组18的第三节点18C选择性地连接。制动器 32将第二行星齿轮组16的第二节点16C与固定构件或变速器壳体50选择性地连接。现在参考图2，杆状图示出了根据本发明的五速变速器10的实施例的示意性布 局。在图2中，图1的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被相应地示出，而行星 齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。例如，行星齿轮组14包括太阳轮构件14C、齿圈构件14A和行星齿轮行星架构件 14B，行星齿轮行星架构件14B可旋转地支撑一组行星齿轮14D (仅示出其中一个)。太阳 轮构件14C与第一轴或互连构件42连接以便共同旋转。齿圈构件14A与输出轴或构件22 连接以便共同旋转。行星架构件14B通过第二轴或互连构件44连接到变速器壳体50，且连 接到第三轴或互连构件46。行星齿轮14D中的每个均配置成与太阳轮构件14C和齿圈构件 14A两者互相啮合。行星齿轮组16包括太阳轮构件16C、齿圈构件16A和行星齿轮行星架构件16B，行 星齿轮行星架构件16B可旋转地支撑一组行星齿轮16D(仅示出其中一个)。太阳轮构件 16C与第四轴或互连构件48和第五轴或互连构件52连接以便共同旋转。齿圈构件16A与 第六轴或互连构件54连接以便共同旋转。行星架构件16B与输出轴或构件22连接以便共 同旋转。行星齿轮16D中的每个均配置成与太阳轮构件16C和齿圈构件16A两者互相啮合。行星齿轮组18包括太阳轮构件18C、齿圈构件18A和行星齿轮行星架构件18B，行 星齿轮行星架构件18B可旋转地支撑一组行星齿轮18D(仅示出其中一个)。太阳轮构件 18C与第七轴或互连构件56和第八轴或互连构件58连接以便共同旋转。齿圈构件18A与 输入轴或构件12连接以便共同旋转。行星架构件18B与第六轴或互连构件54以便共同旋转。行星齿轮18D中的每个均配置成与太阳轮构件18C和齿圈构件18A两者互相啮合。输入轴或构件12连续地连接到发动机(未示出)或变矩器的涡轮机(未示出)。 输出轴或构件22与最终传动单元或分动箱(未示出)连续地连接。扭矩传递机构(或者，离合器26、28、30和制动器32)允许轴或互连构件、行星齿 轮组的构件和壳体的选择性互连。例如，第一离合器26可选择性地接合以将输入轴或构件 12与第八轴或互连构件58连接。第二离合器28可选择性地接合以将第五轴或互连构件 52与第七轴或互连构件56连接。第三离合器30可选择性地接合以将第一轴或互连构件 42与第七轴或互连构件56连接。制动器32可选择性地接合以将第四轴或互连构件48与 固定元件或变速器壳体50连接，以限制构件48相对于变速器壳体50旋转。现在参考图2和3，将描述五速变速器10的实施例的操作。应当理解的是，变速器 10能够将扭矩以至少五个前进速度或扭矩比和至少一个倒档速度或扭矩比从输入轴或构 件12传输给输出轴或构件22。每个前进和倒档速度或扭矩比通过接合扭矩传递机构(即， 第一离合器26、第二离合器28、第三离合器30和制动器32)中的一个或多个而获得，如下 文阐述的那样。图3是示出了被起用或接合以实现各种档位状态的扭矩传递机构的各种组 合的真值表。框中的“X”指的是具体离合器或制动器被接合以实现期望档位状态。“0”表 示具体扭矩传递装置(即，制动器或离合器)处于接通或有效，但是不承载扭矩。“G”表示 原地换档元件(garage shift element)在变速器模式选择器或换档器(驻车、倒档、空档、 驱动档或低档选择器)从倒档移动至驱动档时必须接通并承载扭矩且在换档回到倒档时 必须断开。也示出各种档位状态的实际数值传动比，但是应当理解的是，这些数值仅仅是示 例性的且它们可以在大的范围内调节以适合变速器10的各种应用和操作标准。可使用本 发明的实施例获得的传动比的示例也在图3示出。当然，取决于选择的齿轮直径、齿轮齿数 和齿轮配置，可实现其它传动比。为了建立倒档，接合或起用第一离合器26和第三离合器30。第一离合器26将输 入轴或构件12与第八轴或互连构件58连接。第三离合器30将第一轴或互连构件42与第 七轴或互连构件56连接。类似地，通过离合器和制动器接合的不同组合实现五个前进比， 如图3所示。应当理解的是，五速变速器10的操作和档位状态的前述阐述假设，首先，在给定 档位状态未具体提及的所有离合器均无效或脱离，其次，在至少相邻档位状态之间的换档 (即，改变档位状态)期间，在两个档位状态均接合或起用的离合器将保持接合或起用。在本发明的另一个实施例中，提供变速器100且在图4中以杠杆图形式示出。变 速器100包括输入轴或构件120、第一行星齿轮组140、第二行星齿轮组160、第三行星齿 轮组180以及输出轴或构件220。在图4的杠杆图中，第一行星齿轮组140具有三个节点 第一节点140A、第二节点140B和第三节点140C。第二行星齿轮组160具有三个节点第一 节点160A、第二节点160B和第三节点160C。第三行星齿轮组180具有三个节点第一节点 180A、第二节点180B和第三节点180C。输入构件120连续地联接到第三行星齿轮组180的第一节点180A。输出构件220 联接到第二行星齿轮组160的第一节点160A和第三行星齿轮组180的第二节点180B。第 一行星齿轮组140的第二节点140B联接到第二行星齿轮组160的第三节点160C。第一行 星齿轮组140的第一节点140A联接到固定构件或变速器壳体500。
第一离合器126将第三行星齿轮组180的第一节点180A和输入构件或轴120与 第一行星齿轮组140的第三节点140C选择性地连接。第二离合器128将第二行星齿轮组 160的第三节点160C与第三行星齿轮组180的第三节点180C选择性地连接。第三离合器 130将第一行星齿轮组140的第三节点140C与第三行星齿轮组180的第三节点180C选择 性地连接。制动器132将第二行星齿轮组160的第二节点160B与固定构件或变速器壳体 500选择性地连接。现在参考图5，杆状图示出了根据本发明的五速变速器100的实施例的示意性布 局。在图5中，图4的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被相应地示出，而行星 齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架O例如，行星齿轮组140包括太阳轮构件140C、齿圈构件140A和行星齿轮行星架构 件140B，行星齿轮行星架构件140B可旋转地支撑一组行星齿轮140D (仅示出其中一个)。 太阳轮构件140C与第一轴或互连构件142连接以便共同旋转。齿圈构件140A连接到固定 构件或变速器壳体500。行星架构件140B与第二轴或互连构件144连接以便共同旋转。行 星齿轮140D中的每个均配置成与太阳轮构件140C和齿圈构件140A两者互相啮合。行星齿轮组160包括太阳轮构件160C、齿圈构件160A和行星齿轮行星架构件 160B，行星齿轮行星架构件160B可旋转地支撑一组行星齿轮160D (仅示出其中一个)。太 阳轮构件160C与第二轴或互连构件144和第三轴或互连构件146连接以便共同旋转。齿 圈构件160A与输出轴或构件220连接以便共同旋转。行星架构件160B与第四轴或互连构 件148连接以便共同旋转。行星齿轮160D中的每个均配置成与太阳轮构件160C和齿圈构 件160A两者互相啮合。行星齿轮组180包括太阳轮构件180C、齿圈构件180A和行星齿轮行星架构件 180B，行星齿轮行星架构件180B可旋转地支撑一组行星齿轮180D (仅示出其中一个)。太 阳轮构件180C与第五轴或互连构件152和第六轴或互连构件154连接以便共同旋转。齿圈 构件180A与输入轴或构件120连接以便共同旋转。行星架构件180B与输出轴或构件220 以便连接共同旋转。行星齿轮180D中的每个均配置成与太阳轮构件180C和齿圈构件180A 两者互相啮合。输入轴或构件120连续地连接到发动机(未示出)或变矩器的涡轮机(未示出) 或输入离合器(未示出)。输出轴或构件220与最终传动单元或分动箱(未示出)连续地 连接。扭矩传递机构(或者，离合器126、128、130和制动器132)允许轴或互连构件、行 星齿轮组的构件和壳体的选择性互连。例如，第一离合器126可选择性地接合以将输入轴 或构件120与第一轴或互连构件142连接。第二离合器128可选择性地接合以将第三轴或 互连构件146与第五轴或互连构件152连接。第三离合器130可选择性地接合以将第一轴 或互连构件142与第六轴或互连构件154连接。制动器132可选择性地接合以将第四轴或 互连构件148与固定元件或变速器壳体500连接，以限制构件148相对于变速器壳体500 旋转。现在参考图4和5，将描述五速变速器100的实施例的操作。应当理解的是，变速 器100能够将扭矩以至少五个前进速度或扭矩比和至少一个倒档速度或扭矩比从输入轴或构件120传输给输出轴或构件220。每个前进和倒档速度或扭矩比通过接合扭矩传递机 构(即，第一离合器126、第二离合器128、第三离合器130和制动器132)中的一个或多个 而获得，如下文阐述的那样。图6是示出了被起用或接合以实现各种档位状态的扭矩传递 机构的各种组合的真值表。框中的“X”指的是具体离合器或制动器被接合以实现期望档位 状态。“0”表示具体扭矩传递装置(即，制动器或离合器)处于接通或有效，但是不承载扭 矩。“G”表示原地换档元件在变速器模式选择器或换档器(驻车、倒档、空档、驱动档或低档 选择器)从倒档移动至驱动档时必须接通并承载扭矩且在换档回到倒档时必须断开。也示 出各种档位状态的实际数值传动比，但是应当理解的是，这些数值仅仅是示例性的且它们 可以在大的范围内调节以适合变速器100的各种应用和操作标准。可使用本发明的实施例 获得的传动比的示例也在图6示出。当然，取决于选择的齿轮直径、齿轮齿数和齿轮配置， 可实现其它传动比。为了建立倒档，接合或起用第一离合器126和制动器132。第一离合器126将输入 轴或构件120与第一轴或互连构件142连接。制动器132将第四轴或互连构件148与固定 元件或变速器壳体500连接，以限制构件148相对于变速器壳体500旋转。类似地，通过离 合器和制动器接合的不同组合实现五个前进比，如图6所示。应当理解的是，五速变速器100的操作和档位状态的前述阐述假设，首先，在给定 档位状态未具体提及的所有离合器均无效或脱离，其次，在至少相邻档位状态之间的换档 (即，改变档位状态)期间，在两个档位状态均接合或起用的离合器将保持接合或起用。本发明的说明本质上仅仅是示例性的且不偏离本发明实质的变型意在处于本发 明的范围内。这种变型被认为不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；各具有第一、第二和第三构件的第一、第二和第三行星齿轮组； 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一构件与所述第二 行星齿轮组的所述第二构件连续地互连；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固定构件 连续地互连；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一构件与所述第三 行星齿轮组的所述第二构件连续地互连；和四个扭矩传递机构，所述扭矩传递机构均可选择性地接合以将所述第一、第二和第三 构件中的至少一个与所述第一、第二、第三构件以及固定构件中的至少另一个互连，且其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和 所述输出构件之间建立至少五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，所述四个扭矩传递机构中的第一个可选择性 地接合以将所述第三行星齿轮组的第一构件和所述输入构件与所述第三行星齿轮组的第 三构件互连。
3.根据权利要求2所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第二个可选择性 地接合以将所述第二行星齿轮组的第三构件与所述第三行星齿轮组的第三构件互连。
4.根据权利要求3所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第三个可选择性 地接合以将第一行星齿轮组的第三构件与所述第三行星齿轮组的第三构件互连。
5.根据权利要求4所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第四个可选择性 地接合以将所述第二行星齿轮组的第三构件与所述第一行星齿轮组的第二构件和所述固 定构件互连。
6.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述输入构件与第三行星齿轮组的第一构件 连续地连接以便共同旋转。
7.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述输出构件与第一行星齿轮组的第一构件 和第二行星齿轮组的第二构件连续地连接以便共同旋转。
8.根据权利要求1所述的变速器，其中，第一行星齿轮组的第三构件、第二行星齿轮组 的第三构件以及第三行星齿轮组的第三构件是太阳轮，第一、第二和第三行星齿轮组的第 二构件是行星架构件，第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件以及第三 行星齿轮组的第一构件是齿圈。
9.一种变速器，包括各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二和第三行星齿轮组； 输入构件，所述输入构件与第三行星齿轮组的齿圈连续地连接以便共同旋转； 输出构件，所述输出构件与第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的行星架构件连 续地连接以便共同旋转；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二 行星齿轮组的所述行星架构件连续地互连；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构件与固定构 件连续地互连；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齿圈与所述第三行星 齿轮组的所述行星架构件连续地互连；第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第三行星齿轮组 的齿圈和所述输入构件与所述第三行星齿轮组的太阳轮构件互连；第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组 的太阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮互连；第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组的太 阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮互连；以及第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组 的太阳轮与所述第一行星齿轮组的行星架构件和所述固定构件互连；以及其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和 所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。
10. 一种变速器，包括各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二和第三行星齿轮组； 输入构件，所述输入构件与第三行星齿轮组的齿圈连续地连接以便共同旋转； 输出构件，所述输出构件与第二行星齿轮组的齿圈构件且与第三行星齿轮组的行星架 构件连续地连接以便共同旋转；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行星架构件与所述第 二行星齿轮组的所述太阳轮构件连续地互连；第二互连构件，所述第二互连构件将所述第二行星齿轮组的所述齿圈和所述第三行星 齿轮组的所述行星架构件与输出构件连续地互连；第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组 的太阳轮与所述第三行星齿轮组的齿圈和所述输入构件互连；第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组 的行星架构件和所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮互连；第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组的太 阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮构件互连；以及第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组 的行星架构件与固定构件互连；其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和 所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。
全文摘要
本发明涉及具有三个行星齿轮组的多速变速器。提供一种变速器，具有输入构件、输出构件、三个行星齿轮组、多个联接构件和多个扭矩传递装置。所述行星齿轮组中的每个包括第一、第二和第三构件。所述扭矩传递装置包括离合器和制动器。
文档编号F16H3/76GK101994796SQ20101024740
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月5日 优先权日2009年8月5日
发明者A·W·菲利普斯, C·E·凯里, J·M·哈特, S·H·维特科普 申请人:通用汽车环球科技运作公司