多档变速器的制作方法

专利名称：多档变速器的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种具有多个行星齿轮组和多个扭矩传递装置的多档变速器，尤其地涉及一种具有九个或更多个档位、四个行星齿轮组和六个扭矩传递装置的变速器。
背景技术：
在该部分中的声明仅提供与本公开相关的背景信息并且可能或可能不构成现有技术。典型的多档变速器使用摩擦离合器或制动器、行星齿轮布置和固定互连的组合，以获得多个传动比。行星齿轮组的数量和物理布置大体上受封装、成本和期望的速比规定。尽管现有的变速器达到了它们预期的目的，但是对具有改进的性能——尤其是从效率、响应性和平顺性以及改进封装(主要是减小尺寸和重量)的观点来看一的新型和改进的变速器结构的需求本质上是持续的。因此，存在对一种改进的、有成本效益的紧凑的多档变速器的需求。

发明内容
提供一种变速器，其具有输入构件、输出构件、四个行星齿轮组、多个耦联构件和多个扭矩传递装置。行星齿轮组中的每个行星齿轮组包括第一、第二和第三构件。扭矩传递装置例如是离合器和制动器。在本发明的方面中，提供一种变速器，其具有与第二行星齿轮组的托架构件持续地互连的输入构件和与第三行星齿轮组的托架构件持续地互连并与第四行星齿轮组的托架构件持续地互连的输出构件。在本发明的另一方面中，提供一种变速器，其具有用于使第一行星齿轮组的太阳齿轮构件与第二行星齿轮组的太阳齿轮构件持续地互连的第一互连构件。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于使第一行星齿轮组的托架构件与第四行星齿轮组的齿圈构件持续地互连的第二互连构件。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于使第二行星齿轮组的齿圈构件与第三行星齿轮组的太阳齿轮构件持续地互连的第三互连构件。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于使第三行星齿轮组的托架构件与第四行星齿轮组的托架构件持续地互连的第四互连构件。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于使第一行星齿轮组的托架构件和第四行星齿轮组的齿圈构件选择性地与第二行星齿轮组的齿圈构件和第三行星齿轮组的太阳齿轮构件接合的第一扭矩传递装置。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于使第一行星齿轮组的太阳齿轮构件和第二行星齿轮组的太阳齿轮构件选择性地与第四行星齿轮组的托架构件、第三行星齿轮组的托架构件和输出构件接合的第一扭矩传递装置。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于使第一行星齿轮组的齿圈构件选择性地与第四行星齿轮组的托架构件、第三行星齿轮组的托架构件和输出构件接合的第一扭矩传递装置。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于使第一行星齿轮组的托架构件和第四行星齿轮组的齿圈构件选择性地与第二行星齿轮组的托架构件和输入构件接合的第一扭矩传递装置。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于使第二行星齿轮组的托架构件和输入构件选择性地与第四行星齿轮组的太阳齿轮构件接合的第二扭矩传递装置。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于使第二行星齿轮组的齿圈构件和第三行星齿轮组的太阳齿轮构件选择性地与第四行星齿轮组的太阳齿轮构件接合的第三扭矩传递装置。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于选择性地使第三行星齿轮组的齿圈构件与第四行星齿轮组的太阳齿轮构件接合的第四扭矩传递装置。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于选择性地使第一行星齿轮组的太阳齿轮构件和第二行星齿轮组的太阳齿轮构件与固定构件接合的第五扭矩传递装置。在本发明的又一方面中，提供一种变速器，其具有用于选择性地使第一行星齿轮组的齿圈构件与固定构件接合的第六扭矩传递装置。在本发明的又一方面中，扭矩传递装置以至少三个的组合的方式各自选择性地可接合，以在输入构件与输出构件之间建立至少九个前进档速比和至少一个倒档速比。本发明提供以下技术方案1. 一种变速器，包括
输入构件；
输出构件；
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其各自具有第一、第二和第三构件；
第一互连构件，其使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一构件持续地互连；
第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连；
第三互连构件，其使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持续地互连；
第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连；以及
六个扭矩传递装置，其各自选择性地可接合，以使所述第一、第二和第三构件中的至少一个构件与所述第一构件、第二构件、第三构件和固定构件中的至少另一个构件互连，并且其中所述扭矩传递装置以至少三个的组合的方式选择性地可接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少九个前进档速比和至少一个倒档速比。2.根据方案I所述的变速器，其中所述六个扭矩传递装置中的第一扭矩传递装置可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第三构件和所述第三行星齿轮组的所述第三构件互连。3.根据方案2所述的变速器，其中所述六个扭矩传递装置中的第二扭矩传递装置可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连。4.根据方案3所述的变速器，其中所述六个扭矩传递装置中的第三扭矩传递装置可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第三构件和所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连。5.根据方案4所述的变速器，其中所述六个扭矩传递装置中的第四扭矩传递装置可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连。6.根据方案5所述的变速器，其中所述六个扭矩传递装置中的第五扭矩传递装置可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第一构件与固定构件互连。7.根据方案6所述的变速器，其中所述六个扭矩传递装置中的第六扭矩传递装置可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连。8.根据方案I所述的变速器，其中所述第一和第二行星齿轮组设置在所述第三与第四行星齿轮组之间。9.根据方案8所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组邻近所述第四行星齿轮组设置，并且所述第二行星齿轮组邻近所述第三行星齿轮组设置。10.根据方案I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二构件持续地互连，并且所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件持续地互连并与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连。11.根据方案10所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述第一构件、所述第二行星齿轮组的所述第一构件、所述第三行星齿轮组的所述第三构件和所述第四行星齿轮组的所述第一构件为太阳齿轮，所述第一行星齿轮组的所述第二构件、所述第二行星齿轮组的所述第二构件、所述第三行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第二构件为托架构件，并且所述第一行星齿轮组的所述第三构件、所述第二行星齿轮组的所述第三构件、所述第三行星齿轮组的所述第一构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件为齿圈。12. 一种变速器，包括
输入构件；
输出构件；
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其各自具有第一、第二和第三构件，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件持续地互连，并且所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件持续地互连并与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连；
第一互连构件，其使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一构件持续地互连；
第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连；
第三互连构件，其使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持续地互连；
第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连；
第一扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件、所述第三行星齿轮组的所述第二构件和所述输出构件互连；
第二扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连；
第三扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第三构件和所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连；
第四扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连;
第五扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件互连；
第六扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连，以及
其中所述扭矩传递装置以至少三个的组合的方式各自选择性地可接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少九个前进档速比和至少一个倒档速比。13.根据方案12所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述第一构件、所述第二行星齿轮组的所述第一构件、所述第三行星齿轮组的所述第三构件和所述第四行星齿轮组的所述第一构件为太阳齿轮，所述第一行星齿轮组的所述第二构件、所述第二行星齿轮组的所述第二构件、所述第三行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第二构件为托架构件，并且所述第一行星齿轮组的所述第三构件、所述第二行星齿轮组的所述第三构件、所述第三行星齿轮组的所述第一构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件为齿圈。14.根据方案12所述的变速器，其中所述固定构件为变速器壳体。15.根据方案12所述的变速器，其中所述第一和第二行星齿轮组设置在所述第三与第四行星齿轮组之间。16.根据方案15所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组邻近所述第四行星齿轮组设置，并且所述第二行星齿轮组邻近所述第三行星齿轮组设置。17. 一种变速器，包括
输入构件；
输出构件；
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其各自具有第一、第二和第三构件，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件持续地互连，并且所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件持续地互连并与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连； 第一互连构件，其使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一构件持续地互连；
第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连；
第三互连构件，其使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持续地互连；
第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连；
第一扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件、所述第三行星齿轮组的所述第二构件和所述输出构件互连；
第二扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连；
第三扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第三构件和所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连；
第四扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连；
第五扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件互连；
第六扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连，以及
其中所述扭矩传递装置以至少三个的组合的方式各自选择性地可接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少九个前进档速比和至少一个倒档速比。18.根据方案17所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述第一构件、所述第二行星齿轮组的所述第一构件、所述第三行星齿轮组的所述第三构件和所述第四行星齿轮组的所述第一构件为太阳齿轮，所述第一行星齿轮组的所述第二构件、所述第二行星齿轮组的所述第二构件、所述第三行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第二构件为托架构件，并且所述第一行星齿轮组的所述第三构件、所述第二行星齿轮组的所述第三构件、所述第三行星齿轮组的所述第一构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件为齿圈。19. 一种变速器，包括
输入构件；
输出构件；
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其各自具有第一、第二和第三构件，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件持续地互连，并且所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件持续地互连并与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连；
第一互连构件，其使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一构件持续地互连； 第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连；
第三互连构件，其使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持续地互连；
第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连；
第一扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件互连；
第二扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连；
第三扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第三构件和所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连；
第四扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连；
第五扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件互连；
第六扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连，以及
其中所述扭矩传递装置以至少三个的组合的方式各自选择性地可接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少九个前进档速比和至少一个倒档速比。20.根据方案19所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述第一构件、所述第二行星齿轮组的所述第一构件、所述第三行星齿轮组的所述第三构件和所述第四行星齿轮组的所述第一构件为太阳齿轮，所述第一行星齿轮组的所述第二构件、所述第二行星齿轮组的所述第二构件、所述第三行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第二构件为托架构件，并且所述第一行星齿轮组的所述第三构件、所述第二行星齿轮组的所述第三构件、所述第三行星齿轮组的所述第一构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件为齿圈。本发明另外的特征、方面和优点将参考以下的说明和附图变得明显，附图中相同的附图标记指的是相同的部件、元件或特征。


在此描述的附图仅用于例证目的，并且不想要以任何方式限制本公开的范围。图1是根据本发明的九档变速器的实施例的杠杆 图2是根据本发明的九档变速器的实施例的示意 图3是根据本发明的十档变速器的另一实施例的示意 图4是根据本发明的十档变速器的另一实施例的示意 图5是根据本发明的十档变速器的另一实施例的示意 图6是展示在图2所图示的九档变速器的每个可获得的前进档和倒档速比或传动比下的各个扭矩传递元件的接合状态的真值表；
图7是展示在图3所图示的十档变速器的每个可获得的前进档和倒档速比或传动比下的各个扭矩传递元件的接合状态的真值表；
图8是展示在图4所图示的十档变速器的每个可获得的前进档和倒档速比或传动比下的各个扭矩传递元件的接合状态的真值表；以及
图9是展示在图5所图示的十档变速器的每个可获得的前进档和倒档速比或传动比下的各个扭矩传递元件的接合状态的真值表。
具体实施例方式以下的说明本质上仅是示例性的，并且不想要限制本公开、应用或使用。在开始时，应意识到的是，在所提供的特定的示例中，本发明的九档或十档自动变速器在四个行星齿轮组的元件之间具有永久机械连接的布置。第一行星齿轮组的第一部件或元件永久地耦联至第二行星齿轮组的第一部件或元件。第一行星齿轮组的第二部件或元件永久地耦联至第四行星齿轮组的第三部件或元件。第二行星齿轮组的第三部件或元件永久地耦联至第三行星齿轮组的第三部件或元件。最后，第三行星齿轮组的第二部件或元件永久地耦联至第四行星齿轮组的第二部件或元件。现在参考图1，以杠杆图形式图示了九档或十档变速器10的实施例。杠杆图是诸如自动变速器的机械装置的部件的示意性表示。每个单独的杠杆表示一个行星齿轮组，其中行星齿轮组的三个基本机械部件分别由一个节点表示。因此，单个杠杆包含三个节点一个用于太阳齿轮、一个用于行星齿轮托架、并且一个用于齿圈。每个杠杆的节点之间的相对长度可用于表示每个相应齿轮组的齿圈与太阳齿轮比(ring-to-sun ratio) 0这些杠杆比又用于改变变速器的传动比，以便获得合适的比率和比率级进。各个行星齿轮组的节点之间的机械耦联或互连由细的水平线图示，并且诸如离合器和制动器的扭矩传递装置表现为交错的指状物。如果装置为制动器，则一组指状物固接。可在SAE Paper 810102，由Benford和 Leising 写作的名称为“The Lever Analogy A New Tool in Transmission Analysis”中找到杠杆图的形式、目的和使用的进一步说明，所述文献在此以参考的方式全文并入。变速器10包括输入轴或构件12 ;第一行星齿轮组14，其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，其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，其具有三个节点第一节点18A、第二节点18B和第三节点18C ;第四行星齿轮组20，其具有三个节点第一节点20A、第二节点20B和第三节点20C ;和输出轴或构件22。输入构件12耦联至第二行星齿轮组16的第二节点16B。第一行星齿轮组14的第一节点14A耦联至第二行星齿轮组16的第一节点16A。第一行星齿轮组14的第二节点14B耦联至第四行星齿轮组20的第三节点20C。第二行星齿轮组16的第三节点16C耦联至第三行星齿轮组18的第三节点18C。第三行星齿轮组18的第二节点18B耦联至第四行星齿轮组20的第二节点20B。第一离合器26选择性地使第一行星齿轮组14的第二节点14B和第四行星齿轮组20的第三节点20C与第二行星齿轮组16的第三节点16C和第三行星齿轮组18的第三节点18C连接。第二离合器28选择性地使第二行星齿轮组16的第二节点16B和输入轴或构件12与第四行星齿轮组20的第一节点20A连接。第三离合器30选择性地使第二行星齿轮组16的第三节点16C和第三行星齿轮组18的第三节点18C与第四行星齿轮组20的第一节点20A连接。第四离合器32选择性地使第三行星齿轮组18的第一节点18A与第四行星齿轮组20的第一节点20A连接。第一制动器34选择性地使第一行星齿轮组14的第一节点14A和第二行星齿轮组16的第一节点16A与固定元件或变速器壳体50连接。第二制动器36选择性地使第一行星齿轮组14的第三节点14C与固定元件或变速器壳体50连接。在变速器10的替代实施例中，第一离合器26使行星齿轮组14、16、18和20的不同部件互连。例如，在一个替代实施例中，第一离合器26选择性地使第一行星齿轮组14的第一节点14A和第二行星齿轮组16的第一节点16A与第三行星齿轮组18的第二节点18B、第四行星齿轮组20的第二节点20B和输出轴或构件22连接。在又一替代实施例中，第一离合器26选择性地使第一行星齿轮组14的第三节点14C与第三行星齿轮组18的第二节点18B、第四行星齿轮组20的第二节点20B和输出轴或构件22连接。在又一替代实施例中，第一离合器26选择性地使第一行星齿轮组14的第二节点14B和第四行星齿轮组20的第三节点20C与第二行星齿轮组16的第二节点16B和输入轴或构件12连接。现在参考图2，符号图展示了根据本发明的九档变速器10的实施例的示意性布局。在图2中，延续从图1的杠杆图的编号。对应地展示了离合器、制动器和耦联，然而，行星齿轮组的节点此时表现为行星齿轮组的部件，诸如太阳齿轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮托架。例如，行星齿轮组14包括太阳齿轮构件14A、齿圈构件14C和以可旋转的方式支撑一组行星齿轮14D(行星齿轮14D中仅一个示出)的行星齿轮托架构件14B。该组行星齿轮14D每个构造成与太阳齿轮构件14A和齿圈构件14C都啮合。太阳齿轮构件14A被连接，以便与第一轴或互连构件42共同旋转。齿圈构件14C被连接，以便与第二轴或互连构件44共同旋转。行星架构件14B被连接，以便与第三轴或互连构件46共同旋转。行星齿轮组16包括太阳齿轮构件16A、齿圈构件16C和以可旋转的方式支撑一组行星齿轮16D (行星齿轮16D中仅一个示出)的行星齿轮托架构件16B。行星齿轮16D每个构造成与太阳齿轮构件16A和齿圈构件16C都啮合。太阳齿轮构件16A被连接，以便与第一轴或互连构件42共同旋转。齿圈构件16C被连接，以便与第四轴或互连构件48共同旋转。行星架构件16B被连接，以便与输入轴或构件12共同旋转。行星齿轮组18包括太阳齿轮构件18C、齿圈构件18A和以可旋转的方式支撑一组行星齿轮18D(行星齿轮18D中仅一个示出)的行星齿轮托架构件18B。该组行星齿轮18D每个构造成与太阳齿轮构件18C和齿圈构件18A都啮合。太阳齿轮构件18C被连接，以便与第四轴或互连构件48共同旋转。齿圈构件18A被连接，以便与第五轴或互连构件52共同旋转。行星架构件18B被连接，以便与第六轴或互连构件54共同旋转。行星齿轮组20包括太阳齿轮构件20A、齿圈构件20C和以可旋转的方式支撑一组行星齿轮20D (行星齿轮20D中仅一个示出)的行星齿轮托架构件20B。该组行星齿轮20D每个构造成与太阳齿轮构件20A和齿圈构件20C都啮合。太阳齿轮构件20A被连接，以便与第七轴或互连构件56共同旋转。齿圈构件20C被连接，以便与第三轴或互连构件46共同旋转。行星架构件20B被连接，以便与第六轴或互连构件54共同旋转和与输出轴或构件22共同旋转。
输入轴或构件12持续地连接至发动机(未示出)或连接至变矩器的涡轮(未示出)。输出轴或构件22与主减速器单元或分动箱(未示出)持续地连接。扭矩传递机构或离合器26、28、30、32和制动器34和36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，以使第三轴或互连构件46与第四轴或互连构件48连接。第二离合器28可选择性地接合，以使第七轴或互连构件56与输入轴或构件12连接。第三离合器30可选择性地接合，以使第四轴或互连构件48与第七轴或构件56连接。第四离合器32可选择性地接合，以使第二轴或互连构件52与第七轴或互连构件56连接。第一制动器34可选择性地接合，以使第一轴或互连构件42与固定元件或变速器壳体50连接，以便防止第一轴或互连构件42相对于变速器壳体50旋转。第二制动器36可选择性地接合，以使第二轴或互连构件44与固定元件或变速器壳体50连接，以便防止第二轴或互连构件44相对于变速器壳体50旋转。参考图3，示意性地图示了本发明的十档变速器100的替代实施例。如由描绘相似的部件的相似的附图标记所指示地，同变速器10比较起来，变速器100具有相同数量的行星齿轮组、离合器、制动器和互连构件。然而，变速器100对于此时在图3中标注成26’的第一离合器26具有不同的位置和互连。更准确地说，代替如以上关于变速器10所描述的使第三轴或互连构件46与第四轴或互连构件48互连，在本实施例中的第一离合器26’使第一轴或互连构件42和太阳齿轮14A与第六轴或互连构件54互连。因此，虽然变速器10和100的互连构件的数量保持相同，但如图3所示改变了互连构件的长度和构造或形状，以实现行星齿轮组的构件与离合器和制动器之间的需要的连接。参考图4，示意性地图示了本发明的十档变速器200的替代实施例。如由描绘相似的部件的相似的附图标记所指示地，同变速器10比较起来，变速器200具有相同数量的行星齿轮组、离合器、制动器和互连构件。然而，变速器200对于此时在图4中标注成26’ ’的第一离合器26具有不同的位置和互连。更准确地说，代替如以上关于变速器10所描述的使第三轴或互连构件46与第四轴或互连构件48互连，在本实施例中的第一离合器26’ ’使第二轴或互连构件44与输出轴或构件22互连。因此，虽然变速器10和200的互连构件的数量保持相同，但如图4所示改变了互连构件的长度和构造或形状，以实现行星齿轮组的构件、离合器和制动器之间的需要的连接。参考图5，示意性地图示了本发明的十档变速器300的替代实施例。如由描绘相似的部件的相似附图标记所指示地，同变速器10比较起来，变速器300具有相同数量的行星齿轮组、离合器、制动器和互连构件。然而，变速器300对于此时在图5中标注成26’ ’ ’的第一离合器26具有不同的位置和互连。更准确地说，代替使第三轴或互连构件46与第四轴或互连构件48互连，在本实施例中的第一离合器26’ ’ ’使第三轴或互连构件46与输入轴或构件12和托架构件16B互连。因此，虽然变速器10和300的互连构件的数量保持相同，但如图5所示改变互连构件的长度和构造或形状，以实现行星齿轮组的构件与离合器和制动器之间的需要的连接。现在参考图6，将描述九档变速器10的实施例的操作。应意识到的是，变速器10能够以具有三个超速传动比的至少九个前进档速比或扭矩比和至少一个倒档速比或扭矩比将扭矩从输入轴或构件12传递至输出轴或构件22。如以下将说明地，通过扭矩传递机构(即第一离合器26、第二离合器28、第三离合器30、第四离合器32、第一制动器34和第二制动器36)中的一个或多个的接合，获得每个前进档和倒档速比或扭矩比。图6是展示被启动或接合以获得各种档位状态的扭矩传递元件的各种组合的真值表。还展示了各种档位状态的实际数字传动比，但应意识到的是，这些数字值仅是示例性的，并且它们可在相当大的范围上调节以适应变速器10的各种应用和操作标准。当然，取决于所选择的齿轮直径、齿轮齿计数和齿轮构造可获得其他的传动比。为了建立倒档，接合或启动第四离合器32、第一制动器34和第二制动器36。第四离合器32使第二轴或互连构件52与第七轴或互连构件56连接。第一制动器34使第一轴或互连构件42与固定元件或变速器壳体50连接，以便防止第一轴或互连构件42相对于变速器壳体50旋转。第二制动器36使第二轴或互连构件44与固定元件或变速器壳体50连接，以便防止第二轴或互连构件44相对于变速器壳体50旋转。同样地，如图6所示，通过离合器和制动器接合的不同组合获得九个前进档比。图7是展示被启动或接合以获得图3所示的十档变速器100的各种档位状态的扭矩传递元件的各种组合的真值表。例如，为了建立倒档，接合或启动第四离合器32、第一制动器34和第二制动器36。第四离合器32使第五轴或互连构件52与第七轴或互连构件56连接。第一制动器34使第一轴或互连构件42与固定元件或变速器壳体50连接，以便防止第一轴或互连构件42相对于变速器壳体50旋转。第二制动器36使第二轴或互连构件44与固定元件或变速器壳体50连接，以便防止第二轴或互连构件44相对于变速器壳体50旋转。同样地，如图7所示，通过离合器和制动器接合的不同组合获得十个前进档比。图8是展示被启动或接合以获得图4所示的十档变速器200的各种档位状态的扭矩传递元件的各种组合的真值表。为了建立倒档，接合或启动第四离合器32、第一制动器34和第二制动器36。第四离合器32使第五轴或互连构件52与第七轴或互连构件56连接。第一制动器34使第一轴或互连构件42与固定元件或变速器壳体50连接，以便防止第一轴或互连构件42相对于变速器壳体50旋转。第二制动器36使第二轴或互连构件44与固定元件或变速器壳体50连接，以便防止第二轴或互连构件44相对于变速器壳体50旋转。同样地，如图8所示，通过离合器和制动器接合的不同组合获得九个前进档比。图9是展示被启动或接合以获得图5所示的十档变速器300的各种档位状态的扭矩传递元件的各种组合的真值表。为了建立倒档，接合或启动第四离合器32、第一制动器34和第二制动器36。第四离合器32使第五轴或互连构件52与第七轴或互连构件56连接。第一制动器34使第一轴或互连构件42与固定元件或变速器壳体50连接，以便防止第一轴或互连构件42相对于变速器壳体50旋转。第二制动器36使第二轴或互连构件44与固定元件或变速器壳体50连接，以便防止第二轴或互连构件44相对于变速器壳体50旋转。同样地，如图9所示，通过离合器和制动器接合的不同组合获得九个前进档比。应意识到的是，变速器10、100、200和300的操作和档位状态的前述说明假定首先，在给定的档位状态下没有具体提及的所有离合器和制动器是不工作的或者脱离的；并且其次，在至少相邻的档位状态之间的换档期间、即在档位状态的变化期间，在两种档位状态下都接合或启动的离合器或制动器将保持接合或启动。本发明的说明本质上仅是示例性的，并且没有偏离本发明的精神的变体确定为在本发明的范围内。这样的变体被认为没有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； 第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其各自具有第一、第二和第三构件； 第一互连构件，其使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一构件持续地互连； 第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连； 第三互连构件，其使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持续地互连； 第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连；以及 六个扭矩传递装置，其各自选择性地可接合，以使所述第一、第二和第三构件中的至少一个构件与所述第一构件、第二构件、第三构件和固定构件中的至少另一个构件互连，并且其中所述扭矩传递装置以至少三个的组合的方式选择性地可接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少九个前进档速比和至少一个倒档速比。
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扭矩传递装置可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第三构件和所述第三行星齿轮组的所述第三构件互连。
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扭矩传递装置可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连。
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扭矩传递装置可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第三构件和所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连。
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扭矩传递装置可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连。
6.根据权利要求1所述的变速器，其中所述第一和第二行星齿轮组设置在所述第三与第四行星齿轮组之间；并且所述第一行星齿轮组邻近所述第四行星齿轮组设置，并且所述第二行星齿轮组邻近所述第三行星齿轮组设置。
7.根据权利要求1所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述第一构件、所述第二行星齿轮组的所述第一构件、所述第三行星齿轮组的所述第三构件和所述第四行星齿轮组的所述第一构件为太阳齿轮，所述第一行星齿轮组的所述第二构件、所述第二行星齿轮组的所述第二构件、所述第三行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第二构件为托架构件，并且所述第一行星齿轮组的所述第三构件、所述第二行星齿轮组的所述第三构件、所述第三行星齿轮组的所述第一构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件为齿圈。
8.一种变速器，包括 输入构件； 输出构件； 第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其各自具有第一、第二和第三构件，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件持续地互连，并且所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件持续地互连并与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连； 第一互连构件，其使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一构件持续地互连； 第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连； 第三互连构件，其使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持续地互连； 第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连； 第一扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件、所述第三行星齿轮组的所述第二构件和所述输出构件互连； 第二扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连； 第三扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第三构件和所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连； 第四扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连； 第五扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件互连； 第六扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连，以及 其中所述扭矩传递装置以至少三个的组合的方式各自选择性地可接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少九个前进档速比和至少一个倒档速比。
9.一种变速器，包括 输入构件； 输出构件； 第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其各自具有第一、第二和第三构件，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件持续地互连，并且所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件持续地互连并与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连； 第一互连构件，其使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一构件持续地互连；第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连； 第三互连构件，其使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持续地互连； 第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连； 第一扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件、所述第三行星齿轮组的所述第二构件和所述输出构件互连； 第二扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连； 第三扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第三构件和所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连； 第四扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连； 第五扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件互连； 第六扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连，以及 其中所述扭矩传递装置以至少三个的组合的方式各自选择性地可接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少九个前进档速比和至少一个倒档速比。
10. 一种变速器，包括 输入构件； 输出构件； 第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其各自具有第一、第二和第三构件，其中所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件持续地互连，并且所述输出构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件持续地互连并与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连； 第一互连构件，其使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一构件持续地互连； 第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连； 第三互连构件，其使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持续地互连； 第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连； 第一扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第二构件和所述第四行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件互连；第二扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件和所述输入构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连； 第三扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第三构件和所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连； 第四扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连； 第五扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件和所述第二行星齿 轮组的所述第一构件与所述固定构件互连； 第六扭矩传递装置，其可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连，以及 其中所述扭矩传递装置以至少三个的组合的方式各自选择性地可接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少九个前进档速比和至少一个倒档速比。
全文摘要
本发明涉及多档变速器。本发明的变速器具有输入构件、输出构件、四个行星齿轮组、多个耦联构件和多个扭矩传递装置。行星齿轮组中的每个行星齿轮组包括第一、第二和第三构件。扭矩传递装置可包括离合器和制动器。扭矩传递装置以至少三个的组合的方式各自可选择性地接合，以建立至少九个前进档速比和至少一个倒档速比。
文档编号F16H3/62GK103032531SQ20121036654
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年10月3日
发明者S.H.维特科普, J.M.哈特 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司