有兩個行星齒輪組和多達十個前進速比的多速行星變速器的製作方法
2023-05-09 22:51:56
專利名稱：有兩個行星齒輪組和多達十個前進速比的多速行星變速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有七個扭矩傳遞機構和二個複合行星齒輪組的多速行星變速器。
背景技術：
機動車輛包括動力系，該動力系是由發動機、多速變速器、以及差速器或最終傳動裝置組成。多速變速器通過允許發動機多次貫穿其扭矩範圍操作來增加車輛的總體操作範圍。在變速器中可獲得的前進速比的數量決定了發動機扭矩範圍重複的次數。早期的自動變速器具有兩個速度範圍。這嚴重地限制了車輛的總體速度範圍，因而需要能夠產生寬的速度範圍和扭矩範圍的相對較大的發動機。這導致在巡航期間發動機在最有效點以外的特定燃料消耗點運行。因此，手動換擋變速器(中間軸變速器)曾是最普遍的。隨著三速和四速自動變速器的出現，自動換擋(行星齒輪)變速器在駕車的公眾中日益普遍。這些變速器提高了車輛的操作性能和燃料經濟性。速比的數量增加減小了各速比之間的步級(st印)大小，因此通過在正常車輛加速下使駕駛員基本感覺不到各速比的互換來提高了變速器的換檔品質。與三速和四速變速器相比，具有多於四個速比的多速變速器在加速和燃料經濟性方面得到進一步提高。然而，這種變速器的典型的增大的複雜性、尺寸和成本這些相矛盾的因素可能妨礙它們在某些用途中的應用。
發明內容
本發明提供一種多速變速器，尤其與提供相同數量前進速比的中間軸設計相比， 該多速變速器可以以相對較少的內容物並且以相對緊湊的布局在多達十個的前進速比下操作。該變速器包括輸入構件、輸出構件和靜止構件。該變速器還包括第一和第二複合行星齒輪組。第一行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件。第二行星齒輪組具有第一、第二、第三和第四構件。在以這種方式提及行星齒輪組的各構件時，可按任何順序將構件計數為「第一」至「第四，，或者「第一」至「第五」(即，從上到下、從下到上，等)。行星齒輪組的構件是太陽齒輪構件、齒圈構件和行星架構件。第一複合行星齒輪組的第一構件與輸入構件持續地連接以便共同旋轉。第二複合行星齒輪組的第一構件與輸出構件持續地連接以便共同旋轉。第二複合行星齒輪組的第二構件持續地固接到靜止構件。第一行星齒輪組的任何構件均不與第二行星齒輪組的任何構件持續地連接以便共同旋轉。本文中所使用的「共同旋轉」表示相同速度的旋轉(即，沒有相對旋轉)。
所述變速器包括七個扭矩傳遞機構，所述七個扭矩傳遞機構可選擇性地接合，從而將第一複合行星齒輪組的相應構件與輸入構件、靜止構件或者第二複合行星齒輪組的相應構件互連。所述七個扭矩傳遞機構可按不同的組合接合，從而在輸入構件與輸出構件之間建立多達十個的前進速比和一個倒檔速比。第一複合行星齒輪組的第二和第三構件，分別藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第一和第二扭矩傳遞機構的接合而選擇性地固接到靜止構件。藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第三和第五扭矩傳遞機構的接合，第一複合行星齒輪組的第四構件能與第二複合行星齒輪組的第一構件選擇性地連接以便共同旋轉。藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第三和第六扭矩傳遞機構的接合，第一複合行星齒輪組的第四構件能與第二複合行星齒輪組的第三構件選擇性地連接以便共同旋轉。藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第四和第五扭矩傳遞機構的接合，第一複合行星齒輪組的第五構件能與第二複合行星齒輪組的第一構件選擇性地連接以便共同旋轉。藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第四和第六扭矩傳遞機構的接合，第一複合行星齒輪組的第五構件能與第二複合行星齒輪組的第三構件選擇性地連接以便共同旋轉。所述七個扭矩傳遞機構中的第七扭矩傳遞機構能選擇性地接合，從而將所述輸入構件與第二複合行星齒輪組的第四構件相連接以便共同旋轉。至少在部分前進速比之間的換擋是單轉換換擋。第一和第二扭矩傳遞機構可以在軸向上彼此相鄰，並且在這兩個扭矩傳遞機構之間沒有行星齒輪組構件和其它扭矩傳遞機構。這使變速器的複雜性最小化並且簡化了對扭矩傳遞機構的液壓供給，從而潛在地減小所需的泵能力。此外，第三、第四、第五、第六和第七扭矩傳遞機構可在軸向上彼此相鄰，並且在這些扭矩傳遞機構之間沒有行星齒輪組構件和其它扭矩傳遞機構。 本發明還涉及以下技術方案。方案1. 一種多速變速器，包括 輸入構件；
輸出構件； 靜止構件；
第一和第二複合行星齒輪組；其中，所述第一行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件；其中，所述第二行星齒輪組具有第一、第二、第三和第四構件；其中，所述行星齒輪組的構件是太陽齒輪構件、齒圈構件和行星架構件；其中，所述第一複合行星齒輪組的第一構件與所述輸入構件持續地連接以便共同旋轉；其中，所述第二複合行星齒輪組的第一構件與所述輸出構件持續地連接以便共同旋轉；其中，所述第二複合行星齒輪組的第二構件持續地固接到所述靜止構件；其中，所述第一行星齒輪組的任何構件不與所述第二行星齒輪組的任何構件持續地連接以便共同旋轉；以及
七個扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，從而將所述第一複合行星齒輪組的一個相應構件與所述輸入構件、所述靜止構件或者所述第二複合行星齒輪組的一個相應構件互連， 所述七個扭矩傳遞機構可按不同的組合接合，從而在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立多達十個的前進速比和一個倒檔速比。方案2.如方案1所述的多速變速器，其中，分別藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第一和第二扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第二和第三構件選擇性地
5固接到所述靜止構件。方案3.如方案2所述的多速變速器，其中，所述第一和第二扭矩傳遞機構在軸向上彼此相鄰，並且在它們之間沒有所述行星齒輪組構件和所述七個扭矩傳遞機構中的其它扭矩傳遞機構。方案4.如方案1所述的多速變速器，其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第三和第五扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第四構件能與所述第二複合行星齒輪組的第一構件選擇性地連接以便共同旋轉。方案5.如方案1所述的多速變速器，其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第三和第六扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第四構件能與所述第二複合行星齒輪組的第三構件選擇性地連接以便共同旋轉。方案6.如方案1所述的多速變速器，其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第四和第五扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第五構件能與所述第二複合行星齒輪組的第一構件選擇性地連接以便共同旋轉。方案7.如方案1所述的多速變速器，其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第四和第六扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第五構件能與所述第二複合行星齒輪組的第三構件選擇性地連接以便共同旋轉。方案8.如方案1所述的多速變速器，其中，所述七個扭矩傳遞機構中的第七扭矩傳遞機構能選擇性地接合，從而將所述輸入構件與所述第二複合行星齒輪組的第四構件相連接以便共同旋轉。方案9.如方案8所述的多速變速器，其中，所述第七扭矩傳遞機構僅在所述倒檔速比中被接合，並且是爪形離合器和可選擇的單向離合器中的一種。方案10.如方案1所述的多速變速器，其中，至少在部分前進速比之間的換檔是單轉換換擋。方案11.如方案1所述的多速變速器，其中，所述七個扭矩傳遞機構中的第三、第四、第五、第六和第七扭矩傳遞機構在軸向上彼此相鄰，並且在這些扭矩傳遞機構之間沒有所述行星齒輪組構件和所述七個扭矩傳遞機構中的其它扭矩傳遞機構。方案12.如方案1所述的多速變速器，其中，所述第一複合行星齒輪組的第一、第二、第三、第四和第五構件分別是第一行星架構件、第一太陽齒輪構件、第二太陽齒輪構件、 第一齒圈構件和第二齒圈構件；其中，所述第一行星架構件可旋轉地支承塔式小齒輪，所述塔式小齒輪具有與所述第二太陽齒輪構件和所述第二齒圈構件嚙合的相對較小直徑部、以及與所述第一太陽齒輪構件和所述第一齒圈構件嚙合的相對較大直徑部；
其中，所述第二複合行星齒輪組的第一、第二、第三和第四構件分別是第二行星架構件、第三齒圈構件、第三太陽齒輪構件和第四太陽齒輪構件；其中，所述第二行星架構件可旋轉地支承第一和第二組小齒輪；並且其中，所述第一組小齒輪與所述第三齒圈構件、所述第三太陽齒輪構件和所述第二組小齒輪嚙合；並且其中，所述第二組小齒輪還與所述第四太陽齒輪構件嚙合。方案13. —種多速變速器，包括 輸入構件；
輸出構件；靜止構件；
第一和第二複合行星齒輪組；其中，所述第一行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件；其中，所述第二行星齒輪組具有第一、第二、第三和第四構件；其中，所述行星齒輪組的構件是太陽齒輪構件、齒圈構件和行星架構件；其中，所述第一複合行星齒輪組的第一構件與所述輸入構件持續地連接以便共同旋轉；其中，所述第二複合行星齒輪組的第一構件與所述輸出構件持續地連接以便共同旋轉；其中，所述第二複合行星齒輪組的第二構件持續地固接到所述靜止構件；其中，所述第一行星齒輪組的任何構件不與所述第二行星齒輪組的任何構件持續地連接以便共同旋轉； 七個可選擇性接合的扭矩傳遞機構；
其中，分別藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第一和第二扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第二和第三構件選擇性地固接到所述靜止構件；
其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第三和第五扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第四構件能與所述第二複合行星齒輪組的第一構件選擇性地連接以便共同旋轉；
其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第四和第五扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第五構件能與所述第二複合行星齒輪組的第一構件選擇性地連接以便共同旋轉；
其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第四和第六扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第五構件能與所述第二複合行星齒輪組的第三構件選擇性地連接以便共同旋轉；
其中，所述七個扭矩傳遞機構中的第七扭矩傳遞機構能選擇性接合，從而將所述輸入構件與所述第二複合行星齒輪組的第四構件相連接以便共同旋轉；並且
所述七個扭矩傳遞機構能以不同的組合接合，從而在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立多達十個的前進速比和一個倒檔速比。方案14.如方案13所述的多速變速器，其中，至少在部分前進速比之間的換檔是單轉換換擋。方案15.如方案13所述的多速變速器，其中，所述第一和第二扭矩傳遞機構在軸向上彼此相鄰，並且在這兩個扭矩傳遞機構之間沒有所述行星齒輪組構件和所述七個扭矩傳遞機構中的其它扭矩傳遞機構。方案16.如方案13所述的多速變速器，其中，所述第三、第四、第五、第六和第七扭矩傳遞機構在軸向上彼此相鄰，並且在這些扭矩傳遞機構之間沒有所述行星齒輪組構件和所述七個扭矩傳遞機構中的其它扭矩傳遞機構。方案17.如方案13所述的多速變速器，其中，所述第七扭矩傳遞機構僅在所述倒檔速比中被接合，並且是爪形離合器和可選擇的單向離合器中的一種。從以下對用以實施本發明的最佳方式的詳細描述中並結合附圖，可以容易地了解本發明的上述特徵和優點以及其它特徵和優點。
圖1是採用符號圖形式的具有多速行星變速器的動力系的示意圖。
圖2是描述圖1中所示變速器的一些操作特性的真值表。
具體實施例方式參照附圖，其中類似的附圖標記是指類似的部件，圖1示出了具有發動機12(標記為E)、行星變速器14和最終傳動機構16 (標記為FD)的動力系10。發動機12可由各種類型的燃料提供動力，以提高特定用途的效率和燃料經濟性。這種燃料可以包括例如汽油、柴油、乙醇、二甲醚等。行星變速器14包括輸入構件17，輸入構件17與發動機12的輸出構件(如曲軸)持續地連接，可選擇地經由變矩器而連接。行星變速器14還包括行星齒輪裝置18、以及與最終傳動機構16持續連接的輸出構件19 ；最終傳動機構16是用於向車輪提供推進力。行星齒輪裝置18包括兩個複合行星齒輪組第一複合行星齒輪組20、和第二複合行星齒輪組30。複合行星齒輪組20包括兩個太陽齒輪構件22、23，兩個齒圈構件對、25， 以及可旋轉地支承塔式小齒輪27的行星架構件26。塔式小齒輪27具有小直徑部觀和大直徑部四。小直徑部觀與太陽齒輪構件22和齒圈構件M嚙合。大直徑部四與太陽齒輪構件23和齒圈構件25嚙合。行星架構件沈被稱為第一複合行星齒輪組20的第一構件， 太陽齒輪構件23被稱為第一複合行星齒輪組20的第二構件。太陽齒輪構件22被稱為第一複合行星齒輪組20的第三構件。齒圈構件25和M分別被稱為複合行星齒輪組20的第四和第五構件。複合行星齒輪組30包括二個太陽齒輪構件32、33，一個齒圈構件34，以及可旋轉地支承第一和第二組小齒輪37、38的行星架構件36。第一組小齒輪37與太陽齒輪構件 32、齒圈構件34以及第二組小齒輪38嚙合。小齒輪38還與太陽齒輪構件33嚙合。齒圈構件；34持續地固接到靜止構件40 (如變速器殼體)。複合行星齒輪組30通常被稱為「拉威挪(Ravigneaux)行星齒輪組」。行星架構件36被稱為複合行星齒輪組30的第一構件。 齒圈構件34被稱為複合行星齒輪組30的第二構件。太陽齒輪構件32被稱為複合行星齒輪組30的第三構件。太陽齒輪構件33被稱為複合行星齒輪組30的第四構件。變速器14還包括七個扭矩傳遞機構第一扭矩傳遞機構Cl、第二扭矩傳遞機構 C2、第三扭矩傳遞機構C3、第四扭矩傳遞機構C4、第五扭矩傳遞機構C5、第六扭矩傳遞機構 C6、和第七扭矩傳遞機構C7。扭矩傳遞機構Cl和C2是固定式離合器(也被稱為制動器)。 扭矩傳遞機構C3、C4、C5、C6和C7是旋轉式離合器。在其它實施例中，各扭矩傳遞機構可以是摩擦離合器、同步器、帶式離合器、可選擇的單向離合器、爪形離合器、以及其他可能類型的扭矩傳遞機構。圖1中僅示出了變速器14在由輸入構件17所確立的旋轉軸線上面的那一部分。行星齒輪組20、30以及扭矩傳遞機構Cl、C2、C3、C4、C5、C6和C7在輸入構件17 下面的未示出的那一部分是大致對稱的。如圖1所示，輸入構件17與行星架構件沈持續地連接以便共同旋轉。輸出構件 19與行星架構件36持續地連接以便共同旋轉。複合行星齒輪組20沒有齒輪構件與複合行星齒輪組30的任何齒輪構件持續地連接以便共同旋轉。第一扭矩傳遞機構Cl (也被稱為制動器Cl)可選擇性地接合，從而將太陽齒輪構件23固接到靜止構件40。第二扭矩傳遞機構C2 (也被稱為制動器以)可選擇性地接合，從而將太陽齒輪構件22固接到靜止構件40。第三扭矩傳遞機構C3 (也被稱為離合器C3)可選擇性地接合，從而當第五扭矩傳遞機構(離合器⑶)選擇性地接合時將齒圈構件25與行星架構件36連接以便共同旋轉、或者當第六扭矩傳遞機構(離合器C6)選擇性地接合時將齒圈構件25與太陽齒輪構件32連接以便共同旋轉。第四扭矩傳遞機構C4(也被稱為離合器C4)可選擇性地接合，從而當離合器C5接合時將齒圈構件M與行星架構件36連接以便共同旋轉、或者當離合器C6接合時將齒圈構件M與太陽齒輪構件32連接以便共同旋轉。 第七扭矩傳遞機構C7 (也被稱為離合器C7)可選擇性地接合，從而將輸入構件17與太陽齒輪構件33連接以便共同旋轉。如圖2的真值表中所示，扭矩傳遞機構可選擇性地以三個的組合(在表中被列為檔位狀態)而接合，從而提供十個前進速比和一個倒檔速比。圖2中所示的相應的數字傳動比得自建立第一複合行星齒輪組20的以減速傳動比的齒數齒圈構件對與太陽齒輪構件22的傳動比為-1.83，假設行星架構件沈被停止(僅為了計算的目的)；齒圈構件25與太陽齒輪構件23的傳動比為-3. 87，假設行星架構件沈被停止(僅為了計算的目的)。對第二行星齒輪組30的齒數進行選擇，使得齒圈構件34與太陽齒輪構件32的傳動比為-2. 0 並且齒圈構件34與太陽齒輪構件33的傳動比為4. 0，在這兩種情況下均假設行星架構件 36被停止(僅為了計算的目的)。因此，有五個減速傳動速比(第1至第幻、一個直接傳動速比(第6)和四個超速傳動速比(第7至第10)。利用以上所列出的齒數，而獲得圖2中所列出的速比步級(ratio step)。如圖2中所示，在前進速比中速比步級是非常均等的，因而導致了平穩的換擋感和燃料效率的提高，這是因為發動機12在各速比下僅需在窄的速度範圍內運行。可對其它的齒輪齒數和相應的傳動比進行選擇，以實現有利於特定變速器用途的速比和速比步級。變速器設計領域的普通技術人員將會理解如何選擇期望的齒數。為了建立倒檔速比，離合器C7被接合。扭矩自輸入構件17被傳遞至中間軸52和太陽齒輪構件33並且經第二複合行星齒輪組30被傳遞至輸出構件19。輸出構件19則在與輸入構件17的旋轉方向的相反方向上旋轉。為了建立第一速比，離合器C3、C4和C6被接合。扭矩自輸入構件17經齒圈構件 24,25被傳遞至太陽齒輪構件32並且經複合行星齒輪組30被傳遞至輸出構件19。輸入構件17與輸出構件19在相同方向上旋轉，正如在所有前進速比中那樣。在倒檔速比和第一前進速比中，制動器Cl和制動器C2均不被接合，因此第一複合行星齒輪組20是不起作用的(S卩，不影響輸入構件17與輸出構件19之間的數字速比)。在第二前進速比中，離合器Cl、C4和C6被接合。扭矩自輸入構件17經第一複合行星齒輪組20在齒圈M處被傳遞至太陽齒輪構件32並且經複合行星齒輪組30被傳遞至輸出構件19。從第一前進速比換檔至第二前進速比是單轉換換擋，因為第二前進速比與第一前進速比相比只有一個不同的扭矩傳遞機構被接合。在第三前進速比中，離合器Cl、C3和C6被接合。扭矩自輸入構件17經第一複合行星齒輪組20在齒圈25處被傳遞至太陽齒輪構件32並且經複合行星齒輪組30被傳遞至輸出構件19。從第二前進速比換擋至第三前進速比是單轉換換擋，因為第三前進速比與第二前進速比相比只有一個不同的扭矩傳遞機構被接合。在第四前進速比中，制動器C2以及離合器C4和C6被接合。扭矩自輸入構件17 經第一複合行星齒輪組20在齒圈M處被傳遞至太陽齒輪構件32並且經複合行星齒輪組30被傳遞至輸出構件19。從第三前進速比換擋至第四前進速比是雙轉換換擋。在第五前進速比中，制動器C2以及離合器C3和C6被接合。扭矩自輸入構件17 經第一複合行星齒輪組20在齒圈25處被傳遞至太陽齒輪構件32並且經複合行星齒輪組 30被傳遞至輸出構件19。從第四前進速比換檔至第五前進速比是單轉換換擋。在第六前進速比中，離合器C3、C4和C5被接合。扭矩自輸入構件17經第一複合行星齒輪組20在齒圈構件M和25處被傳遞至與輸出構件19共同旋轉的行星架構件36。 因為制動器Cl和制動器C2均未被接合，所以第一複合行星齒輪組20是不起作用的，並且第六前進速比是直接傳動速比。從第五前進速比換擋至第六前進速比是雙轉換換擋。在第七前進速比中，制動器Cl以及離合器C4和C5被接合。扭矩自輸入構件17 經第一複合行星齒輪組20被傳遞至齒圈構件M並且被傳遞至與輸出構件19共同旋轉的行星架構件36。從第六前進速比換擋至第七前進速比是單轉換換擋。在第八前進速比中，制動器Cl以及離合器C3和C5被接合。扭矩自輸入構件17 經第一複合行星齒輪組20被傳遞至齒圈構件25並且被傳遞至與輸出構件19共同旋轉的行星架構件36。從第七前進速比換檔至第八前進速比是單轉換換擋。在第九前進速比中，制動器C2以及離合器C4和C5被接合。扭矩自輸入構件17 經第一複合行星齒輪組20被傳遞至齒圈構件M並且被傳遞至與輸出構件19共同旋轉的行星架構件36。從第八前進速比換擋至第九前進速比是雙轉換換擋。在第十前進速比中，制動器C2以及離合器C3和C5被接合。扭矩自輸入構件17 經第一複合行星齒輪組20被傳遞至齒圈構件25並且被傳遞至與輸出構件19共同旋轉的行星架構件36。從第九前進速比換擋至第十前進速比是單轉換換擋。儘管可獲得十個前進速比，但可以控制變速器14作為五速變速器、六速變速器、 七速變速器、八速變速器、九速變速器或十速變速器來工作。例如，為了使變速器14作為五速變速器進行工作，存儲於對控制流向扭矩傳遞機構的液壓流體流的閥進行控制的控制器中的算法可以僅建立倒檔速比以及建立以上描述的第一、第二、第三、第五和第十前進速比作為第一、第二、第三、第四和第五前進速比。在這種五速變速器中，將會沒有雙轉換換擋。為了使變速器14作為六速變速器進行工作，將利用針對五速變速器所描述的五個前進速比以及圖2的第六、第七和第八前進速比中的任意一個速比。該六速變速器將或者沒有雙轉換換擋(如果利用的是圖2的第七或第八前進速比)，或者僅有一個雙轉換換擋 (如果利用的是圖2的第六前進速比)。為了使變速器14作為七速變速器進行工作，將應用針對五速變速器所描述的五個前進速比以及圖2的第六、第七和第八前進速比中的任意兩個速比。該七速變速器將僅有一個雙轉換換擋(從圖2的第五至第六前進速比的換檔，這將是七速變速器的第四至第五前進速比的換檔)。為了使變速器14作為八速變速器進行工作，將應用針對五速變速器所描述的五個前進速比以及圖2的第六、第七和第八前進速比。因此，該八速變速器將會具有圖2中的除第四和第九前進速比外的所有前進速比。該八速變速器將會僅具有一個雙轉換換擋(從圖2的第五至第六前進速比的換檔，這也將是八速變速器的第五至第六前進速比的換檔)。為了使變速器14作為九速變速器進行工作，可以應用圖2的除第十前進速比外的所有前進速比。該九速變速器將具有兩個雙轉換換擋(從圖2的第三至第四前進速比的換檔，這也將是九速變速器的第三至第四前進速比的換檔，以及從圖2的第五至第六前進速比的換檔，這也將是九速變速器的第五至第六前進速比的換檔)。變速器14也可以以小於六個的前進速比進行工作。參照圖2，顯然離合器C7僅在倒檔速比中被接合。離合器C7在輸入構件17與中間軸52 (與輸入構件17共軸)之間的位置，允許為離合器C7使用爪形離合器或者可選擇的單向離合器。如圖1中所示，制動器Cl和C2在軸向上彼此相鄰，同時在制動器Cl與C2之間沒有其它離合器或制動器並且沒有行星齒輪組20、30的構件。以這種方式使制動器Cl和C2 彼此相鄰，會使得流向制動器Cl和C2的液壓流體流能夠經過大部分共同的供給通道。簡化液壓供給通道以及減小供給通道的總長度，可簡化變速器14的生產並且使得使用較小的用於液壓系統的泵成為可能。同樣地，旋轉式離合器C3、C4、C5、C6和C7在軸向上彼此相鄰，同時在這些離合器之間沒有其它扭矩傳遞機構或行星齒輪組構件。以這種方式來定位制動器C1、C2以及離合器C3、C4、C5、C6和C7，可以進一步簡化供給通道的生產並且可以減小所需的泵尺寸。複合行星齒輪組20、制動器Cl和C2以及離合器C3和C4可以被稱為緊湊型變速箱50 (在圖1中以虛線界定)，因為變速箱50包含了為建立十個前進速比所必需的部件，而剩餘的離合器C5、C6和C7被接合以建立直接傳動檔和減速傳動檔(C5被接合)、減速傳動檔(C6被接合)。也就是說，在離合器C6保持接合狀態時，改變變速箱50內扭矩傳遞機構的接合狀態，從而在各減速傳動速比之間切換；當離合器C5在減速傳動速比中保持接合狀態時，改變變速箱50內扭矩傳遞機構的接合狀態，從而在直接傳動速比與超速傳動速比之間切換或者在超速傳動速比之間切換；具有最高扭轉負荷的齒輪構件是齒圈構件34。動力系10可以與混合動力車輛共用部件，這種組合可以在「電量耗盡模式 (charge-depleting mode)」下運行。對於本發明而言，「電量耗盡模式」是如下模式車輛主要由電動機/發電機提供動力，使得該車輛到達其目的地時電池被耗盡或者幾乎被耗盡。換句話說，在電量耗盡模式期間，發動機12僅僅運行到對確保在到達目的地之前電池不被耗盡所必需的程度。常規混合動力車輛是以「電量維持模式」運行，在該模式下如果電池的電量水平下降至預定水平(例如，25%)以下，那麼發動機會自動運行以給電池再充電。 因此，通過以電量耗盡模式運行，混合動力車輛可以節省部分或所有的燃料，否則在常規混合動力車輛中這些燃料將被消耗以維持25%的電池電量水平。應當理解的是，如果在到達目的地之後能夠通過插入能量源給電池再充電，那麼混合動力車輛的動力系則優選僅以電量耗盡模式運行。雖然已經詳細描述了用以實施本發明的最佳方式，但是本發明相關領域的技術人員將會認識到在所附權利要求的範圍內用以實施本發明的各種替代的設計和實施例。
權利要求
1.一種多速變速器，包括輸入構件；輸出構件；靜止構件；第一和第二複合行星齒輪組；其中，所述第一行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件；其中，所述第二行星齒輪組具有第一、第二、第三和第四構件；其中，所述行星齒輪組的構件是太陽齒輪構件、齒圈構件和行星架構件；其中，所述第一複合行星齒輪組的第一構件與所述輸入構件持續地連接以便共同旋轉；其中，所述第二複合行星齒輪組的第一構件與所述輸出構件持續地連接以便共同旋轉；其中，所述第二複合行星齒輪組的第二構件持續地固接到所述靜止構件；其中，所述第一行星齒輪組的任何構件不與所述第二行星齒輪組的任何構件持續地連接以便共同旋轉；以及七個扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，從而將所述第一複合行星齒輪組的一個相應構件與所述輸入構件、所述靜止構件或者所述第二複合行星齒輪組的一個相應構件互連， 所述七個扭矩傳遞機構可按不同的組合接合，從而在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立多達十個的前進速比和一個倒檔速比。
2.如權利要求1所述的多速變速器，其中，分別藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第一和第二扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第二和第三構件選擇性地固接到所述靜止構件。
3.如權利要求2所述的多速變速器，其中，所述第一和第二扭矩傳遞機構在軸向上彼此相鄰，並且在它們之間沒有所述行星齒輪組構件和所述七個扭矩傳遞機構中的其它扭矩傳遞機構。
4.如權利要求1所述的多速變速器，其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第三和第五扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第四構件能與所述第二複合行星齒輪組的第一構件選擇性地連接以便共同旋轉。
5.如權利要求1所述的多速變速器，其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第三和第六扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第四構件能與所述第二複合行星齒輪組的第三構件選擇性地連接以便共同旋轉。
6.如權利要求1所述的多速變速器，其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第四和第五扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第五構件能與所述第二複合行星齒輪組的第一構件選擇性地連接以便共同旋轉。
7.如權利要求1所述的多速變速器，其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第四和第六扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第五構件能與所述第二複合行星齒輪組的第三構件選擇性地連接以便共同旋轉。
8.如權利要求1所述的多速變速器，其中，所述七個扭矩傳遞機構中的第七扭矩傳遞機構能選擇性地接合，從而將所述輸入構件與所述第二複合行星齒輪組的第四構件相連接以便共同旋轉。
9.如權利要求8所述的多速變速器，其中，所述第七扭矩傳遞機構僅在所述倒檔速比中被接合，並且是爪形離合器和可選擇的單向離合器中的一種。
10.一種多速變速器，包括輸入構件； 輸出構件； 靜止構件；第一和第二複合行星齒輪組；其中，所述第一行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件；其中，所述第二行星齒輪組具有第一、第二、第三和第四構件；其中，所述行星齒輪組的構件是太陽齒輪構件、齒圈構件和行星架構件；其中，所述第一複合行星齒輪組的第一構件與所述輸入構件持續地連接以便共同旋轉；其中，所述第二複合行星齒輪組的第一構件與所述輸出構件持續地連接以便共同旋轉；其中，所述第二複合行星齒輪組的第二構件持續地固接到所述靜止構件；其中，所述第一行星齒輪組的任何構件不與所述第二行星齒輪組的任何構件持續地連接以便共同旋轉； 七個可選擇性接合的扭矩傳遞機構；其中，分別藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第一和第二扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第二和第三構件選擇性地固接到所述靜止構件；其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第三和第五扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第四構件能與所述第二複合行星齒輪組的第一構件選擇性地連接以便共同旋轉；其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第四和第五扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第五構件能與所述第二複合行星齒輪組的第一構件選擇性地連接以便共同旋轉；其中，藉助於所述七個扭矩傳遞機構中的第四和第六扭矩傳遞機構的接合，所述第一複合行星齒輪組的第五構件能與所述第二複合行星齒輪組的第三構件選擇性地連接以便共同旋轉；其中，所述七個扭矩傳遞機構中的第七扭矩傳遞機構能選擇性接合，從而將所述輸入構件與所述第二複合行星齒輪組的第四構件相連接以便共同旋轉；並且所述七個扭矩傳遞機構能以不同的組合接合，從而在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立多達十個的前進速比和一個倒檔速比。
全文摘要
本發明涉及有兩個行星齒輪組和多達十個前進速比的多速行星變速器，具體提供了一種多速變速器，該變速器包括輸入構件、輸出構件、靜止構件、以及第一和第二複合行星齒輪組。第一行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件。第二行星齒輪組具有第一、第二、第三、和第四構件。第一複合行星齒輪組的第一構件與輸入構件持續地連接以便共同旋轉。第二複合行星齒輪組的第一構件與輸出構件持續地連接以便共同旋轉。第二複合行星齒輪組的第二構件持續固接到靜止構件。第一行星齒輪組的任何構件不與第二行星齒輪組的任何構件持續地連接以便共同旋轉。七個扭矩傳遞機構可接合以建立多達十個的前進速比。
文檔編號F16H3/44GK102168742SQ20111004610
公開日2011年8月31日 申請日期2011年2月25日 優先權日2010年2月25日
發明者F. 克雷內夫 A., B. 薩拉曼德拉 K., 拉哈文 M., K. 阿斯塔謝夫 V. 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司