具有堆疊的行星齒輪組的多檔變速器的製作方法

2023-05-08 04:33:01 1

專利名稱：具有堆疊的行星齒輪組的多檔變速器的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及具有多個行星齒輪組和多個扭矩傳遞裝置的多檔變速器，尤其地涉及具有八個或更多個速度、兩個行星齒輪組組件和多個扭矩傳遞裝置的變速器。
背景技術：
在該部分中的聲明僅提供與本發明相關的背景信息，並且可以或者可以不構成現有技術。典型的多檔變速器使用摩擦離合器、行星齒輪組和固定互連的組合，以獲得多個傳動比。行星齒輪組的數量和物理布置通常受封裝、成本和期望的速比的支配。儘管現有的變速器達到了它們預期的目的，但是實質上一直都存在對新的、改進的變速器構造的需求，所述新的、改進的變速器構造具有改進的性能(尤其是從效率、響應性和平穩性的觀點而言)、以及改善的封裝、根本上減小的尺寸和重量。因此，存在對改進的、具有成本效率的、緊湊的多檔變速器的需求。

發明內容
提供了一種變速器，其具有輸入構件、輸出構件、第一行星齒輪組組件、第二行星齒輪組組件、和多個扭矩傳遞裝置。扭矩傳遞裝置例如是離合器和制動器。在本發明的一個方面中，提供了第一行星齒輪組組件，其具有第一和第二太陽齒輪、用於旋轉地支撐多個小齒輪的行星架構件和環形齒輪構件。第二行星齒輪組組件是堆疊的行星齒輪組組件，其具有太陽齒輪、用於旋轉地支撐多個第一小齒輪的第一行星架構件、用於旋轉地支撐多個第二小齒輪的第二行星架構件、環形齒輪和共用構件。在本發明的另一實施例中，第一互連構件使第一行星齒輪組組件的第一構件與第二行星齒輪組組件的第二構件和第二行星齒輪組組件的第三構件持續地互連。在本發明的另一實施例中，第二互連構件使第二行星齒輪組組件的第一行星架構件與第二行星齒輪組組件的第二行星架構件持續地互連。在本發明的又一實施例中，提供了第一扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使第一行星齒輪組組件的第四構件與所述輸入構件互連。在本發明的又一實施例中，提供了第二扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使第二行星齒輪組組件的第一構件與所述輸入構件互連。在本發明的又一實施例中，提供了第三扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使堆疊的行星齒輪組組件的第五構件與所述輸入構件互連。在本發明的又一實施例中，提供了第四扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使第二行星齒輪組組件的第一構件與固定構件互連。在本發明的另一實施例中，提供了第五扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使第二行星齒輪組組件的第四構件與固定構件互連。在本發明的另一實施例中，提供了第六扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使第
5一行星齒輪組組件的第二構件與固定構件互連。在本發明的又一實施例中，扭矩傳遞機構可以以至少三個的組合的方式來選擇性地接合，以在輸入構件與輸出構件之間建立至少八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。本發明還包括以下方案 方案1. 一種變速器，包括 輸入構件；
輸出構件；
第一行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件和第四構件； 第二行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件； 第一互連構件，其使所述第一行星齒輪組組件的第一構件與所述第二行星齒輪組組件的第二構件和所述第二行星齒輪組組件的第三構件持續地互連；
第二互連構件，其使所述第二行星齒輪組組件的第二構件與所述第二行星齒輪組組件的第三構件持續地互連；以及
至少六個扭矩傳遞機構，其能夠選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第一、 第二、第三和第四構件和所述第二行星齒輪組組件的第一、第二、第三、第四和第五構件中的至少一個構件與所述第一行星齒輪組組件的第一、第二、第三和第四構件和所述第二行星齒輪組組件的第一、第二、第三、第四和第五構件中的至少一個其他構件以及固定構件互連；以及
其中所述至少六個扭矩傳遞機構能夠以至少三個的組合的方式選擇性地接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立至少八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。方案2.根據方案1所述的變速器，其中，所述第一行星齒輪組組件的第一和第二構件以及所述第二行星齒輪組組件的第一構件為太陽齒輪，所述第一行星齒輪組組件的第三構件和所述第二行星齒輪組組件的第二和第三構件為行星架構件，並且所述第一行星齒輪組組件的第四構件和所述第二行星齒輪組組件的第四構件為環形齒輪。方案3.根據方案1所述的變速器，還包括由所述第二行星齒輪組組件的第二構件可旋轉地支撐的多個第一小齒輪，以及由所述第二行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐的多個第二小齒輪。方案4.根據方案3所述的變速器，其中，所述第二行星齒輪組組件的第五構件與所述多個第一小齒輪和所述多個第二小齒輪嚙合。方案5.根據方案1所述的變速器，還包括由所述第一行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐的多個第一小齒輪和多個第二小齒輪。方案6.根據方案5所述的變速器，其中，所述多個第一小齒輪與所述第一行星齒輪組組件的第一構件和所述多個第二小齒輪嚙合，且所述多個第二小齒輪與所述多個第一小齒輪、所述第一行星齒輪組組件的第二構件和第四構件嚙合。方案7.根據方案5所述的變速器，其中，所述多個第一小齒輪與所述多個第二小齒輪、所述第一行星齒輪組組件的第一構件和第四構件嚙合，且所述多個第二小齒輪與所述第一行星齒輪組組件的第二構件和所述多個第一小齒輪嚙合。方案8.根據方案1所述的變速器，其中，所述至少六個扭矩傳遞機構中的第一扭矩傳遞機構可選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第四構件與所述輸入構件互連。方案9.根據方案8所述的變速器，其中，所述至少六個扭矩傳遞機構中的第二扭矩傳遞機構可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第一構件與所述輸入構件互連。方案10.根據方案9所述的變速器，其中，所述至少六個扭矩傳遞機構中的第三扭矩傳遞機構可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第五構件與所述輸入構件互連。方案11.根據方案10所述的變速器，其中，所述至少六個扭矩傳遞機構中的第四扭矩傳遞機構可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第一構件與所述固定構件互連。方案12.根據方案11所述的變速器，其中，所述至少六個扭矩傳遞機構中的第五扭矩傳遞機構可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第四構件與所述固定構件互連。方案13.根據方案12所述的變速器，其中，所述至少六個扭矩傳遞機構中的第六扭矩傳遞機構可選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第二構件與所述固定構件互連。方案14. 一種變速器，包括 輸入構件；
輸出構件；
第一行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件和第四構件； 多個第一小齒輪和多個第二小齒輪，所述多個第一小齒輪和多個第二小齒輪由所述第一行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐，其中所述多個第一小齒輪與所述第一行星齒輪組組件的第一構件和所述多個第二小齒輪嚙合，並且其中所述多個第二小齒輪與所述多個第一小齒輪、所述第一行星齒輪組組件的第二構件和第四構件嚙合；
第二行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件； 由所述第二行星齒輪組組件的第二構件可旋轉地支撐的多個第一小齒輪，以及由所述第二行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐的多個第二小齒輪，其中所述第二行星齒輪組組件的第五構件與支撐在所述第二行星齒輪組組件中的所述多個第一小齒輪和所述多個第二小齒輪嚙合；
第一互連構件，其使所述第一行星齒輪組組件的第一構件與所述第二行星齒輪組組件的第二構件和所述第二行星齒輪組組件的第三構件持續地互連；
第二互連構件，其使所述第二行星齒輪組組件的第二構件與所述第二行星齒輪組組件的第三構件持續地互連；
第一扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第四構件與所述輸入構件互連；
第二扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第一構件與所述輸入構件互連；
第三扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第五構件與所述輸入構件互連；第四扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第一構件與所述固定構件互連；
第五扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第四構件與所述固定構件互連；以及
第六扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第二構件與所述固定構件互連；以及
其中所述扭矩傳遞機構能夠以至少三個的組合的方式選擇性地接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立至少八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。方案15.根據方案14所述的變速器，其中，所述第一行星齒輪組組件的第一構件和第二構件以及所述第二行星齒輪組組件的第一構件為太陽齒輪，所述第一行星齒輪組組件的第三構件和所述第二行星齒輪組組件的第二構件和第三構件為行星架構件，並且所述第一行星齒輪組組件的第四構件和所述第二行星齒輪組組件的第四構件為環形齒輪。方案16. —種變速器，包括 輸入構件；
輸出構件；
第一行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件和第四構件； 由所述第一行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐的多個第一小齒輪和多個第二小齒輪，其中所述多個第一小齒輪與所述多個第二小齒輪、所述第一行星齒輪組組件的第二構件和第四構件嚙合，並且其中所述多個第二小齒輪與所述第一行星齒輪組組件的第一構件和所述多個第一小齒輪嚙合；
第二行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件； 由所述第二行星齒輪組組件的第二構件可旋轉地支撐的多個第一小齒輪，以及由所述第二行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐的多個第二小齒輪，其中所述第二行星齒輪組組件的第五構件與支撐在所述第二行星齒輪組組件中的所述多個第一小齒輪和所述多個第二小齒輪嚙合；
第一互連構件，其使所述第一行星齒輪組組件的第一構件與所述第二行星齒輪組組件的第二構件和所述第二行星齒輪組組件的所述第三構件持續地互連；
第二互連構件，其使所述第二行星齒輪組組件的第二構件與所述第二行星齒輪組組件的第三構件持續地互連；
第一扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第四構件與所述輸入構件互連；
第二扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第一構件與所述輸入構件互連；
第三扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述堆疊的行星齒輪組組件的第五構件與所述輸入構件互連；
第四扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第一構件與所述固定構件互連；
第五扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第四構件與所述固定構件互連；以及第六扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第二構件與所述固定構件互連；以及
其中所述扭矩傳遞機構能夠以至少三個的組合的方式選擇性地接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立至少八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。方案17.根據方案16所述的變速器，其中，所述第一行星齒輪組組件的第一構件和第二構件以及所述第二行星齒輪組組件的第一構件為太陽齒輪，所述第一行星齒輪組組件的第三構件和所述第二行星齒輪組組件的第二構件和第三構件為行星架構件，並且所述第一行星齒輪組組件的第四構件和所述第二行星齒輪組組件的第四構件為環形齒輪。本發明另外的特徵、方面和優點將參考以下的說明和附圖而變得明顯，附圖中相同的附圖標記指的是相同的部件、元件或特徵。


在此描述的附圖僅用於說明目的，並且不旨在以任何方式限制本發明的範圍。圖1是根據本發明的九檔變速器的實施例的槓桿圖； 圖2是根據本發明的九檔變速器的實施例的示意圖3是根據本發明的九檔變速器的另一實施例的示意圖； 圖4是根據本發明的九檔變速器的另一實施例的示意圖； 圖5是根據本發明的九檔變速器的另一實施例的示意圖6是表示了在圖2和圖3中所圖示的變速器的可用前進檔速比和倒檔速比或者傳動比的每一個中，各扭矩傳遞元件的接合狀態的真值表；以及
圖7是表示了在圖4和圖5中所圖示的變速器的可用前進檔速比和倒檔速比或者傳動比的每一個中，各扭矩傳遞元件的接合狀態的真值表。
具體實施例方式以下的說明本質上僅是示例性的，並且不用於限制本發明、其應用或使用。現在參考圖1，其以槓桿圖的形式圖示了九檔或更多檔的變速器10的實施例。槓桿圖是對諸如自動變速器之類的機械裝置的部件的示意性表示。每個單獨的槓桿表示了行星齒輪組，其中行星齒輪的三個基本機械部件分別由節點表示。因此，單個槓桿包含三個節點一個用於太陽齒輪、一個用於行星齒輪架、以及一個用於環形齒輪。在有些情況下，兩個槓桿可結合成具有多於三個節點(通常四個節點)的單個槓桿。例如，如果兩個不同槓桿上的兩個節點通過固定連接互連，則它們可被表示成單個槓桿上的單個節點。每個槓桿的節點之間的相對長度可用於表示每個相應齒輪組的環形齒輪相對於太陽齒輪的比率(ring-to-sim ratio).這些槓桿比率又用於改變變速器的傳動比，以便獲得合適的比率和比率級數(ratio progression).各個行星齒輪組的節點之間的機械聯接或互連由細的水平線示出，而諸如離合器和制動器之類的扭矩傳遞裝置則表示為交錯的指狀物。可在由 Benford 禾口 Leising 寫作的名為"The Lever Analogy :A New Tool in Transmission Analysis」的SAE Paper 810102中找到關於槓桿圖的形式、目的和使用的進一步說明，該文獻在此以引用方式全文併入。變速器10包括輸入軸或輸入構件12、第一行星齒輪組14、第二行星齒輪組16、第
9三行星齒輪組18、第四行星齒輪組20、和輸出軸或輸出構件22。第一行星齒輪組14的槓桿具有三個節點第一節點14A、第二節點14B和第三節點14C。第二行星齒輪組16的槓桿具有三個節點第一節點16A、第二節點16B和第三節點16C。第三行星齒輪組18的槓桿具有三個節點第一節點18A、第二節點18B和第三節點18C。第四行星齒輪組20的槓桿具有三個節點第一節點20A、第二節點20B和第三節點20C。輸出構件22持續地聯接至第一行星齒輪組14的第一節點14A，並且持續地聯接至第二行星齒輪組16的第二節點16B。第一行星齒輪組14的第一節點14A聯接至第二行星齒輪組16的第二節點16B。第一行星齒輪組14的第二節點14B聯接至第二行星齒輪組 16的第三節點16C。第一行星齒輪組14的第三節點14C聯接至第四行星齒輪組20的第二節點20B，並且聯接至第三行星齒輪組18的第二節點18B。第三行星齒輪組18的第二節點 18B聯接至第四行星齒輪組20的第二節點20B。第三行星齒輪組18的第三節點18C聯接至第四行星齒輪組20的第三節點20C。第一離合器沈選擇性地使第一行星齒輪組14的第二節點14B和第二行星齒輪組 16的第三節點16C與輸入構件或輸入軸12連接。第二離合器觀選擇性地使第三行星齒輪組18的第一節點18A與輸入構件或輸入軸12連接。第三離合器30選擇性地使第三行星齒輪組18的第三節點18C和第四行星齒輪組20的第三節點20C與輸入構件或輸入軸12 連接。第一制動器32選擇性地使第三行星齒輪組18的第一節點18A與固定構件或變速器殼體50連接。第二制動器34選擇性地使第四行星齒輪組20的第一節點20A與固定構件或變速器殼體50連接。第三制動器36選擇性地使第二行星齒輪組16的第一節點16A與固定構件或變速器殼體50連接。現在參考圖2，符號圖介紹了根據本發明的九檔變速器10的實施例的示意性布局。在圖2中，延續使用來自圖1的槓桿圖的編號。對應地介紹離合器和聯接，然而，行星齒輪組的節點此時顯示為行星齒輪組的諸如太陽齒輪、環形齒輪、行星齒輪和行星齒輪架之類的部件。行星齒輪組18和20是構造成形成堆疊的行星齒輪組組件21的行星齒輪組。堆疊的行星齒輪組組件21包括共用構件21A。共用構件21A構造成用作行星齒輪組18的環形齒輪構件，並且同時用作行星齒輪組20的太陽齒輪構件。行星齒輪組18還包括太陽齒輪構件18A和可旋轉地支撐一組行星齒輪18D (僅一個示出)的行星齒輪架構件18B。太陽齒輪構件18A被連接，以便與第一軸或互連構件42以及與第二軸或互連構件44共同旋轉。 環形齒輪構件或共用構件21A被連接，以便與第三軸或互連構件46共同旋轉。行星架構件 18B被連接，以便與第四軸或互連構件48共同旋轉。行星齒輪18D每個都構造成與太陽齒輪構件18A和環形齒輪或共用構件21A互相嚙合。在行星齒輪組20中，共用構件21A用作行星齒輪組20的太陽齒輪構件。行星齒輪組20還包括環形齒輪構件20A和可旋轉地支撐一組行星齒輪20D (僅一個示出)的行星齒輪架構件20B。如上面關於行星齒輪組18所描述地，共用構件21A被連接，以便與第三軸或互連構件46共同旋轉。環形齒輪構件20A連接至第二制動器34。行星架構件20B被連接，以便與第四軸或互連構件48以及與第五軸或互連構件52共同旋轉。行星齒輪20D每個都構造成與太陽齒輪構件或共用構件21A和環形齒輪構件20A互相嚙合。當然，本發明設想行星齒輪組18和20的行星架構件18B和20B可結合，以形成單個行星架構件。
行星齒輪組14和16結合，以形成行星齒輪組組件17。行星齒輪組組件17包括第一太陽齒輪構件14C、第二太陽齒輪構件16A、環形齒輪構件14B和16C、以及可旋轉地支撐第一組行星齒輪14D (僅一個示出)和第二組行星齒輪16D (僅一個示出)的行星齒輪架構件14A和16B。第一太陽齒輪構件14C被連接，以便與第五軸或互連構件52共同旋轉。第二太陽齒輪構件16A被連接，以便與第六軸或互連構件M共同旋轉。環形齒輪構件14B、 16C為整體齒輪，其被連接以便與第七軸或互連構件56共同旋轉。行星架構件14A、16B為整體行星架，其被連接以便與輸出軸22共同旋轉。第一組行星齒輪14D每個都構造成與太陽齒輪構件14C和第二組行星齒輪16D互相嚙合。第二組行星齒輪16D每個都構造成與環形齒輪構件14B和16C、第一組行星齒輪14D和第二太陽齒輪構件16A互相嚙合。輸入軸或輸入構件12持續地連接至發動機(未示出)或變矩器的渦輪(未示出)。 輸出軸或輸出構件22與最終驅動單元或分動箱(未示出)持續地連接。扭矩傳遞機構或離合器沈、28、30和制動器32、34和36允許軸或互連構件、行星齒輪組的構件、以及變速器殼體的選擇性互連。例如，第一離合器沈可選擇性地接合，以使第七軸或互連構件56與輸入軸或輸入構件12連接。第二離合器觀可選擇性地接合，以使第二軸或互連構件44與輸入軸或輸入構件12連接。第三離合器30可選擇性地接合，以使第二軸或互連構件46與輸入軸或輸入構件12連接。第一制動器32可選擇性地接合，以使第一軸或互連構件42與固定元件或變速器殼體50連接，以便限制構件42相對於變速器殼體50旋轉。第二制動器34可選擇性地接合，以使環形構件20A與固定元件或變速器殼體 50連接，以便限制構件20A相對於變速器殼體50旋轉。第三制動器36可選擇性地接合，以使第六軸或互連構件M與固定元件或變速器殼體50連接，以便限制構件M相對於變速器殼體50旋轉。在本發明的另一實施例中，提供了一種九檔變速器100。如圖3所示，堆疊的行星齒輪組21和行星齒輪組組件17、互連構件或軸42、44、46、48、52、M和56以及扭矩傳遞元件或離合器和制動器26、28、30、32、34和36的構造保持與上述九檔變速器10的構造相同。 然而，行星齒輪組組件17和21的相對定位已改變。變速器100的行星齒輪組組件17和21 的布局是變速器10的行星齒輪組組件17和21的布局的鏡像。軸或互連構件已根據需要被縮短或延長，以適應行星齒輪組組件17和20新的布局。此外，軸42通過軸44連接至太陽齒輪18A。輸出構件22被連接，以便與行星架構件14A、16B共同旋轉。當然，在本發明的範圍內的是，軸或互連構件中的任意一個與所述軸連接到的行星齒輪組構件可結合，以形成整體構件。在本發明的另一實施例中，提供了一種九檔變速器200。如圖4所示，堆疊的行星齒輪組21、互連構件或軸42、44、46、48、52、M和56、以及扭矩傳遞元件或離合器和制動器沈、28、30、32、34和36的構造和布局保持與上述九檔變速器10的構造和布局相同。然而， 行星齒輪組17被行星齒輪組19替代。此外，軸或互連構件56已重新構造成軸或互連構件 56，。行星齒輪組組件19包括第一太陽齒輪構件14C、第二太陽齒輪構件16A、環形齒輪構件14A和16B、以及可旋轉地支撐第一組行星齒輪14D (僅一個示出)和第二組行星齒輪 16D (僅一個示出)的行星齒輪架構件14B、16C。第一太陽齒輪構件14C被連接，以便與第五軸或互連構件52共同旋轉。第二太陽齒輪構件16A被連接，以便與第六軸或互連構件M共同旋轉。環形齒輪構件14A、16B為整體齒輪，其被連接以便與輸出構件或輸出軸22共同旋轉。行星架構件14B、16C為整體行星架構件，其被連接以便與重新構造的第七軸或互連構件56』共同旋轉。第一組行星齒輪14D每個都構造成與太陽齒輪構件14C和環形齒輪構件14A、16B互相嚙合，並且與第二組行星齒輪16D互相嚙合。第二組行星齒輪16D每個都構造成與第一組行星齒輪14D中的每一個互相嚙合，並且與太陽齒輪16A互相嚙合。此外，在目前的實施例中，輸出軸或輸出構件22被連接，以便與環形齒輪14A、16B 共同旋轉，而不像在先前的實施例中那樣連接至第二行星齒輪組16的行星架構件16B、 14A。此外，第一離合器沈可選擇性地接合，以使重新構造的第七軸或互連構件56』與輸入軸或輸入構件12連接。與在先前的實施例中一樣，第二離合器觀可選擇性地接合，以使第二軸或互連構件44與輸入軸或輸入構件12連接。第三離合器30可選擇性地接合，以使第二軸或互連構件46與輸入軸或輸入構件12連接。第一制動器32可選擇性地接合，以使第一軸或互連構件42與固定元件或變速器殼體50連接，以便限制構件42相對於變速器殼體 50旋轉。第二制動器34可選擇性地接合，以使環形構件20A與固定元件或變速器殼體50 連接，以便限制構件20A相對於變速器殼體50旋轉。第三制動器36可選擇性地接合，以使第六軸或互連構件M與固定元件或變速器殼體50連接，以便限制構件60相對於變速器殼體50旋轉。在本發明的另一實施例中，提供了一種九檔變速器300。如圖5所示，堆疊的行星齒輪組21和行星齒輪組組件19、互連構件或軸42、44、46、48、52、M和56』、以及扭矩傳遞元件或離合器和制動器沈、28、30、32、34和36的構造保持與上述九檔變速器200的構造相同。然而，行星齒輪組的相對定位已改變。變速器300的行星齒輪組組件19和21的布局是變速器200的行星齒輪組19和21的布局的鏡像。軸或互連構件已根據需要被縮短或延長，以適應行星齒輪組組件19和21新的布局。此外，軸42通過軸44連接至太陽齒輪ISA0 輸出構件22連接至環形齒輪構件14A、16B。當然，在本發明的範圍內的是，軸或互連構件中的任意一個與所述軸連接到的行星齒輪組構件可結合，以形成整體構件。現在參考圖2、3和圖6，將描述九檔變速器10和100的實施例的操作。應意識到的是，變速器10和100能夠以至少九個前進檔速比或扭矩比和至少一個倒檔速比或扭矩比將扭矩從輸入軸或輸入構件12傳遞至輸出軸或輸出構件22。如以下將說明地，通過扭矩傳遞機構(即第一離合器沈、第二離合器觀、第三離合器30、第一制動器32、第二制動器34 和第三制動器36)中的一個或多個的接合，獲得了每個前進檔和倒檔速比或扭矩比。圖6 是介紹了被啟用或接合以獲得各種檔位狀態的扭矩傳遞機構的各種組合的真值表。框中的 「X」意思是特定的離合器或制動器被接合以獲得期望的檔位狀態。「0」表示特定的扭矩傳遞裝置(即制動器或離合器)運行或有效，但不傳遞扭矩。「G」表示當變速器模式選擇器或換檔器(泊車、倒檔、空檔、行駛檔或低速檔選擇器)從倒檔移動至驅動檔時，車庫換擋(garage shift)元件必須接通並運送扭矩，而當變速器模式選擇器或換檔器換檔回倒檔時，該車庫換檔元件必須關斷。還介紹了各種檔位狀態的實際數字傳動比，但應意識到的是，這些數字值僅是示例性的，並且它們可在相當大的範圍上調節，以適應變速器10和100的各種應用和操作準則。在圖6中還示出了可利用本發明的實施例獲得的傳動比級階的示例。當然， 取決於所選擇的齒輪直徑、輪齒數和齒輪構造，可獲得其他的傳動比。例如，為了建立倒檔，接合或啟用第二離合器觀、第二制動器34和第三制動器36。第二離合器觀使第二軸或互連構件44與輸入軸或輸入構件12連接。第二制動器34使環形構件20A與固定元件或變速器殼體50連接，以便限制構件20A相對於變速器殼體50旋轉。第三制動器36使第六軸或互連構件M與固定元件或變速器殼體50連接，以便限制構件M相對於變速器殼體50旋轉。同樣地，如圖6所示，通過離合器和制動器接合的不同組合來獲得九個前進檔速比。現在參考圖7，提供了一份真值表，其介紹了被啟用或接合以獲得圖4和圖5所示的九檔變速器200和300的各檔位狀態的扭矩傳遞機構的各種組合。還介紹了各檔位狀態的可獲得的數字傳動比和檔位級階，並且它們不同於所描述的其他實施例。但應意識到的是，這些數字值僅是示例性的，並且它們可調節，以適應變速器的各種應用和操作準則。如以上關於圖6所描述地，通過離合器和制動器接合的不同組合來獲得九個前進檔速比和一個倒檔速比。應意識到的是，對九檔變速器10、100、200和300的操作和檔位狀態的前述說明假
定首先，在給定的檔位狀態中未明確涉及的所有離合器都無效或脫離；以及其次，在至少相鄰的檔位狀態之間的換檔(即檔位狀態的變化)期間，在兩個檔位狀態中都接合或啟用的離合器將保持接合或啟用。本發明的說明本質上僅是示例性的，並且不偏離本發明的要旨的變體意在位於本發明的範圍內。這樣的變體被認為沒有偏離本發明的精神和範圍。
1權利要求
1.一種變速器，包括輸入構件；輸出構件；第一行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件和第四構件；第二行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件；第一互連構件，其使所述第一行星齒輪組組件的第一構件與所述第二行星齒輪組組件的第二構件和所述第二行星齒輪組組件的第三構件持續地互連；第二互連構件，其使所述第二行星齒輪組組件的第二構件與所述第二行星齒輪組組件的第三構件持續地互連；以及至少六個扭矩傳遞機構，其能夠選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第一、 第二、第三和第四構件和所述第二行星齒輪組組件的第一、第二、第三、第四和第五構件中的至少一個構件與所述第一行星齒輪組組件的第一、第二、第三和第四構件和所述第二行星齒輪組組件的第一、第二、第三、第四和第五構件中的至少一個其他構件以及固定構件互連；以及其中所述至少六個扭矩傳遞機構能夠以至少三個的組合的方式選擇性地接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立至少八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。
2.根據權利要求1所述的變速器，其中，所述第一行星齒輪組組件的第一和第二構件以及所述第二行星齒輪組組件的第一構件為太陽齒輪，所述第一行星齒輪組組件的第三構件和所述第二行星齒輪組組件的第二和第三構件為行星架構件，並且所述第一行星齒輪組組件的第四構件和所述第二行星齒輪組組件的第四構件為環形齒輪。
3.根據權利要求1所述的變速器，還包括由所述第二行星齒輪組組件的第二構件可旋轉地支撐的多個第一小齒輪，以及由所述第二行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐的多個第二小齒輪。
4.根據權利要求3所述的變速器，其中，所述第二行星齒輪組組件的第五構件與所述多個第一小齒輪和所述多個第二小齒輪嚙合。
5.根據權利要求1所述的變速器，還包括由所述第一行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐的多個第一小齒輪和多個第二小齒輪。
6.根據權利要求5所述的變速器，其中，所述多個第一小齒輪與所述第一行星齒輪組組件的第一構件和所述多個第二小齒輪嚙合，且所述多個第二小齒輪與所述多個第一小齒輪、所述第一行星齒輪組組件的第二構件和第四構件嚙合。
7.根據權利要求5所述的變速器，其中，所述多個第一小齒輪與所述多個第二小齒輪、 所述第一行星齒輪組組件的第一構件和第四構件嚙合，且所述多個第二小齒輪與所述第一行星齒輪組組件的第二構件和所述多個第一小齒輪嚙合。
8.根據權利要求1所述的變速器，其中，所述至少六個扭矩傳遞機構中的第一扭矩傳遞機構可選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第四構件與所述輸入構件互連。
9.一種變速器，包括輸入構件；輸出構件；第一行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件和第四構件；多個第一小齒輪和多個第二小齒輪，所述多個第一小齒輪和多個第二小齒輪由所述第一行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐，其中所述多個第一小齒輪與所述第一行星齒輪組組件的第一構件和所述多個第二小齒輪嚙合，並且其中所述多個第二小齒輪與所述多個第一小齒輪、所述第一行星齒輪組組件的第二構件和第四構件嚙合；第二行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件； 由所述第二行星齒輪組組件的第二構件可旋轉地支撐的多個第一小齒輪，以及由所述第二行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐的多個第二小齒輪，其中所述第二行星齒輪組組件的第五構件與支撐在所述第二行星齒輪組組件中的所述多個第一小齒輪和所述多個第二小齒輪嚙合；第一互連構件，其使所述第一行星齒輪組組件的第一構件與所述第二行星齒輪組組件的第二構件和所述第二行星齒輪組組件的第三構件持續地互連；第二互連構件，其使所述第二行星齒輪組組件的第二構件與所述第二行星齒輪組組件的第三構件持續地互連；第一扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第四構件與所述輸入構件互連；第二扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第一構件與所述輸入構件互連；第三扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第五構件與所述輸入構件互連；第四扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第一構件與所述固定構件互連；第五扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第四構件與所述固定構件互連；以及第六扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第二構件與所述固定構件互連；以及其中所述扭矩傳遞機構能夠以至少三個的組合的方式選擇性地接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立至少八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。
10. 一種變速器，包括 輸入構件； 輸出構件；第一行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件和第四構件； 由所述第一行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐的多個第一小齒輪和多個第二小齒輪，其中所述多個第一小齒輪與所述多個第二小齒輪、所述第一行星齒輪組組件的第二構件和第四構件嚙合，並且其中所述多個第二小齒輪與所述第一行星齒輪組組件的第一構件和所述多個第一小齒輪嚙合；第二行星齒輪組組件，其具有第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件； 由所述第二行星齒輪組組件的第二構件可旋轉地支撐的多個第一小齒輪，以及由所述第二行星齒輪組組件的第三構件可旋轉地支撐的多個第二小齒輪，其中所述第二行星齒輪組組件的第五構件與支撐在所述第二行星齒輪組組件中的所述多個第一小齒輪和所述多個第二小齒輪嚙合；第一互連構件，其使所述第一行星齒輪組組件的第一構件與所述第二行星齒輪組組件的第二構件和所述第二行星齒輪組組件的所述第三構件持續地互連；第二互連構件，其使所述第二行星齒輪組組件的第二構件與所述第二行星齒輪組組件的第三構件持續地互連；第一扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第四構件與所述輸入構件互連；第二扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第一構件與所述輸入構件互連；第三扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述堆疊的行星齒輪組組件的第五構件與所述輸入構件互連；第四扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第一構件與所述固定構件互連；第五扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第二行星齒輪組組件的第四構件與所述固定構件互連；以及第六扭矩傳遞機構，其可選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組組件的第二構件與所述固定構件互連；以及其中所述扭矩傳遞機構能夠以至少三個的組合的方式選擇性地接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立至少八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。
全文摘要
本發明涉及具有堆疊的行星齒輪組的多檔變速器。具體地，提供了一種變速器，其具有輸入構件、輸出構件、第一行星齒輪組組件、第二行星齒輪組組件、多個耦聯構件和多個扭矩傳遞裝置。第二行星齒輪組組件為堆疊的行星齒輪組，其具有第一、第二、第三、第四和第五構件，而第一行星齒輪組組件具有第一、第二、第三和第四構件。扭矩傳遞裝置包括離合器和制動器。
文檔編號F16H3/58GK102434638SQ20111026721
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月9日 優先權日2010年9月13日
發明者B. 博爾格森 J., M. 哈特 J., H. 維特科普 S. 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司