專利名稱：具有三個(gè)行星齒輪組的多速變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及具有多個(gè)行星齒輪組和多個(gè)扭矩傳遞裝置的多速變速器，且更 具體地涉及具有五個(gè)或更多速度、三個(gè)行星齒輪組和多個(gè)扭矩傳遞裝置的變速器。
背景技術(shù)：
該部分的內(nèi)容僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，且可能會(huì)或可能不會(huì)構(gòu)成現(xiàn)有技 術(shù)。典型的多速變速器使用摩擦離合器、行星齒輪裝置和固定互連件的組合來實(shí)現(xiàn)多 個(gè)傳動(dòng)比。行星齒輪組的數(shù)量和物理設(shè)置通常由包裝、成本和期望速度比規(guī)定。雖然當(dāng)前變速器實(shí)現(xiàn)其預(yù)期目的，但是對(duì)新式和改進(jìn)變速器配置的需要實(shí)質(zhì)上是 持續(xù)不斷的，所述變速器配置展現(xiàn)改進(jìn)的性能(尤其是從效率、響應(yīng)性和平滑性的角度看) 和改進(jìn)的包裝(主要是減少尺寸和重量)。因此，需要改進(jìn)的、成本有效的、緊湊的多速變速
ο

發(fā)明內(nèi)容
提供一種變速器，所述變速器具有輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件、三個(gè)行星齒輪組、多個(gè)聯(lián) 接構(gòu)件和多個(gè)扭矩傳遞裝置。所述扭矩傳遞裝置例如是離合器和制動(dòng)器。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，第一、第二和第三行星齒輪組各具有第一、第二和第 三構(gòu)件。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，第一互連構(gòu)件將第一行星齒輪組的第三構(gòu)件與第二 行星齒輪組的第二構(gòu)件連續(xù)地互連。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，第二互連構(gòu)件將第一行星齒輪組的第二構(gòu)件與第二 行星齒輪組的第一構(gòu)件連續(xù)地互連。 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，第三互連構(gòu)件將第二行星齒輪組的第一構(gòu)件與第三 行星齒輪組的第一構(gòu)件連續(xù)地互連。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)均可選擇性地接合以將第一、第 二和第三行星齒輪組的第一、第二和第三構(gòu)件中的至少一個(gè)與第一、第二、第三構(gòu)件以及固 定構(gòu)件中的至少另一個(gè)互連。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，扭矩傳遞機(jī)構(gòu)以至少兩個(gè)的組合形式選擇性地接 合，以在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間建立至少五個(gè)前進(jìn)速度比和至少一個(gè)倒檔速度 比。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，行星齒輪組裝置具有第一太陽輪、第二太陽輪、行星架構(gòu)件和齒圈。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述行星齒輪組裝置的行星架構(gòu)件配置成支撐第一 組小齒輪和第二組小齒輪。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，第一組小齒輪與所述行星齒輪組裝置的第一太陽輪 和齒圈互相嚙合，第二組小齒輪與所述行星齒輪組裝置的第二太陽輪和第一組小齒輪互相 嚙合。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，行星齒輪組具有太陽輪、行星架構(gòu)件和齒圈。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，第一互連構(gòu)件將所述行星齒輪組裝置的行星架構(gòu)件 與行星齒輪組的齒圈連續(xù)地互連。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，第一離合器可選擇性地接合以將行星齒輪組的太陽 輪和輸入構(gòu)件與行星齒輪組裝置的第二太陽輪互連。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，第二離合器可選擇性地接合以將行星齒輪組的行星 架構(gòu)件和輸出構(gòu)件與行星齒輪組裝置的第二太陽輪互連。 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，第一制動(dòng)器可選擇性地接合以將行星齒輪組裝置的 齒圈與固定構(gòu)件互連。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，第二制動(dòng)器可選擇性地接合以將行星齒輪組裝置的 第一太陽輪與固定構(gòu)件互連。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，扭矩傳遞機(jī)構(gòu)以至少兩個(gè)的組合形式選擇性地接 合，以在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間建立至少五個(gè)前進(jìn)速度比和至少一個(gè)倒檔速度 比。方案1. 一種變速器，包括輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；各具有第一、第二和第三構(gòu)件的第一、第二和第三行星齒輪組；第一互連構(gòu)件，所述第一互連構(gòu)件將所述第一行星齒輪組的所述第三構(gòu)件與所述 第二行星齒輪組的所述第二構(gòu)件連續(xù)地互連；第二互連構(gòu)件，所述第二互連構(gòu)件將所述第一行星齒輪組的所述第二構(gòu)件與所述 第二行星齒輪組的所述第一構(gòu)件連續(xù)地互連；第三互連構(gòu)件，所述第三互連構(gòu)件將所述第二行星齒輪組的所述第一構(gòu)件與所述 第三行星齒輪組的所述第一構(gòu)件連續(xù)地互連；和四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合以將所述第一、第二 和第三行星齒輪組的第一、第二和第三構(gòu)件中的至少一個(gè)與所述第一、第二、第三構(gòu)件以及 固定構(gòu)件中的至少另一個(gè)互連，且其中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)以至少兩個(gè)的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構(gòu) 件和所述輸出構(gòu)件之間建立至少五個(gè)前進(jìn)速度比和至少一個(gè)倒檔速度比。方案2.根據(jù)方案1所述的變速器，其中，所述四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的第一個(gè)可選 擇性地接合以將所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的第三構(gòu)件和所 述輸入構(gòu)件互連。方案3.根據(jù)方案2所述的變速器，其中，所述四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的第二個(gè)可選
5擇性地接合以將所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的第二構(gòu)件和所 述輸出構(gòu)件互連。方案4.根據(jù)方案3所述的變速器，其中，所述四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的第三個(gè)可選 擇性地接合以將第一行星齒輪組的第三構(gòu)件和所述第二行星齒輪組的第二構(gòu)件與固定構(gòu) 件互連。方案5.根據(jù)方案4所述的變速器，其中，所述四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的第四個(gè)可選 擇性地接合以將所述第一行星齒輪組的第一構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連。方案6.根據(jù)方案1所述的變速器，其中，第一行星齒輪組的第一構(gòu)件、第二行星齒 輪組的第三構(gòu)件、以及第三行星齒輪組的第三構(gòu)件是太陽輪，第一和第三行星齒輪組的第 二構(gòu)件以及第二行星齒輪組的第一構(gòu)件是行星架構(gòu)件，第一行星齒輪組的第三構(gòu)件、第二 行星齒輪組的第二構(gòu)件、以及第三行星齒輪組的第一構(gòu)件是齒圈。方案7.根據(jù)方案1所述的變速器，其中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)是制動(dòng)器，用 于將所述第一、第二和第三構(gòu)件中的多個(gè)連接到固定構(gòu)件，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)是 離合器，用于將所述第一、第二和第三行星齒輪組的第一、第二和第三構(gòu)件中的至少一個(gè)連 接到第一、第二和第三構(gòu)件中的至少另一個(gè)。方案8.根據(jù)方案1所述的變速器，其中，所述輸入構(gòu)件與第三行星齒輪組的第三 構(gòu)件連續(xù)地互連。方案9.根據(jù)方案1所述的變速器，其中，所述輸出構(gòu)件與第三行星齒輪組的第二 構(gòu)件連續(xù)地互連。方案10. —種變速器，包括輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；具有第一、第二、第三和第四構(gòu)件的行星齒輪組裝置；具有第一、第二和第三構(gòu)件的行星齒輪組；第一互連構(gòu)件，所述第一互連構(gòu)件將所述行星齒輪組裝置的所述第三構(gòu)件與所述 行星齒輪組的所述第一構(gòu)件連續(xù)地互連；第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，所述第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合以將所述行星齒輪組 的第三構(gòu)件和所述輸入構(gòu)件與所述行星齒輪組裝置的第二構(gòu)件互連；第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，所述第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合以將所述行星齒輪組 的第二構(gòu)件和輸出構(gòu)件與所述行星齒輪組裝置的第二構(gòu)件互連；第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，所述第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合以將行星齒輪組裝置 的第四構(gòu)件與固定構(gòu)件互連；第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，所述第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合以將所述行星齒輪組 裝置的第一構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連；以及其中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)以至少兩個(gè)的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構(gòu) 件和所述輸出構(gòu)件之間建立至少五個(gè)前進(jìn)速度比和至少一個(gè)倒檔速度比。方案11.根據(jù)方案10所述的變速器，其中，第一和第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)置在行星 齒輪組和行星齒輪組裝置之間。方案12.根據(jù)方案10所述的變速器，其中，行星齒輪組的第三構(gòu)件、行星齒輪組裝
6置的第一和第二構(gòu)件是太陽輪，行星齒輪組的第二構(gòu)件以及行星齒輪組裝置的第三構(gòu)件是 行星架構(gòu)件，行星齒輪組的第一構(gòu)件以及行星齒輪組裝置的第四構(gòu)件是齒圈。方案13.根據(jù)方案12所述的變速器，其中，行星齒輪組裝置的第一構(gòu)件是第一太 陽輪，行星齒輪組裝置的第二構(gòu)件是第二太陽輪。方案14.根據(jù)方案13所述的變速器，其中，所述行星齒輪組裝置的行星架構(gòu)件配 置成支撐第一組小齒輪和第二組小齒輪，且其中，第一組小齒輪與所述行星齒輪組裝置的 第一太陽輪和所述行星齒輪組裝置的齒圈互相嚙合，第二組小齒輪與所述行星齒輪組裝置 的第二太陽輪和第一組小齒輪互相嚙合。方案15. —種變速器，包括輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；行星齒輪組裝置，所述行星齒輪組裝置具有第一太陽輪、第二太陽輪、行星架構(gòu)件 和齒圈，其中，所述行星齒輪組裝置的行星架構(gòu)件配置成支撐第一組小齒輪和第二組小齒 輪，且其中，第一組小齒輪與所述行星齒輪組裝置的第一太陽輪和齒圈互相嚙合，第二組小 齒輪與所述行星齒輪組裝置的第二太陽輪和第一組小齒輪互相嚙合；行星齒輪組，所述行星齒輪組具有太陽輪、行星架構(gòu)件和齒圈；第一互連構(gòu)件，所述第一互連構(gòu)件將所述行星齒輪組裝置的行星架構(gòu)件與行星齒 輪組的齒圈連續(xù)地互連；第一離合器，所述第一離合器可選擇性地接合以將行星齒輪組的太陽輪和輸入構(gòu) 件與行星齒輪組裝置的第二太陽輪互連；第二離合器，所述第二離合器可選擇性地接合以將行星齒輪組的行星架構(gòu)件和輸 出構(gòu)件與行星齒輪組裝置的第二太陽輪互連；第一制動(dòng)器，所述第一制動(dòng)器可選擇性地接合以將行星齒輪組裝置的齒圈與固定 構(gòu)件互連；第二制動(dòng)器，所述第二制動(dòng)器可選擇性地接合以將行星齒輪組裝置的第一太陽輪 與固定構(gòu)件互連；以及其中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)以至少兩個(gè)的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構(gòu) 件和所述輸出構(gòu)件之間建立至少五個(gè)前進(jìn)速度比和至少一個(gè)倒檔速度比。方案16.根據(jù)方案15所述的變速器，其中，第一和第二離合器設(shè)置在行星齒輪組 和行星齒輪組裝置之間。本發(fā)明的其它特征、方面和益處通過參考后述說明和附圖顯而易見，在附圖中，相 同的附圖標(biāo)記表示同樣的部件、元件或特征。


本文所述的附圖僅用于圖示說明的目的，且不打算以任何方式限制本發(fā)明的范圍。圖1是根據(jù)本發(fā)明的五速變速器的一個(gè)實(shí)施例的杠桿圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的五速變速器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖3是示出了在圖1和2所示的變速器的可用前進(jìn)和倒檔速度或傳動(dòng)比的每個(gè)中的各種扭矩傳遞元件的接合狀態(tài)的真值表；圖4是根據(jù)本發(fā)明的五速變速器的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的五速變速器的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖；和圖6是示出了在圖5和6所示的變速器的可用前進(jìn)和倒檔速度或傳動(dòng)比的每個(gè)中 的各種扭矩傳遞元件的接合狀態(tài)的真值表。
具體實(shí)施例方式以下說明本質(zhì)上僅為示范性的且絕不意圖限制本發(fā)明、應(yīng)用、或使用。首先，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的五速自動(dòng)變速器的實(shí)施例在三個(gè)行星齒輪組的元 件之間具有永久機(jī)械連接設(shè)置。第一行星齒輪組的第二部件或元件永久性地聯(lián)接到第二行 星齒輪組的第一部件或元件。第一行星齒輪組的第三部件或元件永久性地聯(lián)接到第二行星 齒輪組的第二部件或元件。第二行星齒輪組的第一部件或元件和第一行星齒輪組的第二部 件或元件永久性地聯(lián)接到第三行星齒輪組的第一部件或元件?，F(xiàn)在參考圖1，以杠桿圖形式示出了五速變速器10的實(shí)施例。杠桿圖是機(jī)械裝置 (如自動(dòng)變速器)的部件的示意圖。每個(gè)獨(dú)立的杠桿表示行星齒輪組，其中行星齒輪的三 個(gè)基本機(jī)械部件均由節(jié)點(diǎn)表示。因而，單個(gè)杠桿包含三個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)用于太陽輪，一個(gè)用于 行星齒輪行星架，一個(gè)用于齒圈。在一些情況下，兩個(gè)杠桿可以組合成具有三個(gè)以上節(jié)點(diǎn) (通常四個(gè)節(jié)點(diǎn))的單個(gè)杠桿。例如，如果兩個(gè)不同杠桿上的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)通過固定互連件互 連，那么它們可表示為單個(gè)杠桿上的單個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)杠桿的節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)長(zhǎng)度可以用于 表示每個(gè)相應(yīng)齒輪組的齒圈-太陽輪比。繼而，這些杠桿比用于改變變速器的傳動(dòng)比以實(shí) 現(xiàn)合適的比和比級(jí)數(shù)。各個(gè)行星齒輪組的節(jié)點(diǎn)之間的機(jī)械聯(lián)接件或互連件由細(xì)的水平線表 示，且扭矩傳遞裝置(例如離合器和制動(dòng)器)表示為交織的指形物。杠桿圖的形式、目的和 使用的進(jìn)一步闡述可見于Benford和Leising的SAE論文810102 "The Lever Analogy :A NewTool in Transmission Analysis”，該論文作為參考全部引入。變速器10包括輸入軸或構(gòu)件12、第一行星齒輪組14、第二行星齒輪組16、第三 行星齒輪組18以及輸出軸或構(gòu)件22。在圖1的杠桿圖中，第一行星齒輪組14和第二行星 齒輪組16的杠桿已經(jīng)組合成具有第一節(jié)點(diǎn)14A、第二節(jié)點(diǎn)14B、16A、第三節(jié)點(diǎn)14C、16B和第 四節(jié)點(diǎn)16C的單個(gè)四節(jié)點(diǎn)杠桿14、16。第三行星齒輪組18具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)18A、第 二節(jié)點(diǎn)18B和第三節(jié)點(diǎn)18C。輸入構(gòu)件12連續(xù)地聯(lián)接到第三行星齒輪組18的第三節(jié)點(diǎn)18C。輸出構(gòu)件22聯(lián) 接到第三行星齒輪組18的第二節(jié)點(diǎn)18B。第一行星齒輪組14的第二節(jié)點(diǎn)14B聯(lián)接到第二 行星齒輪組16的第一節(jié)點(diǎn)16A以形成單個(gè)節(jié)點(diǎn)14B、16A。節(jié)點(diǎn)14B、16A聯(lián)接到第三行星 齒輪組18的第一節(jié)點(diǎn)ISA0第二行星齒輪組16的第二節(jié)點(diǎn)16B聯(lián)接到第一行星齒輪組14 的第三節(jié)點(diǎn)14C以形成單個(gè)節(jié)點(diǎn)14C、16B。第一離合器26將第二行星齒輪組16的第三節(jié)點(diǎn)16C和輸入構(gòu)件或軸12與第三 行星齒輪組18的第三節(jié)點(diǎn)18C選擇性地連接。第二離合器28將第二行星齒輪組16的第 三節(jié)點(diǎn)16C與第三行星齒輪組18的第二節(jié)點(diǎn)18B選擇性地連接。第一制動(dòng)器30將第一行 星齒輪組14的第三節(jié)點(diǎn)14C和第二行星齒輪組16的第二節(jié)點(diǎn)16B (組合節(jié)點(diǎn)14C、16B)與 固定構(gòu)件或變速器殼體50選擇性地連接。第二制動(dòng)器32將第一行星齒輪組14的第一節(jié)
8點(diǎn)14A與固定構(gòu)件或變速器殼體50選擇性地連接?，F(xiàn)在參考圖2，桿狀圖示出了根據(jù)本發(fā)明的五速變速器10的實(shí)施例的示意性布 局。在圖2中，圖1的杠桿圖的附圖標(biāo)記繼續(xù)適用。離合器和聯(lián)接件被相應(yīng)地示出，而行星 齒輪組的節(jié)點(diǎn)此時(shí)顯現(xiàn)為行星齒輪組的部件，例如太陽輪、齒圈、行星齒輪和行星齒輪行星
^K O例如，行星齒輪組14包括太陽輪構(gòu)件14A、齒圈構(gòu)件14C和行星齒輪行星架構(gòu)件 14B，行星齒輪行星架構(gòu)件14B可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪14D (僅示出其中一個(gè))。太陽輪 構(gòu)件14A與第一軸或互連構(gòu)件42連接以便共同旋轉(zhuǎn)。齒圈構(gòu)件14C與第二軸或互連構(gòu)件 44且與第三軸或互連構(gòu)件46連接以便共同旋轉(zhuǎn)。行星架構(gòu)件14B與第四軸或互連構(gòu)件48 連接以便共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪14D中的每個(gè)均配置成與太陽輪構(gòu)件14A和齒圈構(gòu)件14C兩 者互相嚙合。行星齒輪組16包括太陽輪構(gòu)件16C、齒圈構(gòu)件16B和行星齒輪行星架構(gòu)件16A，行 星齒輪行星架構(gòu)件16A可旋轉(zhuǎn)地支撐第一組行星齒輪16D (僅示出其中一個(gè))和第二組行 星齒輪16E(僅示出其中一個(gè))。太陽輪構(gòu)件16C與第五軸或互連構(gòu)件52連接以便共同旋 轉(zhuǎn)。齒圈構(gòu)件16B與第三軸或互連構(gòu)件46連接以便共同旋轉(zhuǎn)。行星架構(gòu)件16A與第四軸 或互連構(gòu)件48且與第六軸或互連構(gòu)件54連接以便共同旋轉(zhuǎn)。第一組行星齒輪16D中的每 個(gè)均配置成與齒圈構(gòu)件16B和第二組行星齒輪16E兩者互相嚙合。第二組行星齒輪16E中 的每個(gè)均配置成與太陽輪構(gòu)件16C和第一組行星齒輪16D兩者互相嚙合。行星齒輪組18包括太陽輪構(gòu)件18C、齒圈構(gòu)件18A和行星齒輪行星架構(gòu)件18B，行 星齒輪行星架構(gòu)件18B可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪18D(僅示出其中一個(gè))。太陽輪構(gòu)件 18C與第七軸或互連構(gòu)件56且與輸入構(gòu)件或軸12連接以便共同旋轉(zhuǎn)。齒圈構(gòu)件18A與第 六軸或互連構(gòu)件54連接以便共同旋轉(zhuǎn)。行星架構(gòu)件18B與第八軸或互連構(gòu)件58且與輸出 構(gòu)件或軸22以便共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪16D中的每個(gè)均配置成與太陽輪構(gòu)件18C和齒圈構(gòu) 件18A兩者互相嚙合。輸入軸或構(gòu)件12連續(xù)地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)或變矩器的渦輪機(jī)(未示出)。 輸出軸或構(gòu)件22與最終傳動(dòng)單元或分動(dòng)箱(未示出)連續(xù)地連接。扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(或者，離合器26、28和制動(dòng)器30和32)允許軸或互連構(gòu)件、行星齒 輪組的構(gòu)件和殼體的選擇性互連。例如，第一離合器26可選擇性地接合以將第五軸或互連 構(gòu)件52與第七軸或互連構(gòu)件56連接。第二離合器28可選擇性地接合以將第五軸或互連 構(gòu)件52與第八軸或互連構(gòu)件58連接。第一制動(dòng)器30可選擇性地接合以將第二軸或互連 構(gòu)件44與固定元件或變速器殼體50連接，以限制構(gòu)件44相對(duì)于變速器殼體50旋轉(zhuǎn)。第 二制動(dòng)器32可選擇性地接合以將第一軸或互連構(gòu)件42與固定元件或變速器殼體50連接， 以限制構(gòu)件42相對(duì)于變速器殼體50旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在參考圖2和3，將描述五速變速器10的實(shí)施例的操作。應(yīng)當(dāng)理解的是，變速器 10能夠?qū)⑴ぞ匾灾辽傥鍌€(gè)前進(jìn)速度或扭矩比和至少一個(gè)倒檔速度或扭矩比從輸入軸或構(gòu) 件12傳輸給輸出軸或構(gòu)件22。每個(gè)前進(jìn)和倒檔速度或扭矩比通過接合扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(即， 第一離合器26、第二離合器28、第一制動(dòng)器30和第二制動(dòng)器32)中的一個(gè)或多個(gè)而獲得， 如下文闡述的那樣。圖3是示出了被起用或接合以實(shí)現(xiàn)各種檔位狀態(tài)的扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的各 種組合的真值表?？蛑械摹癤”指的是具體離合器或制動(dòng)器被接合以實(shí)現(xiàn)期望檔位狀態(tài)?！?”
9表示具體扭矩傳遞裝置(即，制動(dòng)器或離合器)處于接通或有效，但是不承載扭矩?！癎”表 示原地?fù)Q檔元件(garage shift element)當(dāng)變速器模式選擇器或換檔器(駐車、倒檔、空 檔、驅(qū)動(dòng)檔或低檔選擇器)從倒檔移動(dòng)至驅(qū)動(dòng)檔時(shí)必須接通并承載扭矩且在換檔回到倒檔 時(shí)斷開。也示出各種檔位狀態(tài)的實(shí)際數(shù)值傳動(dòng)比，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，這些數(shù)值僅僅是示例 性的且它們可以在大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)以適合變速器10的各種應(yīng)用和操作標(biāo)準(zhǔn)?？墒褂帽景l(fā) 明的實(shí)施例獲得的傳動(dòng)比的示例也在圖3示出。當(dāng)然，取決于選擇的齒輪直徑、齒輪齒數(shù)和 齒輪配置，可實(shí)現(xiàn)其它傳動(dòng)比。為了建立倒檔，接合或起用第一離合器26和第一制動(dòng)器30。第一離合器26將第 五軸或互連構(gòu)件52與第七軸或互連構(gòu)件56連接。第一制動(dòng)器30將第二軸或互連構(gòu)件44 與固定元件或變速器殼體50連接，以限制構(gòu)件44相對(duì)于變速器殼體50旋轉(zhuǎn)。類似地，通 過離合器和制動(dòng)器接合的不同組合實(shí)現(xiàn)五個(gè)前進(jìn)比，如圖3所示。應(yīng)當(dāng)理解的是，五速變速器10的操作和檔位狀態(tài)的前述闡述假設(shè)，首先，在給定 檔位狀態(tài)未具體提及的所有離合器均無效或脫離，其次，在至少相鄰檔位狀態(tài)之間的換檔 期間(即，改變檔位狀態(tài))，在兩個(gè)檔位狀態(tài)均接合或起用的離合器將保持接合或起用?，F(xiàn)在參考圖4，桿狀圖示出了根據(jù)本發(fā)明的五速變速器100的另一個(gè)實(shí)施例的示 意性布局。在圖4中，圖1的杠桿圖的附圖標(biāo)記繼續(xù)適用。離合器和聯(lián)接件被相應(yīng)地示出， 而行星齒輪組的節(jié)點(diǎn)此時(shí)顯現(xiàn)為行星齒輪組的部件，例如太陽輪、齒圈、行星齒輪和行星齒 輪行星架。例如，行星齒輪組14包括太陽輪構(gòu)件14A、齒圈構(gòu)件14C和行星齒輪行星架構(gòu)件 112。行星架112通過將第一行星齒輪組14的行星架構(gòu)件14B和第二行星齒輪組16的 行星架構(gòu)件16A組合成單個(gè)行星架112形成。行星架112可旋轉(zhuǎn)地支撐第一組行星齒輪 14D’ (僅示出其中一個(gè))和第二組行星齒輪16D’ (僅示出其中一個(gè))。太陽輪構(gòu)件14A與 第一軸或互連構(gòu)件42連接以便共同旋轉(zhuǎn)。齒圈構(gòu)件14C與第二軸或互連構(gòu)件44連接以便 共同旋轉(zhuǎn)。行星架112與第三軸或互連構(gòu)件46連接以便共同旋轉(zhuǎn)。第一組行星齒輪14D’ 中的每個(gè)均配置成與太陽輪構(gòu)件14A、齒圈構(gòu)件14C、以及在行星齒輪16D’的第一端114處 與第二組行星齒輪16D’互相嚙合。行星齒輪組16’包括太陽輪構(gòu)件16C以及如上所述的行星齒輪行星架構(gòu)件112。 行星架112可旋轉(zhuǎn)地支撐第一組行星齒輪14D’(僅示出其中一個(gè))和第二組行星齒輪 16D’(僅示出其中一個(gè))。太陽輪構(gòu)件16C與第四軸或互連構(gòu)件48連接以便共同旋轉(zhuǎn)。行 星架構(gòu)件112與第三軸或互連構(gòu)件46連接以便共同旋轉(zhuǎn)。第一組行星齒輪14D’中的每個(gè) 均配置成與太陽輪構(gòu)件14A、齒圈構(gòu)件14C、以及在行星齒輪16D’的第一端114處與第二組 行星齒輪16D’互相嚙合。第二組行星齒輪16D’中的每個(gè)均配置成在行星齒輪16D’的第二 端116處與太陽輪16C互相嚙合。有利地，本實(shí)施例在行星齒輪組16’中不包括齒圈。行 星齒輪組16’通過第一組行星齒輪14D’和第二組行星齒輪16D’、太陽輪16C和齒圈14C的 嚙合關(guān)系有效地“使用”第一行星齒輪組14的齒圈14C。行星齒輪組18包括太陽輪構(gòu)件18C、齒圈構(gòu)件18A和行星齒輪行星架構(gòu)件18B，行 星齒輪行星架構(gòu)件18B可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪18D(僅示出其中一個(gè))。太陽輪構(gòu)件 18C與第五軸或互連構(gòu)件52且與輸入構(gòu)件或軸12連接以便共同旋轉(zhuǎn)。齒圈構(gòu)件18A與第 三軸或互連構(gòu)件46連接以便共同旋轉(zhuǎn)。行星架構(gòu)件18B與第六軸或互連構(gòu)件54且與輸出
10構(gòu)件或軸22連接以便共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪16D中的每個(gè)均配置成與太陽輪構(gòu)件18C和齒 圈構(gòu)件18A兩者互相嚙合。輸入軸或構(gòu)件12連續(xù)地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)或變矩器的渦輪機(jī)(未示出)。 輸出軸或構(gòu)件22與最終傳動(dòng)單元或分動(dòng)箱(未示出)連續(xù)地連接。扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(或者，離合器26、28和制動(dòng)器30和32)允許軸或互連構(gòu)件、行星齒 輪組的構(gòu)件和殼體的選擇性互連。例如，第一離合器26可選擇性地接合以將第四軸或互連 構(gòu)件48與第五軸或互連構(gòu)件52連接。第二離合器28可選擇性地接合以將第四軸或互連 構(gòu)件48與第六軸或互連構(gòu)件54連接。第一制動(dòng)器30可選擇性地接合以將第二軸或互連 構(gòu)件44與固定元件或變速器殼體50連接，以限制構(gòu)件44相對(duì)于變速器殼體50旋轉(zhuǎn)。第 二制動(dòng)器32可選擇性地接合以將第一軸或互連構(gòu)件42與固定元件或變速器殼體50連接， 以限制構(gòu)件42相對(duì)于變速器殼體50旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)在參考圖5，桿狀圖示出了根據(jù)本發(fā)明的五速變速器200的又一個(gè)實(shí)施例的示 意性布局。變速器200具有與變速器100相同的行星齒輪組14、16’和18、以及扭矩傳遞元 件離合器26和28及制動(dòng)器30和32，如上文所述且在圖4中示出。此外，變速器200在太 陽輪、齒圈和行星架之間具有與變速器100相同的互連件和軸。然而，變速器200具有齒輪 組14、16’和18的不同空間設(shè)置。更具體地，在變速器200中，齒輪組14最接近輸入和輸 出軸12和22的端部，齒輪組18距軸12和22的端部最遠(yuǎn)，齒輪組16’在齒輪組14和18 之間。相比而言，在變速器100中，齒輪組18最接近輸入和輸出軸12和22的端部，齒輪組 14距軸12和22的端部最遠(yuǎn)，齒輪組16’在齒輪組14和18之間。此外，在變速器100中， 第一離合器26和第二離合器28設(shè)置在齒輪組16’和18之間?，F(xiàn)在參考圖4、圖5和圖6，將描述五速變速器100和200的實(shí)施例的操作。應(yīng)當(dāng) 理解的是，變速器100和200能夠?qū)⑴ぞ匾灾辽傥鍌€(gè)前進(jìn)速度或扭矩比和至少一個(gè)倒檔速 度或扭矩比從輸入軸或構(gòu)件12傳輸給輸出軸或構(gòu)件22。每個(gè)前進(jìn)和倒檔速度或扭矩比通 過接合扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(即，第一離合器26、第二離合器28、第一制動(dòng)器30和第二制動(dòng)器32) 中的一個(gè)或多個(gè)而獲得，如下文闡述的那樣。圖6是示出了被起用或接合以實(shí)現(xiàn)各種檔位 狀態(tài)的扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的各種組合的真值表?？蛑械摹癤”指的是具體離合器或制動(dòng)器被接合 以實(shí)現(xiàn)期望檔位狀態(tài)?！?”表示具體扭矩傳遞裝置(即，制動(dòng)器或離合器)處于接通或有 效，但是不承載扭矩?！癎”表示原地?fù)Q檔元件當(dāng)變速器模式選擇器或換檔器(駐車、倒檔、空 檔、驅(qū)動(dòng)檔或低檔選擇器)從倒檔移動(dòng)至驅(qū)動(dòng)檔時(shí)必須接通并承載扭矩且在換檔回到倒檔 時(shí)斷開。也示出各種檔位狀態(tài)的實(shí)際數(shù)值傳動(dòng)比，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，這些數(shù)值僅僅是示例 性的且它們可以在大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)以適合變速器100和200的各種應(yīng)用和操作標(biāo)準(zhǔn)?？墒?用本發(fā)明的實(shí)施例獲得的傳動(dòng)比的示例也在圖6示出。當(dāng)然，取決于選擇的齒輪直徑、齒輪 齒數(shù)和齒輪配置，可實(shí)現(xiàn)其它傳動(dòng)比。為了建立倒檔，接合或起用第一離合器26和第一制動(dòng)器30。第一離合器26將第 四軸或互連構(gòu)件48與第五軸或互連構(gòu)件52連接。第一制動(dòng)器30將第二軸或互連構(gòu)件44 與固定元件或變速器殼體50連接，以限制構(gòu)件44相對(duì)于變速器殼體50旋轉(zhuǎn)。類似地，通 過離合器和制動(dòng)器接合的不同組合實(shí)現(xiàn)五個(gè)前進(jìn)比，如圖6所示。應(yīng)當(dāng)理解的是，五速變速器100和200的操作和檔位狀態(tài)的前述闡述假設(shè)，首先， 在給定檔位狀態(tài)未具體提及的所有離合器均無效或脫離，其次，在至少相鄰檔位狀態(tài)之間的換檔期間(即，改變檔位狀態(tài))，在兩個(gè)檔位狀態(tài)均接合或起用的離合器將保持接合或起用。 本發(fā)明的說明本質(zhì)上僅僅是示例性的且不偏離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的變型意在包括在本 發(fā)明的范圍內(nèi)。這種變型被認(rèn)為不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種變速器，包括輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；各具有第一、第二和第三構(gòu)件的第一、第二和第三行星齒輪組；第一互連構(gòu)件，所述第一互連構(gòu)件將所述第一行星齒輪組的所述第三構(gòu)件與所述第二行星齒輪組的所述第二構(gòu)件連續(xù)地互連；第二互連構(gòu)件，所述第二互連構(gòu)件將所述第一行星齒輪組的所述第二構(gòu)件與所述第二行星齒輪組的所述第一構(gòu)件連續(xù)地互連；第三互連構(gòu)件，所述第三互連構(gòu)件將所述第二行星齒輪組的所述第一構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的所述第一構(gòu)件連續(xù)地互連；和四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合以將所述第一、第二和第三行星齒輪組的第一、第二和第三構(gòu)件中的至少一個(gè)與所述第一、第二、第三構(gòu)件以及固定構(gòu)件中的至少另一個(gè)互連，且其中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)以至少兩個(gè)的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間建立至少五個(gè)前進(jìn)速度比和至少一個(gè)倒檔速度比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的第一個(gè)可選擇性 地接合以將所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的第三構(gòu)件和所述輸 入構(gòu)件互連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其中，所述四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的第二個(gè)可選擇性 地接合以將所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件與所述第三行星齒輪組的第二構(gòu)件和所述輸 出構(gòu)件互連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變速器，其中，所述四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的第三個(gè)可選擇性 地接合以將第一行星齒輪組的第三構(gòu)件和所述第二行星齒輪組的第二構(gòu)件與固定構(gòu)件互 連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速器，其中，所述四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的第四個(gè)可選擇性 地接合以將所述第一行星齒輪組的第一構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，第一行星齒輪組的第一構(gòu)件、第二行星齒輪組 的第三構(gòu)件、以及第三行星齒輪組的第三構(gòu)件是太陽輪，第一和第三行星齒輪組的第二構(gòu) 件以及第二行星齒輪組的第一構(gòu)件是行星架構(gòu)件，第一行星齒輪組的第三構(gòu)件、第二行星 齒輪組的第二構(gòu)件、以及第三行星齒輪組的第一構(gòu)件是齒圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)是制動(dòng)器，用于將 所述第一、第二和第三構(gòu)件中的多個(gè)連接到固定構(gòu)件，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)是離合 器，用于將所述第一、第二和第三行星齒輪組的第一、第二和第三構(gòu)件中的至少一個(gè)連接到 第一、第二和第三構(gòu)件中的至少另一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述輸入構(gòu)件與第三行星齒輪組的第三構(gòu)件 連續(xù)地互連。
9.一種變速器，包括 輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；具有第一、第二、第三和第四構(gòu)件的行星齒輪組裝置； 具有第一、第二和第三構(gòu)件的行星齒輪組；第一互連構(gòu)件，所述第一互連構(gòu)件將所述行星齒輪組裝置的所述第三構(gòu)件與所述行星 齒輪組的所述第一構(gòu)件連續(xù)地互連；第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，所述第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合以將所述行星齒輪組的第 三構(gòu)件和所述輸入構(gòu)件與所述行星齒輪組裝置的第二構(gòu)件互連；第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，所述第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合以將所述行星齒輪組的第 二構(gòu)件和輸出構(gòu)件與所述行星齒輪組裝置的第二構(gòu)件互連；第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，所述第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合以將行星齒輪組裝置的第 四構(gòu)件與固定構(gòu)件互連；第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，所述第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合以將所述行星齒輪組裝置 的第一構(gòu)件與所述固定構(gòu)件互連；以及其中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)以至少兩個(gè)的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構(gòu)件和 所述輸出構(gòu)件之間建立至少五個(gè)前進(jìn)速度比和至少一個(gè)倒檔速度比。
10. 一種變速器，包括 輸入構(gòu)件； 輸出構(gòu)件；行星齒輪組裝置，所述行星齒輪組裝置具有第一太陽輪、第二太陽輪、行星架構(gòu)件和齒 圈，其中，所述行星齒輪組裝置的行星架構(gòu)件配置成支撐第一組小齒輪和第二組小齒輪，且 其中，第一組小齒輪與所述行星齒輪組裝置的第一太陽輪和齒圈互相嚙合，第二組小齒輪 與所述行星齒輪組裝置的第二太陽輪和第一組小齒輪互相嚙合； 行星齒輪組，所述行星齒輪組具有太陽輪、行星架構(gòu)件和齒圈； 第一互連構(gòu)件，所述第一互連構(gòu)件將所述行星齒輪組裝置的行星架構(gòu)件與行星齒輪組 的齒圈連續(xù)地互連；第一離合器，所述第一離合器可選擇性地接合以將行星齒輪組的太陽輪和輸入構(gòu)件與 行星齒輪組裝置的第二太陽輪互連；第二離合器，所述第二離合器可選擇性地接合以將行星齒輪組的行星架構(gòu)件和輸出構(gòu) 件與行星齒輪組裝置的第二太陽輪互連；第一制動(dòng)器，所述第一制動(dòng)器可選擇性地接合以將行星齒輪組裝置的齒圈與固定構(gòu)件 互連；第二制動(dòng)器，所述第二制動(dòng)器可選擇性地接合以將行星齒輪組裝置的第一太陽輪與固 定構(gòu)件互連；以及其中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)以至少兩個(gè)的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構(gòu)件和 所述輸出構(gòu)件之間建立至少五個(gè)前進(jìn)速度比和至少一個(gè)倒檔速度比。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有三個(gè)行星齒輪組的多速變速器。提供一種變速器，具有輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件、三個(gè)行星齒輪組、多個(gè)聯(lián)接構(gòu)件和多個(gè)扭矩傳遞裝置。所述行星齒輪組包括第一、第二和第三構(gòu)件。所述扭矩傳遞裝置包括兩個(gè)離合器和兩個(gè)制動(dòng)器。
文檔編號(hào)F16H3/66GK101956796SQ20101023232
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者A·W·菲利普斯, J·B·博爾格森, J·M·哈特, S·H·維特科普 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司