專利名稱：具有三個行星齒輪組的多速變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及具有多個行星齒輪組和多個扭矩傳遞裝置的多速變速器，且更 具體地涉及具有五個或更多速度、三個行星齒輪組和多個扭矩傳遞裝置的變速器。
背景技術：
該部分的內(nèi)容僅提供與本發(fā)明有關的背景信息，且可能會或可能不會構成現(xiàn)有技 術。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現(xiàn)多 個傳動比。行星齒輪組的數(shù)量和物理設置通常由包裝、成本和期望速度比規(guī)定。雖然當前變速器實現(xiàn)其預期目的，但是對新式和改進變速器配置的需要實質(zhì)上是 持續(xù)不斷的，所述變速器配置展現(xiàn)改進的性能(尤其是從效率、響應性和平滑性的角度看) 和改進的包裝(主要是減少尺寸和重量)。因此，需要改進的、成本有效的、緊湊的多速變速器。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種變速器，所述變速器具有輸入構件、輸出構件、三個行星齒輪組、多個聯(lián) 接構件和多個扭矩傳遞裝置。所述行星齒輪組中的每個包括第一、第二和第三構件。所述 扭矩傳遞裝置例如是離合器和制動器。在一個實施例中，一種變速器，包括輸入構件；輸出構件；第一、第二和第三行星 齒輪組，所述行星齒輪組中的每個包括第一、第二和第三構件；第一互連構件，所述第一互 連構件將第一行星齒輪組的第一構件與第二行星齒輪組的第一構件連續(xù)地互連；第二互連 構件，所述第二互連構件將第一行星齒輪組的第二構件與第二行星齒輪組的第二構件連續(xù) 地互連；以及第三互連構件，所述第三互連構件將第二行星齒輪組的第三構件與第三行星 齒輪組的第三構件連續(xù)地互連。第一扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將第一行星齒輪組的 第一構件和第二行星齒輪組的第一構件與第三行星齒輪組的第一構件和輸入構件互連，第 二扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將第一行星齒輪組的第一構件和第二行星齒輪組的第 一構件與第三行星齒輪組的第二構件和輸出構件互連，第三扭矩傳遞機構可選擇性地接合 以將第一行星齒輪組的第三構件與固定構件互連，第四扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將 第一行星齒輪組的第二構件和第二行星齒輪組的第二構件與固定構件互連。所述扭矩傳遞 機構以至少兩個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構件和所述輸出構件之間建立至 少五個前進速度比和至少一個倒檔速度比。在另一個實施例中，一種變速器，包括輸入構件；輸出構件；第一、第二和第三行星齒輪組，所述行星齒輪組中的每個包括第一、第二和第三構件；第一互連構件，所述第一 互連構件將第一行星齒輪組的第二構件與第二行星齒輪組的第一構件連續(xù)地互連；第二互 連構件，所述第二互連構件將第一行星齒輪組的第三構件與第二行星齒輪組的第二構件連 續(xù)地互連；以及第三互連構件，所述第三互連構件將第二行星齒輪組的第三構件與第三行 星齒輪組的第二構件連續(xù)地互連。第一扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將第一行星齒輪組 的第一構件與第三行星齒輪組的第三構件和輸入構件互連，第二扭矩傳遞機構可選擇性地 接合以將第一行星齒輪組的第一構件與第三行星齒輪組的第一構件互連，第三扭矩傳遞機 構可選擇性地接合以將第一行星齒輪組的第二構件和第二行星齒輪組的第一構件與固定 構件互連，第四扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將第三行星齒輪組的第一構件與固定構件 互連。所述扭矩傳遞機構以至少兩個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構件和所述 輸出構件之間建立至少五個前進速度比和至少一個倒檔速度比。方案1. 一種變速器，包括輸入構件；輸出構件；各具有第一、第二和第三構件的第一、第二和第三行星齒輪組，其中，所述輸入構 件和所述輸出構件均與所述第一、第二和第三行星齒輪組中的至少一個互連；第一互連構件，所述第一互連構件將所述第一行星齒輪組的所述第二構件與所述 第二行星齒輪組的所述第一構件連續(xù)地互連；第二互連構件，所述第二互連構件將所述第一行星齒輪組的所述第三構件與所述 第二行星齒輪組的所述第三構件連續(xù)地互連；第三互連構件，所述第三互連構件將所述第二行星齒輪組的所述第二構件與所述 第三行星齒輪組的所述第二構件連續(xù)地互連；和四個扭矩傳遞機構，所述扭矩傳遞機構均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、第二和第三構件中的至少一個與所述第一、第二、第三構件以及固 定構件中的至少另一個互連，以及其中，所述扭矩傳遞機構以至少兩個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構 件和所述輸出構件之間建立至少五個前進速度比和至少一個倒檔速度比。方案2.根據(jù)方案1所述的變速器，其中，所述四個扭矩傳遞機構中的第一個可選 擇性地接合以將所述第三行星齒輪組的第三構件與所述第二行星齒輪組的第一構件和所 述第一行星齒輪組的第二構件互連。方案3.根據(jù)方案2所述的變速器，其中，所述四個扭矩傳遞機構中的第二個可選 擇性地接合以將所述第三行星齒輪組的第一構件和輸入構件與所述第二行星齒輪組的第 一構件和所述第一行星齒輪組的第二構件互連。方案4.根據(jù)方案3所述的變速器，其中，所述四個扭矩傳遞機構中的第三個可選 擇性地接合以將所述第三行星齒輪組的第三構件與所述固定構件互連。方案5.根據(jù)方案4所述的變速器，其中，所述四個扭矩傳遞機構中的第四個可選 擇性地接合以將所述第一行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連。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件、第二行星齒 輪組的第三構件以及第三行星齒輪組的第一構件是太陽輪，第一行星齒輪組的第二構件、第二行星齒輪組的第一構件和第三行星齒輪組的第二構件是行星架構件，第一行星齒輪組 的第三構件、第二行星齒輪組的第二構件以及第三行星齒輪組的第三構件是齒圈。方案7.根據(jù)方案1所述的變速器，其中，所述扭矩傳遞機構中的兩個是制動器，用 于將所述第一、第二和第三構件中的多個連接到固定構件，所述扭矩傳遞機構中的兩個是 離合器，用于將所述第一、第二和第三行星齒輪組的第一、第二和第三構件中的至少一個連 接到第一、第二和第三構件中的至少另一個。方案8.根據(jù)方案1所述的變速器，其中，所述輸入構件與第三行星齒輪組的第一 構件連續(xù)地互連。方案9.根據(jù)方案1所述的變速器，其中，所述輸出構件與第一行星齒輪組的第三 構件和第二行星齒輪組的第三構件連續(xù)地互連。方案10. —種變速器，包括輸入構件；輸出構件；各具有第一、第二和第三構件的第一、第二和第三行星齒輪組；第一互連構件，所述第一互連構件將所述第一行星齒輪組的所述第一構件與所述 第二行星齒輪組的所述第一構件連續(xù)地互連；第二互連構件，所述第二互連構件將所述第一行星齒輪組的所述第二構件與所述 第二行星齒輪組的所述第二構件連續(xù)地互連；第三互連構件，所述第三互連構件將所述第二行星齒輪組的所述第三構件與所述 第三行星齒輪組的所述第三構件連續(xù)地互連；第一扭矩傳遞機構，所述第一扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將所述第一行星齒 輪組的所述第一構件和所述第二行星齒輪組的第一構件與所述第三行星齒輪組的所述第 一構件和輸入構件互連；第二扭矩傳遞機構，所述第二扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將所述第一行星齒 輪組的第一構件和所述第二行星齒輪組的第一構件與所述第三行星齒輪組的所述第二構 件和輸出構件互連；第三扭矩傳遞機構，所述第三扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將第一行星齒輪組 的第三構件與固定構件互連；以及第四扭矩傳遞機構，所述第四扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將所述第一行星齒 輪組的第二構件和所述第二行星齒輪組的第二構件與所述固定構件互連；以及其中，所述扭矩傳遞機構以至少兩個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構 件和所述輸出構件之間建立至少五個前進速度比和至少一個倒檔速度比。方案11.根據(jù)方案10所述的變速器，其中，第一行星齒輪組的第三構件、第二行 星齒輪組的第一構件以及第三行星齒輪組的第一構件是太陽輪，第一行星齒輪組的第二構 件、第二行星齒輪組的第三構件和第三行星齒輪組的第二構件是行星架構件，第一行星齒 輪組的第一構件、第二行星齒輪組的第二構件以及第三行星齒輪組的第三構件是齒圈。方案12.根據(jù)方案10所述的變速器，其中，所述輸入構件與第三行星齒輪組的第 一構件連續(xù)地互連。方案13.根據(jù)方案10所述的變速器，其中，所述輸出構件與第三行星齒輪組的第二構件連續(xù)地互連。方案14. 一種變速器，包括輸入構件；輸出構件；各具有第一、第二和第三構件的第一、第二和第三行星齒輪組；第一互連構件，所述第一互連構件將所述第一行星齒輪組的所述第二構件與所述 第二行星齒輪組的所述第一構件連續(xù)地互連；第二互連構件，所述第二互連構件將所述第一行星齒輪組的所述第三構件與所述 第二行星齒輪組的所述第二構件連續(xù)地互連；第三互連構件，所述第三互連構件將所述第二行星齒輪組的所述第三構件與所述 第三行星齒輪組的所述第二構件連續(xù)地互連；第一扭矩傳遞機構，所述第一扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將所述第一行星齒 輪組的第一構件與所述第三行星齒輪組的所述第三構件和輸入構件互連；第二扭矩傳遞機構，所述第二扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將所述第一行星齒 輪組的第一構件與所述第三行星齒輪組的所述第一構件互連；第三扭矩傳遞機構，所述第三扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將第一行星齒輪組 的第二構件和第二行星齒輪組的第一構件與固定構件互連；以及第四扭矩傳遞機構，所述第四扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將所述第三行星齒 輪組的第一構件與所述固定構件互連；以及其中，所述扭矩傳遞機構以至少兩個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構 件和所述輸出構件之間建立至少五個前進速度比和至少一個倒檔速度比。方案15.根據(jù)方案14所述的變速器，其中，第一行星齒輪組的第一構件、第二行 星齒輪組的第一構件以及第三行星齒輪組的第一構件是太陽輪，第一行星齒輪組的第二構 件、第二行星齒輪組的第二構件和第三行星齒輪組的第三構件是行星架構件，第一行星齒 輪組的第三構件、第二行星齒輪組的第三構件以及第三行星齒輪組的第二構件是齒圈。方案16.根據(jù)方案14所述的變速器，其中，所述輸出構件與第三行星齒輪組的第 三構件連續(xù)地互連。方案17.根據(jù)方案14所述的變速器，其中，所述輸入構件與第一行星齒輪組的第 三構件和第二行星齒輪組的第二構件連續(xù)地互連。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實施例的杠桿圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的五速變速器的一個實施例的示意圖；圖3是示出了在圖1和2所示的變速器的可用前進和倒檔速度或傳動比的每個中 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)明的五速變速器的一個實施例的杠桿圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的五速變速器的一個實施例的示意圖；圖6是示出了在圖4和5所示的變速器的可用前進和倒檔速度或傳動比的每個中 的各種扭矩傳遞元件的接合狀態(tài)的真值表；圖7是根據(jù)本發(fā)明的五速變速器的一個實施例的杠桿圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的五速變速器的一個實施例的示意圖；和圖9是示出了在圖7和8所示的變速器的可用前進和倒檔速度或傳動比的每個中 的各種扭矩傳遞元件的接合狀態(tài)的真值表。
具體實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、應用、或使用。首先，應當理解的是，本發(fā)明的五速自動變速器的實施例在三個行星齒輪組的元 件之間具有永久機械連接設置。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 齒輪組的第三部件或元件。第二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 輪組的第二部件或元件?，F(xiàn)在參考圖1，以杠桿圖形式示出了五速變速器10的實施例。杠桿圖是機械裝置 (如自動變速器)的部件的示意圖。每個獨立的杠桿表示行星齒輪組，其中行星齒輪的三 個基本機械部件均由節(jié)點表示。因而，單個杠桿包含三個節(jié)點一個用于太陽輪，一個用于 行星齒輪行星架，一個用于齒圈。在一些情況下，兩個杠桿可以組合成具有三個以上節(jié)點 (通常四個節(jié)點)的單個杠桿。例如，如果兩個不同杠桿上的兩個節(jié)點通過固定連接件互 連，那么它們可表示為單個杠桿上的單個節(jié)點。每個杠桿的節(jié)點之間的相對長度可以用于 表示每個相應齒輪組的齒圈-太陽輪比。繼而，這些杠桿比用于改變變速器的傳動比以實 現(xiàn)合適的比和比級數(shù)。各個行星齒輪組的節(jié)點之間的機械聯(lián)接件或互連件由細的水平線表 示，且扭矩傳遞裝置(例如離合器和制動器)表示為交織的指形物。杠桿圖的形式、目的和 使用的進一步闡述可見于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以及輸出軸或構件22。第一行星齒輪組14具有三個節(jié)點第一節(jié)點14A、第 二節(jié)點14B和第三節(jié)點14C。第二行星齒輪組16具有三個節(jié)點第一節(jié)點16A、第二節(jié)點 16B和第三節(jié)點16C。第三行星齒輪組18具有三個節(jié)點第一節(jié)點18A、第二節(jié)點18B和第 三節(jié)點18C。輸入構件12連續(xù)地聯(lián)接到第三行星齒輪組18的第一節(jié)點18A。輸出構件22聯(lián)接 到第一行星齒輪組14的第三節(jié)點14C且聯(lián)接到第二行星齒輪組16的第三節(jié)點16C。第一 行星齒輪組14的第二節(jié)點14B聯(lián)接到第二行星齒輪組16的第一節(jié)點16A。第一行星齒輪 組14的第三節(jié)點14C聯(lián)接到第二行星齒輪組16的第三節(jié)點16C。第二行星齒輪組16的第 二節(jié)點16B聯(lián)接到第三行星齒輪組18的第二節(jié)點18B。第一離合器26將第三行星齒輪組18的第三節(jié)點18C與第二行星齒輪組16的第 一節(jié)點16A和第一行星齒輪組14的第二節(jié)點14B選擇性地連接。第二離合器28將輸入構件12和第三行星齒輪組18的第一節(jié)點18A與第二行星齒輪組16的第一節(jié)點16A和第一 行星齒輪組14的第二節(jié)點14B選擇性地連接。第一制動器32將第三行星齒輪組18的第 三節(jié)點18C與固定構件或變速器殼體36選擇性地連接。第二制動器34將第一行星齒輪組 14的第一節(jié)點14A與固定構件或變速器殼體36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的實施例的示意性布 局。在圖2中，圖1的杠桿圖的附圖標記繼續(xù)適用。離合器和聯(lián)接件被相應地示出，而行星 齒輪組的節(jié)點此時顯現(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包括太陽輪構件14A、齒圈構件14C和行星齒輪行星架構件 14B，行星齒輪行星架構件14B可旋轉地支撐一組行星齒輪14D (僅示出其中一個)。太陽輪 構件14A與第一軸或互連構件42連接以便共同旋轉。齒圈構件14C與輸出軸或構件22連 接以便共同旋轉。行星架構件14B與第二軸或互連構件44連接以便共同旋轉。行星齒輪 14D中的每個均配置成與太陽輪構件14A和齒圈構件14C兩者互相嚙合。行星齒輪組16包括太陽輪構件16C、齒圈構件16B和行星齒輪行星架構件16A，行 星齒輪行星架構件16A可旋轉地支撐一組行星齒輪16D (僅示出其中一個)和一組行星齒 輪16E(僅示出其中一個)。太陽輪構件16C與輸出構件22連接以便共同旋轉。齒圈構件 16B與第三軸或互連構件46連接以便共同旋轉。行星架構件16A與第二軸或互連構件44 且與第四軸或互連構件48連接以便共同旋轉。行星齒輪16D中的每個均配置成與齒圈構 件16B和行星齒輪16E兩者互相嚙合。行星齒輪16E中的每個均配置成與太陽輪構件16C 和行星齒輪16D兩者互相嚙合。行星齒輪組18包括太陽輪構件18A、齒圈構件18C和行星齒輪行星架構件18B，行 星齒輪行星架構件18B可旋轉地支撐一組行星齒輪18D(僅示出其中一個)。太陽輪構件 18A與輸入軸或構件12連接以便共同旋轉。齒圈構件18C與第五軸或互連構件50且與第 六軸或互連構件52連接以便共同旋轉。行星架構件18B與第三軸或互連構件46以便共同 旋轉。行星齒輪18D中的每個均配置成與太陽輪構件18A和齒圈構件18C兩者互相嚙合。輸入軸或構件12連續(xù)地連接到發(fā)動機(未示出)或變矩器的渦輪機(未示出)。 輸出軸或構件22與最終傳動單元或分動箱(未示出)連續(xù)地連接。扭矩傳遞機構(或者，離合器26和28以及制動器32和34)允許軸或互連構件、 行星齒輪組的構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二軸 或互連構件44與第六軸或互連構件52連接。第二離合器28可選擇性地接合以將第四軸 或互連構件48和第二軸或互連構件44與輸入構件12連接。第一制動器32可選擇性地接 合以將第五軸或互連構件50與固定元件或變速器殼體36連接，以限制構件50相對于變速 器殼體36旋轉。第二制動器34可選擇性地接合以將第一軸或互連構件42與固定元件或 變速器殼體36連接，以限制構件42相對于變速器殼體36旋轉?，F(xiàn)在參考圖2和3，將描述五速變速器10的實施例的操作。應當理解的是，變速器 10能夠?qū)⑴ぞ匾灾辽傥鍌€前進速度或扭矩比和至少一個倒檔速度或扭矩比從輸入軸或構 件12傳輸給輸出軸或構件22。每個前進和倒檔速度或扭矩比通過接合扭矩傳遞機構(即， 第一離合器26、第二離合器28、第一制動器32和第二制動器34)中的一個或多個而獲得， 如下文闡述的那樣。圖3是示出了被起用或接合以實現(xiàn)各種檔位狀態(tài)的扭矩傳遞機構的各種組合的真值表?？蛑械摹癤”指的是具體離合器或制動器被接合以實現(xiàn)期望檔位狀態(tài)?！?” 表示具體扭矩傳遞裝置(即，制動器或離合器)處于接通或有效，但是不承載扭矩。也示出 各種檔位狀態(tài)的實際數(shù)值傳動比，但是應當理解的是，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的各種應用和操作標準?？墒褂帽景l(fā)明的實施例獲 得的傳動比的示例也在圖3示出。當然，取決于選擇的齒輪直徑、齒輪齒數(shù)和齒輪配置，可 實現(xiàn)其它傳動比。為了建立倒檔，接合或起用第二離合器28和第一制動器32。第二離合器28將第 四軸或互連構件48和第二軸或互連構件44與輸入構件12連接。第一制動器32將第五軸 或互連構件50與固定元件或變速器殼體36連接，以限制構件50相對于變速器殼體36旋 轉。類似地，通過離合器和制動器接合的不同組合實現(xiàn)五個前進比，如圖3所示。應當理解的是，五速變速器10的操作和檔位狀態(tài)的前述闡述假設，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 (即，改變檔位狀態(tài))期間，在兩個檔位狀態(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，以杠桿圖形式示出了五速變速器100的另一個實施例。變速器100 包括輸入軸或構件112、第一行星齒輪組114、第二行星齒輪組116、第三行星齒輪組118 以及輸出軸或構件122。在圖1的杠桿圖中，第一行星齒輪組114和第二行星齒輪組116的 杠桿已經(jīng)組合成具有第一節(jié)點114A，116A、第二節(jié)點114B，116B、第三節(jié)點116C和第四節(jié)點 114C的單個四節(jié)點杠桿114，116。第三行星齒輪組118具有三個節(jié)點第一節(jié)點118A、第 二節(jié)點118B和第三節(jié)點118C。輸入構件112連續(xù)地聯(lián)接到第三行星齒輪組118的第一節(jié)點118A。輸出構件122 聯(lián)接到第三行星齒輪組118的第二節(jié)點118B。第一行星齒輪組114的第二節(jié)點114B聯(lián)接 到第二行星齒輪組116的第二節(jié)點116B。第一行星齒輪組114的第一節(jié)點114A聯(lián)接到第 二行星齒輪組116的第一節(jié)點116A。第二行星齒輪組116的第三節(jié)點116C聯(lián)接到第三行 星齒輪組118的第三節(jié)點118C。第一離合器126將第一行星齒輪組114的第一節(jié)點114A和第二行星齒輪組116 的第一節(jié)點116A與第三行星齒輪組118的第一節(jié)點118A和輸入構件112選擇性地連接。 第二離合器128將第三行星齒輪組118的第二節(jié)點118B和輸出構件122與第一行星齒輪 組114的第一節(jié)點114A和第二行星齒輪組116的第一節(jié)點116A選擇性地連接。第一制動 器132將第一行星齒輪組114的第三節(jié)點114C與固定構件或變速器殼體136選擇性地連 接。第二制動器134將第一行星齒輪組114的第二節(jié)點114B和第二行星齒輪組116的第 二節(jié)點116B與固定構件或變速器殼體136選擇性地連接?，F(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100的實施例的示意性布 局。在圖5中，圖4的杠桿圖的附圖標記繼續(xù)適用。離合器和聯(lián)接件被相應地示出，而行星 齒輪組的節(jié)點此時顯現(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114包括太陽輪構件114C、齒圈構件114A和行星齒輪行星架構 件114B，行星齒輪行星架構件114B可旋轉地支撐一組行星齒輪114D (僅示出其中一個)。 太陽輪構件114C與第一軸或互連構件142連接以便共同旋轉。齒圈構件114A與第二軸或 互連構件144連接以便共同旋轉。行星架構件114B與第三軸或互連構件146連接以便共
10同旋轉。行星齒輪114D中的每個均配置成與太陽輪構件114C和齒圈構件114A兩者互相嚙合。行星齒輪組116包括太陽輪構件116A、齒圈構件116B和行星齒輪行星架構件 116C，行星齒輪行星架構件116C可旋轉地支撐一組行星齒輪116D(僅示出其中一個)和一 組行星齒輪116E (僅示出其中一個)。太陽輪構件116A與第四軸或互連構件148和第二軸 或互連構件144連接以便共同旋轉。齒圈構件116B與第五軸或互連構件150連接以便共 同旋轉。行星架構件116C與第六軸或互連構件152連接以便共同旋轉。行星齒輪116D中 的每個均配置成與齒圈構件116B和行星齒輪116E兩者互相嚙合。行星齒輪116E中的每 個均配置成與行星齒輪116D和太陽輪構件116A兩者互相嚙合。行星齒輪組118包括太陽輪構件118A、齒圈構件118C和行星齒輪行星架構件 118B，行星齒輪行星架構件118B可旋轉地支撐一組行星齒輪118D (僅示出其中一個)。太 陽輪構件118A與第七軸或互連構件154且與輸入構件112連接以便共同旋轉。齒圈構件 118C與第六軸或互連構件152連接以便共同旋轉。行星架構件118B與第八軸或互連構件 156且與輸出構件122連接以便共同旋轉。行星齒輪118D中的每個均配置成與太陽輪構件 118A和齒圈構件118C兩者互相嚙合。輸入軸或構件112連續(xù)地連接到發(fā)動機(未示出)或變矩器的渦輪機(未示出)。 輸出軸或構件122與最終傳動單元或分動箱(未示出)連續(xù)地連接。扭矩傳遞機構(或者，離合器126和128以及制動器132和134)允許軸或互連構 件、行星齒輪組的構件和殼體的選擇性互連。例如，第一離合器126可選擇性地接合以將第 七軸或互連構件154和輸入構件112與第四軸或互連構件148和第二軸或互連構件144連 接。第二離合器128可選擇性地接合以將第八軸或互連構件156和輸出構件122與第四軸 或互連構件148和第二軸或互連構件144連接。第一制動器132可選擇性地接合以將第一 軸或互連構件142與固定元件或變速器殼體136連接，以限制構件142相對于變速器殼體 136旋轉。第二制動器134可選擇性地接合以將第三軸或互連構件146和第五軸或互連構 件150與固定元件或變速器殼體136連接，以限制構件146和150相對于變速器殼體136 旋轉?，F(xiàn)在參考圖5和6，將描述五速變速器100的實施例的操作。應當理解的是，變速 器100能夠?qū)⑴ぞ匾灾辽傥鍌€前進速度或扭矩比和至少一個倒檔速度或扭矩比從輸入軸 或構件112傳輸給輸出軸或構件122。每個前進和倒檔速度或扭矩比通過接合扭矩傳遞機 構(即，第一離合器126、第二離合器128、第一制動器132和第二制動器134)中的一個或 多個而獲得，如下文闡述的那樣。圖6是示出了被起用或接合以實現(xiàn)各種檔位狀態(tài)的扭矩 傳遞機構的各種組合的真值表?？蛑械摹癤”指的是具體離合器或制動器被接合以實現(xiàn)期望 檔位狀態(tài)?！?”表示具體扭矩傳遞裝置(即，制動器或離合器)處于接通或有效，但是不承 載扭矩。也示出各種檔位狀態(tài)的實際數(shù)值傳動比，但是應當理解的是，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的各種應用和操作標準?？墒褂帽景l(fā) 明的實施例獲得的傳動比的示例也在圖6示出。當然，取決于選擇的齒輪直徑、齒輪齒數(shù)和 齒輪配置，可實現(xiàn)其它傳動比。為了建立倒檔，接合或起用第一離合器126和第二制動器134。第一離合器126將 第七軸或互連構件154和輸入構件112與第四軸或互連構件148和第二軸或互連構件144連接。第二制動器134將第三軸或互連構件146和第五軸或互連構件150與固定元件或變 速器殼體136連接，以限制構件146和150相對于變速器殼體136旋轉。類似地，通過離合 器和制動器接合的不同組合實現(xiàn)五個前進比，如圖6所示。應當理解的是，五速變速器100的操作和檔位狀態(tài)的前述闡述假設，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 (即，改變檔位狀態(tài))期間，在兩個檔位狀態(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7，以杠桿圖形式示出了根據(jù)本發(fā)明的五速變速器200的另一個實施 例。變速器200包括輸入軸或構件212、第一行星齒輪組214、第二行星齒輪組216、第三行 星齒輪組218以及輸出軸或構件222。第一行星齒輪組214具有三個節(jié)點第一節(jié)點214A、 第二節(jié)點214B和第三節(jié)點214C。第二行星齒輪組216具有三個節(jié)點第一節(jié)點216A、第二 節(jié)點216B和第三節(jié)點216C。第三行星齒輪組218具有三個節(jié)點第一節(jié)點218A、第二節(jié)點 218B和第三節(jié)點218C。輸入構件212連續(xù)地聯(lián)接到第三行星齒輪組218的第三節(jié)點218C。輸出構件222 聯(lián)接到第一行星齒輪組214的第三節(jié)點214C且聯(lián)接到第二行星齒輪組216的第二節(jié)點 216B。第一行星齒輪組214的第二節(jié)點214B聯(lián)接到第二行星齒輪組216的第一節(jié)點216A。 第二行星齒輪組216的第三節(jié)點216C聯(lián)接到第三行星齒輪組218的第二節(jié)點218B。第一離合器226將第一行星齒輪組214的第一節(jié)點214A與第三行星齒輪組218的 第三節(jié)點218C和輸入構件212選擇性地連接。第二離合器228將第一行星齒輪組214的 第一節(jié)點214A與第三行星齒輪組218的第一節(jié)點218A選擇性地連接。第一制動器232將 第一行星齒輪組214的第二節(jié)點214B和第二行星齒輪組216的第一節(jié)點216A與固定構件 或變速器殼體236選擇性地連接。第二制動器234將第三行星齒輪組218的第一節(jié)點218A 與固定構件或變速器殼體236選擇性地連接。現(xiàn)在參考圖8，桿狀圖示出了根據(jù)本發(fā)明的五速變速器200的實施例的示意性布 局。在圖8中，圖7的杠桿圖的附圖標記繼續(xù)適用。離合器和聯(lián)接件被相應地示出，而行星 齒輪組的節(jié)點此時顯現(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214包括太陽輪構件214A、齒圈構件214C和行星齒輪行星架構 件214B，行星齒輪行星架構件214B可旋轉地支撐一組行星齒輪214D (僅示出其中一個)。 太陽輪構件214A與第一軸或互連構件242連接以便共同旋轉。齒圈構件214C與輸出構件 222連接以便共同旋轉。行星架構件214B與第二軸或互連構件244和第三軸或互連構件 246連接以便共同旋轉。行星齒輪214D中的每個均配置成與太陽輪構件214A和齒圈構件 214C兩者互相嚙合。行星齒輪組216包括太陽輪構件216A、齒圈構件216C和行星齒輪行星架構件 216B,行星齒輪行星架構件216B可旋轉地支撐一組行星齒輪216D (僅示出其中一個)。太 陽輪構件216A與第三軸或互連構件246連接以便共同旋轉。齒圈構件216C與第四軸或互 連構件248連接以便共同旋轉。行星架構件216B與輸出構件222連接以便共同旋轉。行 星齒輪216D中的每個均配置成與太陽輪構件216A和齒圈構件216C兩者互相嚙合。行星齒輪組218包括太陽輪構件218A、齒圈構件218B和行星齒輪行星架構件 218C，行星齒輪行星架構件218C可旋轉地支撐一組行星齒輪218D (僅示出其中一個)和一組行星齒輪218E (僅示出其中一個)。太陽輪構件218A與第五軸或互連構件250和第六軸 或互連構件252連接以便共同旋轉。齒圈構件218B與第四軸或互連構件248連接以便共 同旋轉。行星架構件218C與第七軸或互連構件254且與輸入構件212連接以便共同旋轉。 行星齒輪218D中的每個均配置成與齒圈構件218B和行星齒輪218E兩者互相嚙合。行星 齒輪218E中的每個均配置成與行星齒輪218D和太陽輪構件218A兩者互相嚙合。輸入軸或構件212連續(xù)地連接到發(fā)動機(未示出)或變矩器的渦輪機(未示出)。 輸出軸或構件222與最終傳動單元或分動箱(未示出)連續(xù)地連接。扭矩傳遞機構(或者，離合器226和228以及制動器232和234)允許軸或互連構 件、行星齒輪組的構件和殼體的選擇性互連。例如，第一離合器226可選擇性地接合以將第 一軸或互連構件242與第七軸或互連構件254和輸入構件212連接。第二離合器228可選 擇性地接合以將第一軸或互連構件242與第五軸或互連構件250連接。第一制動器232可 選擇性地接合以將第二軸或互連構件244和第三軸或互連構件246與固定元件或變速器殼 體236連接，以限制構件244和246相對于變速器殼體236旋轉。第二制動器234可選擇 性地接合以將第六軸或互連構件252與固定元件或變速器殼體236連接，以限制構件252 相對于變速器殼體236旋轉?，F(xiàn)在參考圖8和9，將描述五速變速器200的實施例的操作。應當理解的是，變速 器200能夠?qū)⑴ぞ匾灾辽傥鍌€前進速度或扭矩比和至少一個倒檔速度或扭矩比從輸入軸 或構件212傳輸給輸出軸或構件222。每個前進和倒檔速度或扭矩比通過接合扭矩傳遞機 構(即，第一離合器226、第二離合器228、第一制動器232和第二制動器234)中的一個或 多個而獲得，如下文闡述的那樣。圖9是示出了被起用或接合以實現(xiàn)各種檔位狀態(tài)的扭矩 傳遞機構的各種組合的真值表?？蛑械摹癤”指的是具體離合器或制動器被接合以實現(xiàn)期望 檔位狀態(tài)?！?”表示具體扭矩傳遞裝置(即，制動器或離合器)處于接通或有效，但是不承 載扭矩。也示出各種檔位狀態(tài)的實際數(shù)值傳動比，但是應當理解的是，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200的各種應用和操作標準?？墒褂帽景l(fā) 明的實施例獲得的傳動比的示例也在圖9示出。當然，取決于選擇的齒輪直徑、齒輪齒數(shù)和 齒輪配置，可實現(xiàn)其它傳動比。為了建立倒檔，接合或起用第一離合器226和第一制動器232。第一離合器226將 第一軸或互連構件242與第七軸或互連構件254和輸入構件212連接。第一制動器232將 第二軸或互連構件244和第三軸或互連構件246與固定元件或變速器殼體236連接，以限 制構件244和246相對于變速器殼體236旋轉。類似地，通過離合器和制動器接合的不同 組合實現(xiàn)五個前進比，如圖9所示。應當理解的是，五速變速器200的操作和檔位狀態(tài)的前述闡述假設，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 (即，改變檔位狀態(tài))期間，在兩個檔位狀態(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)明實質(zhì)的變型意在處于本發(fā) 明的范圍內(nèi)。這種變型被認為不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種變速器，包括輸入構件；輸出構件；各具有第一、第二和第三構件的第一、第二和第三行星齒輪組，其中，所述輸入構件和 所述輸出構件均與所述第一、第二和第三行星齒輪組中的至少一個互連；第一互連構件，所述第一互連構件將所述第一行星齒輪組的所述第二構件與所述第二 行星齒輪組的所述第一構件連續(xù)地互連；第二互連構件，所述第二互連構件將所述第一行星齒輪組的所述第三構件與所述第二 行星齒輪組的所述第三構件連續(xù)地互連；第三互連構件，所述第三互連構件將所述第二行星齒輪組的所述第二構件與所述第三 行星齒輪組的所述第二構件連續(xù)地互連；和四個扭矩傳遞機構，所述扭矩傳遞機構均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、第二和第三構件中的至少一個與所述第一、第二、第三構件以及固定構 件中的至少另一個互連，以及其中，所述扭矩傳遞機構以至少兩個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構件和 所述輸出構件之間建立至少五個前進速度比和至少一個倒檔速度比。
2.根據(jù)權利要求1所述的變速器，其中，所述四個扭矩傳遞機構中的第一個可選擇性 地接合以將所述第三行星齒輪組的第三構件與所述第二行星齒輪組的第一構件和所述第 一行星齒輪組的第二構件互連。
3.根據(jù)權利要求2所述的變速器，其中，所述四個扭矩傳遞機構中的第二個可選擇性 地接合以將所述第三行星齒輪組的第一構件和輸入構件與所述第二行星齒輪組的第一構 件和所述第一行星齒輪組的第二構件互連。
4.根據(jù)權利要求3所述的變速器，其中，所述四個扭矩傳遞機構中的第三個可選擇性 地接合以將所述第三行星齒輪組的第三構件與所述固定構件互連。
5.根據(jù)權利要求4所述的變速器，其中，所述四個扭矩傳遞機構中的第四個可選擇性 地接合以將所述第一行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連。
6.根據(jù)權利要求1所述的變速器，其中，第一行星齒輪組的第一構件、第二行星齒輪組 的第三構件以及第三行星齒輪組的第一構件是太陽輪，第一行星齒輪組的第二構件、第二 行星齒輪組的第一構件和第三行星齒輪組的第二構件是行星架構件，第一行星齒輪組的第 三構件、第二行星齒輪組的第二構件以及第三行星齒輪組的第三構件是齒圈。
7.根據(jù)權利要求1所述的變速器，其中，所述扭矩傳遞機構中的兩個是制動器，用于將 所述第一、第二和第三構件中的多個連接到固定構件，所述扭矩傳遞機構中的兩個是離合 器，用于將所述第一、第二和第三行星齒輪組的第一、第二和第三構件中的至少一個連接到 第一、第二和第三構件中的至少另一個。
8.根據(jù)權利要求1所述的變速器，其中，所述輸入構件與第三行星齒輪組的第一構件 連續(xù)地互連。
9.根據(jù)權利要求1所述的變速器，其中，所述輸出構件與第一行星齒輪組的第三構件 和第二行星齒輪組的第三構件連續(xù)地互連。
10.一種變速器，包括輸入構件； 輸出構件；各具有第一、第二和第三構件的第一、第二和第三行星齒輪組； 第一互連構件，所述第一互連構件將所述第一行星齒輪組的所述第一構件與所述第二 行星齒輪組的所述第一構件連續(xù)地互連；第二互連構件，所述第二互連構件將所述第一行星齒輪組的所述第二構件與所述第二 行星齒輪組的所述第二構件連續(xù)地互連；第三互連構件，所述第三互連構件將所述第二行星齒輪組的所述第三構件與所述第三 行星齒輪組的所述第三構件連續(xù)地互連；第一扭矩傳遞機構，所述第一扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將所述第一行星齒輪組 的所述第一構件和所述第二行星齒輪組的第一構件與所述第三行星齒輪組的所述第一構 件和輸入構件互連；第二扭矩傳遞機構，所述第二扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將所述第一行星齒輪組 的第一構件和所述第二行星齒輪組的第一構件與所述第三行星齒輪組的所述第二構件和 輸出構件互連；第三扭矩傳遞機構，所述第三扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將第一行星齒輪組的第 三構件與固定構件互連；以及第四扭矩傳遞機構，所述第四扭矩傳遞機構可選擇性地接合以將所述第一行星齒輪組 的第二構件和所述第二行星齒輪組的第二構件與所述固定構件互連；以及其中，所述扭矩傳遞機構以至少兩個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構件和 所述輸出構件之間建立至少五個前進速度比和至少一個倒檔速度比。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有三個行星齒輪組的多速變速器。提供一種變速器，具有輸入構件、輸出構件、三個行星齒輪組、多個聯(lián)接構件和多個扭矩傳遞裝置。所述行星齒輪組中的每個包括第一、第二和第三構件。所述扭矩傳遞裝置包括離合器和制動器。
文檔編號F16H3/76GK101994797SQ201010247410
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權日2009年8月5日
發(fā)明者A·W·菲利普斯, C·E·凱里, J·M·哈特, S·H·維特科普 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司