多级变速器

摘要

本发明提出一种变速器，它具有输入件、输出件、多个行星齿轮组、多个互连部件和多个扭矩传递机构，多个行星齿轮组具有第一、第二和第三部件，其中，输入件与行星齿轮组的一部件持续地互相连接，而输出件与行星齿轮组的另一个部件持续地互相连接，通过五个扭矩传递机构的选择性的啮合而产生至少八个前进档速度和至少一个倒档速度。

权利要求

1.一种变速器，它包括：

输入件；

输出件；

第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个所述行星齿轮组都具有第一、第二和第三部件，其中所述输入件与所述第二行星齿轮组的所述第二部件持续地互相连接，并且所述输出件与所述第四行星齿轮组的所述第二部件持续地互相连接；

第一互连部件，所述第一互连部件持续地使所述第一行星齿轮组的所述第一部件与所述第二行星齿轮组的所述第一部件互相连接；

第二互连部件，所述第二互连部件持续地使所述第一行星齿轮组的所述第二部件与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互相连接；

第三互连部件，所述第三互连部件持续地使所述第二行星齿轮组的所述第三部件与所述第三行星齿轮组的所述第一部件互相连接；

第四互连部件，所述第四互连部件持续地使所述第三行星齿轮组的所述第二部件与所述第四行星齿轮组的所述第二部件互相连接；

第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地啮合以使所述第一行星齿轮组的所述第一部件与固定部件互相连接；

第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地啮合以使所述第一行星齿轮组的所述第三部件与所述固定部件互相连接；

第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地啮合以使所述第二行星齿轮组的所述第二部件与所述第四行星齿轮组的所述第一部件互相连接；

第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地啮合以使所述第三行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的所述第一部件互相连接；

第五扭矩传递机构，所述第五扭矩传递机构可选择性地啮合以使所述第三行星齿轮组的所述第三部件与所述第四行星齿轮组的所述第一部件互相连接；

其中所述扭矩传递机构可以至少三个的组合选择性地啮合以在所述输入件和所述输出件之间建立至少八个前进档速比和至少一个倒档速比，并且其中所述第一部件是太阳齿轮，所述第二部件是行星架，而所述第三部件是齿圈。

2.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述输入件与所述第二行星齿轮组的行星架持续地相连。

3.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述输出件与所述第四行星齿轮组的行星架持续地相连。

4.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第三扭矩传递机构选择性地使所述第二行星齿轮组的行星架与所述第四行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。

5.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第三扭矩传递机构选择性地使输入件和所述第二行星齿轮组的行星架与所述第四行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。

6.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第四扭矩传递机构选择性地使所述第三行星齿轮组的太阳齿轮与所述第四行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。

7.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第四扭矩传递机构选择性地使所述第四行星齿轮组的太阳齿轮与所述第三行星齿轮组的太阳齿轮和所述第二行星齿轮组的齿圈互相连接。

8.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第五扭矩传递机构选择性地使所述第三行星齿轮组的齿圈与所述第四行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。

9.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第四互连部件持续地使所述第三行星齿轮组的行星架与所述第四行星齿轮组的行星架互相连接。

10.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第一互连部件持续地使所述第一行星齿轮组的太阳齿轮与所述第二行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。

11.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第二互连部件持续地使所述第一行星齿轮组的行星架与所述第四行星齿轮组的齿圈互相连接。

12.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第三互连部件持续地使所述第二行星齿轮组的齿圈与所述第三行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。

13.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第一扭矩传递机构选择性地使所述第一行星齿轮组的太阳齿轮与所述固定部件互相连接。

14.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第一扭矩传递机构选择性地使所述第一行星齿轮组的太阳齿轮和第二行星齿轮组的太阳齿轮与所述固定部件互相连接。

15.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第二扭矩传递机构选择性地使所述第一行星齿轮组的齿圈与所述固定部件互相连接。

16.一种变速器，它包括：

输入件；

输出件；

第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个所述行星齿轮组都具有太阳齿轮、行星齿轮架和齿圈，其中所述输入件与所述第二行星齿轮组的行星架持续地互相连接，并且所述输出件与所述第四行星齿轮组的行星架持续地互相连接；

第一互连部件，所述第一互连部件持续地使所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮互相连接；

第二互连部件，所述第二互连部件持续地使所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架与所述第四行星齿轮组的所述齿圈互相连接；

第三互连部件，所述第三互连部件持续地使所述第二行星齿轮组的所述齿圈与所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮互相连接；

第四互连部件，所述第四互连部件持续地使所述第三行星齿轮组的所述行星齿轮架与所述第四行星齿轮组的所述行星齿轮架互相连接；

第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地啮合以使所述第一和第二行星齿轮组的所述太阳齿轮与固定部件互相连接；

第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地啮合以使所述第一行星齿轮组的所述齿圈与所述固定部件互相连接；

第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地啮合以使所述第二行星齿轮组的所述行星齿轮架与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮互相连接；

第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地啮合以使所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮互相连接；

第五扭矩传递机构，所述第五扭矩传递机构可选择性地啮合以使所述第三行星齿轮组的所述齿圈与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮互相连接；和其中所述扭矩传递机构可以至少三个的组合选择性地啮合以在所述输入件和所述输出件之间建立至少八个前进档速比和至少一个倒档速比。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多个行星齿轮组和扭矩传递装置的多级变速器(或多速传动装置)，扭矩传递装置可选择性地接合以实现多个传动比。

背景技术

典型的多级变速器采用摩擦离合器和行星齿轮装置的组合，以实现多个传动比，一般而言，行星齿轮组的数量和布置是由封装、成本和所希望的速比来支配的。
尽管传统的变速器实现了它们的预期目的，但随着更轻并且更紧凑的车辆的设计，仍旧需要新的和改进的变速器(或传动装置)构形。因而，需要节省成本的、紧凑的多级变速器。

发明内容

本发明提供一种变速器，它具有输入件、输出件、多个行星齿轮组、多个互连部件和多个扭矩传递机构。所述多个行星齿轮组具有第一、第二和第三部件。所述输入件与第二行星齿轮组的第二部件持续地互相连接。所述输出件与第四行星齿轮组的第二部件持续地互相连接。第一互连部件持续地使第一行星齿轮组的第一部件与第二行星齿轮组的第一部件互相连接。第二互连部件持续地使第一行星齿轮组的第二部件与第四行星齿轮组的第三部件互相连接。第三互连部件持续地使第二行星齿轮组的第三部件与第三行星齿轮组的第一部件互相连接。第四互连部件持续地使第三行星齿轮组的第二部件与第四行星齿轮组的第二部件互相连接。第一扭矩传递机构选择性地使第一行星齿轮组的第一部件与固定部件互相连接。第二扭矩传递机构选择性地使第一行星齿轮组的第三部件与固定部件互相连接。第三扭矩传递机构选择性地使第二行星齿轮组的第二部件与第四行星齿轮组的第一部件互相连接。第四扭矩传递机构选择性地使第三行星齿轮组的第一部件与第四行星齿轮组的第一部件互相连接。第五扭矩传递机构选择性地使第三行星齿轮组的第三部件与第四行星齿轮组的第一部件互相连接。扭矩传递机构可以至少三个的组合啮合，以在输入件和输出件之间建立至少八个前进档速比和至少一个倒档速比。
在本发明的另一方面，第一部件是太阳齿轮。
在本发明的又一方面，第二部件是行星架。
在本发明的又一方面，第三部件是齿圈。
在本发明的又一方面，输入件与第二行星齿轮组的行星架持续地相连。
在本发明的又一方面，输出件与第四行星齿轮组的行星架持续地相连。
在本发明的又一方面，第三扭矩传递机构选择性地使第二行星齿轮组的行星架与第四行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。
在本发明的又一方面，第三扭矩传递机构选择性地使输入件与第四行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。
在本发明的又一方面，第四扭矩传递机构选择性地使第三行星齿轮组的太阳齿轮与第四行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。
在本发明的又一方面，第四扭矩传递机构选择性地使第四行星齿轮组的太阳齿轮与第三行星齿轮组的太阳齿轮和第二行星齿轮组的齿圈互相连接。
在本发明的又一方面，第五扭矩传递机构选择性地使第三行星齿轮组的齿圈与第四行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。
在本发明的又一方面，第一互连部件持续地使第一行星齿轮组的太阳齿轮与第二行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。
在本发明的又一方面，第二互连部件持续地使第一行星齿轮组的行星架与第四行星齿轮组的齿圈互相连接。
在本发明的又一方面，第三互连部件持续地使第二行星齿轮组的齿圈与第三行星齿轮组的太阳齿轮互相连接。
在本发明的又一方面，第四互连部件持续地使第三行星齿轮组的行星架与第四行星齿轮组的行星架互相连接。
在本发明的又一方面，第一扭矩传递机构选择性地使第一行星齿轮组的太阳齿轮与固定部件互相连接。
在本发明的又一方面，第一扭矩传递机构选择性地使第一行星齿轮组的太阳齿轮和第二行星齿轮组的太阳齿轮与固定部件互相连接。
在本发明的又一方面，第二扭矩传递机构选择性地使第一行星齿轮组的齿圈与固定部件互相连接。
在本发明的再一方面，通过第一、第二和第五扭矩传递机构建立的选择性互连产生倒档传动比。
在本发明的再一方面，通过第一、第二和第三扭矩传递机构建立的选择性互连产生第一传动比。
在本发明的再一方面，通过第一、第二和第四扭矩传递机构建立的选择性互连产生第二传动比。
在本发明的再一方面，通过第二、第三和第四扭矩传递机构建立的选择性互连产生第三传动比。
在本发明的再一方面，通过第二、第四和第五扭矩传递机构建立的选择性互连产生第四传动比。
在本发明的再一方面，通过第二、第三和第五扭矩传递机构建立的选择性互连产生第五传动比。
在本发明的再一方面，通过第三、第四和第五扭矩传递机构建立的选择性互连产生第六传动比。
在本发明的再一方面，通过第一、第三和第五扭矩传递机构建立的选择性互连产生第七传动比。
在本发明的再一方面，通过第一、第四和第五扭矩传递机构建立的选择性互连产生第八传动比。
从下面结合附图对实现本发明的最佳实施方式所进行的详细描述，容易理解本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点。

附图说明

图1是本发明变速器的一实施例的示意图；
图2是真值表，列出了由图1所示的变速器实现的选定扭矩比的啮合的扭矩传递机构；和
图3是本发明的图1所示的变速器的杠杆图，表示从输入端通过齿轮组到输出端的能流(或动力流)。

具体实施方式

参考附图，其中同样的附图标记表示同样的部件，在图1中示出了多级变速器10，变速器10包括输入件12和输出件14。在本实施例中，输入件12和输出件14是轴，并且在后面将会这样称呼它。本领域技术人员将会理解，输入和输出件12、14可以是除轴之外的部件。输入轴12持续地与发动机(未示出)或转矩变换器的涡轮(未示出)相连，输出轴14持续地与最终传动单元(或驱动装置)或分动箱(未示出)相连。
变速器10包括四个行星齿轮组16、18、20和22，行星齿轮组16、18、20和22连接在输入轴12和输出轴14之间。在本发明的优选实施例中，行星齿轮组16是包括太阳齿轮部件24、齿圈部件26和行星架28的简单的行星齿轮组，行星架28可旋转地支撑一组小齿轮30(仅仅示出了一个)。太阳齿轮部件24连接成用以与第一外轴32和第一中间轴34共同转动。齿圈部件26连接成用以与第二外轴36共同转动。小齿轮30构形成与太阳齿轮部件24和齿圈部件26互相啮合。行星架28连接成用以与第二中间轴38共同转动。
在本发明的优选实施例中，行星齿轮组18是一简单的行星齿轮组。更具体地说，行星齿轮组18包括太阳齿轮部件42、齿圈部件44和可旋转地支撑一组小齿轮48(仅仅示出了一个)的行星架46。太阳齿轮部件42连接成用以与第一中间轴34共同转动。齿圈部件44连接成用以与第三中间轴50共同转动。行星架46连接成用以与输入轴12共同转动。小齿轮48构形成与太阳齿轮部件42和齿圈部件44互相啮合。
在本发明的优选实施例中，行星齿轮组20是一简单的行星齿轮组，其包括太阳齿轮部件52、齿圈部件54和可旋转地支撑一组小齿轮58(仅仅示出了一个)的行星架56。太阳齿轮部件52连接成用以与第三中间轴50共同转动。齿圈部件54连接成用以与第四中间轴60共同转动。行星架56连接成用以与第五中间轴62共同转动。小齿轮58构形成与太阳齿轮部件52和齿圈部件54互相啮合。
在本发明的优选实施例中，行星齿轮组22是一简单的行星齿轮组，其包括太阳齿轮部件72、齿圈部件74和可旋转地支撑一组小齿轮78(仅仅示出了一个)的行星架76。太阳齿轮部件72连接成用以与第六中间轴64和第七中间轴66共同转动。齿圈部件74连接成用以与第二中间轴38共同转动。行星架76连接成用以与输出轴14共同转动。小齿轮78构形成与太阳齿轮部件72和齿圈部件74互相啮合。
变速器10包括各种扭矩传递机构或装置，它们包括第一中间离合器80、第二中间离合器82、第三中间离合器84、第一制动器90和第二制动器92。第一中间离合器80可选择性地啮合以使第七中间轴66与行星架46和输入轴12相连。第二中间离合器82可选择性地啮合以使第六中间轴64与太阳齿轮部件52相连。第三中间离合器84可选择性地啮合以使第四中间轴60与第六中间轴64相连。制动器90可选择性地啮合以使外轴32与变速器壳体100相连，以便限制外轴32相对于壳体100的旋转。制动器92可选择性地啮合以使外轴36与壳体100相连，以便限制外轴36相对于壳体100的旋转。
变速器10能以至少八个前进档扭矩比和一个倒档扭矩比将扭矩从输入轴12传递到输出轴14，如图2的真值表中所示的。通过一个或多个扭矩传递机构(即第一中间离合器80、第二中间离合器82、第三中间离合器84、制动器90和制动器92)的啮合得到前进档扭矩比中的每一个扭矩比和倒档扭矩比。本领域技术人员容易理解的是，不同的速比与每个扭矩比相关联。因而，可以通过变速器10获得至少八个前进档速比和至少一个倒档速比。在图2中也示出了可以用本发明的实施例获得的传动比的示例。当然，可以依据所选的齿轮直径、齿轮齿数和齿轮构形获得其他传动比。
在图3中示出了杠杆图10A，其代表图1的变速器10以及用于离合器80、82、84和制动器90、92的连接。杠杆图10A的节点24A、26A、28A、42A、44A、46A、52A、54A、56A、72A、74A和76A代表图1中的齿轮部件24、26、28、42、44、46、52、54、56、72、74和76，以便用外加后缀A的相同附图标记标识相应的节点。例如，图3中所示的节点24A和42A分别代表图1中所示的太阳齿轮24和42，图3的其他部件具有与图1中的相对应部件相同的编号规范。此外，现在将连续参考图1、2和3描述离合器80、82、84和制动器90、92建立各种前进档和倒档速度的操作或啮合。
为了建立倒档扭矩比(Rev)，如图2的表中所阐明的那样选择扭矩传递机构或离合器。如图2中所示，第一和第二制动器90、92与第三中间离合器84啮合以获得倒档扭矩比(Rev)。
在空档中，没有离合器或制动器传送扭矩。如图2中表明的，在该档位状态，第一和第二制动器90和92啮合但不传送扭矩。
通过啮合第一和第二制动器90和92以及第一中间离合器80来获得第一前进档扭矩比(在图2的真值表中被列为第一(或第一档))。在图2中提供有箭头，当经由空档从倒档转变到第一档时，该箭头从被释放的第三中间离合器84发出并指向被啮合的离合器(离合器80)。
通过第一和第二制动器90、92以及第二中间离合器82的啮合建立在图2中被标识为第二(或第二档)的随后的前进档扭矩比。从第一档向第二档的转换按如下发生：在保持制动器90、92啮合的同时释放第一中间离合器80并啮合第二中间离合器82。在图2中提供有箭头，其从被释放的离合器(离合器80)发出并指向被啮合的离合器(离合器82)。
通过第二制动器92、第一和第二中间离合器80和82的啮合建立在图2的真值表中被标识为第三(或第三档)的随后的扭矩比。从第二档向第三档的转换按如下发生：离合器82和制动器92保持啮合，释放制动器90并啮合离合器80。在图2中提供有箭头，其从被释放的制动器(制动器90)发出并指向被啮合的离合器(离合器80)。
通过第二制动器92、第二和第三中间离合器82、84的啮合建立在图2的真值表中被标识为第四(或第四档)的下一个随后的前进档扭矩比。从第三档向第四档的转换按如下实现：保持离合器82和制动器92的啮合，释放离合器80并啮合离合器84。在图2中提供有箭头，其从被释放的离合器(离合器80)发出并指向被啮合的离合器(离合器84)。
通过第二制动器92、第一和第三中间离合器80和84的啮合建立在图2中被标识为第五(或第五档)的随后的前进档扭矩比。从第四档向第五档的转换按如下发生：保持离合器84和第二制动器92的啮合，释放离合器82并啮合离合器80。在图2中提供有箭头，其从被释放的离合器(离合器82)发出并指向被啮合的离合器(离合器80)。
通过第一、第二和第三中间离合器80、82和84的啮合建立在图2的真值表中被标识为第六(或第六档)的随后的前进档扭矩比。从第五档向第六档的转换按如下发生：保持离合器80和84的啮合，释放制动器92并啮合离合器82。在图2中提供有箭头，其从被释放的制动器(制动器92)发出并指向被啮合的离合器(离合器82)。
通过制动器90和第一与第三中间离合器80、84的啮合建立在图2的真值表中被标识为第七(或第七档)的下一个随后的扭矩比。从第六档向第七档的转换按如下发生：保持离合器80和84的啮合，释放离合器82并啮合制动器90。在图2中提供有箭头，其从被释放的离合器(离合器82)发出并指向被啮合的制动器(制动器90)。
通过制动器90和第二与第三中间离合器82、84的啮合建立在图2的真值表中被标识为第八(或第八档)的下一个随后的扭矩比。从第七档向第八档的转换按如下发生：保持离合器84和制动器90的啮合，释放离合器80并啮合离合器82。在图2中提供有箭头，其从被释放的离合器(离合器80)发出并指向被啮合的离合器(离合器82)。
本发明设想降档遵循相对应的升档(如上所述)的相反顺序，并且几个开动发动机的跳档是可能的(例如从第一到第三)，其中所述跳档是单次转变。
虽然已经详细描述了用于实现本发明的最佳实施方式，但本发明所属技术领域的技术人员将会认识到用于实施处于所附权利要求范围内的本发明的各种替换设计和实施例。
相关申请的交叉参考
本专利申请要求2007年1月25日提交的临时专利申请60/879957的优先权。