带有两个复合行星齿轮组的多速行星变速器

摘要

本发明涉及带有两个复合行星齿轮组的多速行星变速器。具体提供了一种多速变速器，该变速器包括：输入构件、输出构件、静止构件、以及第一和第二复合行星齿轮组。第一复合行星齿轮组具有第一、第二、第三、第四和第五构件。第二复合行星齿轮组具有第一、第二、第三和第四构件。第二复合行星齿轮组的第一构件与输出构件持续地连接以便共同旋转。互连构件将第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第二构件持续地连接以便共同旋转。该变速器包括七个扭矩传递机构，这七个扭矩传递机构可接合，从而在输入构件与输出构件之间建立多达十五个的前进速比。

权利要求

1.一种多速变速器，包括：

输入构件；

输出构件；

静止构件；

第一和第二复合行星齿轮组；其中，所述第一复合行星齿轮组具有第一、第二、第三、第四和第五构件；其中，所述第二复合行星齿轮组具有第一、第二、第三和第四构件；其中，所述行星齿轮组的构件是太阳齿轮构件、齿圈构件和行星架构件；其中，所述第二复合行星齿轮组的第一构件与所述输出构件持续地连接以便共同旋转；

互连构件，其将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第二构件持续地连接以便共同旋转；以及七个扭矩传递机构，其可选择性地接合，从而将所述第一和第二复合行星齿轮组的相应构件与所述输入构件、所述静止构件或者所述第二复合行星齿轮组的相应构件互连，所述七个扭矩传递机构可按三个的组合而接合以便在所述输入构件与所述输出构件之间建立多达十五个的前进速比和一个倒档速比；

其中，分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第一和第二扭矩传递机构的接合，所述输入构件能选择性地连接到所述第一复合行星齿轮组的第二和第三构件。

2.如权利要求1所述的多速变速器，其中，所述第一和第二扭矩传递机构在轴向上彼此相邻，并且在这两个扭矩传递机构之间没有所述行星齿轮组构件和其它扭矩传递机构。

3.如权利要求1所述的多速变速器，其中，分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第三和第四扭矩传递机构的接合，所述第一复合行星齿轮组的第四和第五构件选择性地固接到所述静止构件。

4.如权利要求3所述的多速变速器，其中，所述第三和第四扭矩传递机构在轴向上彼此相邻，并且在这两个扭矩传递机构之间没有所述行星齿轮组构件和其它扭矩传递机构。

5.如权利要求1所述的多速变速器，其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构的接合，所述输入构件与所述第二行星齿轮组的第三构件选择性地连接以便共同旋转。

6.如权利要求1所述的多速变速器，其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第六扭矩传递机构的接合，所述第二行星齿轮组的第二构件与所述第二行星齿轮组的第三构件选择性地连接以便共同旋转。

7.如权利要求1所述的多速变速器，其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第七扭矩传递机构的接合，所述第二行星齿轮组的第四构件固接到所述静止构件。

8.如权利要求1所述的多速变速器，其中，所述七个扭矩传递机构中的三个是带式制动器，所述带式制动器可选择性地接合，从而将所述复合行星齿轮组的不同的相应构件连接到所述静止构件。

9.如权利要求1所述的多速变速器，其中，所述第一复合行星齿轮组的第一、第二、第三、第四和第五构件分别是第一行星架构件、第一齿圈构件、第二齿圈构件、第一太阳齿轮构件和第二太阳齿轮构件；其中，所述第一行星架构件可旋转地支承彼此啮合的第一组和第二组小齿轮；其中，所述第一组小齿轮与所述第一齿圈构件和所述第二太阳齿轮构件啮合；其中，所述第二组小齿轮与所述第二齿圈构件和所述第一太阳齿轮构件啮合；

其中，所述第二复合行星齿轮组的第一、第二、第三和第四构件分别是第二行星架构件、第三齿圈构件、第三太阳齿轮构件和第四齿圈构件；其中，所述第二行星架构件可旋转地支承第三组和第四组小齿轮；其中，所述第三组小齿轮与所述第三齿圈构件和所述第三太阳齿轮构件啮合；并且其中，所述第四组小齿轮与所述第三组小齿轮和所述第四齿圈构件啮合。

10.如权利要求1所述的多速变速器，其中，分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第一和第二扭矩传递机构的接合，所述输入构件能选择性地连接到所述第一复合行星齿轮组的第二和第三构件；

其中，分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第三和第四扭矩传递机构的接合，所述第一复合行星齿轮组的第四和第五构件选择性地固接到所述静止构件；

其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构的接合，所述输入构件与所述第二行星齿轮组的第三构件选择性地连接以便共同旋转；

其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第六扭矩传递机构的接合，所述第二行星齿轮组的第二构件与所述第二行星齿轮组的第三构件选择性地连接以便共同旋转；以及其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第七扭矩传递机构的接合，所述第二行星齿轮组的第四构件固接到所述静止构件。

11.如权利要求10所述的多速变速器，其中，当仅有所述第三、第四和第五扭矩传递机构被接合时，所述多达十五个的前进速比中的一个速比仅由所述第二复合行星齿轮组所决定。

12.如权利要求10所述的多速变速器，其中，当所述第七扭矩传递机构被接合并且所述第一和第二扭矩传递机构中的任一个以及所述第三和第四扭矩传递机构中的一个被接合或者所述第一和第二扭矩传递机构均被接合时，所述多达十五个的前进速比中的一个速比由自所述第一复合行星齿轮组至所述第二复合行星齿轮组的扭矩流所建立。

13.如权利要求10所述的多速变速器，其中，当所述第六扭矩传递机构被接合并且所述第一和第二扭矩传递机构中的任一个以及所述第三和第四扭矩传递机构中的一个被接合或者所述第一和第二扭矩传递机构均被接合时，所述多达十五个的前进速比中的一个速比仅由所述第一复合行星齿轮组所建立。

14.如权利要求10所述的多速变速器，其中，当所述第五扭矩传递机构被接合并且所述第一和第二扭矩传递机构中的任一个以及所述第三和第四扭矩传递机构中的一个被接合或者所述第一和第二扭矩传递机构均被接合时，所述多达十五个的前进速比中的一个速比由所述两个复合行星齿轮组所建立，并且旋转速度在所述第二复合行星齿轮组处相加。

说明书

带有两个复合行星齿轮组的多速行星变速器

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本专利申请要求于2010年2月25日提交的俄罗斯专利申请No.2010107092的受益权，其全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种具有七个扭矩传递机构和两个复合行星齿轮组的多速行星变速器。

背景技术

[0004] 机动车辆包括动力系，该动力系是由发动机、多速变速器、以及差速器或最终传动装置组成。多速变速器通过允许发动机多次贯穿其扭矩范围而操作来增加车辆的总体操作范围。变速器中可获得的前进速比的数量决定了发动机扭矩范围重复的次数。早期的自动变速器具有两个速度范围。这严重地限制了车辆的总体速度范围，因而需要能够产生宽的速度和扭矩范围的相对较大的发动机。这导致在巡航期间发动机在最有效点以外的特定燃料消耗点运行。因此，手动换挡变速器(中间轴变速器)曾是最普遍的。

[0005] 随着三速和四速自动变速器的出现，自动换档(行星齿轮)变速器在驾驶公众中日益普遍。这些变速器提高了车辆的操作性能和燃料经济性。速比的数量增加减小了各速比之间的步级（step）大小，因此通过在正常车辆加速情况下使驾驶员基本感觉不到各速比的互换来提高了变速器的换档品质。

[0006] 与三速和四速变速器相比，具有多于四个速比的多速变速器在加速和燃料经济性方面得到进一步的提高。然而，此种变速器的增大的复杂性、尺寸和成本这些相矛盾因素妨碍了它们在某些用途中的应用。

发明内容

[0007] 本发明提供一种多速变速器，尤其与提供相同数量前进速比的中间轴设计相比，该变速器可以以相对较少的内容物和相对紧凑的布局建立多达十五个的前进速比。该变速器包括输入构件、输出构件和静止构件(如变速器壳体)。该变速器还包括第一和第二复合行星齿轮组。第一复合行星齿轮组具有第一、第二、第三、第四和第五构件。第二复合行星齿轮组具有第一、第二、第三和第四构件。在以这种方式提及复合行星齿轮组的构件时，可以按任意顺序将这些构件计数为“第一”至“第四”或者“第一”至“第五”(即，从上到下、从下到上，等)。行星齿轮组的构件为太阳齿轮构件、齿圈构件和行星架构件。

[0008] 第二复合行星齿轮组的第一构件与输出构件持续地连接以便共同旋转。互连构件将第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第二构件持续地连接以便共同旋转。本文中所使用的“共同旋转 ”表示相同速度的旋转(即，没有相对旋转)。

[0009] 该变速器包括七个扭矩传递机构，这些扭矩传递机构可选择性地接合，从而将第一和第二复合行星齿轮组的相应构件与输入构件、静止构件或者第二复合行星齿轮组的相应构件互连。所述七个扭矩传递机构可按三个的组合而接合，从而在输入构件与输出构件之间建立多达十五个的前进速比和一个倒档速比。

[0010] 该输入构件分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第一和第二扭矩传递机构的接合而选择性地连接到第一复合行星齿轮组的第二和第三构件。第一复合行星齿轮组的第四和第五构件分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第三和第四扭矩传递机构的接合而选择性地固接到静止构件。输入构件借助于所述七个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构的接合而选择性地与第二行星齿轮组的第三构件连接以便共同旋转。第二行星齿轮组的第二构件借助于所述七个扭矩传递机构中的第六扭矩传递机构的接合而选择性地与第二行星齿轮组的第三构件连接以便共同旋转。第二行星齿轮组的第四构件借助于所述七个扭矩传递机构中的第七扭矩传递机构的接合而固接到静止构件。

[0011] 第一和第二扭矩传递机构可以在轴向上彼此相邻，并且在这两个扭矩传递机构之间没有行星齿轮组构件和其它扭矩传递机构。这使变速器的复杂性最小化并且简化了对扭矩传递机构的液压供给，从而潜在地减小所需的泵能力。此外，第三和第四扭矩传递机构可以在轴向上彼此相邻，并且在这两个扭矩传递机构之间没有行星齿轮组构件和其它扭矩传递机构。

[0012] 本发明还涉及以下技术方案。

[0013] 方案1. 一种多速变速器，包括：

[0014] 输入构件；

[0015] 输出构件；

[0016] 静止构件；

[0017] 第一和第二复合行星齿轮组；其中，所述第一复合行星齿轮组具有第一、第二、第三、第四和第五构件；其中，所述第二复合行星齿轮组具有第一、第二、第三和第四构件；其中，所述行星齿轮组的构件是太阳齿轮构件、齿圈构件和行星架构件；其中，所述第二复合行星齿轮组的第一构件与所述输出构件持续地连接以便共同旋转；

[0018] 互连构件，其将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第二构件持续地连接以便共同旋转；以及

[0019] 七个扭矩传递机构，其可选择性地接合，从而将所述第一和第二复合行星齿轮组的相应构件与所述输入构件、所述静止构件或者所述第二复合行星齿轮组的相应构件互连，所述七个扭矩传递机构可按三个的组合而接合以便在所述输入构件与所述输出构件之间建立多达十五个的前进速比和一个倒档速比。

[0020] 方案2. 如方案1所述的多速变速器，其中，分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第一和第二扭矩传递机构的接合，所述输入构件能选择性地连接到所述第一复合行星齿轮组的第二和第三构件。

[0021] 方案3．如方案2所述的多速变速器，其中，所述第一和第二扭矩传递机构在轴向上彼此相邻，并且在这两个扭矩传递机构之间没有所述行星齿轮组构件和其它扭矩传递机构。

[0022] 方案4. 如方案1所述的多速变速器，其中，分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第三和第四扭矩传递机构的接合，所述第一复合行星齿轮组的第四和第五构件选择性地固接到所述静止构件。

[0023] 方案5. 如方案4所述的多速变速器，其中，所述第三和第四扭矩传递机构在轴向上彼此相邻，并且在这两个扭矩传递机构之间没有所述行星齿轮组构件和其它扭矩传递机构。

[0024] 方案6. 如方案1所述的多速变速器，其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构的接合，所述输入构件与所述第二行星齿轮组的第三构件选择性地连接以便共同旋转。

[0025] 方案7. 如方案1所述的多速变速器，其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第六扭矩传递机构的接合，所述第二行星齿轮组的第二构件与所述第二行星齿轮组的第三构件选择性地连接以便共同旋转。

[0026] 方案8. 如方案1所述的多速变速器，其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第七扭矩传递机构的接合，所述第二行星齿轮组的第四构件固接到所述静止构件。

[0027] 方案9. 如方案1所述的多速变速器，其中，所述七个扭矩传递机构中的三个是带式制动器，所述带式制动器可选择性地接合，从而将所述复合行星齿轮组的不同的相应构件连接到所述静止构件。

[0028] 方案10. 如方案1所述的多速变速器，其中，所述第一复合行星齿轮组的第一、第二、第三、第四和第五构件分别是第一行星架构件、第一齿圈构件、第二齿圈构件、第一太阳齿轮构件和第二太阳齿轮构件；其中，所述第一行星架构件可旋转地支承彼此啮合的第一组和第二组小齿轮；其中，所述第一组小齿轮与所述第一齿圈构件和所述第二太阳齿轮构件啮合；其中，所述第二组小齿轮与所述第二齿圈构件和所述第一太阳齿轮构件啮合；

[0029] 其中，所述第二复合行星齿轮组的第一、第二、第三和第四构件分别是第二行星架构件、第三齿圈构件、第三太阳齿轮构件和第四齿圈构件；其中，所述第二行星架构件可旋转地支承第三组和第四组小齿轮；其中，所述第三组小齿轮与所述第三齿圈构件和所述第三太阳齿轮构件啮合；并且其中，所述第四组小齿轮与所述第三组小齿轮和所述第四齿圈构件啮合。

[0030] 方案11. 如方案1所述的多速变速器，其中，分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第一和第二扭矩传递机构的接合，所述输入构件能选择性地连接到所述第一复合行星齿轮组的第二和第三构件；

[0031] 其中，分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第三和第四扭矩传递机构的接合，所述第一复合行星齿轮组的第四和第五构件选择性地固接到所述静止构件；

[0032] 其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构的接合，所述输入构件与所述第二行星齿轮组的第三构件选择性地连接以便共同旋转；

[0033] 其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第六扭矩传递机构的接合，所述第二行星齿轮组的第二构件与所述第二行星齿轮组的第三构件选择性地连接以便共同旋转；以及[0034] 其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第七扭矩传递机构的接合，所述第二行星齿轮组的第四构件固接到所述静止构件。

[0035] 方案12. 如方案11所述的多速变速器，其中，当仅有所述第三、第四和第五扭矩传递机构被接合时，所述多达十五个的前进速比中的一个速比仅由所述第二复合行星齿轮组所决定。

[0036] 方案13. 如方案11所述的多速变速器，其中，当所述第七扭矩传递机构被接合并且所述第一和第二扭矩传递机构中的任一个以及所述第三和第四扭矩传递机构中的一个被接合或者所述第一和第二扭矩传递机构均被接合时，所述多达十五个的前进速比中的一个速比由自所述第一复合行星齿轮组至所述第二复合行星齿轮组的扭矩流所建立。 [0037] 方案14. 如方案11所述的多速变速器，其中，当所述第六扭矩传递机构被接合并且所述第一和第二扭矩传递机构中的任一个以及所述第三和第四扭矩传递机构中的一个被接合或者所述第一和第二扭矩传递机构均被接合时，所述多达十五个的前进速比中的一个速比仅由所述第一复合行星齿轮组所建立。

[0038] 方案15. 如方案11所述的多速变速器，其中，当所述第五扭矩传递机构被接合并且所述第一和第二扭矩传递机构中的任一个以及所述第三和第四扭矩传递机构中的一个被接合或者所述第一和第二扭矩传递机构均被接合时，所述多达十五个的前进速比中的一个速比由所述两个复合行星齿轮组所建立，并且旋转速度在所述第二复合行星齿轮组处相加。

[0039] 方案16. 一种多速变速器，包括：

[0040] 输入构件；

[0041] 输出构件；

[0042] 静止构件；

[0043] 第一和第二复合行星齿轮组；其中，所述第一复合行星齿轮组具有第一、第二、第三、第四和第五构件；其中，所述第二复合行星齿轮组具有第一、第二、第三和第四构件；其中，所述行星齿轮组的构件是太阳齿轮构件、齿圈构件和行星架构件；其中，所述第二复合行星齿轮组的第一构件与所述输出构件持续性地连接以便共同旋转；

[0044] 互连构件，其将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第二构件持续地连接以便共同旋转；

[0045] 七个可选择性接合的扭矩传递机构；

[0046] 其中，分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第一和第二扭矩传递机构的接合，所述输入构件能选择性地连接到所述第一复合行星齿轮组的第二和第三构件；

[0047] 其中，分别借助于所述七个扭矩传递机构中的第三和第四扭矩传递机构的接合，所述第一复合行星齿轮组的第四和第五构件选择性地固接到所述静止构件；

[0048] 其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构的接合，所述输入构件与所述第二行星齿轮组的第三构件选择性地连接以便共同旋转；

[0049] 其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第六扭矩传递机构的接合，所述第二行星齿轮组的第二构件与所述第二行星齿轮组的第三构件选择性地连接以便共同旋转；以及[0050] 其中，借助于所述七个扭矩传递机构中的第七扭矩传递机构的接合，所述第二行星齿轮组的第四构件固接到所述静止构件，所述七个扭矩传递机构能按三个的组合而接合以便在所述输入构件与所述输出构件之间建立多达十五个的前进速比以及一个倒档速比。

[0051] 从以下对用以实施本发明的最佳方式的详细描述中并结合附图，可以容易地了解本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。

附图说明

[0052] 图1是采用符号图形式的具有多速行星变速器的动力系的示意图。

[0053] 图2是描述图1中所示变速器的一些操作特性的真值表。

具体实施方式

[0054] 参照附图，其中类似的附图标记是指类似的部件，图1示出了具有发动机12(标记为E)、行星变速器14、和最终传动机构16(标记为FD)的动力系10。发动机12可由各种类型的燃料提供动力，以提高特定用途的效率和燃料经济性。这种燃料可以包括例如汽油、柴油、乙醇、二甲醚等。行星变速器14包括输入构件17，输入构件17与发动机12的输出构件(如曲轴)持续地连接，可选择地经由变矩器而连接。行星变速器14还包括行星齿轮装置18、以及与最终传动机构16持续连接的输出构件19；最终传动机构16是用于向车轮提供推进力。

[0055] 行星齿轮装置18包括两个复合行星齿轮组：第一复合行星齿轮组20、和第二复合行星齿轮组30。第一复合行星齿轮组20包括：两个太阳齿轮构件22、23，两个齿圈构件24、25，以及可旋转地支承第一和第二组小齿轮27、28的行星架构件26。小齿轮27与太阳齿轮构件22和齿圈构件24以及小齿轮28啮合。小齿轮28与太阳齿轮构件23和齿圈构件25啮合。行星架构件26被称为第一复合行星齿轮组20的第一构件，齿圈构件24和齿圈构件
25分别被称为第一复合行星齿轮组20的第二和第三构件。太阳齿轮构件23和太阳齿轮构件22分别被称为第一复合行星齿轮组20的第四和第五构件。

[0056] 第二复合行星齿轮组30包括：太阳齿轮构件32，两个齿圈构件34、35，以及可旋转地支承第一和第二组小齿轮37、38的行星架构件36。第一组小齿轮37与太阳齿轮构件32、齿圈构件34以及第二组小齿轮38啮合。小齿轮38与齿圈构件35啮合。行星架构件
26通过互连构件70与齿圈构件34持续地连接以便共同旋转。互连构件70可以是一个部件或者多个一体化的部件。行星架构件36被称为复合行星齿轮组30的第一构件。齿圈构件34被称为复合行星齿轮组30的第二构件。太阳齿轮构件32被称为复合行星齿轮组30的第三构件。齿圈构件35被称为复合行星齿轮组30的第四构件。

[0057] 变速器14还包括七个扭矩传递机构：第一扭矩传递机构C1、第二扭矩传递机构C2、第三扭矩传递机构C3、第四扭矩传递机构C4、第五扭矩传递机构C5、第六扭矩传递机构C6、和第七扭矩传递机构C7。扭矩传递机构C1、C2、C5和C6是旋转式离合器。扭矩传递机构C3、C4和C7是固定式离合器(也被称为制动器)，它们将复合行星齿轮组20、30的构件固接到静止构件40(如变速器壳体)。在其它实施例中，各扭矩传递机构可以是摩擦离合器、同步器、带式离合器、可选择的单向离合器、爪形离合器、以及其它可能类型的扭矩传递机构。

[0058] 在图1中仅示出了变速器14在由输入构件17所确立的旋转轴线上面的那一部分。行星齿轮组20、30以及扭矩传递机构C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7在输入构件17下面的那一部分(未图示)是大致对称的。

[0059] 如图1中所示，输入构件17不与任何齿轮构件持续地连接以便随之旋转。输出构件19与行星架构件36持续地连接以便共同旋转。行星架构件26是复合行星齿轮组20的唯一与复合行星齿轮组30的任何齿轮构件(即，与齿圈构件34)持续连接以便共同旋转的构件。

[0060] 第一扭矩传递机构 C1(也被称为离合器C1)可选择性地接合，从而将输入构件17与齿圈构件24连接以便共同旋转。第二扭矩传递机构C2(也被称为离合器C2)可选择性地接合，从而将输入构件17与齿圈构件25连接以便共同旋转。第三扭矩传递机构C3(也被称为制动器C3)可选择性地接合，从而将太阳齿轮构件23固接到静止构件40。第四扭矩传递机构C4(也被称为制动器C4)可选择性地接合，从而将太阳齿轮构件22固接到静止构件40。第五扭矩传递机构C5(也被称为离合器C5)可选择性地接合，从而将输入构件17与太阳齿轮构件32连接以便共同旋转。第六扭矩传递机构C6(也被称为离合器C6)可选择性地接合，从而将齿圈构件34与太阳齿轮构件32连接以便共同旋转(并且也利用互连构件
70将行星架构件26与太阳齿轮构件32连接以便共同旋转)。第七扭矩传递机构C7(也被称为制动器C7)可选择性地接合，从而将齿圈构件35固接到静止构件40。制动器C3、C4和C7可以是带式制动器，该带式制动器复杂程度较低并且没有与摩擦片式制动器相关的旋转损失(spin loss)。

[0061] 如图1中所示，离合器C1和C2在轴向上彼此相邻，并且在离合器C1、C2之间没有其它的离合器或制动器并且没有行星齿轮组20、30的构件。以这种方式将离合器C1和C2彼此相邻定位，会使得流向离合器C1和C2的液压流体流能够经过大部分共同的供给通道。简化液压供给通道以及减小供给通道的总长度，可简化变速器14的生产并且使得使用较小的用于液压系统的泵成为可能。同样地，制动器C3和C4在轴向上彼此相邻，并且在这两个制动器之间没有其它的扭矩传递机构或者行星齿轮组构件。

[0062] 如图2的真值表中所示，扭矩传递机构C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7可按三个的组合而选择性地接合(在表中列出为档位状态)，从而提供多达十五个的前进速比和一个倒档速比。图2中所示的相应的数字传动比得自以下的第一复合行星齿轮组20的齿轮齿数：齿圈构件24与太阳齿轮构件22的传动比为-3.14，其中行星架构件26被停止(仅为了计算的目的)；齿圈构件25与太阳齿轮构件23的传动比为-2.2，其中行星架构件26被停止(仅为了计算的目的)；齿圈构件34与太阳齿轮构件32的传动比为-2.2，其中行星架构件
26被停止(只是了计算的目的)；并且齿圈构件35与太阳齿轮构件32的传动比为3.9，其中行星架构件36被停止(仅为了计算的目的)。

[0063] 因此，有九个减速传动速比(第1至第9)、一个直接传动(第10)速比和五个超速传动速比(第11和第15)。利用以上所列出的传动比，而获得图2中所列出的速比步级（ratio step）。如图2中所示，在前进速比中速比步级是非常均等的，从而导致平稳的换档感和燃料效率的提高，这是因为发动机12在各速比下仅需要在窄的速度范围内运行。

[0064] 可以选择其它的齿轮齿数和相应的传动比，以实现有利于特定变速器用途的速比和速比步级。变速器设计领域的普通技术人员将会理解如何选择期望的齿数。

[0065] 为了建立倒档速比，离合器C5以及制动器C7被接合。扭矩自输入构件17经接合的离合器C5沿中间轴50被传递至太阳齿轮构件32，并且经第二复合行星齿轮组30被传递至行星架构件36和输出构件19。输出构件19则在与输入构件17的旋转方向相反的方向上旋转。

[0066] 为了建立第一速比，制动器C3和C4以及离合器C5 被接合。因为复合行星齿轮组20的二个齿轮构件被固接，所以整个行星齿轮组20是静止的，并且仅行星齿轮组30是起作用的以影响速比。因为行星架构件26是静止的，所以齿圈构件34是静止的。扭矩自输入构件17被传递至中间轴50，如倒档速比中的那样，并且经复合行星齿轮组30通过被停止的齿圈34被传递至行星架构件36和输出构件19。输入构件17与输出构件19在相同的方向上旋转，如在所有前进速比中那样。

[0067] 在第二前进速比中，离合器C1以及制动器C3和C7 被接合。扭矩自输入构件17经复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至复合行星齿轮组30并且被传递至行星架构件和输出构件19。因此，经过第一和第二复合行星齿轮组20、30的传动比，会影响输入构件17与输出构件19之间的速比。从第一前进速比换挡至第二前进速比是双转换换档，因为第二前进速比与第一前进速比相比有两个不同的扭矩传递机构被接合。

[0068] 在第三前进速比中，离合器C2以及制动器C4和C7被接合。扭矩自输入构件17经复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至复合行星齿轮组30并且被传递至行星架构件36和输出构件19。因此，经过第一和第二复合行星齿轮组20、30的传动比，会影响输入构件17与输出构件19之间的速比。通过第一复合行星齿轮组建立了不同于第二前进速比的速比，因为是离合器C2以及制动器C4被接合而不是离合器C1和制动器 C3被接合。通过第二复合行星齿轮组30所建立的速比与第二前进速比相同。从第二前进速比换档至第三前进速比是双转换换档，因为第三前进速比与第二前进速比相比有两个不同的扭矩传递机构被接合。

[0069] 在第四前进速比中，离合器C1和C2以及制动器C7 被接合。扭矩自输入构件17经复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至复合行星齿轮组30并且被传递至行星架构件和输出构件19。因为行星齿轮组20的两个齿圈构件24、25以相同的速度旋转，所以行星齿轮组20的所有部件均以相同的速度旋转。因此，经过第二复合行星齿轮组30的传动比，会影响输入构件17与输出构件19之间的速比。因为离合器C1和C2被接合并且制动器C3和制动器C4均不被接合，所以通过第一复合行星齿轮组建立了不同于第二或第三前进速比的速比。通过第二复合行星齿轮组30所建立的速比与第二和第三前进速比相同。从第三前进速比换档至第四前进速比是单转换换档，因为第四前进速比与第三前进速比相比只有一个不同的扭矩传递机构被接合。

[0070] 在第五前进速比中，离合器C1和C6以及制动器C3被接合。扭矩自输入构件17经第一复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至第二复合行星齿轮组30并且被传递至行星架构件36和输出构件19。因为离合器C6将齿圈构件34与太阳齿轮构件32连接以便共同旋转，所以复合行星齿轮组30的所有部件一致地旋转，并且第二复合行星齿轮组30的齿数或传动比对输出构件19的速度没有影响。因此，仅经过第一复合行星齿轮组20的传动比，会影响输入构件17与输出构件19之间的速比。从第四前进速比换挡至第五前进速比是双转换换档，因为第五前进速比与第四前进速比相比有两个不同的扭矩传递机构被接合。

[0071] 在第六前进速比中，离合器C2和C6以及制动器C4 被接合。扭矩自输入构件17经第一复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至第二复合行星齿轮组30并且被传递至行星架构件36和输出构件19。因为离合器C6将齿圈构件34与太阳齿轮构件32连接以便共同旋转，所以第二复合行星齿轮组30的所有部件一致地旋转，并且第二复合行星齿轮组30的齿数和传动比对输入构件17与输出构件19的速比没有影响。因此，只有通过第一复合行星齿轮组20的传动比，会影响输入构件17与输出构件19之间的速比。通过第一复合行星齿轮组20建立了不同于第五前进速比的速比，因为离合器C2和制动器C4被接合而不是离合器C1和制动器C3被接合。从第五前进速比换档至第六前进速比是双转换换档，因为第六前进速比与第五前进速比相比有两个不同的扭矩传递机构被接合。

[0072] 在第七前进速比中，离合器C1和C5以及制动器C3被接合。扭矩自输入构件17经复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至复合行星齿轮组30的齿圈构件34。扭矩还自输入构件17沿中间构件50被传递至太阳齿轮构件32。因此，通过复合行星齿轮组30将齿圈构件34处的扭矩与太阳齿轮构件32处的扭矩相加后传递至输出构件19。因此，经过第一复合行星齿轮组20以及第二复合行星齿轮组30的传动比，都会影响输入构件17与输出构件19之间的速比，并且齿圈构件34和太阳齿轮构件32处的扭矩输入均被传递至第二复合行星齿轮组30。通过第一复合行星齿轮组20建立了不同于第六前进速比的速比，因为离合器C1和制动器C3 被接合而不是离合器C2和制动器C4被接合。第二复合行星齿轮组30也会影响输入构件17与输出构件19之间的速比，这与第六前进速比中的情况不同，在第六前进速比中第二复合行星齿轮组30的部件一致地旋转。从第六前进速比换档至第七前进速比是三转换换档，因为在第七前进速比中被接合的全部三个扭矩传递机构与在第六前进速比中被接合的扭矩传递机构是不同的。优选地，变速器14将以少于所有十五个可获得前进速比的速比而操作，并且换档将是从第六前进速比至第八前进速比，该换档只是单转换换档。

[0073] 在第八前进速比中，离合器C2和C5以及制动器C4 被接合。扭矩自输入构件17经复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至复合行星齿轮组30的齿圈构件34。扭矩也自输入构件17沿中间构件50被传递至太阳齿轮构件32。因此，通过复合行星齿轮组30将齿圈构件34处的扭矩与太阳齿轮构件32处的扭矩相加后传递至输出构件19。因此，经过第一复合行星齿轮组20和第二复合行星齿轮组30的传动比均会影响输入构件17与输出构件19之间的速比，并且在齿圈构件34和太阳齿轮构件 32处的扭矩输入均被传递至第二复合行星齿轮组30。通过第一复合行星齿轮组20建立了不同于第七前进速比的速比，因为离合器C2和制动器C4 被接合而不是离合器C1和制动器C3被接合。从第七前进速比换档至第八前进速比是双转换换档。如果变速器14以少于所有十五个可获得前进速比的速比而操作并且进行从第六前进速比至第八前进速比的换档，那么该换档将只是单转换换档。 [0074] 在第九前进速比中，离合器C1以及制动器C4和C7被接合。扭矩自输入构件17经复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至复合行星齿轮组30并且被传递至行星架构件36和输出构件19。因此，经过第一和第二复合行星齿轮组20、30的传动比，均会影响输入构件17与输出构件19之间的速比。通过第一复合行星齿轮组20建立了不同于第八前进速比的速比，因为离合器C1和制动器C4被接合而不是离合器C2和制动器C4被接合。从第八前进速比换档至第九前进速比是双转换换档。然而，因为第八和第九前进速比在数字上非常接近，所以变速器可任选地仅以这两个前进速比中的一个速比来操作。

[0075] 第十前进速比是直接传动速比(即，其中输入构件17的速度与输出构件19的速度相同，并且复合行星齿轮组20、30的传动比没有影响)。第十前进速比是借助于离合器C1和C2的接合以及离合器C5和C6中的任一个的接合而建立。在图2中，用带括号的X来表示离合器C5和C6的接合是择一的。因为离合器C1和C2均被接合，所以输入构件17的速度被同时传递至齿圈构件24和25，从而导致复合行星齿轮组20的所有部件以相同的速度旋转。借助于离合器C5的接合或者通过离合器C6的接合，输入构件17的速度沿互连构件70被提供至齿圈构件34并且被提供至太阳齿轮构件32。因此，复合行星齿轮组20、30的所有部件均以相同速度旋转，并且输出构件19的速度与输入构件17的速度相同。

[0076] 在第十一前进速比中，离合器C2以及制动器C3和C7被接合。扭矩自输入构件17经复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至复合行星齿轮组30并且被传递至行星架构件36和输出构件19。因此，经过第一和第二复合行星齿轮组20、30的传动比，均会影响输入构件17与输出构件19之间的速比。从第十前进速比换档至第十一前进速比是双转换换档。然而，因为第十和第十一前进速比在数字上是非常接近的，所以变速器可仅以这两个前进速比中的一个而操作。

[0077] 在第十二前进速比中，离合器C1和C5以及制动器C4 被接合。扭矩自输入构件17经复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至复合行星齿轮组30的齿圈构件34。扭矩也自输入构件17沿中间构件50被传递至太阳齿轮构件32。因此，通过复合行星齿轮组30将齿圈构件34处的扭矩与太阳齿轮构件32处的扭矩相加后传递至输出构件19。因此，经过第一复合行星齿轮组20和第二复合行星齿轮组30的传动比均会影响输入构件17与输出构件19之间的速比，并且齿圈构件34和太阳齿轮构件32处的扭矩输入均被传递至第二复合行星齿轮组30。从第十一前进速比换档至第十二前进速比是三转换换档。如果变速器14以少于所有十五个可获得的前进速比(例如，没有第十一前进速比，因为它在数值上接近于第十前进速比)的速比而操作并且进行从第十前进速比至第十二前进速比的换档，那么它只是单转换换档。

[0078] 在第十三前进速比中，离合器C1和C6以及制动器C4被接合。扭矩自输入构件17经第一复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至第二复合行星齿轮组30并且被传递至行星架构件36和输出构件19。因为离合器C6将齿圈构件34与太阳齿轮构件32连接以便共同旋转，所以第二复合行星齿轮组30的所有部件一致地旋转，并且第二复合行星齿轮组30的齿数或传动比对输出构件19的速度没有影响。因此，只有经过第一复合行星齿轮组20的传动比，会影响输入构件17与输出构件19之间的速比。从第十二前进速比换档至第十三前进速比是单转换换档，因为第十三前进速比与第十二前进速比相比只有一个不同的扭矩传递机构被接合。

[0079] 在第十四前进速比中，离合器C2和C5以及制动器C3 被接合。扭矩自输入构件17经第一复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至第二复合行星齿轮组30的齿圈构件
34。扭矩也自输入构件17沿中间构件50被传递至太阳齿轮构件32。因此，通过第二复合行星齿轮组30将齿圈构件34处的扭矩与太阳齿轮构件32处的扭矩相加后传递至输出构件19。因此，经过第一复合行星齿轮组20和第二复合行星齿轮组30的传动比均会影响输入构件17与输出构件19之间的速比，并且齿圈构件34和太阳齿轮构件32处的扭矩输入均被传递至第二复合行星齿轮组30。从第十三前进速比换档至第十四前进速比是三转换换档。如果变速器14以少于所有十五个可获得前进速比(即，没有第十三前进速比，因为它在数值上接近于第十四前进速比)的速比而操作并且进行从第十二到第十四前进速比的换档，那么这将会是双转换换档，或者如果进行从第十一至第十四前进速比的换档，那么这将只是单变速器换挡。

[0080] 在第十五前进速比中，离合器C2和C6以及制动器C3 被接合。扭矩自输入构件17经第一复合行星齿轮组20沿互连构件70被传递至第二复合行星齿轮组30并且被传递至行星架构件36和输出构件19。因为离合器C6将齿圈构件34与太阳齿轮构件32连接以便共同旋转，所以第二复合行星齿轮组30的所有部件一致地旋转，并且第二复合行星齿轮组30的齿数或传动比对输出构件19的速度没有影响。因此，只有经过第一复合行星齿轮组20的传动比，会影响输入构件17与输出构件19之间的速比。从第十四前进速比换档至第十五前进速比是单转换换档，因为第十五前进速比与第十四前进速比相比只有一个不同的扭矩传递机构被接合。

[0081] 如上所述，通过按不同的组合来接合扭矩传递机构C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7，而具有十五个可获得的前进速比和一个倒档速比。前进速比可以根据它们对变速器14的四个不同操作模式之一的建立而进行分组。第一操作模式(在该模式中第一复合行星齿轮组20对输入构件17与输出构件19之间的数字速比没有影响)是借助于上述第一前进速比中的扭矩传递机构的接合而建立。因为第一复合行星齿轮组20的所有部件均以相同速度旋转，所以只有经过第二复合行星齿轮组30的传动比会影响第一前进速比。

[0082] 第二操作模式(在该模式中所有的扭矩在流经第二复合行星齿轮组30之前均流经第一复合行星齿轮组20)是借助于上述第二、第三、第四、第九和第十一前进速比中的扭矩传递机构的接合而建立。在第二操作模式的这些速比中，扭矩仅在一个输入处(齿圈构件34)自第一复合行星齿轮组20被提供至第二复合行星齿轮组30。

[0083] 第三操作模式(在该模式中只有经过第一复合行星齿轮组20的传动比会影响输入构件17与输出构件19之间的速比)是借助于上述第五、第六以及可选的第十、第十三和第十五前进速比中的一个的扭矩传递机构的接合而建立。在第三操作模式中，由于离合器C6的接合而使第二复合行星齿轮组30的所有部件均以相同的速度旋转，因此第二复合行星齿轮组的传动比对输入构件17与输出构件19之间的前进速比没有影响。

[0084] 第四操作模式(在该模式中扭矩沿两条不同的流动路径流至第二复合行星齿轮组30)是通过第七、第八以及可选的第十、第十二和第十四前进速比中的一个的扭矩传递机构的接合而建立。在第四操作模式中，在两个输入处(齿圈构件34和太阳齿轮构件32)将扭矩从第一复合行星齿轮组20提供至第二复合行星齿轮组30，并且通过第二行星齿轮组30将这些部件的速度相加。

[0085] 尽管可获得十五个前进速比，但是因为第一至第十五前进速比中的许多数字速比在数值上是接近的，所以变速器14任选地可作为六速变速器、七速变速器、九速变速器或者作为少于全部十五个的前进速比的任意其它组合(如十一速变速器)而操作。例如，为了使变速器14作为六速变速器而操作，存储于对控制流到扭矩传递机构的液压流体流的阀进行控制的控制器中的算法，可仅建立倒档速比以及建立上述的第三、第六、第八和可选的第十、第十四以及第十五前进速比中的一个作为第一、第二、第三、第四、第五和第六前进速比。在这样的六速变速器中，在相继的前进速比之间将会没有双转换换档。

[0086] 为了使变速器14作为七速变速器而操作，将应用六速变速器中所描述的六个前进速比、以及图2的第四前进速比。在这种七速变速器中，将会只有一个双转换换档，即在第二与第三前进速比之间(即，在上述的第四与第六前进速比之间)。

[0087] 为了使变速器14作为八速变速器而操作，将应用七速变速器中所描述的七个前进速比、以及图2的第十三前进速比。在这种八速变速器中，将会有两个双转换换档，即在第三与第四前进速比之间(即，在上述的第四与第六前进速比之间)、以及在第六与第七速比之间(即，在图2的第十三与第十四前进速比之间)。

[0088] 为了使变速器14作为十一速变速器进行操作，将应用八速变速器中所描述的八个前进速比、以及五个其它可能的前进速比中的任意三个。优选地，所述其它三个速比将会是图2的第一、第二和第五速比。选择应用哪一个速比，将会基于各速比步级中的哪个速比步级对于动力系10的特定用途是最期望的。在这种十一速变速器中，将会有五个双转换换档。变速器14也能够以少于六个的前进速比、以九个前进速比、以十个前进速比、以十一个前进速比、以十二个前进速比、以十三个前进速比、或者以十四个前进速比而操作。

[0089] 动力系10可与混合动力车辆共用部件，这样的组合可以在“电量耗尽模式（charge-depleting mode）”下运行。就本发明而言，“电量耗尽模式”是如下模式：车辆主要由电动机/发电机提供动力，使得当车辆到达其目的地时电池被耗尽或者几乎被耗尽。换句话说，在电量耗尽模式期间，发动机12仅仅运行到对确保在到达目的地之前电池不被耗尽所必需的程度。常规混合动力车辆以“电量维持模式”运行，在该模式中如果电池电量水平下降至预定水平(例如，25%)以下，那么发动机会自动运行以给电池再充电。因此，通过以电量耗尽模式运行，混合动力车辆可以节省部分或全部的燃料，否则在常规混合动力车辆中这些燃料将会被消耗以维持25%的电池电量水平。应当理解的是，如果在到达目的地之后能够通过插入能量源而给电池再充电，那么混合动力车辆的动力系优选仅以电量耗尽模式运行。

[0090] 虽然已经详细描述了用以实施本发明的最佳方式，但是本发明相关领域的技术人员将会认识到在所附权利要求的范围内用以实施本发明的各种替代的设计和实施例。