CN101319708A

CN101319708A - 带双区域离合器活塞的八速自动变速器

Info

Publication number: CN101319708A
Application number: CNA2008101083881A
Authority: CN
Inventors: S·P·穆尔曼; J·E·马拉诺; A·W·菲利普斯
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2028-06-06
Also published as: US20080305911A1; US7736264B2; CN101319708B

Abstract

本发明提供一种带双区域离合器活塞的八速自动变速器，包括四个行星齿轮组和五个扭矩传递装置，其可操作以提供八个前进速度比。在两个不同的速度比期间，至少其中一个扭矩传递装置是接合的。该扭矩传递装置包括活塞，其部分地限定两个分开且可独立进行加压的室。因此，对于其中扭矩传递装置需要高的扭矩容量的速度比而言，这种变速器可使这两个室进行加压，并且对于其中扭矩传递装置需要低的扭矩容量的速度比而言，只对其中一个室进行加压。

Description

带双区域离合器活塞的八速自动变速器

本申请要求享有于2007年6月8日提交的美国临时申请第60/942,690号的权益，其通过引用而完整地结合在本文中。

技术领域

本发明涉及变速器，其具有行星齿轮装置，用于选择性地将行星齿轮装置的部件联接到其它部件上的扭矩传递装置，以及部分地限定独立的压力室以用于促动扭矩传递装置的活塞。

背景技术

某些多速变速器其特征在于离合器在各种齿轮状态下承受的扭矩量的差异。离合器的扭矩容量(torque capacity)至少部分地由液压促动的活塞施加于离合器片和离合器盘上的轴向力来确定。活塞的作用力由液压流体的压力和暴露于液压流体的活塞的表面面积来确定。因而，暴露于液压的离合器活塞的表面面积必须适合于产生针对最大的离合器扭矩状态所需要的轴向力。

带有大的扭矩容量的离合器在施加于活塞上的液压和离合器扭矩之间具有较大的增益。压力控制上的很小的误差可能导致较大的离合器扭矩误差。在带较低的机械增益的速度比中，所引起的离合器扭矩误差可能占完成换档所需要的总扭矩的极大的百分比。

发明内容

一种变速器，包括输入部件、输出部件、固定部件以及第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组。各个齿轮组包括第一部件、第二部件和第三部件。第一行星齿轮组的第一部件持续地可操作地连接在第二行星齿轮组的第一构件上，以便共同旋转。第二行星齿轮组的第二部件持续地可操作地连接在第三行星齿轮组的第二部件上，以便共同旋转。第一行星齿轮组的第三部件持续地可操作地连接在第四行星齿轮组的第三部件上，以便共同旋转。第三行星齿轮组的第一部件持续地可操作地连接在第四行星齿轮组的第一部件上，以便共同旋转。

第一行星齿轮组的第二部件持续地可操作地连接在输入部件上，以便共同旋转。第三行星齿轮组的第二部件持续地可操作地连接在输出部件上，以便共同旋转。

变速器还包括第一扭矩传递装置、第二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置和第五扭矩传递装置，其可操作以选择性地将行星齿轮组的部件与输入部件、固定部件或与行星齿轮组的其它部件连接，以提供至少八个前进速度比。至少其中一个扭矩传递装置包括活塞，其部分地限定两个独立的压力室，并且响应于压力室中的液压而可选择性地移动。

这里提供的变速器改进了现有技术，因为在其中一个扭矩传递装置需要相对较大的扭矩容量的情况下，这两个活塞室都可进行加压以提供所需要的扭矩容量。在扭矩传递装置需要相对较低的扭矩容量的情况下，可以只对其中一个室进行加压，从而减少压力误差所引起的扭矩干扰量。

从以下结合附图对实现本发明的最佳模式的详细描述中，将很容易明晰本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。

附图说明

图1显示了根据本发明的变速器的杠杆图；

图2显示了与图1杠杆图相对应的棒形图；

图3是指示在不同的速度比期间，图1和图2的变速器的扭矩传递装置所需要的扭矩容量的表；

图4是图1和图2的变速器的一部分的示意性的侧视图，该部分包括其中一个扭矩传递装置；且

图4a是泵和变速器的一部分液压回路的示意图。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的变速器10的杠杆图。以下将参照图2的棒形图来描述这种机构，其中相似的标号表示图1中相似的构件。参看图1和图2，变速器10包括第一行星齿轮组14、第二行星齿轮组18、第三行星齿轮组22和第四行星齿轮组26。各个齿轮组14，18，22，26包括相应的第一部件、第二部件和第三部件。

更具体地说，行星齿轮组14包括恒星齿轮部件30、环形齿轮部件34和行星托架38。行星齿轮40可相对于行星托架38进行旋转安装，并且与环形齿轮部件34及恒星齿轮部件30啮合地相接合。行星齿轮组18包括恒星齿轮部件42、环形齿轮部件46和行星托架50。行星齿轮52可相对于行星托架50进行旋转安装，并且与环形齿轮部件46及恒星齿轮部件42啮合地相接合。行星齿轮组22包括恒星齿轮部件54、环形齿轮部件58和行星托架62。行星齿轮64可相对于行星托架62进行旋转安装，并且与环形齿轮部件58及恒星齿轮部件54啮合地相接合。行星齿轮组26包括恒星齿轮部件66、环形齿轮部件70和行星托架74。行星齿轮76可相对于行星托架74进行旋转安装，并且与环形齿轮部件70及恒星齿轮部件66啮合地相接合。

应该注意，在用于权利要求时，行星齿轮组的第一部件、第二部件和第三部件并不必然地指特定类型的部件；因而例如，第一部件可以是环形齿轮部件、恒星齿轮部件或行星托架组件中的其中任何一个部件。类似地，在用于权利要求时，相应的两个或更多齿轮组的第一部件、第二部件和第三部件可以是或不是相同类型的部件。

变速器10还包括输入部件80，其持续地可操作地连接在行星托架38上，以便随其共同旋转。输出部件84持续地可操作地连接在行星托架62上，以便随其共同旋转。恒星齿轮部件30和恒星齿轮部件66通过互连部件88而持续地可操作地相互连接在一起，以便共同旋转。行星托架50和行星托架62通过互连部件92而持续地可操作地相互连接在一起，以便共同旋转。恒星齿轮部件42和环形齿轮部件34通过互连部件96而持续地可操作地相互连接在一起，以便共同旋转。行星托架74和环形齿轮部件58通过互连部件100而持续地可操作地相互连接在一起，以便共同旋转。

变速器10还包括多个扭矩传递装置，其选择性地接合，以便将行星齿轮组的部件与输入部件、固定部件或与行星齿轮组的其它部件联接。扭矩传递装置104是离合器，其配置成选择性地将输入部件80及行星托架38联接到环形齿轮部件54上，以便共同旋转。扭矩传递装置108是离合器，其配置成选择性地将互连部件96、恒星齿轮部件42及环形齿轮部件34联接到恒星齿轮部件54上，以便共同旋转。扭矩传递装置112是离合器，其配置成选择性地将环形齿轮部件46联接到恒星齿轮部件54上，以便共同旋转。扭矩传递装置116是制动器，其配置成选择性地将互连部件88、恒星齿轮部件30及恒星齿轮部件66联接到固定部件，例如变速器外壳118上。扭矩传递装置120是制动器，其配置成选择性地将环形齿轮部件70联接到外壳118上。

参看图3，其描绘了用于扭矩传递装置104，108，112，116，120的换档逻辑顺序，其在输入部件80和输出部件84之间提供了八个前进速度比和一个倒档速度比。参看图1-3，当扭矩传递装置116，120和112接合，且扭矩传递装置108和104脱离接合时，获得倒档速度比。

当扭矩传递装置116，120和104接合，且扭矩传递装置108和112脱离接合时，获得第一前进速度比。当扭矩传递装置116，120和108接合，且扭矩传递装置104和112脱离接合时，获得第二前进速度比。当扭矩传递装置120，108和104接合，且扭矩传递装置116和112脱离接合时，获得第三前进速度比。当扭矩传递装置120，108和112接合，且扭矩传递装置116和104脱离接合时，获得第四前进速度比。当扭矩传递装置120，104和112接合，且扭矩传递装置116和108脱离接合时，获得第五前进速度比。当扭矩传递装置108，104和112接合，且扭矩传递装置116和120脱离接合时，获得第六前进速度比。当扭矩传递装置116，104和112接合，且扭矩传递装置120和108脱离接合时，获得第七前进速度比。当扭矩传递装置116，108和112接合，且扭矩传递装置120和104脱离接合时，获得第八前进速度比。

参看图4，其示意性地显示了扭矩传递装置120，其中相似的标号表示图1和图2中相似的构件。扭矩传递装置120包括多个均匀地间隔开的压力板124，其可操作地连接在外壳118上。扭矩传递装置120还包括多个盘片128，其彼此间隔开，并且可操作地连接在环形齿轮部件70上。如本领域中的技术人员所理解的那样，至少各个板124的一部分设置在两个盘片128之间。

扭矩传递装置120还包括活塞132，其被复位弹簧，即盘形弹簧134偏压到如图4中所示的脱离接合位置。当活塞132处于脱离接合位置时，其对板124和盘片128不起作用；因而盘片128和环形齿轮部件70可相对于板124和外壳118自由旋转。活塞132选择性地轴向移动而与板124及盘片128相接合，从而将板124和盘片128压缩在一起，使得板124和盘片128，并因而环形齿轮部件70和外壳118不能彼此相对旋转。

活塞132的表面，其特征在于第一区域136和第二区域140。第一区域136与变速器结构144协作，从而限定第一活塞室150，并且第二区域140与变速器结构144协作，从而限定第二活塞室154。第一室和第二室150，154选择性地与加压流体源，例如泵(图4a中以160显示)保持流体连通。

更具体地说，参照图4和4a，阀门164可选择性地在打开位置和关闭位置之间移动。当阀门164处于其打开位置时，第一室150通过导管168而与泵160保持流体连通。当阀门164处于其关闭位置时，阀门164防止在泵160和第一室150之间的流体连通。阀门172可选择性地在打开位置和关闭位置之间移动。当阀门172处于其打开位置时，第二室154通过导管176而与泵保持流体连通。当阀门172处于其关闭位置时，阀门172防止在第二室154和泵160之间的流体连通。阀门164，172包括促动器，例如螺旋管，其造成阀门164，172在其相应的打开位置和关闭位置之间移动。阀门164，172可操作地连接在控制器180上，从而受其控制。

变速器结构144限定三个轴向定向的表面184，188，192。活塞132包括三个轴向定向的表面196，200，204。表面184和196定位成可在活塞132平移期间保持彼此相接触；表面188和200定位成可在活塞132平移期间保持彼此相接触；并且表面192和204定位成可在活塞132平移期间保持彼此相接触。

通过表面184和196的之间的接触，以及在表面188和200之间的接触对室150进行密封。通过表面188和200的之间的接触，以及在表面192和204之间的接触对室154进行密封。在表面184，188，192，196，200，204之间可采用密封(未显示)，以进一步密封第一室和第二室150，154。第一室和第二室150，154彼此并不流体连通；也就是说，来自导管168的流体或流体压力影响第一室150，但不影响第二室154。类似地，来自导管176的流体或流体压力影响第二室154，但不影响第一室150。因此，控制器180可以分开且独立地对第一室和第二室150，154进行加压。

更具体地说，通过打开阀门164，并将阀门172保持在其关闭位置，控制器180造成第一室150被加压，而第二室154仍保持未被加压。通过打开阀门172，并将阀门164保持在其关闭位置，控制器180造成第一室150保持未被加压，而第二室154被加压。通过促使阀门164，172同时打开，控制器造成对这两室150，154的同时加压。

第一区域136设置成使得室150中的压力作用于第一区域136，以克服盘形弹簧134的偏压，并使活塞132轴向移动而与板124及盘片128相接合。类似地，第二区域140设置成使得室154中的压力作用于第二区域140，以克服盘形弹簧134的偏压，并使活塞132轴向移动而与板124及盘片128相接合。

只对室150，154的其中一个室进行加压比对这两室150，154进行加压产生较少的活塞力，并因此产生较小的扭矩传递装置120的扭矩容量。在只对室150，154的其中一个室进行加压的条件下，给定的压力误差量会产生比这两室150，154都承受相同的压力误差量时更小的扭矩干扰量。

扭矩传递装置116和112类似于扭矩传递装置120，其具有相应的带独立室的活塞，控制器180可对所述室进行分开且独立的加压。如图3中所示，对于倒档和第一速度比，扭矩传递装置116需要相对较高的扭矩容量，并且对于第二、第七和第八速度比，扭矩传递装置116需要相对较低的扭矩容量。对于倒档、第一、第二和第三速度比，扭矩传递装置120需要相对较高的扭矩容量，并且对于第四和第五速度比，扭矩传递装置120需要相对较低的扭矩容量。对于倒档速度比，扭矩传递装置112需要相对较高的扭矩容量，并且对于第四、第五、第六、第七和第八速度比，扭矩传递装置112需要相对较低的扭矩容量。

在扭矩传递装置116，120，112中的其中任一个扭矩传递装置需要相对较高的扭矩容量时，控制器180通过程序而对扭矩传递装置的两个活塞室进行加压。在扭矩传递装置116，120，112中的其中任一个扭矩传递装置需要相对较低的扭矩容量时，控制器80通过程序而只对扭矩传递装置的其中一个活塞室进行加压。

更具体地说，在倒档速度比和第一速度比时，对扭矩传递装置116的两个活塞室进行加压，并且在换档至第二、第七和第八速度比时，只对扭矩传递装置116的其中一个活塞室进行加压。在倒档、第一、第二和第三速度比时，对扭矩传递装置120的活塞132的两个室150，154进行加压，并且在换档至第四和第五速度比时，只对扭矩传递装置120活塞132的其中一个室进行加压。在倒档速度比中，对扭矩传递装置112的两个活塞室进行加压，并且在换档至第四、第五、第六、第七和第八速度比时，只对扭矩传递装置112的其中一个活塞室进行加压。应该注意，在换档期间只对一个室进行加压的情况下，可能需要在换档之后对两个区域进行加压，以减少整个管线的压力(泵压力)，以提高燃料的经济性。

因而，对于其中需要大的离合器扭矩容量来完成换档的速度比而言，将对两个活塞室或区域进行加压。当换档至需要较小的离合器扭矩容量的速度比时，将只对其中一个室或区域进行加压。结果是同完成换档所需要的扭矩相比，扭矩干扰所引起的任何压力误差都比较小。另外，利用较小的区域冲击离合器将减少起动换档所需要的油量。结果减少了换档延迟。

虽然已经详细介绍了用于实现本发明的最佳模式，但是与本发明相关领域的技术人员应该懂得在附属权利要求的范围内，可制作各种备选设计和实施例来实践本发明。

Claims

1.一种变速器，包括：

输入部件；输出部件；固定部件；

第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组，其各具有相应的第一部件、第二部件和第三部件；

所述第一行星齿轮组的所述第一部件持续地可操作地连接在所述第二行星齿轮组的所述第一部件上，以便共同旋转；

所述第二行星齿轮组的所述第二部件持续地可操作地连接在所述第三行星齿轮组的所述第二部件上，以便共同旋转；

所述第一行星齿轮组的所述第三部件持续地可操作地连接在所述第四行星齿轮组的所述第三部件上，以便共同旋转；

所述第三行星齿轮组的所述第一部件持续地可操作地连接在所述第四行星齿轮组的所述第一部件上，以便共同旋转；

所述第一行星齿轮组的所述第二部件持续地可操作地连接在所述输入部件上，以便共同旋转；

所述第三行星齿轮组的所述第二部件持续地可操作地连接在所述输出部件上，以便共同旋转；

第一扭矩传递装置、第二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置和第五扭矩传递装置，其可操作以选择性地将所述行星齿轮组的部件与所述输入部件、所述固定部件或与所述行星齿轮组的其它部件连接，以提供至少八个前进速度比；

至少其中一个所述扭矩传递装置包括活塞，其部分地限定第一压力室和第二压力室，并且响应于所述压力室中的液压而可选择性地移动。

2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，还包括泵，其选择性地与所述第一压力室及第二压力室保持流体连通。

3.根据权利要求2所述的变速器，其特征在于，还包括至少一个阀门，其可选择性地进行控制，以提供其中所述第一压力室和第二压力室都与所述泵保持流体连通的第一状态；其中所述第一压力室及第二压力室都不与所述泵保持流体连通的第二状态；以及其中所述第一压力室和第二压力室中只有其中一个压力室与所述泵保持流体连通的第三状态。

4.根据权利要求3所述的变速器，其特征在于，还包括控制器，其可操作地连接在所述至少一个阀门上，并配置成控制其操作。

5.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第一扭矩传递装置配置成选择性地将所述第一行星齿轮组的所述第二部件及所述输入部件与所述第三行星齿轮组的所述第三部件联接，以便共同旋转；

其中，所述第二扭矩传递装置配置成选择性地将所述第一行星齿轮组的所述第一部件及所述第二行星齿轮组的所述第一部件与所述第三行星齿轮组的所述第三部件联接，以便共同旋转；

其中，所述第三扭矩传递装置配置成选择性地将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三部件联接，以便共同旋转；

其中，所述第四扭矩传递装置配置成选择性地将所述第一行星齿轮组的所述第三部件及所述第四行星齿轮组的所述第三部件接地至所述固定部件上；以及

其中，所述第五扭矩传递装置配置成选择性地将所述第四行星齿轮组的所述第二部件接地至所述固定部件上。

6.一种变速器，包括：

输入部件；输出部件；固定部件；

所述第三行星齿轮组的所述第二部件持续地可操作地连接在所述输出部件上，以便共同旋转；以及

至少其中一个所述扭矩传递装置包括多个相对于所述行星齿轮组的其中一个所述部件或所述固定部件进行安装的板、多个相对于所述行星齿轮组的另一所述部件或所述固定部件进行安装的盘片、以及活塞，其部分地限定两个独立的压力室，并且响应于所述压力室中的液压而可选择性地移动，从而使所述板与所述盘片相接合。

7.一种变速器，包括：

输入部件；输出部件；固定部件；

第一扭矩传递装置，其配置成选择性地将所述第一行星齿轮组的所述第二部件及所述输入部件与所述第三行星齿轮组的所述第三部件联接，以便共同旋转；

第二扭矩传递装置，其配置成选择性地将所述第一行星齿轮组的所述第一部件及所述第二行星齿轮组的所述第一部件与所述第三行星齿轮组的所述第三部件联接，以便共同旋转；

第三扭矩传递装置，其配置成选择性地将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三部件联接，以便共同旋转；

第四扭矩传递装置，其配置成选择性地将所述第一行星齿轮组的所述第三部件及所述第四行星齿轮组的所述第三部件接地至所述固定部件上；和

第五扭矩传递装置，其配置成选择性地将所述第四行星齿轮组的所述第二部件接地至所述固定部件上；

其中，所述第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置和第五扭矩传递装置中的每一个包括相应的活塞，其部分地限定相应的第一室和第二室，并且配置成响应于所述相应的第一室和第二室中的压力而移动。

8.根据权利要求7所述的变速器，其特征在于，还包括泵，其配置成供应加压流体；多个阀门，其配置成选择性地控制部分地由所述活塞限定的所述各个室中来自所述泵的压力；以及控制器，其配置成控制所述阀门。