CN101994791B - 具有三个行星齿轮组的多速变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有三个行星齿轮组的多速变速器。提供一种变速器，具有输入构件、输出构件、三个行星齿轮组、多个联接构件和多个扭矩传递装置。所述行星齿轮组中的每个包括第一、第二和第三构件。所述扭矩传递装置包括离合器和制动器。

Description

具有三个行星齿轮组的多速变速器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年8月5日提交的美国临时申请No.61/231,573的优先权，上述申请在此作为参考全文引入。

技术领域

本发明总体上涉及具有多个行星齿轮组和多个扭矩传递装置的多速变速器，且更具体地涉及具有五个或更多速度、三个行星齿轮组和多个扭矩传递装置的变速器。

背景技术

该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能会或可能不会构成现有技术。

典型的多速变速器使用摩擦离合器、行星齿轮装置和固定互连件的组合来实现多个传动比。行星齿轮组的数量和物理设置通常由包装、成本和期望速度比规定。

虽然当前变速器实现其预期目的，但是对新式和改进变速器配置的需要实质上是持续不断的，所述变速器配置展现改进的性能(尤其是从效率、响应性和平滑性的角度看)和改进的包装(主要是减少尺寸和重量)。因此，需要改进的、成本有效的、紧凑的多速变速器。

发明内容

提供一种变速器，所述变速器具有输入构件、输出构件、三个行星齿轮组、多个联接构件和多个扭矩传递装置。所述行星齿轮组中的每个包括第一、第二和第三构件。所述扭矩传递装置例如是离合器和制动器。

在本发明的另一个实施例中，提供一种变速器，所述变速器具有第一、第二和第三行星齿轮组，所述第一、第二和第三行星齿轮组各具有太阳轮、行星架构件和齿圈。此外，输入构件与第三行星齿轮组的太阳轮连续地连接以便共同旋转。输出构件与第三行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转。第一互连构件将第一行星齿轮组的行星架构件与第二行星齿轮组的齿圈连续地互连。第二互连构件将第一行星齿轮组的齿圈与第二行星齿轮组的行星架构件连续地互连。第三互连构件将第二行星齿轮组的齿圈与第三行星齿轮组的齿圈连续地互连。第一扭矩传递机构可选择性地接合以将第二行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的太阳轮互连。第二扭矩传递机构可选择性地接合以将第二行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的行星架构件互连。第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连。第四扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的行星架构件与固定构件互连。所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

在本发明的又一个实施例中，提供一种变速器，所述变速器具有第一、第二和第三行星齿轮组，所述第一、第二和第三行星齿轮组各具有太阳轮、行星架构件和齿圈。此外，输入构件与第三行星齿轮组的太阳轮连续地连接以便共同旋转。输出构件与第三行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转。另外，第一互连构件将第一行星齿轮组的行星架构件与第二行星齿轮组的行星架构件连续地互连。第二互连构件将第一行星齿轮组的齿圈与第二行星齿轮组的齿圈连续地互连。第三互连构件将第二行星齿轮组的行星架构件与第三行星齿轮组的齿圈连续地互连。第一扭矩传递机构可选择性地接合以将第三行星齿轮组的太阳轮和输入构件与第二行星齿轮组的太阳轮互连。第二扭矩传递机构可选择性地接合以将第二行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的行星架构件互连。第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组的齿圈与固定构件互连。第四扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连。所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

在本发明的另一个实施例中，提供一种变速器，所述变速器具有第一、第二和第三行星齿轮组，所述第一、第二和第三行星齿轮组各具有太阳轮、行星架构件和齿圈。此外，输入构件与第三行星齿轮组的太阳轮连续地连接以便共同旋转。输出构件与第三行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转。第一互连构件将第一行星齿轮组的行星架构件与第二行星齿轮组的行星架构件连续地互连。第二互连构件将第一行星齿轮组的齿圈与第二行星齿轮组的太阳轮连续地互连。第三互连构件将第二行星齿轮组的行星架构件与第三行星齿轮组的齿圈连续地互连。第一扭矩传递机构可选择性地接合以将第二行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的行星架构件互连。第二扭矩传递机构可选择性地接合以将第二行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的太阳轮互连。第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第二行星齿轮组的齿圈与固定构件互连。第四扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连。所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

方案1.一种变速器，包括：

输入构件；

输出构件；

各具有第一、第二和第三构件的第一、第二和第三行星齿轮组；

第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件连续地互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件连续地互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第一构件与所述第三行星齿轮组的所述第一构件连续地互连；和

四个扭矩传递机构，所述扭矩传递机构均可选择性地接合以将所述第一、第二和第三构件中的至少一个与所述第一、第二、第三构件以及固定构件中的至少另一个互连，且

其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

方案2.根据方案1所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第一个可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的第三构件与所述第三行星齿轮组的第三构件互连。

方案3.根据方案2所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第二个可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的第三构件与所述第三行星齿轮组的第二构件互连。

方案4.根据方案3所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连。

方案5.根据方案4所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第四个可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的第三构件和所述第二行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连。

方案6.根据方案1所述的变速器，其中，所述输入构件与第三行星齿轮组的第三构件连续地连接以便共同旋转。

方案7.根据方案1所述的变速器，其中，所述输出构件与第三行星齿轮组的第二构件连续地连接以便共同旋转。

方案8.根据方案1所述的变速器，其中，第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第三构件以及第三行星齿轮组的第三构件是太阳轮，第一、第二和第三行星齿轮组的第二构件是行星架构件，第一行星齿轮组的第三构件、第二行星齿轮组的第一构件以及第三行星齿轮组的第一构件是齿圈。

方案9.一种变速器，包括：

输入构件；

输出构件；

各具有第一、第二和第三构件的第一、第二和第三行星齿轮组；

第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件连续地互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第三构件连续地互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第二构件与所述第三行星齿轮组的所述第三构件连续地互连；和

四个扭矩传递机构，所述扭矩传递机构均可选择性地接合以将所述第一、第二和第三构件中的至少一个与所述第一、第二、第三构件以及固定构件中的至少另一个互连，且

其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

方案10.根据方案9所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第一个可选择性地接合以将所述第三行星齿轮组的第一构件和所述输入构件与所述第二行星齿轮组的第一构件互连。

方案11.根据方案10所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第二个可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第二构件互连。

方案12.根据方案11所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的第三构件与所述固定构件互连。

方案13.根据方案12所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第四个可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连。

方案14.根据方案9所述的变速器，其中，所述输入构件与第三行星齿轮组的第一构件连续地连接以便共同旋转。

方案15.根据方案9所述的变速器，其中，所述输出构件与第三行星齿轮组的第二构件连续地连接以便共同旋转。

方案16.根据方案9所述的变速器，其中，第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件以及第三行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一、第二和第三行星齿轮组的第二构件是行星架构件，第一行星齿轮组的第三构件、第二行星齿轮组的第三构件以及第三行星齿轮组的第三构件是齿圈。

方案17.一种变速器，包括：

输入构件；

输出构件；

各具有第一、第二和第三构件的第一、第二和第三行星齿轮组；

第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮组的所述第三构件连续地互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件连续地互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述第三行星齿轮组的所述第三构件连续地互连；和

四个扭矩传递机构，所述扭矩传递机构均可选择性地接合以将所述第一、第二和第三构件中的至少一个与所述第一、第二、第三构件以及固定构件中的至少另一个互连，且

其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

方案18.根据方案17所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第一个可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第二构件互连。

方案19.根据方案18所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第二个可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第一构件互连。

方案20.根据方案19所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连。

方案21.根据方案20所述的变速器，其中，所述四个扭矩传递机构中的第四个可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连。

方案22.根据方案21所述的变速器，其中，所述输入构件与第三行星齿轮组的第一构件连续地连接以便共同旋转。

方案23.根据方案22所述的变速器，其中，所述输出构件与第三行星齿轮组的第二构件连续地连接以便共同旋转。

方案24.根据方案23所述的变速器，其中，第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件以及第三行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一和第三行星齿轮组的第二构件以及第二行星齿轮组的第三构件是行星架构件，第一行星齿轮组的第三构件、第二行星齿轮组的第二构件以及第三行星齿轮组的第三构件是齿圈。

方案25.一种变速器，包括：

各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二和第三行星齿轮组；

输入构件，所述输入构件与第三行星齿轮组的太阳轮连续地连接以便共同旋转；

输出构件，所述输出构件与第三行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转；

第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第二行星齿轮组的所述齿圈连续地互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述齿圈与所述第二行星齿轮组的所述行星架构件连续地互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将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齿圈连续地互连；

第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮互连；

第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的行星架构件互连；

第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；以及

第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的齿圈和所述第二行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连；以及

其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

方案26.一种变速器，包括：

各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二和第三行星齿轮组；

输入构件，所述输入构件与第三行星齿轮组的太阳轮连续地连接以便共同旋转；

输出构件，所述输出构件与第三行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转；

第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第二行星齿轮组的所述行星架构件连续地互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述齿圈与所述第二行星齿轮组的所述齿圈连续地互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述行星架构件与所述第三行星齿轮组的齿圈连续地互连；

第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第三行星齿轮组的太阳轮和所述输入构件与所述第二行星齿轮组的太阳轮互连；

第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的行星架构件互连；

第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组的齿圈与固定构件互连；以及

第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；

其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

方案27.一种变速器，包括：

各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二和第三行星齿轮组；

输入构件，所述输入构件与第三行星齿轮组的太阳轮连续地连接以便共同旋转；

输出构件，所述输出构件与第三行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转；

第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第二行星齿轮组的所述行星架构件连续地互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述齿圈与所述第二行星齿轮组的所述太阳轮连续地互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述行星架构件与所述第三行星齿轮组的齿圈连续地互连；

第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的行星架构件互连；

第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮互连；

第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第二行星齿轮组的齿圈与固定构件互连；以及

第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；

其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

本发明的其它特征、方面和益处通过参考后述说明和附图显而易见，在附图中，相同的附图标记表示同样的部件、元件或特征。

附图说明

本文所述的附图仅用于图示说明的目的，且不打算以任何方式限制本发明的范围。

图1是根据本发明的五速变速器的一个实施例的杠杆图；

图2是根据本发明的五速变速器的一个实施例的示意图；

图3是示出了在图1和2所示的变速器的可用前进和倒档速度或传动比的每个中的各种扭矩传递元件的接合状态的真值表；

图4是根据本发明的五速变速器的另一个实施例的杠杆图；

图5是根据本发明的五速变速器的另一个实施例的示意图；

图6是示出了在图4和5所示的变速器的可用前进和倒档速度或传动比的每个中的各种扭矩传递元件的接合状态的真值表；

图7是根据本发明的五速变速器的又一个实施例的杠杆图；

图8是根据本发明的五速变速器的又一个实施例的示意图；和

图9是示出了在图7和8所示的变速器的可用前进和倒档速度或传动比的每个中的各种扭矩传递元件的接合状态的真值表。

具体实施方式

以下说明本质上仅为示范性的且绝不意图限制本发明、应用、或使用。

首先，应当理解的是，本发明的五速自动变速器的实施例在三个行星齿轮组的元件之间具有永久机械连接设置。第一行星齿轮组的第二部件或元件永久性地联接到第二行星齿轮组的第一部件或元件。第一行星齿轮组的第三部件或元件永久性地联接到第二行星齿轮组的第二部件或元件。第三行星齿轮组的第一部件或元件永久性地联接到第一行星齿轮组的第二部件或元件且联接到第二行星齿轮组的第一部件或元件。

现在参考图1，以杠杆图形式示出了五速变速器10的实施例。杠杆图是机械装置(如自动变速器)的部件的示意图。每个独立的杠杆表示行星齿轮组，其中行星齿轮的三个基本机械部件均由节点表示。因而，单个杠杆包含三个节点：一个用于太阳轮，一个用于行星齿轮行星架，一个用于齿圈。在一些情况下，两个杠杆可以组合成具有三个以上节点(通常四个节点)的单个杠杆。例如，如果两个不同杠杆上的两个节点通过固定连接件互连，那么它们可表示为单个杠杆上的单个节点。每个杠杆的节点之间的相对长度可以用于表示每个相应齿轮组的齿圈-太阳轮比。继而，这些杠杆比用于改变变速器的传动比以实现合适的比和比级数。各个行星齿轮组的节点之间的机械联接件或互连件由细的水平线表示，且扭矩传递装置(例如离合器和制动器)表示为交织的指形物。杠杆图的形式、目的和使用的进一步阐述可见于Benford和Leising的SAE论文810102“The Lever Analogy：A NewTool in Transmission Analysis”，该论文作为参考全部引入。

变速器10包括：输入轴或构件12、第一行星齿轮组14、第二行星齿轮组16、第三行星齿轮组18以及输出轴或构件22。在图1的杠杆图中，第一行星齿轮组14和第二行星齿轮组16的杠杆已经组合成具有第一节点14A、第二节点16A，14B、第三节点14C，16B和第四节点16C的单个四节点杠杆14、16。第三行星齿轮组18具有三个节点：第一节点18A、第二节点18B和第三节点18C。输入构件12连续地联接到第三行星齿轮组18的第三节点18C。输出构件22联接到第三行星齿轮组18的第二节点18B。第一行星齿轮组14的第二节点14B联接到第二行星齿轮组16的第一节点16A。第一行星齿轮组14的第三节点14C联接到第二行星齿轮组16的第二节点16B。第三行星齿轮组18的第一节点18A联接到第二节点16A，14B。

第一离合器26将第二行星齿轮组16的第三节点16C与第三行星齿轮组18的第三节点18C且与输入构件或轴12选择性地连接。第二离合器28将第二行星齿轮组16的第三节点16C与第三行星齿轮组18的第二节点18B选择性地连接。第一制动器32将第一行星齿轮组14的第一节点14A与固定构件或变速器壳体50选择性地连接。第二制动器34将第二节点14C，16B与固定构件或变速器壳体50选择性地连接。

现在参考图2，杆状图示出了根据本发明的五速变速器10的实施例的示意性布局。在图2中，图1的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被相应地示出，而行星齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。

例如，行星齿轮组14包括太阳轮构件14A、齿圈构件14C和行星齿轮行星架构件14B，行星齿轮行星架构件14B可旋转地支撑一组行星齿轮14D(仅示出其中一个)。太阳轮构件14A与第一轴或互连构件42连接以便共同旋转。齿圈构件14C与第二轴或互连构件44连接以便共同旋转。行星架构件14B与第三轴或互连构件46连接以便共同旋转。行星齿轮14D中的每个均配置成与太阳轮构件14A和齿圈构件14C两者互相啮合。

行星齿轮组16包括太阳轮构件16C、齿圈构件16A和行星齿轮行星架构件16B，行星齿轮行星架构件16B可旋转地支撑一组行星齿轮16D(仅示出其中一个)。太阳轮构件16C与第四轴或互连构件48连接以便共同旋转。齿圈构件16A与第三轴或互连构件46和第六轴或互连构件54连接以便共同旋转。行星架构件16B与第二轴或互连构件44连接以便共同旋转。行星齿轮16D中的每个均配置成与太阳轮构件16C和齿圈构件16A两者互相啮合。

行星齿轮组18包括太阳轮构件18C、齿圈构件18A和行星齿轮行星架构件18B，行星齿轮行星架构件18B可旋转地支撑一组行星齿轮18D(仅示出其中一个)。太阳轮构件18C与第五轴或互连构件52和输入轴或构件12连接以便共同旋转。齿圈构件18A与第六轴或互连构件54连接以便共同旋转。行星架构件18B与第七轴或互连构件56且与输出轴或构件22连接以便共同旋转。行星齿轮18D中的每个均配置成与太阳轮构件18C和齿圈构件18A两者互相啮合。

输入轴或构件12连续地连接到发动机(未示出)或变矩器的涡轮机(未示出)。输出轴或构件22与最终传动单元或分动箱(未示出)连续地连接。

扭矩传递机构(或者，离合器26、28以及第一制动器32和第二制动器34)允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和壳体的选择性互连。例如，第一离合器26可选择性地接合以将第四轴或互连构件48与第五轴或互连构件52连接。第二离合器28可选择性地接合以将第四轴或互连构件48与第七轴或互连构件56连接。第一制动器32可选择性地接合以将第一轴或互连构件42与固定元件或变速器壳体50连接，以限制构件42相对于变速器壳体50旋转。第二制动器34可选择性地接合以将第二轴或互连构件44与固定元件或变速器壳体50连接，以限制构件44相对于变速器壳体50旋转。

现在参考图2和3，将描述五速变速器10的实施例的操作。应当理解的是，变速器10能够将扭矩以至少五个前进速度或扭矩比和至少一个倒档速度或扭矩比从输入轴或构件12传输给输出轴或构件22。每个前进和倒档速度或扭矩比通过接合扭矩传递机构(即，第一离合器26、第二离合器28、第一制动器32和第二制动器34)中的一个或多个而获得，如下文阐述的那样。图3是示出了被起用或接合以实现各种档位状态的扭矩传递机构的各种组合的真值表。框中的“X”指的是具体离合器或制动器被接合以实现期望档位状态。“O”表示具体扭矩传递装置(即，制动器或离合器)处于接通或有效，但是不承载扭矩。“G”表示原地换档元件(garage shift element)在变速器模式选择器或换档器(驻车、倒档、空档、驱动档或低档选择器)从倒档移动至驱动档时必须接通并承载扭矩且在换档回到倒档时必须断开。也示出各种档位状态的实际数值传动比，但是应当理解的是，这些数值仅仅是示例性的且它们可以在大的范围内调节以适合变速器10的各种应用和操作标准。可使用本发明的实施例获得的传动比的示例也在图3示出。当然，取决于选择的齿轮直径、齿轮齿数和齿轮配置，可实现其它传动比。

为了建立倒档，接合或起用第一离合器26和第二制动器34。第一离合器26将第四轴或互连构件48与第五轴或互连构件52连接。第二制动器34将第二轴或互连构件44与固定元件或变速器壳体50连接，以限制构件44相对于变速器壳体50旋转。类似地，通过离合器和制动器接合的不同组合实现五个前进比，如图3所示。

应当理解的是，五速变速器10的操作和档位状态的前述阐述假设，首先，在给定档位状态未具体提及的所有离合器均无效或脱离，其次，在至少相邻档位状态之间的换档(即，改变档位状态)期间，在两个档位状态均接合或起用的离合器将保持接合或起用。

在本发明的另一个实施例中，提供变速器100且在图4中以杠杆图形式示出。变速器100包括：输入轴或构件120、第一行星齿轮组140、第二行星齿轮组160、第三行星齿轮组180以及输出轴或构件220。在图4的杠杆图中，第一行星齿轮组140具有三个节点：第一节点140A、第二节点140B和第三节点140C。第二行星齿轮组160具有三个节点：第一节点160A、第二节点160B和第三节点160C。第三行星齿轮组180具有三个节点：第一节点180A、第二节点180B和第三节点180C。

输入构件120连续地联接到第三行星齿轮组180的第一节点180A。输出构件220联接到第三行星齿轮组180的第二节点180B。第一行星齿轮组140的第二节点140B联接到第二行星齿轮组160的第二节点160B。第一行星齿轮组140的第三节点140C联接到第二行星齿轮组160的第三节点160C。第二行星齿轮组160的第二节点160B联接到第三行星齿轮组180的第三节点180C。

第一离合器126将第三行星齿轮组180的第一节点180A和输入构件或轴120与第二行星齿轮组160的第一节点160A选择性地连接。第二离合器128将第三行星齿轮组180的第二节点180B和输出构件或轴220与第二行星齿轮组160的第一节点160A选择性地连接。第一制动器132将第一行星齿轮组140的第三节点140C与固定构件或变速器壳体150选择性地连接。第二制动器134将第一行星齿轮组140的第一节点140A与固定构件或变速器壳体150选择性地连接。

现在参考图5，杆状图示出了根据本发明的五速变速器100的实施例的示意性布局。在图5中，图4的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被相应地示出，而行星齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。

例如，行星齿轮组140包括太阳轮构件140A、齿圈构件140C和行星齿轮行星架构件140B，行星齿轮行星架构件140B可旋转地支撑一组行星齿轮140D(仅示出其中一个)。太阳轮构件140A通过第一轴或互连构件142连接到固定构件或变速器壳体150。齿圈构件140C连接到第二轴或互连构件144和第三轴或互连构件146。行星架构件140B与第四轴或互连构件148连接以便共同旋转。行星齿轮140D中的每个均配置成与太阳轮构件140A和齿圈构件140C两者互相啮合。

行星齿轮组160包括太阳轮构件160A、齿圈构件160C和行星齿轮行星架构件160B，行星齿轮行星架构件160B可旋转地支撑一组行星齿轮160D(仅示出其中一个)。太阳轮构件160A与第五轴或互连构件152和第六轴或互连构件154连接以便共同旋转。齿圈构件160C与第三轴或互连构件146连接以便共同旋转。行星架构件160B与第四轴或互连构件148和第七轴或互连构件156连接以便共同旋转。行星齿轮160D中的每个均配置成与太阳轮构件160A和齿圈构件160C两者互相啮合。

行星齿轮组180包括太阳轮构件180A、齿圈构件180C和行星齿轮行星架构件180B，行星齿轮行星架构件180B可旋转地支撑一组行星齿轮180D(仅示出其中一个)。太阳轮构件180A与输入轴或构件120连接以便共同旋转。齿圈构件180C与第七轴或互连构件156连接以便共同旋转。行星架构件180B与第八轴或互连构件158和输出轴或构件220以便连接共同旋转。行星齿轮180D中的每个均配置成与太阳轮构件180A和齿圈构件180C两者互相啮合。

输入轴或构件120连续地连接到发动机(未示出)或变矩器的涡轮机(未示出)或输入离合器(未示出)。输出轴或构件220与最终传动单元或分动箱(未示出)连续地连接。

扭矩传递机构(或者，离合器126、128以及第一制动器132和第二制动器134)允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和壳体的选择性互连。例如，第一离合器126可选择性地接合以将输入轴或构件120与第五轴或互连构件152连接。第二离合器128可选择性地接合以将第六轴或互连构件154与第八轴或互连构件158连接。第一制动器132可选择性地接合以将第二轴或互连构件144与固定元件或变速器壳体150连接，以限制构件144相对于变速器壳体150旋转。第二制动器134可选择性地接合以将第一轴或互连构件142与固定元件或变速器壳体150连接，以限制构件142相对于变速器壳体150旋转。

现在参考图4和5，将描述五速变速器100的实施例的操作。应当理解的是，变速器100能够将扭矩以至少五个前进速度或扭矩比和至少一个倒档速度或扭矩比从输入轴或构件120传输给输出轴或构件220。每个前进和倒档速度或扭矩比通过接合扭矩传递机构(即，第一离合器126、第二离合器128、第一制动器132和第二制动器134)中的一个或多个而获得，如下文阐述的那样。图6是示出了被起用或接合以实现各种档位状态的扭矩传递机构的各种组合的真值表。框中的“X”指的是具体离合器或制动器被接合以实现期望档位状态。“O”表示具体扭矩传递装置(即，制动器或离合器)处于接通或有效，但是不承载扭矩。“G”表示原地换档元件在变速器模式选择器或换档器(驻车、倒档、空档、驱动档或低档选择器)从倒档移动至驱动档时必须接通并承载扭矩且在换档回到倒档时必须断开。也示出各种档位状态的实际数值传动比，但是应当理解的是，这些数值仅仅是示例性的且它们可以在大的范围内调节以适合变速器100的各种应用和操作标准。可使用本发明的实施例获得的传动比的示例也在图6示出。当然，取决于选择的齿轮直径、齿轮齿数和齿轮配置，可实现其它传动比。

为了建立倒档，接合或起用第一离合器126和第一制动器132。第一离合器126将输入轴或构件120与第五轴或互连构件152连接。第一制动器132将第二轴或互连构件144与固定元件或变速器壳体150连接，以限制构件144相对于变速器壳体150旋转。类似地，通过离合器和制动器接合的不同组合实现五个前进比，如图6所示。

应当理解的是，五速变速器100的操作和档位状态的前述阐述假设，首先，在给定档位状态未具体提及的所有离合器均无效或脱离，其次，在至少相邻档位状态之间的换档(即，改变档位状态)期间，在两个档位状态均接合或起用的离合器将保持接合或起用。

在本发明的又一个实施例中，提供变速器200且在图7中以杠杆图形式示出。变速器200包括：输入轴或构件320、第一行星齿轮组240、第二行星齿轮组260、第三行星齿轮组280以及输出轴或构件420。在图7的杠杆图中，第一行星齿轮组240具有三个节点：第一节点240A、第二节点240B和第三节点240C。第二行星齿轮组260具有三个节点：第一节点260A、第二节点260B和第三节点260C。第三行星齿轮组280具有三个节点：第一节点280A、第二节点280B和第三节点280C。

输入构件320连续地联接到第三行星齿轮组280的第一节点280A。输出构件420联接到第三行星齿轮组280的第二节点280B。第一行星齿轮组240的第二节点240B联接到第二行星齿轮组260的第三节点260C。第一行星齿轮组240的第三节点240C联接到第二行星齿轮组260的第一节点260A。第二行星齿轮组260的第三节点260C联接到第三行星齿轮组280的第三节点280C。

第一离合器226将第二行星齿轮组260的第一节点260A与第二行星齿轮组280的第二节点280B和输出构件或轴420选择性地连接。第二离合器228将第二行星齿轮组260的第一节点260A与第三行星齿轮组280的第一节点280A和输入构件或轴320选择性地连接。第一制动器232将第二行星齿轮组260的第二节点260B与固定构件或变速器壳体250选择性地连接。第二制动器234将第一行星齿轮组240的第一节点240A与固定构件或变速器壳体250选择性地连接。

现在参考图8，杆状图示出了根据本发明的五速变速器200的实施例的示意性布局。在图8中，图7的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被相应地示出，而行星齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。

例如，行星齿轮组240包括太阳轮构件240A、齿圈构件240C和行星齿轮行星架构件240B，行星齿轮行星架构件240B可旋转地支撑一组行星齿轮240D(仅示出其中一个)。太阳轮构件240A通过第一轴或互连构件242连接到固定构件或变速器壳体250。齿圈构件240C连接到第二轴或互连构件244。行星架构件240B与第三轴或互连构件246连接以便共同旋转。行星齿轮240D中的每个均配置成与太阳轮构件240A和齿圈构件240C两者互相啮合。

行星齿轮组260包括太阳轮构件260A、齿圈构件260B和行星齿轮行星架构件260C，行星齿轮行星架构件260C可旋转地支撑第一组行星齿轮260D(仅示出其中一个)和第二组行星齿轮260E(仅示出其中一个)。太阳轮构件260A与第二轴或互连构件244和第四轴或互连构件248连接以便共同旋转。齿圈构件260B被连接到第一制动器232，用于将构件260B选择性地连接到变速器壳体250。行星架构件260C与第三轴或互连构件246和第五轴或互连构件252连接以便共同旋转。第一组行星齿轮260D中的每个均配置成与太阳轮构件260A和第二组行星齿轮260E两者互相啮合。第二组行星齿轮260E中的每个均配置成与齿圈构件260B和第一组行星齿轮260D两者互相啮合。

行星齿轮组280包括太阳轮构件280A、齿圈构件280C和行星齿轮行星架构件280B，行星齿轮行星架构件280B可旋转地支撑一组行星齿轮280D(仅示出其中一个)。太阳轮构件280A与输入轴或构件320且与第六轴或互连构件254连接以便共同旋转。齿圈构件280C与第五轴或互连构件252连接以便共同旋转。行星架构件280B与第七轴或互连构件256和输出轴或构件420以便连接共同旋转。行星齿轮280D中的每个均配置成与太阳轮构件280A和齿圈构件280C两者互相啮合。

输入轴或构件320连续地连接到发动机(未示出)或变矩器的涡轮机(未示出)或输入离合器(未示出)。输出轴或构件420与最终传动单元或分动箱(未示出)连续地连接。

扭矩传递机构(或者，离合器226、228以及第一制动器232和第二制动器234)允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和壳体的选择性互连。例如，第一离合器226可选择性地接合以将输入轴或构件248与第五轴或互连构件256连接。第二离合器228可选择性地接合以将第四轴或互连构件248与第六轴或互连构件254连接。第一制动器232可选择性地接合以将齿圈构件260B与固定元件或变速器壳体250连接，以限制构件260B相对于变速器壳体250旋转。第二制动器234可选择性地接合以将第一轴或互连构件242与固定元件或变速器壳体250连接，以限制构件242相对于变速器壳体250旋转。

现在参考图7和8，将描述五速变速器200的实施例的操作。应当理解的是，变速器200能够将扭矩以至少五个前进速度或扭矩比和至少一个倒档速度或扭矩比从输入轴或构件320传输给输出轴或构件420。每个前进和倒档速度或扭矩比通过接合扭矩传递机构(即，第一离合器226、第二离合器228、第一制动器232和第二制动器234)中的一个或多个而获得，如下文阐述的那样。图9是示出了被起用或接合以实现各种档位状态的扭矩传递机构的各种组合的真值表。框中的“X”指的是具体离合器或制动器被接合以实现期望档位状态。“O”表示具体扭矩传递装置(即，制动器或离合器)处于接通或有效，但是不承载扭矩。“G”表示原地换档元件在变速器模式选择器或换档器(驻车、倒档、空档、驱动档或低档选择器)从倒档移动至驱动档时必须接通并承载扭矩且在换档回到倒档时必须断开。也示出各种档位状态的实际数值传动比，但是应当理解的是，这些数值仅仅是示例性的且它们可以在大的范围内调节以适合变速器200的各种应用和操作标准。可使用本发明的实施例获得的传动比的示例也在图9示出。当然，取决于选择的齿轮直径、齿轮齿数和齿轮配置，可实现其它传动比。

为了建立倒档，接合或起用第二离合器228和第一制动器232。第二离合器228将第四轴或互连构件248与第六轴或互连构件254连接。第一制动器232将齿圈构件260B与固定元件或变速器壳体250连接，以限制构件260B相对于变速器壳体250旋转。类似地，通过离合器和制动器接合的不同组合实现五个前进比，如图9所示。

应当理解的是，五速变速器200的操作和档位状态的前述阐述假设，首先，在给定档位状态未具体提及的所有离合器均无效或脱离，其次，在至少相邻档位状态之间的换档(即，改变档位状态)期间，在两个档位状态均接合或起用的离合器将保持接合或起用。

本发明的说明本质上仅仅是示例性的且不偏离本发明实质的变型意在处于本发明的范围内。这种变型被认为不偏离本发明的精神和范围。

Claims (3)

1.一种变速器，包括：

各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二和第三行星齿轮组；

输入构件，所述输入构件与第三行星齿轮组的太阳轮连续地连接以便共同旋转；

输出构件，所述输出构件与第三行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转；

第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第二行星齿轮组的所述齿圈连续地互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述齿圈与所述第二行星齿轮组的所述行星架构件连续地互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将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齿圈连续地互连；

第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮互连；

第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的行星架构件互连；

第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；以及

第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的齿圈和所述第二行星齿轮组的行星架构件与所述固定构件互连；以及

其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

2.一种变速器，包括：

各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二和第三行星齿轮组；

输入构件，所述输入构件与第三行星齿轮组的太阳轮连续地连接以便共同旋转；

输出构件，所述输出构件与第三行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转；

第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第二行星齿轮组的所述行星架构件连续地互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述齿圈与所述第二行星齿轮组的所述齿圈连续地互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述行星架构件与所述第三行星齿轮组的齿圈连续地互连；

第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第三行星齿轮组的太阳轮和所述输入构件与所述第二行星齿轮组的太阳轮互连；

第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的行星架构件互连；

第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第一行星齿轮组的齿圈与固定构件互连；以及

第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；

其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

3.一种变速器，包括：

各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二和第三行星齿轮组；

输入构件，所述输入构件与第三行星齿轮组的太阳轮连续地连接以便共同旋转；

输出构件，所述输出构件与第三行星齿轮组的行星架构件连续地连接以便共同旋转；

第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第二行星齿轮组的所述行星架构件连续地互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述齿圈与所述第二行星齿轮组的所述太阳轮连续地互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的所述行星架构件与所述第三行星齿轮组的齿圈连续地互连；

第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的行星架构件互连；

第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第二行星齿轮组的太阳轮与所述第三行星齿轮组的太阳轮互连；

第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第二行星齿轮组的齿圈与固定构件互连；以及

第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第一行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；

其中，所述扭矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少五个前进速度比和至少一个倒档速度比。

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