CN102410344B - 具有自动和手动模式的多档变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有自动和手动模式的多档变速器。具体地，公开了一种变速器，其具有：输入构件；输出构件；和分别具有第一、第二和第三构件的第一、第二、第三和第四行星齿轮组。多个互连构件使行星齿轮组中的一个行星齿轮组的第一、第二和第三构件中的一个构件与行星齿轮组中的另一行星齿轮组的第一、第二和第三构件中的一个构件持续地互连。五个扭矩传递机构能够以至少三个的组合的方式选择性地接合，以在输入构件与输出构件之间建立至少八个前进档速比和至少一个倒档速比。五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构是可选择单向离合器，其可接合以使第一行星齿轮组的第三构件与固定构件互连。

Description

具有自动和手动模式的多档变速器

技术领域

本发明涉及一种多档变速器，所述多档变速器具有多个行星齿轮组和可选择性地接合的扭矩传递装置，以便在自动模式和手动模式中获得多个传动比。

背景技术

在该部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能构成或可能不构成现有技术。

多档变速器使用离合器、行星齿轮布置和固定互连的组合来获得多个传动比。在一个示例中，摩擦式离合器用于变速器，并且选择性地接合以获得特定的传动比。然而，当脱离时，摩擦离合器倾向于在离合器的输入构件与输出构件之间存在相对运动时产生拖曳（或阻力），这可能导致降低的燃料经济性。

在改善燃料经济性的努力中，可以使用单向离合器来代替摩擦离合器，以将动力从第一输入构件传递至第二从动构件。单向离合器在第一方向中传递扭矩，而在第二相反的方向中则释放或脱开联接。一旦释放，则驱动构件在相对于第一方向的第二相反方向中自由地旋转，并且单向离合器可超速运转或空转（freewheel）。这允许车辆以滑行或滑移（gliding）模式行进，在所述滑行或滑移模式中传动系与发动机脱开联接，因而消除了与传动系转动发动机相关联的任何损耗。

发动机制动发生在以下情况中：至驱动构件的扭矩被减小，其中驱动构件与从动构件保持彼此联接，并且作为以减小的动力和泵作用力来转动发动机的结果的反扭矩被传递以努力减小从动构件的速度。然而，空转的单向离合器使从动构件和驱动构件脱开联接，从而使得发动机制动不可能。因此，除非包括诸如附加的离合器之类的附加部件以选择性地使驱动构件和从动构件联接，否则在以单向离合器操作的车辆中，发动机制动将不起作用。

因此，尽管当前的变速器实现了它们预期的目的，但存在对新的、改进的变速器的需求，其中该变速器在具有改进的性能的同时还允许发动机制动。

发明内容

提供了一种变速器，其具有：输入构件；输出构件；分别具有第一、第二和第三构件的第一、第二、第三和第四行星齿轮组；使第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件持续地互连的第一互连构件；使第一行星齿轮组的第二构件与第四行星齿轮组的第三构件持续地互连的第二互连构件；使第二行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第一构件持续地互连的第三互连构件；使第三行星齿轮组的第二构件与第四行星齿轮组的第二构件持续地互连的第四互连构件。五个扭矩传递机构每个都可选择性地接合，以使第一、第二和第三构件中的至少一个与第一、第二和第三构件以及固定元件中的至少另外一个互连。扭矩传递机构能够以至少三个的组合的方式来选择性地接合，以在输入构件与输出构件之间建立至少八个前进档速比和至少一个倒档速比。五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构是可选择单向离合器，其可接合，以使第一行星齿轮组的第三构件与固定构件互连。

在本发明的一个示例中，五个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以使第一行星齿轮组的第一构件与固定构件接合。

在本发明的另一示例中，五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以使第二行星齿轮组的第二构件与第四行星齿轮组的第一构件互连。

在本发明的又一示例中，五个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构可选择性地接合，以使第三行星齿轮组的第一构件与第四行星齿轮组的第一构件互连。

在本发明的又一示例中，五个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以使第三行星齿轮组的第三构件与第四行星齿轮组的第一构件互连。

在本发明的又一示例中，第一构件为太阳齿轮，第二构件为行星架构件，而第三构件为环形齿轮。

在本发明的又一示例中，输入构件持续地连接至第二行星齿轮组的行星架构件，且输出构件持续地连接至第四行星齿轮组的行星架构件。

在本发明的又一示例中，变速器可以以自动模式和手动模式中的至少一种操作。

在本发明的又一示例中，可选择单向离合器可在锁定位置和解锁位置的每个位置中操作。在锁定位置中，可选择单向离合器使第一行星齿轮组的第三构件与固定构件互连。在解锁位置中，可选择单向离合器阻止第一行星齿轮组的第三构件沿第一旋转方向的旋转，并且允许第一行星齿轮组的第三构件沿第二旋转方向的旋转。

在本发明的又一示例中，可选择单向离合器在以下状况中处于锁定位置：当变速器以自动或手动模式中的至少一种操作并且接合在倒档速比中时；以及，当变速器以手动模式操作并且接合在八个速比中的第一、第二、第三、第四和第五速比中时。

在本发明的又一示例中，当变速器以自动模式操作并且接合在八个前进档速比中的任一速比中时，可选择单向离合器处于解锁位置。

本发明还包括以下方案：

方案1.一种变速器，包括：

输入构件；

输出构件；

第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其分别具有第一、第二和第三构件；

第一互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件持续地互连；

第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连；

第三互连构件，其使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一构件持续地互连；

第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连；以及

五个扭矩传递机构，其每个都能够选择性地接合，以使所述第一、第二和第三构件中的至少一个与所述第一、第二和第三构件以及固定元件中的至少另外一个互连，并且其中所述扭矩传递机构能够以至少三个的组合的方式选择性地接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少八个前进档速比和至少一个倒档速比，并且其中所述五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构是可选择单向离合器，所述可选择单向离合器能够接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连。

方案2.根据方案1所述的变速器，其中，所述五个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件与固定构件互连。

方案3.根据方案2所述的变速器，其中，所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连。

方案4.根据方案3所述的变速器，其中，所述五个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连。

方案5.根据方案4所述的变速器，其中，所述五个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连。

方案6.根据方案1所述的变速器，其中，所述第一构件为太阳齿轮，所述第二构件为行星架构件，且所述第三构件为环形齿轮，并且所述输入构件持续地连接至所述第二行星齿轮组的所述行星架构件，所述输出构件持续地连接至所述第四行星齿轮组的所述行星架构件。

方案7.根据方案1所述的变速器，其中，所述可选择单向离合器能够以至少四种操作模式操作。

方案8.根据方案1所述的变速器，其中，所述变速器能够以自动模式和手动模式中的至少一种模式操作。

方案9.根据方案8所述的变速器，其中，所述可选择单向离合器能够操作在锁定位置和解锁位置的每个位置中，在所述锁定位置中时，所述可选择单向离合器使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连，而在所述解锁位置中时，所述可选择单向离合器阻止所述第一行星齿轮组的所述第三构件沿第一旋转方向的旋转，并且允许所述第一行星齿轮组的所述第三构件沿第二旋转方向的旋转。

方案10.根据方案9所述的变速器，其中，当所述变速器以所述自动模式或手动模式中的至少一种操作并且接合在所述倒档速比中时，以及当所述变速器以手动模式操作并且接合在所述第一、第二、第三、第四和第五速比中时，所述可选择单向离合器处于所述锁定位置中。

方案11.根据方案10所述的变速器，其中，当所述变速器以自动模式操作并且接合在所述八个前进档速比中的任一个中时，所述可选择单向离合器处于所述解锁位置中。

方案12.一种变速器包括：

输入构件；

输出构件；

第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其分别具有第一、第二和第三构件；

第一互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件持续地互连；

第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连；

第三互连构件，其使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一构件持续地互连；

第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连；以及

五个扭矩传递机构，其每个都能够选择性地接合，以使所述第一、第二和第三构件中的至少一个与所述第一、第二和第三构件以及固定元件中的至少另外一个互连，并且其中所述扭矩传递机构能够以至少三个的组合的方式选择性地接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少八个前进档速比和至少一个倒档速比；以及

其中，所述变速器构造成以自动模式和手动模式中的至少一种模式操作，并且所述五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构是能够操作在锁定位置和解锁位置的每个位置中的可选择单向离合器，其中当在所述锁定位置中时，所述可选择单向离合器使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连，而在所述解锁位置中时，所述可选择单向离合器阻止所述第一行星齿轮组的所述第三构件沿第一旋转方向的旋转，并允许所述第一行星齿轮组的所述第三构件沿第二旋转方向的旋转。

方案13.根据方案12所述的变速器，其中，所述五个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件与固定构件互连，所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连，所述五个扭矩传递机构中的第四构件可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连，和所述五个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连。

方案14.根据方案13所述的变速器，其中，所述第一构件为太阳齿轮，所述第二构件为行星架构件，并且所述第三构件为环形齿轮。

方案15.根据方案14所述的变速器，其中，所述输入构件持续地连接至所述第二行星齿轮组的所述行星架构件，并且所述输出构件持续地连接至所述第四行星齿轮组的所述行星架构件。

方案16.根据方案12所述的变速器，其中，当所述变速器以所述自动模式或手动模式中的至少一种操作并且接合在所述倒档速比中时，以及当所述变速器以所述手动模式操作并且接合在所述第一、第二、第三、第四和第五速比中时，所述可选择单向离合器处于所述锁定位置中。

方案17.根据方案12所述的变速器，其中，当所述变速器以所述自动模式操作并且接合在所述八个前进档速比中的任一速比中时，所述可选择单向离合器处于所述解锁位置中。

方案18.一种变速器包括：

输入构件；

输出构件；

第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其分别具有太阳齿轮、行星架构件和环形齿轮；

第一互连构件，其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持续地互连；

第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第四行星齿轮组的所述环形齿轮持续地互连；

第三互连构件，其使所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮持续地互连；

第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述行星架构件与所述第四行星齿轮组的所述行星架构件持续地互连；以及

五个扭矩传递机构，其每个都能够选择性地接合，以使所述第一、第二和第三构件中的至少一个与所述第一、第二和第三构件以及固定元件中的至少另外一个互连，并且其中所述扭矩传递机构能够以至少三个的组合的方式选择性地接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少八个前进档速比和至少一个倒档速比；以及

其中所述变速器构造成以自动模式和手动模式中的至少一种模式操作，并且所述五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构是能够操作在锁定位置和解锁位置的每个位置中的可选择单向离合器，在所述锁定位置中时，所述可选择单向离合器使所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮与所述固定构件互连，而在所述解锁位置中时，所述可选择单向离合器阻止所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮沿第一旋转方向的旋转，并允许所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮沿第二旋转方向的旋转。

方案19.根据方案18所述的变速器，其中，所述五个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮与固定构件互连，所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述行星架构件与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮互连，所述五个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构可选择性地接合，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连，和所述五个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮互连。

方案20.根据方案19所述的变速器，其中，所述输入构件持续地连接至所述第二行星齿轮组的所述行星架构件，并且所述输出构件持续地连接至所述第四行星齿轮组的所述行星架构件。

当结合附图时，本发明的以上特征和优点及其他特征和优点从以下对用于实施本发明的最佳模式的详细说明将清楚地显现。

附图说明

图1是根据本发明的变速器的示例的杠杆图；

图2是根据本发明的图1所示变速器的示例的示意图；

图3是根据本发明的、处于启用或解锁位置中的可选择单向离合器的剖视图；

图4是根据本发明的、处于停用或锁定位置中的可选择单向离合器的剖视图；以及

图5是真值表，其列出了关于由图2的变速器获得的所选扭矩比的、被接合的扭矩传递机构。

具体实施方式

以下的说明本质上仅是示例性的，并且不意图用于限制本发明、其应用或使用。

首先，应意识到的是，在所提供的特定示例中，本发明的八档自动变速器在四个行星齿轮组的元件之间具有永久性机械连接布置。这些机械连接通常联系变速器的实施例，或使变速器的实施例相关。更具体地，第一行星齿轮组的第一部件或元件永久性联接至第二行星齿轮组的第一部件或元件。第一行星齿轮组的第二部件或元件永久性联接至第四行星齿轮组的第三部件或元件。第二行星齿轮组的第三部件或元件永久性联接至第三行星齿轮组的第三部件或元件。第三行星齿轮组的第二部件或元件永久性联接至第四行星齿轮组的第二部件或元件。

现在参考图1，其以杠杆图形式图示了八档变速器10的实施例。杠杆图是诸如自动变速器之类的机械装置的部件的示意图。每个单独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分别由节点表示。因此，单个杠杆包含三个节点：一个用于太阳齿轮、一个用于行星齿轮架、并且一个用于环形齿轮。每个杠杆的节点之间的相对长度可用于表示每个相应齿轮组的环形齿轮相对太阳齿轮的比率（ring-to-sunratio）。这些杠杆比率转而又用于改变变速器的传动比，以便获得合适的比率和比率级进（ratioprogression）。各个行星齿轮组的节点之间的机械联接或互连由水平细线示出，而诸如离合器和制动器之类的扭矩传递装置表示为交替间置的指状物。可在由Benford和Leising写作的标题为“TheLeverAnalogy：ANewToolinTransmissionAnalysis”的SAEPaper810102中找到关于杠杆图的形式、目的和使用的进一步说明，该文献在此以引用的方式全文并入。

变速器10包括：输入轴或输入构件12；第一行星齿轮组14，其具有三个节点：第一节点14a、第二节点14b和第三节点14c；第二行星齿轮组16，其具有三个节点：第一节点16a、第二节点16b和第三节点16c；第三行星齿轮组18，其具有三个节点：第一节点18a、第二节点18b和第三节点18c；第四行星齿轮组20，其具有三个节点：第一节点20a、第二节点20b和第三节点20c；和输出轴或输出构件22。

输入构件12耦联至第二行星齿轮组16的第二节点16a。第一行星齿轮组14的第一节点14a耦联至第二行星齿轮组16的第一节点16a。第一行星齿轮组14的第二节点14b耦联至第四行星齿轮组20的第三节点20c。第二行星齿轮组16的第三节点16c耦联至第三行星齿轮组18的第一节点18a。第三行星齿轮组18的第二节点18b耦联至第四行星齿轮组20的第二节点20b。输出构件22耦联至第四行星齿轮组20的第二节点20b。

第一扭矩传递机构24使第一行星齿轮组14的第三节点14c与固定元件或变速器壳体50选择性地连接。第二扭矩传递机构26使第一行星齿轮组14的第一节点14a与变速器壳体50选择性地连接。第三扭矩传递机构28使输入构件12和第二行星齿轮组16的第二节点16b与第四行星齿轮组20的第一节点20a选择性地连接。第四扭矩传递机构30使第二行星齿轮组16的第三节点16c和第三行星齿轮组18的第一节点18a与第四行星齿轮组20的第一节点20a选择性地连接。第五扭矩传递机构32使第三行星齿轮组18的第三节点18c与第四行星齿轮组20的第一节点20a选择性地连接。

现在参考图2，该符号图给出了根据本发明的八档变速器10的示例的示意性布局。在图2中，延续使用来自图1的杠杆图的附图标记。对应地显示了离合器、制动器和耦联，而行星齿轮组的节点此时则呈现为行星齿轮组的诸如太阳齿轮、环形齿轮、行星齿轮和行星齿轮行星架之类的部件。

在本发明的示例中，第一行星齿轮组14为简单行星齿轮组。更具体地，行星齿轮组14包括太阳齿轮构件14a、环形齿轮构件14c、和可旋转地支撑一组行星齿轮14d（仅一个示出）的行星架构件14b。太阳齿轮构件14a被连接成与第一轴或互连构件34共同旋转。环形齿轮构件14c被连接成与第二轴或互连构件36共同旋转。行星架构件14b被连接成与第三轴或互连构件38共同旋转。行星齿轮14d构造成与太阳齿轮构件14a和环形齿轮构件14c互相啮合。

在本发明的另一示例中，第二行星齿轮组16为简单行星齿轮组。更具体地，行星齿轮组16包括太阳齿轮构件16a、环形齿轮构件16c、和可旋转地支撑一组行星齿轮16d（仅一个示出）的行星架构件16b。太阳齿轮构件16a被连接成与第一轴或互连构件34共同旋转。环形齿轮构件16c被连接成与第四轴或互连构件40共同旋转。行星架构件16b被连接成与输入轴12共同旋转。行星齿轮16d构造成与太阳齿轮构件16a和环形齿轮构件16c互相啮合。

在本发明的又一示例中，第三行星齿轮组18为简单行星齿轮组。更具体地，行星齿轮组18包括太阳齿轮构件18a、环形齿轮构件18c、和可旋转地支撑一组行星齿轮18d（仅一个示出）的行星架构件18b。太阳齿轮构件18a被连接成与第四轴或互连构件40共同旋转。环形齿轮构件18c被连接成与第五轴或互连构件42共同旋转。行星架构件18b被连接成与第六轴或互连构件44共同旋转。行星齿轮18d构造成与太阳齿轮构件18a和环形齿轮构件18c互相啮合。

在本发明的又一示例中，第四行星齿轮组20为简单行星齿轮组，其包括太阳齿轮构件20a、环形齿轮构件20c、和可旋转地支撑一组行星齿轮20d（仅一个示出）的行星架构件20b。太阳齿轮构件20a被连接成与第七轴或互连构件46共同旋转。环形齿轮构件20c被连接成与第三轴或互连构件38共同旋转。行星架构件20b被连接成与第六轴或互连构件44和输出轴22共同旋转。行星齿轮20d构造成与太阳齿轮构件20a和环形齿轮构件20c互相啮合。

输入轴或输入构件12优选持续连接至发动机（未示出）或变矩器的涡轮（未示出）。输出轴或输出构件22优选与最终驱动单元或分动箱（未示出）持续地连接。

扭矩传递机构，或可选择单向离合器24、制动器26以及第一、第二和第三离合器28、30、32允许轴或互连构件34-46、行星齿轮组14-20的构件和壳体50的选择性互连。例如，可选择单向离合器24可选择性地接合，以使第二轴或互连构件36与固定元件、地或变速器壳体50连接。制动器26可选择性地接合，以使第一轴或互连构件34与固定元件、地或变速器壳体50连接。第一离合器28可选择性地接合，以使输入轴或输入构件12与第七轴或互连构件46连接。第二离合器30可选择性地接合，以使第五轴或互连构件42与第七轴或互连构件46连接。第三离合器32可选择性地接合，以使第四互连轴或构件40与第七互连轴或构件46连接。

现在参考图3和图4，两个剖视图示出了可选择单向离合器24分别处在启用或解锁的U位置（图3）和停用或锁定的L位置（图4）中。在如所示的实施例中，可选择单向离合器24是支柱式可选择单向离合器，其具有多个正向支柱和反向支柱，所述多个正向和反向支柱是用于在旋转构件之间提供机械连接的锁定机构。然而，本领域的技术人员应意识到的是，同样可使用其他类型的可选择单向离合器，所述其他类型的可选择单向离合器采用了其他类型的锁定机构。在SAEPaperNo.SAE-2009-01-0509中描述了可使用的可选择单向离合器的一些示例，该文献在此以引用的方式全文并入。可选择单向离合器包括：输入盘或构件60、输出盘或构件62、选择盘或构件64、选择盘致动器（未示出）、正向锁定机构66和反向锁定机构68。如先前描述图2时所陈述地，可选择单向离合器可选择性地接合，以使第二轴或互连构件36与固定元件、地或变速器壳体50连接。输入构件60固定至固定构件或变速器壳体50。输出构件62旋转地连接至第二轴或互连构件（未示出）。选择盘64设置在输入盘60与输出盘62之间，并且除了在由选择盘致动器（未示出）启用的时候之外，选择盘64相对于输入盘60保持静止。

输入构件60具有包括多个凹部72的表面70。在每个凹部中安装有正向和反向锁定机构66、68中的一个。输出构件62具有面向输入构件60的第一表面70的表面74，并且包括用于接纳并接合锁定机构66、68的凹部76。当锁定机构66、68中的每一个处于锁定位置L中时，如图5所示，输入构件60的锁定机构66、68与输出构件62的凹部76接合，从而阻止输入构件60与输出构件62之间的相对旋转。选择盘64包括致动特征78，其如在图3中那样当启用时旋转到反向锁定机构68上，从而阻止反向锁定机构68与输出构件62的凹部76中的一个凹部接合。诸如弹簧73之类的偏置构件与锁定机构66、68接触。如在图3-4中所见到地，弹簧73用于将反向锁定机构68推出对应的凹部72并推入锁定位置L中。在选择盘64被启用进入解锁位置U中时，可选择单向离合器24以与传统的单向离合器相同的方式操作。在示例的变速器中，当可选择单向离合器24处于锁定位置L时，可选择单向离合器24使第一行星齿轮组14的第三构件14c与固定构件或变速器壳体50互连。当可选择单向离合器24处于解锁位置U时，可选择单向离合器24阻止第一行星齿轮组14的第三构件14c沿第一旋转方向D1的旋转，并允许第一行星齿轮组14的第三构件14c沿第二旋转方向D2的旋转。

应指出的是，可选择单向离合器32可包括多达四种操作模式。例如，可选择单向离合器32还可包括打开位置O。在该打开位置中，锁定机构66和68都被压入它们位于输入构件60中的相应凹部72内。可选择单向离合器32还可同样地包括另一解锁位置。在该位置中，致动特征78旋转到正向锁定机构66上，从而在反向锁定机构68与输出构件62中对应的凹部76接合的同时，阻止正向锁定机构66与输出构件62的凹部76之一接合。

在本发明的又一示例中，变速器10具有两种操作模式；自动模式A和手动模式M。在自动模式A中，操作变速器10，使得在处于倒档状态R中时，可选择单向离合器24停用（或无效）或者处于锁定位置L中，而在处于第一至第八档位状态1st-8th中时，可选择单向离合器24启用或处于解锁位置U中。当变速器10接合在第六至第八档位状态6th-8th中时，可选择单向离合器以滑移或超速运转模式操作。在滑移模式中，输出盘62沿图3所示的第二旋转方向D2自旋（spin）。滑移模式允许的拖曳损耗明显比传统离合器机构所经受的拖曳损耗低。应指出的是，尽管图5示出了在图3-4中图示的锁定位置L和解锁位置U，但应理解的是，可选择单向离合器32同样可使用不同的模式选择。例如，在另一实施例中，可选择单向离合器32可包括这样的解锁位置，在该解锁位置中，在反向锁定机构68与输出构件中对应的凹部76接合的同时，正向锁定机构66不与输出构件62的凹部76之一接合（图3-4）。

在以手动模式M操作变速器10时，可选择单向离合器在倒档状态R中和在第一至第五档位状态1st-5th中时是停用的或者处于锁定位置L中。由于可选择单向离合器24有效地用作刚性互连构件从而不允许输出盘62相对于输入盘60旋转，所以手动模式M使得操作者能够利用发动机制动。可选择单向离合器24在处于第六至第八档位6th-8th状态中时是启用的或者处于解锁位置U中，以允许如以上在自动模式A下所阐述的滑移模式。

现在参考图2至图5，将描述八档变速器10的示例的操作。应意识到的是，变速器10能够以至少八个前进档速度状态或扭矩比和至少一个倒档速度状态或扭矩比将扭矩从输入轴或输入构件12传递至输出轴或输出构件22。如以下将说明地，通过扭矩传递机构（即，可选择单向离合器24，制动器26，和第一、第二和第三离合器28、30、32）中的一个或多个的接合来获得每个前进档和倒档速度状态或扭矩比。图5是给出了为获得各种档位状态而启用或接合（X）的扭矩传递机构的各种组合的真值表。

例如，为了在自动模式A或手动模式M中建立倒档状态R，可选择单向离合器24被锁定（L），并且制动器26和离合器30接合或启用（X）。在锁定模式L中的可选择单向离合器24使第二轴或互连构件36与固定元件、地或变速器壳体50连接。制动器26使第一轴或互连构件34与固定元件或变速器壳体50连接。离合器30使第五轴或互连构件42与第七轴或互连构件46连接。

为了在自动模式A中建立第一档位状态1st，可选择单向离合器24被解锁（U），并且制动器26和离合器28接合或启用（X）。在解锁模式U中的可选择单向离合器24用作第二轴或互连构件36与固定元件或变速器壳体50之间的传统的单向离合器。制动器26使第一轴或互连构件34与固定元件或变速器壳体50连接。离合器28使输入轴或输入构件12与第七轴或互连构件46连接。

为了在手动模式M中建立第一档位状态1st，可选择单向离合器24被锁定（L），并且制动器26和离合器28接合或启用（X）。在锁定模式L中的可选择单向离合器24用作使第二轴或互连构件36与固定元件或变速器壳体50连接的传统的且启用的离合器。制动器26使第一轴或互连构件34与固定元件或变速器壳体50连接。离合器28使输入轴或输入构件12与第七轴或互连构件46连接。

为了在自动模式A或手动模式M中建立第六档位状态6th，可选择单向离合器24被解锁（U），并且离合器28、30、32接合或启用（X）。在解锁模式U中的可选择单向离合器24用作第二轴或互连构件36与固定元件或变速器壳体50之间的传统的单向离合器。离合器28使输入轴或输入构件12与第七轴或互连构件46连接。离合器30使第五轴或互连构件42与第七轴或互连构件46连接。离合器32使第四轴或互连构件40与第七轴或互连构件46连接。同样地，如图5所示，通过可选择单向离合器、离合器和制动器的模式和接合的不同组合来获得八个前进档速度状态。

对本发明的说明本质上仅是示例性的，并且不偏离本发明要旨的变型都属于本发明的范围。这样的变型不被认为是偏离了本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种变速器，其包括：

输入构件；

输出构件；

第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其分别具有第一、第二和第三构件，其中所述输出构件与所述第四行星齿轮组的第二构件持续地互连；

第一互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件持续地互连；

第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连；

第三互连构件，其使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一构件持续地互连；

第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连；以及

五个扭矩传递机构，其每个都能够选择性地接合，以使所述第一、第二和第三构件中的至少一个与所述第一、第二和第三构件以及固定构件中的至少另外一个互连，并且其中所述扭矩传递机构能够以至少三个的组合的方式选择性地接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少八个前进档速比和至少一个倒档速比；

所述五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构是可选择单向离合器，所述可选择单向离合器能够接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连；

所述五个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件与固定构件互连；

所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连；

所述五个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连；

所述五个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连；

其中，所述可选择单向离合器能够以至少四种操作模式操作。

2.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述第一构件为太阳齿轮，所述第二构件为行星架构件，且所述第三构件为环形齿轮，并且所述输入构件持续地连接至所述第二行星齿轮组的所述行星架构件，所述输出构件持续地连接至所述第四行星齿轮组的所述行星架构件。

3.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述变速器能够以自动模式和手动模式中的至少一种模式操作。

4.根据权利要求3所述的变速器，其中，所述可选择单向离合器能够操作在锁定位置和解锁位置的每个位置中，在所述锁定位置中时，所述可选择单向离合器使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连，而在所述解锁位置中时，所述可选择单向离合器阻止所述第一行星齿轮组的所述第三构件沿第一旋转方向的旋转，并且允许所述第一行星齿轮组的所述第三构件沿第二旋转方向的旋转。

5.根据权利要求4所述的变速器，其中，当所述变速器以所述自动模式或手动模式中的至少一种操作并且接合在所述倒档速比中时，以及当所述变速器以手动模式操作并且接合在第一、第二、第三、第四和第五速比中的一个中时，所述可选择单向离合器处于所述锁定位置中。

6.根据权利要求5所述的变速器，其中，当所述变速器以自动模式操作并且接合在所述八个前进档速比中的任一个中时，所述可选择单向离合器处于所述解锁位置中。

7.一种变速器，其包括：

输入构件；

输出构件；

第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其分别具有第一、第二和第三构件，其中所述输出构件与所述第四行星齿轮组的第二构件持续地互连；

第一互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件持续地互连；

第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件持续地互连；

第三互连构件，其使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一构件持续地互连；

第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件持续地互连；以及

五个扭矩传递机构，其每个都能够选择性地接合，以使所述第一、第二和第三构件中的至少一个与所述第一、第二和第三构件以及固定构件中的至少另外一个互连，并且其中所述扭矩传递机构能够以至少三个的组合的方式选择性地接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少八个前进档速比和至少一个倒档速比；以及

其中，所述变速器构造成以自动模式和手动模式中的至少一种模式操作，并且所述五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构是能够操作在锁定位置和解锁位置的每个位置中的可选择单向离合器，其中当在所述锁定位置中时，所述可选择单向离合器使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件互连，而在所述解锁位置中时，所述可选择单向离合器阻止所述第一行星齿轮组的所述第三构件沿第一旋转方向的旋转，并允许所述第一行星齿轮组的所述第三构件沿第二旋转方向的旋转；

其中，所述五个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述第一构件与固定构件互连，所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连，所述五个扭矩传递机构中的第四构件可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连，和所述五个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件互连。

8.根据权利要求7所述的变速器，其中，所述第一构件为太阳齿轮，所述第二构件为行星架构件，并且所述第三构件为环形齿轮。

9.根据权利要求8所述的变速器，其中，所述输入构件持续地连接至所述第二行星齿轮组的所述行星架构件，并且所述输出构件持续地连接至所述第四行星齿轮组的所述行星架构件。

10.根据权利要求7所述的变速器，其中，当所述变速器以所述自动模式或手动模式中的至少一种操作并且接合在所述倒档速比中时，以及当所述变速器以所述手动模式操作并且接合在第一、第二、第三、第四和第五速比中的一个中时，所述可选择单向离合器处于所述锁定位置中。

11.根据权利要求7所述的变速器，其中，当所述变速器以所述自动模式操作并且接合在所述八个前进档速比中的任一速比中时，所述可选择单向离合器处于所述解锁位置中。

12.一种变速器，其包括：

输入构件；

输出构件；

第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其分别具有太阳齿轮、行星架构件和环形齿轮；

第一互连构件，其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持续地互连；

第二互连构件，其使所述第一行星齿轮组的所述行星架构件与所述第四行星齿轮组的所述环形齿轮持续地互连；

第三互连构件，其使所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮持续地互连；

第四互连构件，其使所述第三行星齿轮组的所述行星架构件与所述第四行星齿轮组的所述行星架构件持续地互连；以及

五个扭矩传递机构，其每个都能够选择性地接合，以使所述太阳齿轮、所述行星架构件和所述环形齿轮中的至少一个与所述太阳齿轮、所述行星架构件和所述环形齿轮以及固定构件中的至少另外一个互连，并且其中所述扭矩传递机构能够以至少三个的组合的方式选择性地接合，以在所述输入构件与所述输出构件之间建立至少八个前进档速比和至少一个倒档速比；以及

其中所述变速器构造成以自动模式和手动模式中的至少一种模式操作，并且所述五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构是能够操作在锁定位置和解锁位置的每个位置中的可选择单向离合器，在所述锁定位置中时，所述可选择单向离合器使所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮与所述固定构件互连，而在所述解锁位置中时，所述可选择单向离合器阻止所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮沿第一旋转方向的旋转，并允许所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮沿第二旋转方向的旋转；

其中，所述五个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮与固定构件互连，所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第二行星齿轮组的所述行星架构件与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮互连，所述五个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构可选择性地接合，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连，和所述五个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构可选择性地接合，以使所述第三行星齿轮组的所述环形齿轮与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮互连。

13.根据权利要求12所述的变速器，其中，所述输入构件持续地连接至所述第二行星齿轮组的所述行星架构件，并且所述输出构件持续地连接至所述第四行星齿轮组的所述行星架构件。