CN102644713B - 具有一体式电动机的多档变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有一体式电动机的多档变速器。具体地，自动变速器包括输入轴或构件、输出轴或构件、和三个单式行星齿轮组件和一个复合行星齿轮组件，每个行星齿轮组件包括太阳齿轮、具有多个行星齿轮的行星齿轮架、和齿圈。输入轴或构件联接到第二行星齿轮组件的太阳齿轮，输出轴联接到第四行星齿轮组件的行星齿轮架。电动机联接到第四行星齿轮组件的太阳齿轮并且驱动第四行星齿轮组件的太阳齿轮。所述变速器还包括六个扭矩传递装置：四个摩擦制动器和两个摩擦离合器。

Description

具有一体式电动机的多档变速器
相关申请的交叉参考
本申请要求于2011年2月17日提交的美国临时申请No. 61/444,050的权益，其全部内容通过引用包含于本文。
技术领域
本公开内容涉及一种多档自动变速器，而且更具体地涉及一种具有一体式电动机的多档自动变速器。
背景技术
此部分中的陈述仅提供与本公开内容相关的背景信息，并且可能构成或者可能不构成现有技术。
典型的现代多档自动变速器包括多个行星齿轮组件和选择地接合的摩擦离合器和制动器，从而实现多种前进速度比或传动比和倒档。
要求越来越高的经济、性能和效率目的继续促使动力系的研究和开发。这种努力的结果已关于具有自动变速器的混合动力动力系进行了改进。车辆动力系添加电动机已经丰富了工程构思和设计的选择。
然而某些电动机相对功率较低在补充或辅助以及再生角色方面功能较少，其他方面提供了全部操作功率，其可以或可以不由另一功率源（如小内燃机）补充。
在现代机动车辆变速器中，多个行星齿轮组件的元件：（1）通过持久联接构件连接，（2）通过摩擦离合器被选择性地连接，（3）通过摩擦制动器被选择性地固接。特定组合的离合器和制动器以一定次序被接合或启用以提供预定次序的数字相关传动比以及因此输出速度和扭矩。
由于这种装置的尖端性、性能和灵活性，它们经常成为混合动力动力系的基础。本发明涉及并入电动机的四个行星齿轮组件自动变速器。
发明内容
本发明提供一种具有电动机的多档自动变速器。所述自动变速器包括：输入轴或构件、输出轴或构件、和三个单式行星齿轮组件和一个复合行星齿轮组件，每个行星齿轮组件包括太阳齿轮、具有多个行星齿轮的行星齿轮架、和齿圈。输入轴或构件联接到第二行星齿轮组件的太阳齿轮，输出轴联接到第四行星齿轮组件的行星齿轮架。电动机联接到第四行星齿轮组件的太阳齿轮并且驱动第四行星齿轮组件的太阳齿轮。所述变速器还包括六个扭矩传递装置：四个摩擦制动器和两个摩擦离合器。
所述变速器进一步包括：多个固定或刚性的在多个部件之间的连接件。第一连接件将所述第一行星齿轮组件的所述齿圈联接到所述第二行星齿轮组件的所述齿圈。第二连接件将所述第一行星齿轮组件的所述行星齿轮架联接到所述第二行星齿轮组件的所述行星齿轮架。第三连接件将所述第二行星齿轮组件的所述行星齿轮架联接到所述第三行星齿轮组件的所述太阳齿轮。第四连接件将所述第三行星齿轮组件的所述行星齿轮架联接到所述第四行星齿轮组件的所述齿圈。第五连接件将所述第三行星齿轮组件的所述齿圈联接到所述第四行星齿轮组件的所述行星齿轮架。第六连接件将第一行星齿轮组件的太阳齿轮联接到摩擦制动器。在行星齿轮组件的某些布局中，连接件中的一个或多个可通过一体式或公共部件实现，由此基本上消除了轴、套管轴或其它固定或刚性连接构件。
因此，本发明的一个方面提供一种多档自动变速器。
本发明的进一步的方面提供一种九速自动变速器。
本发明的又一方面提供一种具有三个单式行星齿轮组件和一个复合行星齿轮组件的自动变速器。
本发明的又一方面提供一种具有联接到行星齿轮组件的一个元件的电动机的自动变速器。
本发明的又一方面提供一种具有联接到行星齿轮组件的太阳齿轮的电动机的自动变速器。
本发明的又一方面提供一种具有联接到第四行星齿轮组件的太阳齿轮的电动机的自动变速器。
本发明的又一方面提供一种具有四个摩擦制动器和两个摩擦离合器的自动变速器。
本发明的又一方面提供一种自动变速器，其具有在变速器的各部件之间的多个固定连接件。
通过在此提供的描述，进一步的方面、优点和应用领域将变得明显。应认识到，这些描述和具体示例仅用于例示目的，而不意于限制本公开内容的范围。
本发明还提供了以下方案：
1. 一种多档自动变速器，其组合地包括：
第一行星齿轮组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件和第四行星齿轮组件，所述行星齿轮组件的每个具有三个构件，
输入构件，其连接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的一个；
输出构件，其连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的一个；
所述第一行星齿轮组件的所述构件中的一个联接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的另一个；
所述第一行星齿轮组件的所述构件中的另一个联接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的又一个；
构件，其用于连接所述第二行星齿轮组件的所述构件中的所述又一个到所述第三行星齿轮组件的所述构件中的一个；
所述第三行星齿轮组件的所述构件中的另一个联接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的另一个；
所述第三行星齿轮组件的所述构件中的又一个联接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的所述一个；
电动机，其具有连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的又一个的输出，以及
多个扭矩传递装置，其可选择性地接合以连接：所述第一行星齿轮组件的所述构件的又一个到固接件，所述第一行星齿轮组件的所述构件的所述一个和所述第二行星齿轮组件的所述构件的所述另一个到固接件，所述第一行星齿轮组件的所述构件的所述另一个到固接件，所述第三行星齿轮组件的所述构件的所述另一个和所述第四行星齿轮组件的所述构件的所述另一个到固接件，所述输入构件到所述第三行星齿轮组件的所述构件的所述另一个，以及所述输入构件到所述第四行星齿轮组件的所述构件的所述又一个。
2. 如方案1所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件和第四行星齿轮组件的所述三个构件的每个是太阳齿轮、齿圈和行星齿轮架之一。
3. 如方案1所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮组件的所述一个构件是齿圈，所述第一行星齿轮组件的所述另一个构件是行星齿轮架，所述第一行星齿轮组件的所述又一个构件是太阳齿轮。
4. 如方案1所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第二行星齿轮组件是复合行星齿轮组件，所述第二行星齿轮组件的一个构件是太阳齿轮，所述第二行星齿轮组件的所述另一个构件是齿圈，所述第二行星齿轮组件的所述又一个构件是行星齿轮架。
5. 如方案1所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第三行星齿轮组件的所述一个构件是太阳齿轮，所述第三行星齿轮组件的所述另一个构件是行星齿轮架，所述第三行星齿轮组件的所述又一个构件是齿圈。
6. 如方案1所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第四行星齿轮组件的所述一个构件是行星齿轮架，所述第四行星齿轮组件的所述另一个构件是齿圈，所述第四行星齿轮组件的所述又一个构件是太阳齿轮。
7. 一种多档自动变速器，其组合地包括：
第一行星齿轮组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件和第四行星齿轮组件，所述行星齿轮组件的每个具有三个构件，
输入构件，其连接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的一个；
输出构件，其连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的一个；
第一构件，其用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的一个连接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的另一个；
第二构件，其用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的另一个连接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的又一个；
第三构件，其用于连接所述第二行星齿轮组件的所述构件中的所述又一个到所述第三行星齿轮组件的所述构件中的一个；
第四构件，其用于将所述第三行星齿轮组件的另一个构件连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的另一个；
第五构件，其用于将所述第三行星齿轮组件的所述构件中的又一个连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的另一个；
电动机，其具有连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的又一个的输出，以及
多个扭矩传递装置，其可选择性地接合以连接：所述第一行星齿轮组件的所述构件的所述又一个到固接件，所述第一连接构件到固接件，所述第一行星齿轮组件的所述构件的所述另一个到固接件，所述第四连接构件到固接件，所述输入构件到所述第四行星齿轮组件的所述构件的所述又一个，以及所述输入构件到所述第三行星齿轮组件的所述构件的所述另一个。
8. 如方案7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述多个扭矩传递装置的第一组是制动器，所述多个扭矩传递装置的第二组是离合器。
9. 如方案7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件和第四行星齿轮组件的所述三个构件的每个是太阳齿轮、齿圈和行星齿轮架之一。
10. 如方案7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮组件的所述一个构件是齿圈，所述第一行星齿轮组件的所述另一个构件是行星齿轮架，所述第一行星齿轮组件的所述又一个构件是太阳齿轮。
11. 如方案7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第二行星齿轮组件的所述一个构件是太阳齿轮，所述第二行星齿轮组件的所述另一个构件是齿圈，所述第二行星齿轮组件的所述又一个构件是行星齿轮架。
12. 如方案7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第三行星齿轮组件的所述一个构件是太阳齿轮，所述第三行星齿轮组件的所述另一个构件是行星齿轮架，所述第三行星齿轮组件的所述又一个构件是齿圈。
13. 如方案7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第四行星齿轮组件的所述一个构件是行星齿轮架，所述第四行星齿轮组件的所述另一个构件是齿圈，所述第四行星齿轮组件的所述又一个构件是太阳齿轮。
14. 如方案7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第二行星齿轮组件是复合行星齿轮组件。
15. 一种多档自动变速器，其组合地包括：
输入构件；
输出构件；
第一行星齿轮组件，其具有太阳齿轮、可旋转地支撑多个行星齿轮的行星齿轮架、和齿圈；
第二行星齿轮组件，其具有联接到所述输入构件并由所述输入构件驱动的太阳齿轮、联接到所述第一行星齿轮组件的所述行星齿轮架并且可旋转地支撑多个行星齿轮的行星齿轮架、和联接到所述第一行星齿轮组件的所述齿圈的齿圈；
第三行星齿轮组件，其具有联接到所述第二行星齿轮组件的所述行星齿轮架的太阳齿轮、可旋转地支撑多个行星齿轮的行星齿轮架、和齿圈；
第四行星齿轮组件，其具有太阳齿轮、联接到并驱动所述输出构件且联接到所述第三行星齿轮组件的所述齿圈并且可旋转地支撑多个行星齿轮的行星齿轮架、和联接到所述第三行星齿轮组件的所述行星齿轮架的齿圈；以及
电动机，其具有连接到所述第四行星齿轮组件的所述太阳齿轮的输出构件。
16. 如方案15所述的多档自动变速器，其特征在于，还包括设置在所述第一行星齿轮组件的所述太阳齿轮和壳体之间的第一摩擦制动器，设置在所述第一和所述第二行星齿轮组件的所述齿圈和所述壳体之间的第二摩擦制动器，设置在所述第一行星齿轮组件的所述行星齿轮架和所述壳体之间的第三摩擦制动器，以及设置在所述第三行星齿轮组件的所述行星齿轮架和所述第四行星齿轮组件的所述齿圈与所述壳体之间的第四摩擦制动器。
17. 如方案15所述的多档自动变速器，其特征在于，还包括设置在所述输入构件和所述第四行星齿轮组件的所述太阳齿轮之间的第一摩擦离合器，设置在所述输入构件和所述第三行星齿轮组件的所述行星齿轮架之间的第二摩擦离合器。
18. 如方案15所述的多档自动变速器，其特征在于，第一行星齿轮组件、第三行星齿轮组件和第四行星齿轮组件是单式行星齿轮组件，所述第二行星齿轮组件是复合行星齿轮组件。
19. 如方案15所述的多档自动变速器，其特征在于，所述电动机还可用作发电机。
附图说明
在此描述的附图仅用于例示目的，而不是意于以任何方式限制本发明的范围。
图1是根据本发明的具有两个4节点杆的九速自动变速器的杆图；
图2是根据本发明的具有四个3节点杆的九速自动变速器的杆图；
图3是根据本发明的九速自动变速器的实施例的棒图；和
图4是真值表，其展现出接合的制动器和离合器在根据本发明的自动变速器中实现给定前进档或倒档传动比或速度比和提供九种前进速度和倒档的各种接合组合。
具体实施方式
以下描述本质上仅为示例性的，并不是意在限制本公开、应用或使用。
参见图1，以杆图例示根据本发明的多速即九速自动变速器10。杆图是自动变速器各部件的示意图，其中，行星齿轮组件通过竖直棒或杆表示，行星齿轮组件的各部件，例如太阳齿轮、行星齿轮架、齿圈，由节点表示。竖直棒在各节点之间的相对长度表示各部件之间的比。在一个行星齿轮组件的部件直接联接到另一行星齿轮组件的部件时，两个杆可组合为单一杆，其在这种情况下具有四个节点。由于这样的直接联接，本发明的四个行星齿轮组件仅通过两个竖直棒或杆表示。在各行星齿轮组件的节点之间的机械联接或互联还通过水平线例示，而诸如摩擦离合器和制动器之类的扭矩传递装置由交错或套叠的指表示，带式制动器由套叠的圆表示。对于杆图的格式、目的和使用的进一步阐释可见于由Benford和Leising的SAE Paper 810102题为“The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis（杆模拟：变速器分析的新工具）”，该文献通过引用全文并入于此。
多档自动变速器10包括：接收驱动扭矩的输入轴或构件12（IN）；输送驱动扭矩的输出轴或构件14（OUT）；和参照图1被称为“固接件（ground）”的壳体16。自动变速器10还包括四个行星齿轮组件。第一行星齿轮组件20包括：第一节点20A，第二节点20B，和第三节点20C。第二行星齿轮组件30包括：第一节点30A，其联接到输入轴或构件12并由输入轴或构件12驱动，第二节点30B，其与第一行星齿轮组件20的第三节点20C共连；和第三节点30C。第三行星齿轮组件40包括：第一节点40A；第二节点40B；和第三节点40C，其联接到并驱动输出轴或构件14。最后，第四行星齿轮组件50包括：第一节点50A；第二节点50B，其与第三行星齿轮组件40的第三节点40C共连并且因而还驱动输出轴或构件14；和第三节点50C，其与第四行星齿轮组件40的第二节点40B共连。电动机60的输出联接到第四行星齿轮组件50的第一节点50A，电动机60优选地可以具有扭矩输出和再生，扭矩输出提供驱动扭矩，再生为能量吸收和转换。
此外，自动变速器10包括多个选择性地能够接合的扭矩传递装置，即，制动器和离合器。如在此使用的术语“摩擦制动器”是指具有第一多个可旋转的摩擦板或盘的任何扭矩传递装置，该第一多个可旋转的摩擦板或盘与第二静止的多个板或盘交错并通过相关联的操作器或致动器被压成将旋转板或盘固接或制动到壳体16。术语“摩擦离合器”是指类似的装置，其中，第一和第二多个交错的摩擦板或盘在两个可旋转构件之间传递扭矩。不过，应理解，其它的离合器类型和构造在本发明的范围内。
第一摩擦制动器62被可操作地设置在第一行星齿轮组件20的第一节点20A与固接件（壳体16）之间。第二摩擦制动器64被可操作地设置在第一行星齿轮组件20的第三节点20C（以及第二行星齿轮组件30的第二节点30B）与固接件（壳体16）之间。第三摩擦制动器66被可操作地设置在第三行星齿轮组件40的第一节点40A与固接件（壳体16）之间。第四摩擦制动器68被可操作地设置在第三行星齿轮组件的第二节点40B（以及第四行星齿轮组件50的第三节点50C）与固接件（壳体16）之间。
第一摩擦离合器72被可操作地设置在第二行星齿轮组件30的第一节点30A与第四行星齿轮组件50的第一节点50A之间。第二摩擦离合器74被可操作地设置在第二行星齿轮组件30的第一节点30A与第四行星齿轮组件50的第三节点50C之间。
现在参见图1和3，在行星齿轮组件20、30、40和50的各种部件之间还存在多个固定的即主动的或直接的连接或联接。由于第一行星齿轮组件20和第二行星齿轮组件30在图1中组合为单一杆，第三行星齿轮组件40和第四行星齿轮组件50在图1中也组合为单一杆，因而许多固定连接件包含在特定节点内或者为特定节点的集成部件。因此，许多固定连接件仅在图2和3中清楚看见。
第一轴、套管轴或构件80将第一行星齿轮组件20的第三节点20C连接到第二行星齿轮组件30的第二节点30B。第二轴、套管轴或构件82将第一行星齿轮组件20的第二节点20B连接到第二行星齿轮组件30的第三节点30C。第三轴、套管轴或构件84将第一行星齿轮组件20的第二节点20B（以及第二行星齿轮组件30的第三节点30C）连接到第三行星齿轮组件40的第一节点40A。第四轴、套管轴或构件86将第三行星齿轮组件40的第二节点40B连接到第四行星齿轮组件50的第三节点50C。第五轴、套管轴或构件88将第三行星齿轮组件40的第三节点40C连接到第四行星齿轮组件50的第二节点50B。由于在自动变速器10中各部件的布局，可采用两个另外的固定连接件，例如，轴、套管轴或构件。第六轴、套管轴或构件90将第一摩擦制动器62连接到第一行星齿轮组件20的第一节点20A，第七轴、套管轴或构件92将第三行星齿轮组件40的第一节点40A（以及第二行星齿轮组件30的第三节点30C和第一行星齿轮组件20的第一节点20A通过第三轴、套管轴或构件84）连接到第三摩擦离合器66。
现在参照图2，示出了根据本发明的具有四个3节点杆的自动变速器10’的杆图。第一行星齿轮组件20包括：第一节点20A，第二节点20B，和第三节点20C。第二行星齿轮组件30包括：第一节点30A，其联接到输入轴或构件12；第二节点30B；和第三节点30C。第三行星齿轮组件40包括：第一节点40A；第二节点40B；和第三节点40C，其联接到并驱动输出轴或构件14。最后，第四行星齿轮组件50包括：第一节点50A；第二节点50B；和第三节点50C。电动机60的输出联接到第四行星齿轮组件50的第一节点50A。
此外，自动变速器10’还包括多个选择性地能够接合的扭矩传递装置，即，制动器和离合器。第一摩擦制动器62被可操作地设置在第一行星齿轮组件20的第一节点20A与固接件（壳体16）之间。第二摩擦制动器64被可操作地设置在第一行星齿轮组件20的第三节点20C与固接件（壳体16）之间。第三摩擦制动器66被可操作地设置在第三行星齿轮组件40的第一节点40A与固接件（壳体16）之间。第四摩擦制动器68被可操作地设置在第三行星齿轮组件的第二节点40B与固接件（壳体16）之间。
第一摩擦离合器72被可操作地设置在第二行星齿轮组件30的第一节点30A与第四行星齿轮组件50的第一节点50A之间。第二摩擦离合器74被可操作地设置在第二行星齿轮组件30的第一节点30A与第四行星齿轮组件50的第三节点50C之间。
第一轴、套管轴或构件80将第一行星齿轮组件20的第三节点20C连接到第二行星齿轮组件30的第二节点30B。第二轴、套管轴或构件82将第一行星齿轮组件20的第二节点20B连接到第二行星齿轮组件30的第三节点30C。第三轴、套管轴或构件84将第一行星齿轮组件20的第二节点20B连接到第三行星齿轮组件40的第一节点40A。第四轴、套管轴或构件86将第三行星齿轮组件40的第二节点40B连接到第四行星齿轮组件50的第三节点50C。第五轴、套管轴或构件88将第三行星齿轮组件40的第三节点40C连接到第四行星齿轮组件50的第二节点50B。由于在自动变速器10中部件的布局，可采用两个另外的固定连接件，例如，轴、套管轴或构件。第六轴、套管轴或构件90将第一摩擦制动器62连接到第一行星齿轮组件20的第一节点20A，第七轴、套管轴或构件92将第三行星齿轮组件40的第一节点40A连接到第三摩擦离合器66。
在图3中，各杆被替换为三个单式和一个复合的行星齿轮组件20、30、40和50，节点20A、20B、20C、30A、30B、30C、40A、40B、40C、50A、50B和50C被替换为行星齿轮组件的部件：太阳齿轮，具有行星齿轮的行星齿轮架，和齿圈。因此，第一单式行星齿轮组件20包括：第一太阳齿轮22，第一行星齿轮架24，和第一齿圈28。可旋转地设置在第一行星齿轮架24中的是第一多个行星齿轮26，其中的一个示出在图3中。第一多个行星齿轮26中的每个与第一太阳齿轮22和第一齿圈28恒久啮合。第二复合行星齿轮组件30包括：第二太阳齿轮32，第二行星齿轮架34，和第二齿圈38。在短轴（stub shaft）和/或轴承（未示出）上可旋转地设置的是第一多个第二行星齿轮36A（其中的一个示出在图3中），其与第二多个第二行星齿轮36B（其中的一个示出在图3中）的相应一个恒久啮合。第一多个第二行星齿轮36A的每个与第二太阳齿轮32恒久啮合，第二多个第二行星齿轮36B的每个与第二齿圈38恒久啮合。
第三单式行星齿轮组件40包括：第三太阳齿轮42，第三行星齿轮架44，和第三齿圈48。在短轴和/或轴承（未示出）上可旋转地设置在第三行星齿轮架44中的是多个第三行星齿轮46，其中的一个在图3中例示出。多个第三行星齿轮46中的每个与第三太阳齿轮42和第三齿圈48恒久啮合。第四单式行星齿轮组件50包括：第四太阳齿轮52，其联接到电动机60的输出，并且驱动电动机60的输出或由电动机60的输出驱动，第四行星齿轮架54，和第四齿圈58。在短轴和/或轴承（未示出）上被可旋转地设置在第四行星齿轮架54中的是多个第四行星齿轮56，其中的一个在图3中例示出。多个第四行星齿轮56中的每个与第四太阳齿轮52和第四齿圈58恒久啮合。
第一摩擦制动器62通过第六轴、套管轴或构件90连接在壳体16与第一行星齿轮组件20的第一太阳齿轮22之间。第二摩擦制动器64通过第一轴、套管轴或构件80连接在壳体16与第一行星齿轮组件20的第一齿圈28和第二行星齿轮组件30的第二齿圈38之间。第三摩擦制动器66通过第七轴、套管轴或构件92连接在壳体16与第一行星齿轮组件20的第一行星齿轮架24之间并且通过第二轴、套管轴或构件82连接到第二行星齿轮组件30的第二行星齿轮架34。第四摩擦制动器68通过第四轴、套管轴或构件86连接在壳体16与第三行星齿轮组件40的第三行星齿轮架44和第四行星齿轮组件50的第四齿圈58之间。
输入轴12连接到并且驱动第二行星齿轮组件30的第二太阳齿轮32，第一摩擦离合器72和第二摩擦离合器74。第一摩擦离合器72还连接到第四行星齿轮组件50的第四太阳齿轮52和电动机60的输出。第一摩擦离合器74还通过第四轴、套管轴或构件86连接到第三行星齿轮组件40的第三行星齿轮架44并且连接到第四行星齿轮组件50的第四齿圈58。
第二轴、套管轴或构件82将第一行星齿轮组件20的第一行星齿轮架24连接到第二行星齿轮组件30的第二行星齿轮架34。第三轴、套管轴或构件84将第二行星齿轮组件30的第二行星齿轮架34连接到第三行星齿轮组件40的第三太阳齿轮42。第五轴、套管轴或构件88将第三行星齿轮组件40的第三齿圈48连接到第四行星齿轮组件50的第四行星齿轮架54，其还连接到输出轴14。
现在参见图4，例示出六个扭矩传递装置的操作即启用或接合的次序，这提供九种前进速度比或传动比和倒档。图4是真值表，其中展现出制动器和离合器被启用或接合以实现九种前进速度和倒档的各种组合。在栏中显示的“X”指示所述制动器或离合器被启用或接合且该装置承载扭矩。在栏中显示的“O”指示所述制动器或离合器被启用或接合但其不承载扭矩。在栏中无条目指示所述制动器或离合器停用或脱离接合。实际传动比和比级可在相当大的范围内调整或变化，以适应自动变速器10和10’的各种应用和操作标准。
为了接合倒档（在图4中称作倒档），第一摩擦制动器62和第四摩擦制动器68接合或启用。在空档位置（在图4中称作空档），仅第四摩擦制动器68接合或启用，但其不承载扭矩。
通过启用或接合第二摩擦制动器64而同时保持启用或接合第四摩擦制动器68，实现第一档。通过使第二摩擦制动器64停用或脱离接合并使第一摩擦离合器72启用或接合而同时使第四摩擦制动器68保持启用或接合，实现第二档。
通过使第四摩擦制动器68停用或脱离接合并使第二摩擦制动器64接合或启用而同时使第一摩擦离合器72保持启用或接合，实现第三档。通过使第二摩擦制动器64停用或脱离接合并使第三摩擦制动器66接合或启用而同时使第一摩擦离合器72保持接合，实现第四档。
通过使第三摩擦制动器66停用或脱离接合并使第一摩擦制动器62接合或启用而同时使第一摩擦离合器72保持接合，实现第五档。通过使第一摩擦制动器62停用或脱离接合并使第二摩擦离合器74接合或启用而同时使第一摩擦离合器72保持接合，实现第六档。
通过使第一摩擦离合器72停用或脱离接合并使第一摩擦制动器62接合或启用而同时使第二摩擦离合器74保持接合，实现第七档。通过使第一摩擦制动器62停用或脱离接合并使第三摩擦制动器66接合或启用而同时使第二摩擦离合器74保持接合，实现第八档。通过使第三摩擦制动器66停用或脱离接合并使第二摩擦制动器64接合或启用而同时使第二摩擦离合器74保持接合，实现第九档。
通过本发明的自动变速器10实现了若干性能优点和操作效益。首先，应注意电动机60应联接到并驱动第四行星齿轮组件50的第一节点50A（第四太阳齿轮52）以此最大化其益处。如果第一摩擦离合器72和第二摩擦离合器断开（脱离接合），电动机60能够用于提供与发动机速度独立的再生制动。电动机60能够用于直接增大添加到输出或从输出减去的扭矩量。这使能EVT（混合动力）操作模式中输出速度的电动转换。电动机60能够用于在切换期间平滑输出扭矩。这是非常有利的特征，因为输出扭矩和其在车辆加速上的效益是驾驶员感觉到的。通过应用第四摩擦离合器68，变速器10的输出轴14能够独立于变速器的其余部分被驱动，这允许液压泵在一些条件下关闭。通过并入和应用变速器输入轴12，发动机输出轴和摩擦离合器之一之间的发动机断开离合器（未示出），电动机60能够用于启动发动机。最后，应理解的是自动变速器10能够作为独立传统的九速变速器操作。
本发明的描述实际上仅为示例性的，不背离本发明主旨的变例将处于本发明的范围内。这样的变例被认为未背离本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种多档自动变速器，其组合地包括：
第一行星齿轮组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件和第四行星齿轮组件，所述行星齿轮组件的每个具有三个构件，
输入构件，其连接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的一个；
输出构件，其连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的一个；
所述第一行星齿轮组件的所述构件中的一个联接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的另一个；
所述第一行星齿轮组件的所述构件中的另一个联接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的又一个；
连接构件，其用于连接所述第二行星齿轮组件的所述构件中的所述又一个到所述第三行星齿轮组件的所述构件中的一个；
所述第三行星齿轮组件的所述构件中的另一个联接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的另一个；
所述第三行星齿轮组件的所述构件中的又一个联接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的所述一个；
电动机，其具有连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的又一个的输出，以及
多个扭矩传递装置，其可选择性地接合以连接：所述第一行星齿轮组件的所述构件的又一个到固接件，所述第一行星齿轮组件的所述构件的所述一个和所述第二行星齿轮组件的所述构件的所述另一个到固接件，所述第一行星齿轮组件的所述构件的所述另一个到固接件，所述第三行星齿轮组件的所述构件的所述另一个和所述第四行星齿轮组件的所述构件的所述另一个到固接件，所述输入构件到所述第三行星齿轮组件的所述构件的所述另一个，以及所述输入构件到所述第四行星齿轮组件的所述构件的所述又一个。
2.如权利要求1所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件和第四行星齿轮组件的所述三个构件的每个是太阳齿轮、齿圈和行星齿轮架之一。
3.如权利要求1所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮组件的所述一个构件是齿圈，所述第一行星齿轮组件的所述另一个构件是行星齿轮架，所述第一行星齿轮组件的所述又一个构件是太阳齿轮。
4.如权利要求1所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第二行星齿轮组件是复合行星齿轮组件，所述第二行星齿轮组件的一个构件是太阳齿轮，所述第二行星齿轮组件的所述另一个构件是齿圈，所述第二行星齿轮组件的所述又一个构件是行星齿轮架。
5.如权利要求1所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第三行星齿轮组件的所述一个构件是太阳齿轮，所述第三行星齿轮组件的所述另一个构件是行星齿轮架，所述第三行星齿轮组件的所述又一个构件是齿圈。
6.如权利要求1所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第四行星齿轮组件的所述一个构件是行星齿轮架，所述第四行星齿轮组件的所述另一个构件是齿圈，所述第四行星齿轮组件的所述又一个构件是太阳齿轮。
7.一种多档自动变速器，其组合地包括：
第一行星齿轮组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件和第四行星齿轮组件，所述行星齿轮组件的每个具有三个构件，
输入构件，其连接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的一个；
输出构件，其连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的一个；
第一构件，其用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的一个连接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的另一个；
第二构件，其用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的另一个连接到所述第二行星齿轮组件的所述构件中的又一个；
第三构件，其用于连接所述第二行星齿轮组件的所述构件中的所述又一个到所述第三行星齿轮组件的所述构件中的一个；
第四构件，其用于将所述第三行星齿轮组件的另一个构件连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的另一个；
第五构件，其用于将所述第三行星齿轮组件的所述构件中的又一个连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的另一个；
电动机，其具有连接到所述第四行星齿轮组件的所述构件中的又一个的输出，以及
多个扭矩传递装置，其可选择性地接合以连接：所述第一行星齿轮组件的所述构件的所述又一个到固接件，所述第一构件到固接件，所述第一行星齿轮组件的所述构件的所述另一个到固接件，所述第四构件到固接件，所述输入构件到所述第四行星齿轮组件的所述构件的所述又一个，以及所述输入构件到所述第三行星齿轮组件的所述构件的所述另一个。
8.如权利要求7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述多个扭矩传递装置包括一组制动器和一组离合器。
9.如权利要求7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮组件、第二行星齿轮组件、第三行星齿轮组件和第四行星齿轮组件的所述三个构件的每个是太阳齿轮、齿圈和行星齿轮架之一。
10.如权利要求7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮组件的所述一个构件是齿圈，所述第一行星齿轮组件的所述另一个构件是行星齿轮架，所述第一行星齿轮组件的所述又一个构件是太阳齿轮。
11.如权利要求7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第二行星齿轮组件的所述一个构件是太阳齿轮，所述第二行星齿轮组件的所述另一个构件是齿圈，所述第二行星齿轮组件的所述又一个构件是行星齿轮架。
12.如权利要求7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第三行星齿轮组件的所述一个构件是太阳齿轮，所述第三行星齿轮组件的所述另一个构件是行星齿轮架，所述第三行星齿轮组件的所述又一个构件是齿圈。
13.如权利要求7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第四行星齿轮组件的所述一个构件是行星齿轮架，所述第四行星齿轮组件的所述另一个构件是齿圈，所述第四行星齿轮组件的所述又一个构件是太阳齿轮。
14.如权利要求7所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第二行星齿轮组件是复合行星齿轮组件。
15.一种多档自动变速器，其组合地包括：
输入构件；
输出构件；
第一行星齿轮组件，其具有太阳齿轮、可旋转地支撑多个行星齿轮的行星齿轮架、和齿圈；
第二行星齿轮组件，其具有联接到所述输入构件并由所述输入构件驱动的太阳齿轮、联接到所述第一行星齿轮组件的所述行星齿轮架并且可旋转地支撑多个行星齿轮的行星齿轮架、和联接到所述第一行星齿轮组件的所述齿圈的齿圈；
第三行星齿轮组件，其具有联接到所述第二行星齿轮组件的所述行星齿轮架的太阳齿轮、可旋转地支撑多个行星齿轮的行星齿轮架、和齿圈；
第四行星齿轮组件，其具有太阳齿轮、联接到并驱动所述输出构件且联接到所述第三行星齿轮组件的所述齿圈并且可旋转地支撑多个行星齿轮的行星齿轮架、和联接到所述第三行星齿轮组件的所述行星齿轮架的齿圈；以及
电动机，其具有连接到所述第四行星齿轮组件的所述太阳齿轮的输出构件。
16.如权利要求15所述的多档自动变速器，其特征在于，还包括设置在所述第一行星齿轮组件的所述太阳齿轮和壳体之间的第一摩擦制动器，设置在所述第一和所述第二行星齿轮组件的所述齿圈和所述壳体之间的第二摩擦制动器，设置在所述第一行星齿轮组件的所述行星齿轮架和所述壳体之间的第三摩擦制动器，以及设置在所述第三行星齿轮组件的所述行星齿轮架和所述第四行星齿轮组件的所述齿圈与所述壳体之间的第四摩擦制动器。
17.如权利要求15所述的多档自动变速器，其特征在于，还包括设置在所述输入构件和所述第四行星齿轮组件的所述太阳齿轮之间的第一摩擦离合器，设置在所述输入构件和所述第三行星齿轮组件的所述行星齿轮架之间的第二摩擦离合器。
18.如权利要求15所述的多档自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮组件、第三行星齿轮组件和第四行星齿轮组件是单式行星齿轮组件，所述第二行星齿轮组件是复合行星齿轮组件。
19.如权利要求15所述的多档自动变速器，其特征在于，所述电动机还可用作发电机。
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