CN103307231B - 多速行星齿轮组变速器 - Google Patents

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Abstract

一种变速器，具有输入构件、输出构件、至少四个行星齿轮组、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，其能以两个的组合形式起用，以建立多个前进传动比和一个倒档传动比。

Description

多速行星齿轮组变速器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年3月12日提交的美国临时申请No.61/609,610的权益。上述申请的公开内容在此作为参考引入。
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多个速度、至少四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、四个行星齿轮组、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。
在本发明的另一个方面，提供一种变速器，所述变速器具有第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组各具有太阳轮、行星架构件和齿圈。
在本发明的另一个方面，变速器的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。
在本发明的另一个方面，变速器的输出构件与第一行星齿轮组的行星架构件和第二行星齿轮组的齿圈连续地连接以便共同旋转。
在本发明的另一个方面，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮。第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合。
在本发明的另一个方面，第四行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮。第一组小齿轮与第四行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第四行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合。
在本发明的另一个方面，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。
在本发明的另一个方面，第二互连构件将第一行星齿轮组的齿圈与第三行星齿轮组的齿圈连续地互连。
在本发明的另一个方面，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行星架构件和第四行星齿轮组的齿圈连续地互连。
在本发明的另一个方面，第四互连构件将第二行星齿轮组的太阳轮与第四行星齿轮组的行星架构件连续地互连。
在本发明的另一个方面，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和输入构件互连。
在本发明的另一个方面，第二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四行星齿轮组的齿圈互连。
在本发明的另一个方面，第三扭矩传递机构可选择性地接合以将第四行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连。
在本发明的另一个方面，第四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固定构件互连。
在本发明的另一个方面，第五扭矩传递机构可选择性地接合以将第三行星齿轮组的行星架构件与固定构件互连。
在本发明的另一个方面，第六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。
在本发明的另一个方面，第七扭矩传递机构可选择性地接合以将第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第二构件互连。
在本发明的另一个方面，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多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、第三和第四行星齿轮组；
多个互连构件，所述多个互连构件将第一、第二、第三和第四行星齿轮组的构件与第一、第二、第三和第四行星齿轮组的另一个构件连续地互连；以及
至少六个扭矩传递机构，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的至少两个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、第三构件中的至少另一个互连，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的四个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固定构件互连，且
其中，所述至少六个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多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，所述多个互连构件还包括：第一互连构件，所述第一互连构件将第一行星齿轮组的第二构件与第二行星齿轮组的第三构件连续地互连；第二互连构件，所述第二互连构件将第一行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第二构件连续地互连；第三互连构件，所述第三互连构件将第二行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第三构件和第四行星齿轮组的第三构件连续地互连；以及第四互连构件，所述第四互连构件将第二行星齿轮组的第一构件与第四行星齿轮组的第二构件连续地互连。
方案3．根据方案1所述的变速器，其中，所述至少六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一构件和输入构件互连。
方案4．根据方案3所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第二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输入构件与所述第四行星齿轮组的第三构件互连。
方案5．根据方案4所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将所述第四行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连。
方案6．根据方案5所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第四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固定构件互连。
方案7．根据方案6所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第五个可选择性地接合以将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述固定构件互连。
方案8．根据方案7所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第六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9．根据方案1所述的变速器，其中，第七扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件和所述第四行星齿轮组的第二构件互连。
方案10．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一构件连续地连接以便共同旋转。
方案11．根据方案1所述的变速器，其中，所述输出构件与第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件连续地连接以便共同旋转。
方案12．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一构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一、第二和第四行星齿轮组的第二构件和第三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三构件、第三行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件是齿圈，且其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合。
方案13．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一构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一和第二行星齿轮组的第二构件、第三行星齿轮组的第三构件和第四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三构件、第三行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第二构件是齿圈，且其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合，且其中，第四行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第一组小齿轮与第四行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第四行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合。
方案14．一种变速器，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、第三和第四行星齿轮组；
第一互连构件，所述第一互连构件将第一行星齿轮组的第二构件与第二行星齿轮组的第三构件连续地互连；
第二互连构件，所述第二互连构件将第一行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第二构件连续地互连；
第三互连构件，所述第三互连构件将第二行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第三构件和第四行星齿轮组的第三构件连续地互连；
第四互连构件，所述第四互连构件将第二行星齿轮组的第一构件与第四行星齿轮组的第二构件连续地互连；以及
六个扭矩传递机构，所述六个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，所述六个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八个前进速度比和至少一个倒档速度比。
方案15．根据方案14所述的变速器，其中，所述六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一构件和输入构件互连。
方案16．根据方案15所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递机构中的第二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输入构件与所述第四行星齿轮组的第三构件互连。
方案17．根据方案16所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将所述第四行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连。
方案18．根据方案17所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递机构中的第四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固定构件互连。
方案19．根据方案18所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递机构中的第五个可选择性地接合以将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述固定构件互连。
方案20．根据方案19所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递机构中的第六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21．根据方案14所述的变速器，其中，第七扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件和所述第四行星齿轮组的第二构件互连。
方案22．根据方案14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14所述的变速器，其中，所述输出构件与第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件连续地连接以便共同旋转。
方案24．根据方案14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、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一、第二和第四行星齿轮组的第二构件和第三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三构件、第三行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件是齿圈，且其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合。
方案25．根据方案14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、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一和第二行星齿轮组的第二构件、第三行星齿轮组的第三构件和第四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三构件、第三行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第二构件是齿圈，且其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合，且其中，第四行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第一组小齿轮与第四行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第四行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合。
方案26．一种变速器，包括：
输入构件；
输出构件；
各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其中，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，其中，输出构件与第一行星齿轮组的行星架构件和第二行星齿轮组的齿圈连续地连接以便共同旋转，其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合；
第一互连构件，所述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，所述第二互连构件将第一行星齿轮组的齿圈与第三行星齿轮组的齿圈连续地互连；
第三互连构件，所述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行星架构件和第四行星齿轮组的齿圈连续地互连；
第四互连构件，所述第四互连构件将第二行星齿轮组的太阳轮与第四行星齿轮组的行星架构件连续地互连；
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第二行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的太阳轮和输入构件互连；
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第三行星齿轮组的太阳轮和输入构件与第四行星齿轮组的齿圈互连；
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四行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；
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第二行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；
第五扭矩传递机构，所述第五扭矩传递机构可选择性地接合以将第三行星齿轮组的行星架构件与固定构件互连；
第六扭矩传递机构，所述第六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
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多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：
输入构件；
输出构件；
各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其中，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，其中，输出构件与第一行星齿轮组的行星架构件和第二行星齿轮组的齿圈连续地连接以便共同旋转，其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合；
第一互连构件，所述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，所述第二互连构件将第一行星齿轮组的齿圈与第三行星齿轮组的齿圈连续地互连；
第三互连构件，所述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行星架构件和第四行星齿轮组的齿圈连续地互连；
第四互连构件，所述第四互连构件将第二行星齿轮组的太阳轮与第四行星齿轮组的行星架构件连续地互连；
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第二行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的太阳轮和输入构件互连；
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第三行星齿轮组的太阳轮和输入构件与第四行星齿轮组的齿圈互连；
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四行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；
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第二行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；
第五扭矩传递机构，所述第五扭矩传递机构可选择性地接合以将第三行星齿轮组的行星架构件与固定构件互连；
第六扭矩传递机构，所述第六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；和
第七扭矩传递机构，所述第七扭矩传递机构可选择性地接合以将第四行星齿轮组的太阳轮与第二行星齿轮组的太阳轮和第四行星齿轮组的行星架构件互连，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多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是根据本发明的多速变速器的一个实施例的杠杆图；
图2是根据本发明的八速变速器的一个实施例的示意图；
图3是根据本发明的八速变速器的可选实施例的示意图；
图4是示出了在图2和3所示的变速器的可用八个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5是根据本发明的十速变速器的一个实施例的示意图；
图6是根据本发明的十速变速器的又一个实施例的示意图；和
图7是示出了在图5和6所示的十速变速器的可用十个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，本发明的多速自动变速器的实施例在四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三部件或元件。第一行星齿轮组的第三部件或元件永久性地联接到第三行星齿轮组的第二部件或元件。第二行星齿轮组的第二部件或元件永久性地联接到第三行星齿轮组的第三部件或元件和第四行星齿轮组的第三部件或元件。第二行星齿轮组的第一部件或元件永久性地联接到第四行星齿轮组的第二部件或元件。
现在参考图1，以杠杆图形式示出了多速变速器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。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“TheLeverAnalogy:ANewToolinTransmissionAnalysis”，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和第四行星齿轮组20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具有三个节点：第一节点20A、第二节点20B和第三节点20C。
输入构件12连续地联接到第三行星齿轮组18的第一节点18A。输出构件22联接到第一行星齿轮组14的第二节点14B和第二行星齿轮组16的第三节点16C。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的第三节点16C。第一行星齿轮组14的第三节点14C联接到第三行星齿轮组18的第二节点18B。第二行星齿轮组16的第二节点16B联接到第三行星齿轮组18的第三节点18C和第四行星齿轮组20的第三节点20C。第二行星齿轮组16的第一节点16A联接到第四行星齿轮组20的第二节点20B。
第一离合器26将输入构件或轴12和第三行星齿轮组18的第一节点18A与第二行星齿轮组16的第一节点16A和第四行星齿轮组20的第二节点20B选择性地连接。第二离合器28将输入构件或轴12和第三行星齿轮组18的第一节点18A与第二行星齿轮组16的第二节点16B、第三行星齿轮组18的第三节点18C和第四行星齿轮组20的第三节点20C选择性地连接。第三离合器30将第二行星齿轮组16的第一节点16A和第四行星齿轮组20的第二节点20B与第四行星齿轮组20的第一节点20A选择性地连接。第一制动器32将第四行星齿轮组20的第一节点20A与固定构件或变速器壳体50选择性地连接。第二制动器34将第二行星齿轮组16的第一节点16A和第四行星齿轮组20的第二节点20B与固定构件或变速器壳体50选择性地连接。第三制动器36将第三行星齿轮组18的第三节点18C、第二行星齿轮组16的第二节点16B和第四行星齿轮组20的第三节点20C与固定构件或变速器壳体50选择性地连接。第四制动器38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。
现在参考图2，杆状图示出了根据本发明的多速变速器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。然而，在该实施例中，离合器30已经被去除且对于实现期望传动比来说是不必要的。在本发明的其它实施例中，提供离合器30以建立下述的附加传动比。
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和输出轴或构件22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16A、齿圈构件16C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16A与第四轴或互连构件48和第五轴或互连构件52连接以便共同旋转。齿圈构件16C与第三轴或互连构件46连接以便共同旋转。行星架构件16B与第六轴或互连构件54和第七轴或互连构件56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16A和齿圈构件16C两者互相啮合。
行星齿轮组18包括太阳轮构件18A、齿圈构件18B和行星齿轮行星架构件18C，行星齿轮行星架构件18C可旋转地支撑第一组行星齿轮18D（仅示出其中一个）和第二组行星齿轮18E（仅示出其中一个）。太阳轮构件18A与输入轴或构件12连接以便共同旋转。齿圈构件18B与第二轴或互连构件44连接以便共同旋转。行星架构件18C与第七轴或互连构件56且与第八轴或互连构件58连接以便共同旋转。第一组行星齿轮18D中的每个均配置成与太阳轮构件18A和第二组行星齿轮18E两者互相啮合。第二组行星齿轮18E中的每个均配置成与齿圈构件18B和第一组行星齿轮18D两者互相啮合。
行星齿轮组20包括太阳轮构件20A、齿圈构件20C和行星齿轮行星架构件20B，行星齿轮行星架构件20B可旋转地支撑一组行星齿轮20D（仅示出其中一个）。太阳轮构件20A与第九轴或互连构件60连接以便共同旋转。齿圈构件20C与第六轴或互连构件54连接以便共同旋转。行星架构件20B与第五轴或互连构件52连接以便共同旋转。行星齿轮20D中的每个均配置成与太阳轮构件20A和齿圈构件20C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以及制动器32、34、36和38）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输入轴或构件12与第四轴或互连构件48连接。第二离合器28可选择性地接合以将输入轴或构件12与第八轴或互连构件58连接。第一制动器32可选择性地接合以将第九轴或互连构件60与固定元件或变速器壳体50连接，以限制构件60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四轴或互连构件48与固定元件或变速器壳体50连接，以限制构件48相对于变速器壳体50旋转。第三制动器36可选择性地接合以将第八轴或互连构件58与固定元件或变速器壳体50连接，以限制构件58相对于变速器壳体50旋转。第四制动器38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。
现在参考图3，多速变速器的可选实施例以示意图形式图示且通过附图标记100参考。变速器100具有与上文关于变速器10’所述相同数量的行星齿轮组和扭矩传递机构。然而，变速器100提供与关于变速器10’所述相同的三个行星齿轮组14、16和18，但是与变速器10’不同，提供不同的第四行星齿轮组20’，取代变速器10’的行星齿轮组20。行星齿轮组20’是复合行星齿轮组，具有太阳轮20A’、齿圈20B’和行星架构件20C’，行星架构件20C’支撑两组行星小齿轮20D’和20E’。小齿轮20D’与太阳轮20A’和第二组小齿轮20E’两者啮合。小齿轮20E’与齿圈20B’和第一组小齿轮20D’两者啮合。除了用复合行星齿轮组20’取代行星齿轮组20之外，去除了互连构件52和54，且提供新的重新配置的互连构件52’和54’。互连构件52’将太阳轮构件16A与齿圈构件20B’互连以便共同旋转。互连构件54’将行星架构件16B与行星架构件20C’互连以便共同旋转。
现在参考图2、图3和图4，将描述多速变速器10’和100的操作。在变速器10’和100的实施例中，第三离合器30已经被去除且对于实现期望传动比来说是不必要的。应当理解的是，变速器10’和100能够将扭矩以八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、第二制动器34、第三制动器36和第四制动器38）中的一个或多个而获得，如下文阐述的那样。图4是示出了被起用或接合以实现八个前进和倒档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。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’和100的各种应用和操作标准。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。
例如，变速器10’和100通过接合或起用第一离合器26和第三制动器36来建立倒档。第一离合器26将输入轴或构件12与太阳轮构件16A连接。第三制动器36将行星架构件18C与固定元件或变速器壳体50连接，以限制构件18C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八个前进比，如图4所示。
现在参考图5，根据本发明的多速变速器的又一个实施例以示意图形式图示且通过附图标记200参考。除了增加第三离合器30之外，变速器200具有与关于变速器10’所示和所述相同的物理部件和互连件（即，行星齿轮组、离合器、制动器和互连件）。第三离合器30可选择性地接合以将互连构件或轴52与互连构件或轴60连接。更具体地，第三离合器30可选择性地接合以将行星架构件20B和太阳轮16A与太阳轮20A连接，如图5所示。
现在参考图6，根据本发明的多速变速器的又一个实施例以示意图形式图示且通过附图标记300参考。除了增加第三离合器30之外，变速器300具有与关于变速器100所示和所述相同的物理部件和互连件（即，行星齿轮组、离合器、制动器和互连件）。第三离合器30可选择性地接合以将互连构件或轴52’与互连构件或轴60连接。更具体地，在该实施例中，第三离合器30可选择性地接合以将齿圈20B’和太阳轮16A与太阳轮20A’连接，如图6所示。
现在参考图5、图6和图7，将描述十速变速器200和300的实施例的操作。十个前进和一个倒档速度或扭矩比中的每一个通过接合扭矩传递机构（即，第一离合器26、第二离合器28、第三离合器20、第一制动器32、第二制动器34、第三制动器36和第四制动器38）中的一个或多个而获得，如图7的扭矩传递元件或离合器表所示。具体地，增加第三离合器30提供与前述变速器实施例相比而言第四档位的不同传动比。为了实现第四档位，变速器200和300选择性地接合第三离合器30和第四制动器38。如上所述，第三离合器30将互连构件或轴52’与互连构件或轴60互连。第四制动器38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。类似地，通过离合器和制动器接合的不同组合实现其它九个前进比和倒档比，如图7所示。
应当理解的是，多速变速器10’、100、200和300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 (23)

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、第三和第四行星齿轮组；
多个互连构件，所述多个互连构件将第一、第二、第三和第四行星齿轮组的构件与第一、第二、第三和第四行星齿轮组的另一个构件连续地互连；以及
至少六个扭矩传递机构，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的至少两个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、第三构件中的至少另一个互连，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的四个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固定构件互连，且
其中，所述至少六个扭矩传递机构以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8个或10个前进速度比和一个倒档速度比；
第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一、第二和第四行星齿轮组的第二构件和第三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三构件、第三行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件是齿圈，且其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第三行星齿轮组的第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第三行星齿轮组的第二组小齿轮两者啮合，第三行星齿轮组的第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的第一组小齿轮两者啮合；或者
第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一和第二行星齿轮组的第二构件、第三行星齿轮组的第三构件和第四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三构件、第三行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第二构件是齿圈，且其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第三行星齿轮组的第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第三行星齿轮组的第二组小齿轮两者啮合，第三行星齿轮组的第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的第一组小齿轮两者啮合，且其中，第四行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第四行星齿轮组的第一组小齿轮与第四行星齿轮组的太阳轮和第四行星齿轮组的第二组小齿轮两者啮合，第四行星齿轮组的第二组小齿轮与第四行星齿轮组的齿圈和第四行星齿轮组的第一组小齿轮两者啮合。
2.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述多个互连构件还包括：第一互连构件，所述第一互连构件将第一行星齿轮组的第二构件与第二行星齿轮组的第三构件连续地互连；第二互连构件，所述第二互连构件将第一行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第二构件连续地互连；第三互连构件，所述第三互连构件将第二行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第三构件和第四行星齿轮组的第三构件连续地互连；以及第四互连构件，所述第四互连构件将第二行星齿轮组的第一构件与第四行星齿轮组的第二构件连续地互连。
3.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述至少六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一构件和输入构件互连。
4.根据权利要求3所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第二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输入构件与所述第四行星齿轮组的第三构件互连。
5.根据权利要求4所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将所述第四行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连。
6.根据权利要求5所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第四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固定构件互连。
7.根据权利要求6所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第五个可选择性地接合以将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述固定构件互连。
8.根据权利要求7所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第六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。
9.根据权利要求1所述的变速器，其中，第七扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件和所述第四行星齿轮组的第二构件互连。
10.根据权利要求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一构件连续地连接以便共同旋转。
11.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述输出构件与第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件连续地连接以便共同旋转。
12.一种变速器，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、第三和第四行星齿轮组；
第一互连构件，所述第一互连构件将第一行星齿轮组的第二构件与第二行星齿轮组的第三构件连续地互连；
第二互连构件，所述第二互连构件将第一行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第二构件连续地互连；
第三互连构件，所述第三互连构件将第二行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第三构件和第四行星齿轮组的第三构件连续地互连；
第四互连构件，所述第四互连构件将第二行星齿轮组的第一构件与第四行星齿轮组的第二构件连续地互连；以及
至少六个扭矩传递机构，所述至少六个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，所述至少六个扭矩传递机构以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8个或10个前进速度比和一个倒档速度比；
第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一、第二和第四行星齿轮组的第二构件和第三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三构件、第三行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件是齿圈，且其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第三行星齿轮组的第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第三行星齿轮组的第二组小齿轮两者啮合，第三行星齿轮组的第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的第一组小齿轮两者啮合；或者
第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一和第二行星齿轮组的第二构件、第三行星齿轮组的第三构件和第四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三构件、第三行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第二构件是齿圈，且其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第三行星齿轮组的第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第三行星齿轮组的第二组小齿轮两者啮合，第三行星齿轮组的第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的第一组小齿轮两者啮合，且其中，第四行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第四行星齿轮组的第一组小齿轮与第四行星齿轮组的太阳轮和第四行星齿轮组的第二组小齿轮两者啮合，第四行星齿轮组的第二组小齿轮与第四行星齿轮组的齿圈和第四行星齿轮组的第一组小齿轮两者啮合。
13.根据权利要求12所述的变速器，其中，所述至少六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一构件和输入构件互连。
14.根据权利要求13所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第二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输入构件与所述第四行星齿轮组的第三构件互连。
15.根据权利要求14所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将所述第四行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连。
16.根据权利要求15所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第四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固定构件互连。
17.根据权利要求16所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第五个可选择性地接合以将所述第三行星齿轮组的第三构件与所述固定构件互连。
18.根据权利要求17所述的变速器，其中，所述至少六个扭矩传递机构中的第六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。
19.根据权利要求12所述的变速器，其中，第七扭矩传递机构可选择性地接合以将所述第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件和所述第四行星齿轮组的第二构件互连。
20.根据权利要求12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。
21.根据权利要求12所述的变速器，其中，所述输出构件与第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件连续地连接以便共同旋转。
22.一种变速器，包括：
输入构件；
输出构件；
各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其中，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，其中，输出构件与第一行星齿轮组的行星架构件和第二行星齿轮组的齿圈连续地连接以便共同旋转，其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合；
第一互连构件，所述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，所述第二互连构件将第一行星齿轮组的齿圈与第三行星齿轮组的齿圈连续地互连；
第三互连构件，所述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行星架构件和第四行星齿轮组的齿圈连续地互连；
第四互连构件，所述第四互连构件将第二行星齿轮组的太阳轮与第四行星齿轮组的行星架构件连续地互连；
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第二行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的太阳轮和输入构件互连；
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第三行星齿轮组的太阳轮和输入构件与第四行星齿轮组的齿圈互连；
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四行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；
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第二行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；
第五扭矩传递机构，所述第五扭矩传递机构可选择性地接合以将第三行星齿轮组的行星架构件与固定构件互连；
第六扭矩传递机构，所述第六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
其中，所述扭矩传递机构以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8个前进速度比和一个倒档速度比。
23.一种变速器，包括：
输入构件；
输出构件；
各具有太阳轮、行星架构件和齿圈的第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其中，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，其中，输出构件与第一行星齿轮组的行星架构件和第二行星齿轮组的齿圈连续地连接以便共同旋转，其中，第三行星齿轮组的行星架构件配置成支撑第一组小齿轮和第二组小齿轮，其中，第一组小齿轮与第三行星齿轮组的太阳轮和第二组小齿轮两者啮合，第二组小齿轮与第三行星齿轮组的齿圈和第一组小齿轮两者啮合；
第一互连构件，所述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，所述第二互连构件将第一行星齿轮组的齿圈与第三行星齿轮组的齿圈连续地互连；
第三互连构件，所述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行星架构件和第四行星齿轮组的齿圈连续地互连；
第四互连构件，所述第四互连构件将第二行星齿轮组的太阳轮与第四行星齿轮组的行星架构件连续地互连；
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第二行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的太阳轮和输入构件互连；
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第三行星齿轮组的太阳轮和输入构件与第四行星齿轮组的齿圈互连；
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四行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；
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第二行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；
第五扭矩传递机构，所述第五扭矩传递机构可选择性地接合以将第三行星齿轮组的行星架构件与固定构件互连；
第六扭矩传递机构，所述第六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；和
第七扭矩传递机构，所述第七扭矩传递机构可选择性地接合以将第四行星齿轮组的太阳轮与第二行星齿轮组的太阳轮和第四行星齿轮组的行星架构件互连，以及
其中，所述扭矩传递机构以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10个前进速度比和一个倒档速度比。
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