CN104565260A - 双模无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双模无级变速器。提供用于机动车辆的双模CVT。CVT包括连接到滑轮-皮带组件的变速装置。滑轮-皮带组件连接到行星齿轮组装置。行星齿轮组装置通常包括两个行星齿轮组、一个制动器和两个离合器。行星齿轮组装置连接到最终传动单元。

Description

双模无级变速器

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年9月23日提交的美国临时申请号61/881078的权益。上述申请的公开内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及自动变速器，更具体地涉及双模无级变速器。

背景技术

在这一部分中的说明仅提供涉及本公开的背景信息，也许会或也许不会构成现有技术。

无级变速器(CVT)通常包括可操作地将旋转动力源(例如发动机或电动马达)联接到双齿轮最终传动单元的皮带-滑轮系统。皮带-滑轮系统一般包括第一和第二锥形轮对，其具有在锥形轮对之间延伸的扭矩传输带或链。每个锥形轮对包括轴向固定滑轮构件和轴向活动滑轮构件。每个活动滑轮构件相对于固定滑轮构件可通过液压系统轴向调整。液压系统提供一级和二级液压压力到各个活动滑轮构件以调整第一和第二锥形轮对的运行半径，这继而控制无级变速器的输出/输入比。锥形轮的运动使得输入速度和输出速度的比率无级地或连续地变化。借助于无级变速器，可以达到较小但是有效的比率变化。这不同于任何比率变化是步长值的固定齿轮比单元。

CVT轴向长度和质量显著影响其功率密度和效率。因此，始终存在对改善的CVT设计的需求，其最小化轴向长度和质量且同时提供足够的性能特性。

发明内容

提供一种用于机动车辆的双模CVT。双模CVT包括连接到滑轮-皮带组件的变速装置。滑轮-皮带组件还连接到行星齿轮组装置。行星齿轮组装置一般包括两个行星齿轮组、一个制动器和两个离合器。行星齿轮组装置连接到最终传动单元。

在本发明的另一个方面，提供一种用于机动车辆的变速器，其具有变速器输入构件、变速器输出构件、无级变速单元、第一传动齿轮、第二传动齿轮、行星齿轮组组件、第一离合器、第二离合器、制动器，由此通过第一离合器和第二离合器之一的选择性接合从而选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件，扭矩从输入构件传递到输出构件。

仍然在本发明的另一个方面，无级变速单元具有第一滑轮、第二滑轮、和卷绕第一滑轮和第二滑轮的环状构件。

仍然在本发明的另一个方面，第一传动齿轮连接输入构件以便共同旋转。

仍然在本发明的另一个方面，第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合并且连接无级变速单元的第一滑轮以便共同旋转。

仍然在本发明的另一个方面，行星齿轮组组件具有第一、第二、第三和第四构件。

仍然在本发明的另一个方面，第一离合器选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第一构件。

仍然在本发明的另一个方面，第二离合器选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第四构件。

仍然在本发明的另一个方面，制动器选择性地将行星齿轮组组件的第三构件连接到固定构件。

仍然还是在本发明的另一个方面，行星齿轮组组件包括第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。第一行星齿轮组具有：太阳齿轮，其连接第二行星齿轮组的太阳齿轮以便共同旋转；以及托架构件，其连接第二行星齿轮组的环形齿轮以便共同旋转。第一离合器连接到第一行星齿轮组的环形齿轮，第二离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，制动器连接到第二行星齿轮组的托架构件，并且输出构件连接第二行星齿轮组的环形齿轮以便共同旋转。

仍然还是在本发明的另一个方面，行星齿轮组组件具有第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。第一行星齿轮组具有托架构件，其连接第二行星齿轮组的托架构件以便共同旋转，并且第二行星齿轮组的托架构件具有第一和第二小齿轮组。第一小齿轮组与第一行星齿轮组的太阳齿轮和第二小齿轮组互相啮合。第二小齿轮组与第二行星齿轮组的环形齿轮和第一小齿轮组互相啮合。第一离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，第二离合器连接到第二行星齿轮组的太阳齿轮，并且制动器连接到第一行星齿轮组的托架构件。输出构件连接第二行星齿轮组的环形齿轮以便共同旋转。

仍然还是在本发明的另一个方面，行星齿轮组组件包括第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。第一行星齿轮组具有托架构件，其连接第二行星齿轮组的环形齿轮以便共同旋转，并且第一行星齿轮组的环形齿轮连接第二行星齿轮组的托架构件以便共同旋转。第一离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，第二离合器连接到第二行星齿轮组的太阳齿轮，并且制动器连接到第一行星齿轮组的托架构件和第二行星齿轮组的环形齿轮。输出构件连接第二行星齿轮组的托架构件以便共同旋转。

仍然还是在本发明的另一个方面，行星齿轮组组件具有堆叠设置的第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。第一行星齿轮组和第二行星齿轮组共享公共构件。公共构件起到第一行星齿轮组中的环形齿轮的作用，并且起到第二行星齿轮组中的太阳齿轮的作用。此外，第一行星齿轮组和第二行星齿轮组共用公共托架构件，该公共托架构件具有与第一行星齿轮组的太阳齿轮和公共构件互相啮合的第一小齿轮，以及与第二行星齿轮组的环形齿轮和公共构件互相啮合的第二小齿轮。第一离合器连接到公共构件，第二离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，并且制动器连接到第二行星齿轮组的环形齿轮。输出构件连接公共托架构件以便共同旋转。

仍然还是在本发明的另一个方面，行星齿轮组组件包括第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。第一行星齿轮组具有托架构件，其连接第二行星齿轮组的托架构件以便共同旋转，并且第一行星齿轮组的环形齿轮连接第二行星齿轮组的环形齿轮以便共同旋转。第一离合器连接到第一行星齿轮组的环形齿轮和第二行星齿轮组的环形齿轮，第二离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，并且制动器连接到第二行星齿轮组的太阳齿轮。输出构件连接第一和第二行星齿轮组的托架构件以便共同旋转。

本申请还提供以下技术方案。

方案1.一种用于机动车辆的变速器，包括：

变速器输入构件；

变速器输出构件；

无级变速单元，具有与输入构件相连的第一滑轮、第二滑轮和卷绕第一滑轮和第二滑轮的环状构件；

行星齿轮组组件，具有第一、第二、第三和第四构件；

第一离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第一构件；

第二离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第四构件；

制动器，用于选择性地将行星齿轮组组件的第三构件连接到固定构件；和

其中通过第一离合器和第二离合器之一的选择性接合从而选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件，扭矩从输入构件传递到输出构件。

方案2.根据方案1所述的变速器，还包括连接于输入构件以共同旋转的第一传动齿轮以及与第一传动齿轮啮合并且连接于无级变速单元的第一滑轮以共同旋转的第二传动齿轮。

方案3.根据方案1所述的变速器，其中行星齿轮组组件还包括第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，其中第一行星齿轮组具有：太阳齿轮，所述太阳齿轮连接到第二行星齿轮组的太阳齿轮以共同旋转，形成行星齿轮组组件的第四构件；托架构件，所述托架构件连接到第二行星齿轮组的环形齿轮以共同旋转，形成行星齿轮组组件的第二构件，其中第一行星齿轮组的环形齿轮形成行星齿轮组组件的第一构件，并且第二行星齿轮组的托架构件形成行星齿轮组组件的第三构件。

方案4.根据方案3所述的变速器，其中第一离合器连接到第一行星齿轮组的环形齿轮，第二离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，制动器连接到第二行星齿轮组的托架构件。

方案5.根据方案4所述的变速器，其中输出构件连接到第二行星齿轮组的环形齿轮以共同旋转。

方案6.根据方案1所述的变速器，其中行星齿轮组组件还包括第一行星齿轮组和第二行星齿轮组；其中第一行星齿轮组具有托架构件，所述托架构件连接到第二行星齿轮组的托架构件以共同旋转，形成行星齿轮组组件的第三构件；其中第二行星齿轮组的托架构件具有第一和第二小齿轮组，其中第一小齿轮组与第一行星齿轮组的太阳齿轮和第二小齿轮组互相啮合，其中第二小齿轮组与第二行星齿轮组的环形齿轮和第一小齿轮组互相啮合，其中第二组行星齿轮组的环形齿轮形成行星齿轮组组件的第二构件，其中第一行星齿轮组的太阳齿轮形成行星齿轮组组件的第一构件，其中第二行星齿轮组的太阳齿轮形成行星齿轮组组件的第四构件。

方案7.根据方案6所述的变速器，其中第一离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，第二离合器连接到第二行星齿轮组的太阳齿轮，并且制动器连接到第一行星齿轮组的托架构件。

方案8.根据方案7所述的变速器，其中输出构件连接到第二行星齿轮组的环形齿轮以共同旋转。

方案9.根据方案1所述的变速器，其中行星齿轮组组件还包括第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，其中第一行星齿轮组具有托架构件，所述托架构件连接到第二行星齿轮组的环形齿轮以共同旋转，形成行星齿轮组组件的第三构件，并且第一行星齿轮组的环形齿轮连接到第二行星齿轮组的托架构件以共同旋转，形成行星齿轮组组件的第二构件，其中第一行星齿轮组的太阳齿轮形成行星齿轮组组件的第一构件，第二行星齿轮组的太阳齿轮形成行星齿轮组组件的第四构件。

方案10.根据方案9所述的变速器，其中第一离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，第二离合器连接到第二行星齿轮组的太阳齿轮，并且制动器连接到第一行星齿轮组的托架构件和第二行星齿轮组的环形齿轮。

方案11.根据方案10所述的变速器，其中输出构件连接到第二行星齿轮组的托架构件以共同旋转。

方案12.根据方案1所述的变速器，其中行星齿轮组组件还包括堆叠设置的第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，其中第一行星齿轮组和第二行星齿轮组共用公共构件，所述公共构件形成行星齿轮组组件的第一构件，其中公共构件用作第一行星齿轮组中的环形齿轮并且用作第二行星齿轮组中的太阳齿轮，其中第一行星齿轮组和第二行星齿轮组共用公共托架构件，所述公共托架构件形成行星齿轮组组件的第二构件，并且具有与第一行星齿轮组的太阳齿轮和公共构件互相啮合的第一小齿轮以及与第二行星齿轮组的环形齿轮和公共构件互相啮合的第二小齿轮，其中第二行星齿轮组的环形齿轮形成行星齿轮组组件的第三构件，并且第一行星齿轮组的太阳齿轮形成行星齿轮组组件的第四构件。

方案13.根据方案12所述的变速器，其中第一离合器连接到公共构件，第二离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，并且制动器连接到第二行星齿轮组的环形齿轮。

方案14.根据方案13所述的变速器，其中输出构件连接到共同托架构件以共同旋转。

方案15.根据方案1所述的变速器，其中行星齿轮组组件还包括第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，其中第一行星齿轮组具有托架部件，所述托架构件连接到第二行星齿轮组的托架构件以共同旋转，形成行星齿轮组组件的第二构件，并且第一行星齿轮组的环形齿轮连接到第二行星齿轮组的环形齿轮以共同旋转，形成行星齿轮组组件的第一构件，第二行星齿轮组的太阳齿轮形成行星齿轮组组件的第三构件，并且第一行星齿轮组的太阳齿轮形成行星齿轮组组件的第四构件。

方案16.根据方案15所述的变速器，其中第一离合器连接到第一行星齿轮组的环形齿轮和第二行星齿轮组的环形齿轮，第二离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，并且制动器连接到第二行星齿轮组的太阳齿轮。

方案17.根据方案16所述的变速器，其中输出构件连接到第一和第二行星齿轮组的托架构件以共同旋转。

方案18.一种用于机动车辆的变速器，包括：

变速器输入构件；

变速器输出构件；

无级变速单元，具有第一滑轮、第二滑轮和卷绕第一滑轮和第二滑轮的环状构件；

连接于输入构件以共同旋转的第一传动齿轮；

与第一传动齿轮啮合并且连接于无级变速单元的第一滑轮以共同旋转的第二传动齿轮；

行星齿轮组组件，具有第一、第二、第三和第四构件；

第一离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第一构件；

第二离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第四构件；

制动器，用于选择性地将行星齿轮组组件的第三构件连接到固定构件；和

其中，通过第一离合器和第二离合器之一的选择性接合从而选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件，扭矩从输入构件传递到输出构件。

方案19.一种用于机动车辆的变速器，包括：

变速器输入构件；

变速器输出构件；

无级变速单元，具有第一滑轮、第二滑轮和卷绕第一滑轮和第二滑轮的环状构件；

连接于输入构件以共同旋转的第一传动齿轮；

与第一传动齿轮啮合并且连接于无级变速单元的第一滑轮以共同旋转的第二传动齿轮；

行星齿轮组组件，具有第一太阳齿轮、第二太阳齿轮、第一托架构件、第二托架构件、第一环形齿轮和第二环形齿轮，其中第一太阳齿轮连接于第二太阳齿轮以共同旋转，并且第一托架构件连接于第二环形齿轮和输出构件以共同旋转；

第一离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第一太阳齿轮；

第二离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第二太阳齿轮；

制动器，用于选择性地将行星齿轮组组件的第二托架构件连接到固定构件；和

其中，通过第一离合器和第二离合器之一的选择性接合从而选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件，扭矩从输入构件传递到输出构件。

其它的应用领域将从本文提供的说明显而易见。应当理解地是说明和具体示例的目的仅是举例说明，而非限制本公开的范围。

附图说明

本文所示的附图仅用于举例说明的目的，而非以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据本发明原理的动力系的示意图；

图2是根据本发明原理的示例变速器的杠杆图；

图3是根据本发明原理的变速器的另一实施例的图解视图；

图4是根据本发明原理的变速器的又一实施例的图解视图；

图5是根据本发明原理的变速器的再一实施例的图解视图；

图6是根据本发明原理的变速器的再一实施例的图解视图；

图7是根据本发明原理的变速器的再一实施例的图解视图；和

图8是真值表，其表示图1-7所示变速器的各种扭矩传输元件的接合状态以产生多个前进和至少一个倒档速度比或齿轮比的示例。

具体实施方式

以下说明本质上仅是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或使用。

参照图1，机动车辆的动力系总体上由附图标记10表示。动力系10通常包括与变速器14互连的发动机12。在不脱离本公开的范围的情况下，发动机12可以是传统的汽油、柴油、或灵活燃料(flex fuel)内燃发动机、混合动力发动机、或电动马达、或任何其他类型的原动机。发动机12通过例如挠性板(未示出)或其它连接装置或诸如流体动力装置或启动离合器的起动装置15提供驱动扭矩到变速器14。

变速器14是可变直径滑轮或槽轮传动无级变速器(CVT)。变速器14包括通常铸造的金属外壳16，其包围和保护变速器14的各个部件。外壳16包括定位和支撑这些部件的多种孔、通道、肩部和凸缘。一般而言，变速器14包括变速器输入轴20和变速器输出轴22。在变速器输入轴20和变速器输出轴22之间连接变速装置23、滑轮组件24和齿轮箱26，其协作以提供变速器输入轴20和变速器输出轴22之间的前进和倒档速度比或齿轮比。变速器输入轴20通过起动装置15功能性地互连于发动机12并且从发动机12接收输入扭矩或动力。变速器输出轴22优选连接于最终传动单元28。变速器输出轴22提供驱动扭矩到最终传动单元28。最终传动单元28可以包括差速器、车轴、和车轮(未示出)。

变速器输入轴20连接到变速装置23。变速装置23以及下文描述的各种齿轮箱26布置以杠杆图的形式被示出。杠杆图是诸如啮合齿轮组或行星齿轮组的机械装置的部件的示意性图示。每个单独的杠杆表示行星齿轮组或啮合齿轮副。行星齿轮的三个基本机械部件各自由节点表示，而齿轮副由节点表示，并且旋转变化由固接(fixed to ground)的节点表示。因此，单个杠杆包括三个节点。在行星齿轮组中，一个节点表示太阳齿轮，一个表示行星齿轮托架，一个表示环形齿轮。在啮合齿轮副中，一个节点表示第一齿轮，一个表示第二齿轮，第三个表示啮合齿轮之间的旋转方向变化。在一些情况中，两个杠杆可以组合成具有多于三个节点(一般是四个节点)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，那么它们可表示为在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环形齿轮-太阳齿轮比(ring-to-sun ratio)。这些杠杆比又用于改变变速器的齿轮比以便实现适当的比和比级。各种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，诸如离合器和制动器的扭矩传输装置表示为交错指状物。杠杆图的形式、目的和使用的进一步说明能够在SAE Paper 810102中由Benford和Leising发表的“The Lever Analogy：A New Tool in Transmission Analysis”中找到，其全文通过引用的方式并入本文。

例如，变速装置23包括第一节点23A、第二节点23B、和第三节点23C。第一节点23A联接到变速器输入轴20。第二节点23B被固接以表示旋转方向的改变。第三节点23C联接到第一传动轴或构件29，该第一传动轴或构件29连接到滑轮组件24。第一节点23A优选表示第一齿轮而第三节点23C优选表示与第一齿轮啮合的第二齿轮。齿轮可以是共面或部分轴向偏置的。在优选实施例中，变速装置23是增加第一传动轴29相对于变速器输入轴20的速度但减小扭矩的超速(overdrive)变速装置23。在第二优选实施例中，变速装置23是亚速(underdrive)变速装置23。在第三优选实施例中，变速装置23用作没有相对速度变化的直接传动联接构件。

滑轮组件24包括第一滑轮或槽轮对30和第二滑轮或槽轮对32。第一滑轮30包括第一截锥形槽轮或构件30A和与第一截锥形槽轮30A轴向对齐的第二截锥形槽轮或构件30B。第二槽轮30B直接连接于第一传动构件29以与其旋转并且可以与第一传动构件或轴29一体成型。第一槽轮30A通过液压控制系统(未示出)或其他致动系统相对于第二槽轮30B可轴向运动。应当意识到，槽轮30A和30B可以轴向切换而不脱离本发明的范围。

第二滑轮32包括第一截锥形槽轮或构件32A和与第一截锥形槽轮32A轴向对齐的第二截锥形槽轮或构件32B。第二槽轮32B直接连接于第二传动轴或构件34以与其旋转或者可以与第二传动轴34一体成型。第一槽轮32A通过液压控制系统(未示出)或其他致动系统相对于第二槽轮32B可轴向运动。应当意识到，槽轮32A和32B可以轴向切换而不脱离本发明的范围。

具有V形截面的扭矩传输带或链36安装在第一槽轮对30和第二槽轮对32之间。应当意识到，在不脱离本发明范围的情况下可以使用其他类型的带，包括刚性/强制接合装置(positive engagement device)。从变速器输入轴20传来的驱动扭矩经由槽轮30A、30B和带36之间的摩擦来传递。通过改变槽轮30A和30B之间以及槽轮32A和32B之间的间距来调整输入滑轮30与输出滑轮32的比率。例如，为了改变滑轮30和32之间的比率，槽轮30A和30B之间的轴向距离可以通过使槽轮30A朝向槽轮30B运动来减小，而同时槽轮32A和32B之间的轴向距离可以通过使槽轮32A远离槽轮32B运动来增加。由于带36的V形截面，带36在第一滑轮30上骑跨地较高并且在第二滑轮32上骑跨地较低。因此滑轮30和32的有效直径改变，者继而改变第一滑轮30和第二滑轮32之间的总体齿轮比。由于滑轮30和32之间的径向距离和带36的长度是恒定的，因此槽轮30A和32A的运动必须同时进行，以便保持带36上适合的张紧量以保证扭矩从滑轮30、32传递到带36。

滑轮组件24经由第二传动轴34传递扭矩到齿轮箱26。齿轮箱26包括多个行星齿轮组变速器或装置中的一个，将会在下文进行更详细描述。齿轮箱26从滑轮构件26输出扭矩到变速器输出轴22，然后到最终传动单元28。

现在转向图2，齿轮箱26的行星齿轮组变速器或装置以杠杆图的形式示出。齿轮箱26包括第一行星齿轮组50和第二行星齿轮组52。第一行星齿轮组50具有三个节点：第一节点50A、第二节点50B和第三节点50C。每个节点表示行星齿轮组的构件，即：太阳齿轮、环形齿轮和行星齿轮托架。第二行星齿轮组52具有三个节点：第一节点52A、第二节点52B和第三节点52C。节点50B和52A已经组合成单个节点50B、52A，并且节点50C和52C已经组合成单个节点50C、52C。前述节点可以被组合是由于第一齿轮组50的构件(太阳齿轮、环形齿轮或行星齿轮托架)被持续地联接或永久地连接于第二行星齿轮组52的构件。

变速器输出轴或构件22被持续地联接到节点50B、52A。制动器56选择性地将第二行星齿轮组52的节点52B连接于固定元件或变速器外壳16。第一离合器58选择性地将第一行星齿轮组50的节点50A连接于第二传动轴34。第二离合器60选择性地将第一和第二行星齿轮组50、52的节点50C、52C连接于第二传动轴34。

现在转向图3-7，符号图呈现根据本发明的齿轮箱26的实施例的示意性布局。在图3-7中沿用图2的杠杆图中的附图标记。离合器和联接件被对应地示出，然而行星齿轮组的节点此时显示为行星齿轮组的部件，例如，太阳齿轮、环形齿轮、行星齿轮和行星齿轮托架。

具体参照图3，示出了具有齿轮箱26构造的示例的变速器100。根据本发明，变速器100包括变速装置23，变速装置23具有与第二齿轮23C啮合的第一齿轮23A。第二齿轮23C通过第一传动构件或轴29可旋转地联接到滑轮组件24。行星齿轮组50包括环形齿轮构件50A、行星齿轮托架构件50B和太阳齿轮构件50C。环形齿轮构件50A连接于第一轴或互连构件62以共同旋转。行星齿轮托架构件50B连接于第二轴或互连构件64以共同旋转，并且可旋转地支撑一组行星齿轮50D(仅显示其中之一)。行星齿轮50D各自设置为与环形齿轮构件50A和太阳齿轮构件50C互相啮合。太阳齿轮构件50C连接于第三轴或互连构件66和第四轴或互连构件68以共同旋转。

行星齿轮组52包括环形齿轮构件52A、行星齿轮托架构件52B和太阳齿轮构件52C。环形齿轮构件52A连接于第二轴或互连构件64和输出构件或轴22以共同旋转。行星齿轮托架构件52B连接于第五轴或互连构件70以共同旋转，并且可旋转地支撑一组行星齿轮52D(仅显示其中之一)。行星齿轮52D各自设置为与环形齿轮构件52A和太阳齿轮构件52C互相啮合。太阳齿轮构件52C连接于第四轴或互连构件68以共同旋转。

此外，包括制动器56和离合器58和60的扭矩传输机构被设置为允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和外壳的选择性互连。扭矩传输机构是摩擦、止动或同步型机构或类似机构。例如，制动器56可选择性地接合以将第五轴或互连构件70与变速器外壳16连接以便限制构件70且因此托架构件52B的相对旋转。第一离合器58可选择性地接合以将第二传动轴34与第一轴或互连构件62及环形齿轮50A连接。第二离合器60可选择性地接合以将第二传动轴34与第三轴或互连构件66及太阳齿轮50C连接。

具体参照图4，示出具有替代性齿轮箱26A布置的变速器110。变速器110类似于图3所示的变速器100，因此同样的部件由同样的附图标记表示。齿轮箱26A包括第一行星齿轮组80和第二行星齿轮组82。

行星齿轮组80包括托架构件80B和太阳齿轮80C。行星齿轮托架构件80B连接于第一轴或互连构件84和第二轴或互连构件86以共同旋转，并且可旋转地支撑一组行星齿轮80D(仅显示其中之一)。行星齿轮80D各自设置为与太阳齿轮构件80C互相啮合。太阳齿轮构件80C连接于第三轴或互连构件88以共同旋转。

行星齿轮组82包括环形齿轮构件82A、行星齿轮托架构件82B和太阳齿轮构件82C。环形齿轮构件82A连接于输出构件或轴22以共同旋转。行星齿轮托架构件82B连接于第二轴或互连构件86以共同旋转，并且可旋转地支撑第一组行星齿轮82D(仅显示其中之一)和第二组行星齿轮82E(仅显示其中之一)。第一组行星齿轮82D各自设置为与太阳齿轮构件82C和第二组行星齿轮82E互相啮合。第二组行星齿轮82E各自设置为与环形齿轮构件82A和第一组行星齿轮82D互相啮合。太阳齿轮构件82C连接于第四轴或互连构件90以共同旋转。

齿轮箱26A还包括具有制动器92和离合器94和96的扭矩传输机构，其设置为允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和外壳的选择性互连。制动器92可选择性地接合以将第一轴或互连构件84与变速器外壳16连接以便限制构件84且因此托架构件80B、82B的相对旋转。第一离合器94可选择性地接合以将第二传动轴34与第三轴或互连构件88及太阳齿轮80C连接。第二离合器96可选择性地接合以将第二传动轴34与第四轴或互连构件90及太阳齿轮82C连接。

具体参照图5，示出了具有替代性齿轮箱26B布置的变速器120。变速器120类似于图3所示的变速器100，并且因此同样的部件由同样的附图标记表示。齿轮箱26B包括第一行星齿轮组50和第二行星齿轮组52，如上文所述。然而如下文所述，与离合器58和60以及制动器56的互相连接被重新设置。环形齿轮50A此时连接到第一互连构件102。托架构件50B此时连接到第二互连构件104。太阳齿轮50C此时连接到第三互连构件106。此外，环形齿轮52A此时连接到第二互连构件104。托架构件52B此时连接到第一互连构件102。太阳齿轮52C此时连接到第四互连构件108。因此，第一离合器58可选择性地接合以将第二传动轴34与第三轴或互连构件106及太阳齿轮50C连接。第二离合器60可选择性地接合以将第二传动轴34与第四轴或互连构件108及太阳齿轮52C连接。制动器56可选择性地接合以将第二轴或互连构件104与变速器外壳16连接以便限制构件104且因此托架构件50B和环形齿轮52A的相对旋转。

具体参照图6，示出了具有替代性齿轮箱26C布置的变速器130。变速器130类似于图3所示的变速器100，并且因此同样的部件由同样的附图标记表示。然而，变速器130不具有变速装置23。取而代之，直接从发动机接收输入扭矩。齿轮箱26C包括第一行星齿轮组112和第二行星齿轮组114。第一行星齿轮组112和第二行星齿轮组114径向堆叠。这里径向堆叠的意思是行星齿轮组112和114共用公共构件116并且具有由共用托架构件118支撑的行星齿轮。公共构件116是在齿轮的内表面具有轮齿且在齿轮的外表面具有轮齿的齿轮。公共构件116连接到第一互连构件112以共同旋转。此外，行星齿轮组112具有连接到第二互连构件124的环形齿轮112A。行星齿轮组114具有连接到第三互连构件126的太阳齿轮114C。共用托架构件118连接于输出轴22以共同旋转。共用托架构件118可旋转地支承第一组行星齿轮118D和第二组行星齿轮118E。第一组行星齿轮118D与公共构件116外表面上的轮齿及环形齿轮112A互相啮合。第二组行星齿轮118E与公共构件116内表面上的轮齿及太阳齿轮114C互相啮合。

因此，第一离合器58可选择性地接合以将第二传动轴34与第一轴或互连构件122及公共构件116连接。第二离合器60可选择性地接合以将第二传动轴34与第三轴或互连构件126及太阳齿轮114C连接。制动器56可选择性地接合以将第二轴或互连构件124与变速器外壳16连接以便限制构件124且因此环形齿轮112A的相对旋转。

具体参照图7，示出了具有替代性齿轮箱26D布置的变速器140。变速器140类似于图3所示的变速器100，并且因此同样的部件由同样的附图标记表示。齿轮箱26D包括第一行星齿轮组50和第二行星齿轮组52，如上文所述。然而，如下文所述，与离合器58和60以及制动器56的互相连接被重新设置。环形齿轮50A此时连接到第一互连构件132和第二互连构件134。托架构件50B此时连接到第三互连构件136。太阳齿轮50C此时连接到第四互连构件138。此外，环形齿轮52A此时连接到第二互连构件144。托架构件52B此时连接到第三互连构件136和输出构件22。太阳齿轮52C此时连接到第五互连构件139。因此，第一离合器58可选择性地接合以将第二传动轴34与第一轴或互连构件132及环形齿轮50A连接。第二离合器60可选择性地接合以将第二传动轴34与第四轴或互连构件138及太阳齿轮50C连接。制动器56可选择性地接合以将第五轴或互连构件139与变速器外壳16连接以便限制构件139且因此太阳齿轮52C的相对旋转。

现在参照图8，示出了图1-7所示变速器的各种扭矩传输元件的接合状态以产生多个前进和至少一个倒档速度比或齿轮比的示例的真值表。扭矩传输元件或机构(制动器56和离合器58和60)的接合状态由图8表格中的适当方框中出现“X”来表示。例如，倒档齿轮比通过接合制动器56和第二离合器60来产生。当然，可通过如上文所述对滑轮组件24的调整以及如图8中所示扭矩传输元件或机构(即：制动器56和离合器58和60)中至少两个的选择来由本发明的变速器产生无数个比值。

本发明的描述本质上仅是示例性的，不脱离本发明主旨的变型都落入本发明的范围内。这样的变型不看作是背离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的变速器，包括：

变速器输入构件；

变速器输出构件；

无级变速单元，具有与输入构件相连的第一滑轮、第二滑轮和卷绕第一滑轮和第二滑轮的环状构件；

行星齿轮组组件，具有第一、第二、第三和第四构件；

第一离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第一构件；

第二离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第四构件；

制动器，用于选择性地将行星齿轮组组件的第三构件连接到固定构件；和

其中通过第一离合器和第二离合器之一的选择性接合从而选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件，扭矩从输入构件传递到输出构件。

2.根据权利要求1所述的变速器，还包括连接于输入构件以共同旋转的第一传动齿轮以及与第一传动齿轮啮合并且连接于无级变速单元的第一滑轮以共同旋转的第二传动齿轮。

3.根据权利要求1所述的变速器，其中行星齿轮组组件还包括第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，其中第一行星齿轮组具有：太阳齿轮，所述太阳齿轮连接到第二行星齿轮组的太阳齿轮以共同旋转，形成行星齿轮组组件的第四构件；托架构件，所述托架构件连接到第二行星齿轮组的环形齿轮以共同旋转，形成行星齿轮组组件的第二构件，其中第一行星齿轮组的环形齿轮形成行星齿轮组组件的第一构件，并且第二行星齿轮组的托架构件形成行星齿轮组组件的第三构件。

4.根据权利要求3所述的变速器，其中第一离合器连接到第一行星齿轮组的环形齿轮，第二离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，制动器连接到第二行星齿轮组的托架构件。

5.根据权利要求4所述的变速器，其中输出构件连接到第二行星齿轮组的环形齿轮以共同旋转。

6.根据权利要求1所述的变速器，其中行星齿轮组组件还包括第一行星齿轮组和第二行星齿轮组；其中第一行星齿轮组具有托架构件，所述托架构件连接到第二行星齿轮组的托架构件以共同旋转，形成行星齿轮组组件的第三构件；其中第二行星齿轮组的托架构件具有第一和第二小齿轮组，其中第一小齿轮组与第一行星齿轮组的太阳齿轮和第二小齿轮组互相啮合，其中第二小齿轮组与第二行星齿轮组的环形齿轮和第一小齿轮组互相啮合，其中第二组行星齿轮组的环形齿轮形成行星齿轮组组件的第二构件，其中第一行星齿轮组的太阳齿轮形成行星齿轮组组件的第一构件，其中第二行星齿轮组的太阳齿轮形成行星齿轮组组件的第四构件。

7.根据权利要求6所述的变速器，其中第一离合器连接到第一行星齿轮组的太阳齿轮，第二离合器连接到第二行星齿轮组的太阳齿轮，并且制动器连接到第一行星齿轮组的托架构件。

8.根据权利要求7所述的变速器，其中输出构件连接到第二行星齿轮组的环形齿轮以共同旋转。

9.一种用于机动车辆的变速器，包括：

变速器输入构件；

变速器输出构件；

无级变速单元，具有第一滑轮、第二滑轮和卷绕第一滑轮和第二滑轮的环状构件；

连接于输入构件以共同旋转的第一传动齿轮；

与第一传动齿轮啮合并且连接于无级变速单元的第一滑轮以共同旋转的第二传动齿轮；

行星齿轮组组件，具有第一、第二、第三和第四构件；

第一离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第一构件；

第二离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第四构件；

制动器，用于选择性地将行星齿轮组组件的第三构件连接到固定构件；和

其中，通过第一离合器和第二离合器之一的选择性接合从而选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件，扭矩从输入构件传递到输出构件。

10.一种用于机动车辆的变速器，包括：

变速器输入构件；

变速器输出构件；

无级变速单元，具有第一滑轮、第二滑轮和卷绕第一滑轮和第二滑轮的环状构件；

连接于输入构件以共同旋转的第一传动齿轮；

与第一传动齿轮啮合并且连接于无级变速单元的第一滑轮以共同旋转的第二传动齿轮；

行星齿轮组组件，具有第一太阳齿轮、第二太阳齿轮、第一托架构件、第二托架构件、第一环形齿轮和第二环形齿轮，其中第一太阳齿轮连接于第二太阳齿轮以共同旋转，并且第一托架构件连接于第二环形齿轮和输出构件以共同旋转；

第一离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第一太阳齿轮；

第二离合器，用于选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件的第二太阳齿轮；

制动器，用于选择性地将行星齿轮组组件的第二托架构件连接到固定构件；和

其中，通过第一离合器和第二离合器之一的选择性接合从而选择性地将第二滑轮连接到行星齿轮组组件，扭矩从输入构件传递到输出构件。