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。