專利名稱：帶有多達十個前進轉速比的多速行星齒輪變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有七個扭矩傳輸機構和兩個復合行星齒輪組的多速行星齒輪變速器。
背景技術：
汽車包括由發動機、多速變速器和差分器或主減速器組成的動力系。多速變速器通過許可發動機通過其扭矩范圍多次操作來增加車輛的整體操作范圍。變速器中可用的前進轉速比的數量確定發動機扭矩范圍被重復的次數。早期的自動變速器有兩個速度范圍。 這嚴重限制了車輛的整體速度范圍，因此需要相對較大的能產生廣泛速度和扭矩范圍的發動機。這導致了發動機在巡航期間在特定油耗點而非最有效點操作。因此，手動換擋(中間軸變速器)是最普及的。隨著三速和四速自動變速器的出現，自動換擋(行星齒輪)變速器在駕車人士間的普及性提高。這些變速器改進了車輛的操作性能和燃油經濟性。轉速比數量的增加減小了轉速比之間的步長，并且因此通過使操作員在正常車輛加速下基本感覺不到轉速比互換， 改進了變速器的換擋品質。帶多于四個的轉速比的多速變速器在三速和四速變速器上進一步改善加速和燃油經濟性。然而，這種變速器典型的增加的復雜性、尺寸和成本是可能阻止它們用于某些應用中的競爭因素。

發明內容
提供了一種多速變速器，其可以提供具有相對較低含量并且處于相對緊湊布局的多達十個的前進轉速比，尤其是與提供相同數量前進轉速比的副軸設計相比。該變速器包括輸入構件、輸出構件和固定構件。該變速器還包括第一和第二復合行星齒輪組。第一復合行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件。第二復合行星齒輪組具有第一、第二、 第三和第四構件。以該方式談到復合行星齒輪組的構件時，可以以從“第一”到“第四”或從 “第一”到“第五”的任何順序(即，從上到下、從下到上等)計數構件。復合行星齒輪組的構件是太陽齒輪構件、環形齒輪構件和齒輪架構件。第二復合行星齒輪組的第一構件被持續連接用于與輸出構件共同旋轉。第二復合行星齒輪組的第二構件被持續接地連接到固定構件。第一復合行星齒輪組的構件都不被持續連接用于與第二復合行星齒輪組的任何構件共同旋轉。如此處所使用的，“共同旋轉”是指以相同速度旋轉(即，沒有相對旋轉)。該變速器包括七個扭矩傳輸機構，所述七個扭矩傳輸機構可有選擇地嚙合來將第一復合行星齒輪組的各個構件與輸入構件、固定構件或第二復合行星齒輪組的各個構件互連。所述七個扭矩傳輸機構是可以三個為一組嚙合來在輸入構件與輸出構件之間建立多達十個前進轉速比和反向轉速比。輸入構件通過分別嚙合七個扭矩傳輸機構的第一和第二機構可有選擇地連接到第一復合行星齒輪組的第一和第二構件。第一復合行星齒輪組的第三和第四構件通過分別嚙合七個扭矩傳輸機構中的第三和第四機構來有選擇性地接地連接到固定構件。七個扭矩傳輸機構的第五、第六和第七機構可有選擇地嚙合來將第一復合行星齒輪組的第五構件分別與第二復合行星齒輪組的第一、第三和第四構件連接。在前進轉速比的至少一些之間的換擋是單一過渡換擋。第一和第二扭矩傳輸機構可以彼此軸向相鄰，其間沒有行星齒輪組構件和其他扭矩傳輸機構。這最大限度地減小變速器復雜性，并且使到扭矩傳輸機構的液壓輸送簡化，潛在地減小所需的泵容量。而且，第三和第四扭矩傳輸機構可以彼此軸向相鄰，其間沒有行星齒輪組構件和其他扭矩傳輸機構。類似地，第五、第六和第七扭矩傳輸機構彼此軸向相鄰， 其間沒有行星齒輪組構件和其他扭矩傳輸機構。從以下結合附圖對本發明最佳實施方式的詳細描述中，本發明的上述特征和優勢以及其他特征和優勢容易顯而易見。本發明還提供了以下方案 1. 一種多速變速器，包括
輸入構件； 輸出構件； 固定構件；
第一和第二復合行星齒輪組；其中，所述第一復合行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件；其中，所述第二復合行星齒輪組具有第一、第二、第三和第四構件；其中，所述復合行星齒輪組的所述構件是太陽齒輪構件、環形齒輪構件和齒輪架構件；其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第一構件被持續連接用于與所述輸出構件共同旋轉；其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第二構件被持續接地連接至所述固定構件；其中，所述第一行星齒輪組的所述構件沒有一個被持續連接用于與所述第二行星齒輪組的所述構件的任何一個共同旋轉；以及
七個扭矩傳輸機構，其可有選擇地嚙合來將所述第一復合行星齒輪的所述各個構件與所述輸入構件、所述固定構件或所述第二復合行星齒輪組的所述各個構件互連，所述七個扭矩傳輸機構可以三個為一組嚙合來在所述輸入構件和所述輸出構件之間建立多達十個前進轉速比和反向轉速比。2.根據方案1所述的多速變速器，其中，所述輸入構件通過分別嚙合所述七個扭矩傳輸機構的第一和第二機構可被有選擇性地連接到所述第一復合行星齒輪組的所述第一構件和所述第二構件。3.根據方案2所述的多速變速器，其中，所述第一和所述第二扭矩傳輸機構彼此軸向相鄰定位，其間沒有所述行星齒輪組構件并沒有所述其他扭矩傳輸機構。4.根據方案1所述的多速變速器，其中，所述第一復合行星齒輪組的所述第三和所述第四構件通過分別嚙合所述七個扭矩傳輸機構的第三和第四機構被有選擇地接地連接至所述固定構件。5.根據方案4所述的多速變速器，其中，所述第三和所述第四扭矩傳輸機構彼此軸向相鄰定位，其間沒有所述行星齒輪組構件并沒有所述其他扭矩傳輸機構。6.根據方案1所述的多速變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構的第五、第六和第七機構可有選擇地嚙合來將所述第一復合行星齒輪組的所述第五構件分別與所述第二復合行星齒輪組的所述第一、所述第三和所述第四構件連接。7.根據方案6所述的多速變速器，其中，所述第五、所述第六和所述第七扭矩傳輸機構彼此軸向相鄰定位，其間沒有所述行星齒輪組構件并沒有所述其他扭矩傳輸機構。8.根據方案6所述的多速變速器，其中，所述第七扭矩傳輸機構僅在所述反向轉速比中被嚙合，并且是爪形離合器和可選單向離合器中的一個。9.根據方案1所述的多速變速器，其中，在所述前進轉速比的至少一些之間的換擋是單一過渡換擋。10.根據方案1所述的多速變速器，其中，所述第一復合行星齒輪組的所述第一、 所述第二、所述第三、所述第四和所述第五構件分別是第一環形齒輪構件、第二環形齒輪構件、第一太陽齒輪構件、第二太陽齒輪構件和第一齒輪架構件；其中，所述第一齒輪架構件可旋轉地支持彼此嚙合連接的第一和第二組小齒輪；其中，所述第一組小齒輪與所述第一環形齒輪構件和所述第二太陽齒輪構件嚙合連接；其中，所述第二組小齒輪與所述第二環形齒輪構件和所述第一太陽齒輪構件嚙合連接；
其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第一、所述第二、所述第三和所述第四構件分別是第二齒輪架構件、第三環形齒輪構件、第三太陽齒輪構件和第四太陽齒輪構件；其中，所述第二齒輪架構件可旋轉地支持第一和第二組小齒輪；其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第一組小齒輪與所述第三環形齒輪構件、所述第三太陽齒輪構件和所述第二組小齒輪嚙合連接；以及其中，所述第二行星齒輪組的所述第二組小齒輪還與所述第四太陽齒輪構件嚙合連接。11. 一種多速變速器，包括 輸入構件；
輸出構件； 固定構件；
第一和第二復合行星齒輪組；其中，所述第一復合行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件；其中，所述第二復合行星齒輪組具有第一、第二、第三和第四構件；其中，所述復合行星齒輪組的所述構件是太陽齒輪構件、環形齒輪構件和齒輪架構件；其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第一構件被持續連接用于與所述輸出構件共同旋轉；其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第二構件被持續接地連接至所述固定構件；其中，所述第一復合行星齒輪組的所述構件沒有一個被持續連接用于與所述第二復合行星齒輪組的所述構件的任何一個共同旋轉；
七個可有選擇地嚙合的扭矩傳輸機構；
其中，所述輸入構件通過分別嚙合所述七個扭矩傳輸機構的第一和第二機構可被有選擇地連接到所述第一復合行星齒輪組的所述第一和所述第二構件；其中，所述第一復合行星齒輪組的所述第三和所述第四構件通過分別嚙合所述七個扭矩傳輸機構的第三和第四機構被有選擇地接地連接至所述固定構件；其中，所述七個扭矩傳輸機構的第五、第六和第七機構可有選擇地嚙合來將所述第一復合行星齒輪組的所述第五構件分別與所述第二復合行星齒輪組的所述第一、所述第三和所述第四構件連接；以及
所述七個扭矩傳輸機構可以三個為一組嚙合來在所述輸入構件和所述輸出構件之間建立多達十個前進轉速比和反向轉速比。12.根據方案11所述的多速變速器，其中，所述前進轉速比的至少一些之間的換擋是單一過渡換擋。13.根據方案11所述的多速變速器，其中，所述第一和所述第二扭矩傳輸機構彼此軸向相鄰定位，其間沒有所述復合行星齒輪組構件并沒有所述其他扭矩傳輸機構。14.根據方案11所述的多速變速器，其中，所述第三和所述第四扭矩傳輸機構彼此軸向相鄰定位，其間沒有所述復合行星齒輪組構件并沒有所述其他扭矩傳輸機構。15.根據方案11所述的多速變速器，其中，所述第五、所述第六和所述第七扭矩傳輸機構彼此軸向相鄰定位，其間沒有所述復合行星齒輪組構件并沒有所述其他扭矩傳輸機構。16.根據方案11所述的多速變速器，其中，所述第七扭矩傳輸機構僅在所述反向轉速比中被嚙合，并且是爪形離合器和可選單向離合器中的一個。17.根據方案11所述的多速變速器，其中，所述第一復合行星齒輪組的所述第一、所述第二、所述第三、所述第四和所述第五構件分別是第一環形齒輪構件、第二環形齒輪構件、第一太陽齒輪構件、第二太陽齒輪構件和第一齒輪架構件；其中，所述第一齒輪架構件可旋轉地支持彼此嚙合連接的第一和第二組小齒輪；其中，所述第一組小齒輪與所述第一環形齒輪構件和所述第二太陽齒輪構件嚙合連接；其中，所述第二組小齒輪與所述第二環形齒輪構件和所述第一太陽齒輪構件嚙合連接；
其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第一、所述第二、所述第三和所述第四構件分別是第二齒輪架構件、第三環形齒輪構件、第三太陽齒輪構件和第四太陽齒輪構件；其中，所述第二齒輪架構件可旋轉地支持第一和第二組小齒輪；其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第一組小齒輪與所述第三環形齒輪構件、所述第三太陽齒輪構件以及所述第二組小齒輪嚙合連接；以及其中，所述第二行星齒輪組的所述第二組小齒輪還與所述第四太陽齒輪構件嚙合連接。


圖1是以符號圖的形式對具有多速行星齒輪變速器的動力系的示意性圖示；以及圖2是示出圖1所示的變速器的一些操作特征的真值表。
具體實施例方式參考附圖，其中相同附圖標記指示相同部件。圖1示出具有發動機12 (標為E)、 行星齒輪變速器14和主減速器機構16 (標為FD)的動力系10。發動機12可以由各種類型的燃料提供動力，以改進特定應用的效率和燃油經濟性。這樣的燃料可以包括例如汽油、 柴油、乙醇、二甲醚等。行星齒輪變速器14包括輸入構件17，輸入構件17可選地通過變矩器與諸如曲軸的發動機12的輸出構件持續連接。行星齒輪變速器14還包括行星齒輪配置18，以及與向車輪提供推進動力的主減速器機構16持續連接的輸出構件19。行星齒輪配置18包括兩個復合行星齒輪組第一復合行星齒輪組20和第二復合行星齒輪組30。第一復合行星齒輪組20包括兩個太陽齒輪構件22、23，兩個環形齒輪構件 24,25,以及可旋轉地支持第一和第二組小齒輪27、28的齒輪架構件26。小齒輪27與太陽齒輪構件22和環形齒輪構件M以及與小齒輪28嚙合連接。小齒輪28與太陽齒輪構件23 和環形齒輪構件25嚙合連接。環形齒輪構件M被稱為第一復合行星齒輪組20的第一構件，環形齒輪構件25被稱為第一復合行星齒輪組20的第二構件。太陽齒輪構件23和太陽齒輪構件22被分別稱為第一復合行星齒輪組20的第三和第四構件。齒輪架構件沈被稱為復合行星齒輪組20的第五構件。第二復合行星齒輪組30包括兩個太陽齒輪構件32、33、一個環形齒輪構件34、以及可旋轉地支持第一和第二組小齒輪37、38的齒輪架構件36。第一組小齒輪37與太陽齒輪構件32、與環形齒輪構件34、以及與第二組小齒輪38嚙合連接。小齒輪38與太陽齒輪構件33嚙合連接。環形齒輪構件34被持續接地連接到諸如變速器外殼的固定構件40。復合行星齒輪組30通常被稱為拉威挪(Ravigneaux)行星齒輪組。齒輪架構件36被稱為復合行星齒輪組30的第一構件。環形齒輪構件34稱為復合行星齒輪組30的第二構件。太陽齒輪構件32被稱為復合行星齒輪組30的第三構件。環形齒輪構件34被稱為復合行星齒輪組30的第四構件。變速器14還包括七個扭矩傳輸機構第一扭矩傳輸機構Cl、第二扭矩傳輸機構 C2、第三扭矩傳輸機構C3、第四扭矩傳輸機構C4、第五扭矩傳輸機構C5、第六扭矩傳輸機構 C6和第七扭矩傳輸機構C7。扭矩傳輸機構(1、02、05、06和07是旋轉類型離合器。扭矩傳輸機構C3和C4是固定類型離合器，也被稱為制動器。圖1中僅示出變速器14在由輸入構件17建立的旋轉軸上方的部分。行星齒輪組20、30和扭矩傳輸機構Cl、C2、C3、C4、C5、 C6和C7在輸入構件17下方部分基本對稱，未示出。在其他實施例中，所述各個扭矩傳輸機構可以是摩擦離合器、同步器、帶式離合器、可選單向離合器、爪形離合器和其他可能類型的扭矩傳輸機構。如從圖1中顯而易見的是，輸入構件17不被持續連接用于與所述齒輪構件的任何一個一起旋轉。輸出構件19被持續連接用于與齒輪架構件36共同旋轉。復合行星齒輪組 20的全部齒輪構件均不被持續連接用于與復合行星齒輪組30的齒輪構件的任何一個共同旋轉。第一扭矩傳輸機構Cl，也被稱為離合器Cl，可有選擇地嚙合來連接輸入構件17用于與環形齒輪構件M共同旋轉。第二扭矩傳輸機構C2，也被稱為離合器C2，可有選擇地嚙合來連接輸入構件17用于與環形齒輪構件25共同旋轉。第三扭矩傳輸機構C3，也被稱為制動器C3，可有選擇地嚙合來將太陽齒輪構件23接地連接(ground)至固定構件40。第四扭矩傳輸機構C4，也被稱為制動器C4，可有選擇地嚙合來將太陽齒輪構件22接地連接至固定構件40。第五扭矩傳輸機構C5，也被稱為離合器C5，可有選擇地嚙合來連接齒輪架構件 26用于與齒輪架構件36共同旋轉。第六扭矩傳輸機構C6，也被稱為離合器C6，可有選擇地嚙合來連接齒輪架構件26用于與太陽齒輪構件32共同旋轉。第七扭矩傳輸機構C7，也被稱為離合器C7，可有選擇地嚙合來連接齒輪架構件沈用于與太陽齒輪構件33共同旋轉。如圖2的真值表所示，扭矩傳輸機構有選擇地可以三個為一組嚙合(作為齒輪狀態列出)來提供十個前進轉速比和反向轉速比。圖2中列出的對應傳動比(gear ratio)數值，產生于以下對第一復合行星齒輪組20的齒輪齒計數環形齒輪構件M有72齒，太陽齒輪構件22有36齒，環形齒輪構件25有81齒，太陽齒輪構件23有18齒。因此，在齒輪架構件沈停止(僅出于計算目的)的情況下，環形齒輪構件M與太陽齒輪構件22的傳動比為 2. 0。在齒輪架構件沈停止(僅出于計算目的)的情況下，環形齒輪構件25與太陽齒輪構件 23的傳動比是4. 5。選擇第二行星齒輪組30的齒計數，以便環形齒輪構件34與太陽齒輪構件32的傳動比為-2. 6，環形齒輪構件34與太陽齒輪構件33的傳動比為4. 0，兩種情況中都假設齒輪架構件36停止(僅出于計算目的)。假設輸入構件17處的扭矩為T，變速器14的設計是這樣的由扭矩傳輸機構嚙合時攜帶的以及由與之相連的構件攜帶的扭矩不大于T，接地連接的環形齒輪構件34處的扭矩除外。本領域普通技術人員將很容易理解如何基于給定的輸入扭矩計算各種構件處的扭矩。通過將扭矩傳輸機構處的扭矩維持在小于或等于輸入扭矩，可以使用較小的扭矩傳輸機構，而要求更小的液壓動力。因此，有七個下傳動轉速比(第1至第7)，直接驅動(第8)和兩個過驅動轉速比(第 9和第10)。通過以上列出的齒計數，實現了圖2所列的轉速比步長。正如圖2中所顯而易見的，轉速比步長在前進轉速比上是非常均勻的，從而產生平滑的換擋感覺并增加燃油效率，因為發動機12在每一個轉速比中只需要在狹窄的速度范圍上操作。可以選擇其他齒輪齒計數和對應的傳動比來完成對特定變速器應用有利的轉速比和轉速比步長。變速器設計領域的普通技術人員將理解如何選擇所需的齒計數。為了建立反向轉速比，離合器Cl和C7以及制動器C4被嚙合。扭矩從輸入構件17 通過第一復合行星齒輪組20沿中間軸50通過離合器C7沿中間軸52被攜帶至太陽齒輪構件52，并且通過第二復合行星齒輪組30攜帶至輸出構件19。輸出構件19以與輸入構件17 相反的方向旋轉。為建立第一轉速比，離合器Cl和C6以及制動器C4被嚙合。扭矩被以反向轉速比從輸入構件17攜帶至中間軸50，但是通過嚙合的離合器C6被攜帶至中間軸M和太陽齒輪構件32，通過復合行星齒輪組30攜帶至輸出構件19。輸入構件17和輸出構件19在相同方向旋轉，和在所有前進轉速比中一樣。在第二前進轉速比中，離合器C2和C6以及制動器C3被嚙合。從第一前進轉速比到第二前進轉速比的換擋是雙過渡換擋，這是因為與在第一前進轉速比中相比，在第二前進轉速比中嚙合了兩個不同的扭矩傳輸機構。在第三前進轉速比中，離合器Cl、C2和C6被嚙合。扭矩從輸入構件17通過復合行星齒輪組20被提供至環形齒輪構件對、25，通過中間軸50被提供至中間軸M，至太陽齒輪構件32，并且通過第二復合行星齒輪組30至輸出構件19。從第二前進轉速比到第三前進轉速比的換擋是單一過渡換擋，這是因為只有一個扭矩傳輸機構被脫離而另一個被嚙合來在轉速比之間換擋。第一行星齒輪組20處于不活動狀態，在于它不影響所產生的第三前進轉速比，因為C3和C4均未被嚙合。在第四前進轉速比中，離合器Cl至C6以及制動器C3被嚙合。扭矩從輸入構件17 被攜帶至環形齒輪構件對，通過第一復合行星齒輪組20，沿中間軸50和M至太陽齒輪構件32，通過第二復合行星齒輪組30至輸出構件19。從第三前進轉速比到第四前進轉速比的換擋是單一過渡換擋。在第五前進轉速比中，離合器C2和C6以及制動器C4被嚙合。扭矩被從輸入構件 17通過環形齒輪構件25處的第一復合行星齒輪組20沿中間軸50和M攜帶至太陽齒輪構件32，通過第二復合行星齒輪組30至輸出構件19。從第四前進轉速比到第五層轉速比的換擋是雙過渡換擋。在第六前進轉速比中，離合器Cl和C5以及制動器C4被嚙合。扭矩從輸入構件17 通過環形齒輪構件M處的第一復合行星齒輪組20并且沿中間軸50被攜帶至齒輪架構件 36，再至輸出構件19。從第五前進轉速比到第六前進轉速比的換擋是雙過渡換擋。在第七前進轉速比中，離合器C2和C5以及制動器C3被嚙合。扭矩從輸入構件17 被攜帶至太陽齒輪構件25，通過第一復合行星齒輪組20，沿中間軸50至齒輪架構件36，再至輸出構件19。從第六前進轉速比到第七前進轉速比的換擋是雙過渡換擋。在第八前進轉速比中，離合器Cl、C2和C5被嚙合。扭矩從輸入構件17通過復合行星齒輪組20被提供至環形齒輪構件對、25，通過復合行星齒輪組20至中間軸50至齒輪架構件36，再至輸出構件19。從第七前進轉速比到第八前進轉速比的換擋是單一過渡換擋。第一行星齒輪組20處于不活動狀態，在于它不影響所產生的第八前進轉速比，因為C3 和C4均未被嚙合。在第九前進轉速比中，離合器Cl和C5以及制動器C3被嚙合。扭矩從輸入構件17 通過環形齒輪構件M處的第一復合行星齒輪組20，沿中間軸50被攜帶至齒輪架構件36， 再至輸出構件19。從第八前進轉速比到第九前進轉速比的換擋是單一過渡換擋。在第十前進轉速比中，離合器C2和C5以及制動器C4被嚙合。扭矩從輸入構件17 被攜帶至環形齒輪構件25，通過復合行星齒輪組20和中間軸50至齒輪架構件36，再至輸出構件19。從第九前進轉速比到第十前進轉速比的換擋是雙過渡換擋。雖然第十前進轉速比可用，可以控制變速器14作為六速變速器、七速變速器、八速變速器、九速變速器、或十速變速器操作。例如，為了將變速器14作為六速變速器操作， 控制器中存儲的算法可以只建立反向轉速比以及以上作為第一、第二、第三、第四、第五和第六轉速比描述的第二，第三、第四、第六、第八和第九前進轉速比，所述控制器控制閥門來控制到扭矩傳輸機構的液壓流。在這樣的六速變速器中，將只有從第三前進轉速比到第四前進轉速比(即，圖2的從第四前進轉速比到第六前進轉速比)的一個雙過渡換擋。為了將變速器14作為七速變速器操作，將使用以上對六速變速器描述的第六前進轉速比，以及圖2所示的第十前進轉速比。在這樣的七速變速器中，將只有第三和第四前進轉速比之間(即，上述第四和第六前進轉速比之間)以及第六和第七前進轉速比之間(即， 圖2的第九和第十前進轉速比之間)的兩個雙過渡換擋。為了將變速器14作為八速變速器操作，將使用以上對七速變速器描述的第七前進轉速比，以及圖2所示的第七前進轉速比。在這樣的八速變速器中，將只有第三和第四前進轉速比之間(即，上述第四和第六前進轉速比之間)、第四和第五前進轉速比之間(即，圖2 的第六和第七前進轉速比之間)以及第七和第八前進轉速比之間(即，圖2的第九和第十前進轉速比之間)的三個雙過渡換擋。為了將變速器14作為九速變速器操作，將使用以上對八速變速器描述的第八前進轉速比，以及圖2所示的第五前進轉速比。在這樣的九速變速器中，將有第三和第四前進轉速比之間(即，圖2的第四和第五前進轉速比之間)、第四和第五前進轉速比之間(即，圖2 的第五和第六前進轉速比之間)、第五和第六前進轉速比之間(即，圖2的第六和第七前進轉速比之間)以及第八和第九前進轉速比之間(即，圖2的第九和第十前進轉速比之間)的四個雙過渡換擋。變速器14還可以與少于六個的前進轉速比一起操作。參考圖2，很明顯，在反向轉速比中只嚙合離合器C7。離合器C7在徑向延伸輪轂 56與另一徑向延伸輪轂58之間的位置允許使用爪形離合器或可選單向離合器用于離合器 C7。圖1中顯而易見的是，旋轉離合器Cl和C2彼此軸向相鄰，在所述離合器之間沒有其他離合器或制動器并且沒有行星齒輪組的構件。以該方式定位彼此相鄰的離合器Cl和 C2使得液壓油能夠流到離合器Cl和C2，通過大多共同輸送通道。簡化液壓輸送通道并且減少輸送通道的總長度簡化了變速器14的生產，并且可以使得較小的泵能用于液壓系統。同樣，制動器C3和C4彼此軸向相鄰，其間沒有其他扭矩傳輸機構或行星齒輪組構件。同樣， 離合器C5、C6和C7彼此軸向相鄰(以及軸向相鄰的制動器C3和C4)，其間沒有其他扭矩傳輸機構或行星齒輪組構件。以該這種方式定位制動器C3、C4和離合器C5、C6和C7進一步簡化了輸送通道的生產，并且可以減少所需的泵尺寸。離合器Cl和C2可被稱為輸入離合器，因為它們連接輸入構件17用于與復合行星齒輪組20的不同構件旋轉。離合器C5、C6 和C7可被稱為范圍離合器，因為它們連接第一復合行星齒輪組20的構件用于與第二復合行星齒輪組30的構件共同旋轉。動力系10可以與混合動力車共享零部件，并且這樣的組合可以在“電量消耗模式 (charge-depleting mode)”中操作。就本發明而言，“電量消耗模式”是這樣一種模式，在該模式中，車輛主要由電動馬達/發電機提供動力，從而當車輛到達其目的地時，電池被耗盡或幾乎被耗盡。換言之，在電量消耗模式期間，發動機12僅被操作到保證在到達目的地前電池不被耗盡的必要程度。傳統的混合動力車在“電量保持模式”下操作，其中，如果電池電量水平掉到預定水平(例如25%)下，發動機被自動運行來為電池再充電。因此，通過在電量消耗模式中操作，混合動力車可以保存一些或全部燃料，否則所述燃料將被消耗來在傳統混合動力車中維持25%電池電量水平。應當理解，混合動力車動力系優選地僅在電量消耗模式中操作，如果在到達目的地后電池可以通過插入能源被再充電。雖然已詳細描述了本發明的最佳實施方式，本發明所涉及領域的技術人員將意識到，在所附權利要求范圍內，可以做出各種用于實踐本發明的替代設計和實施例。
權利要求
1.一種多速變速器，包括輸入構件；輸出構件；固定構件；第一和第二復合行星齒輪組；其中，所述第一復合行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件；其中，所述第二復合行星齒輪組具有第一、第二、第三和第四構件；其中，所述復合行星齒輪組的所述構件是太陽齒輪構件、環形齒輪構件和齒輪架構件；其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第一構件被持續連接用于與所述輸出構件共同旋轉；其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第二構件被持續接地連接至所述固定構件；其中，所述第一行星齒輪組的所述構件沒有一個被持續連接用于與所述第二行星齒輪組的所述構件的任何一個共同旋轉；以及七個扭矩傳輸機構，其可有選擇地嚙合來將所述第一復合行星齒輪的所述各個構件與所述輸入構件、所述固定構件或所述第二復合行星齒輪組的所述各個構件互連，所述七個扭矩傳輸機構可以三個為一組嚙合來在所述輸入構件和所述輸出構件之間建立多達十個前進轉速比和反向轉速比。
2.根據權利要求1所述的多速變速器，其中，所述輸入構件通過分別嚙合所述七個扭矩傳輸機構的第一和第二機構可被有選擇性地連接到所述第一復合行星齒輪組的所述第一構件和所述第二構件。
3.根據權利要求2所述的多速變速器，其中，所述第一和所述第二扭矩傳輸機構彼此軸向相鄰定位，其間沒有所述行星齒輪組構件并沒有所述其他扭矩傳輸機構。
4.根據權利要求1所述的多速變速器，其中，所述第一復合行星齒輪組的所述第三和所述第四構件通過分別嚙合所述七個扭矩傳輸機構的第三和第四機構被有選擇地接地連接至所述固定構件。
5.根據權利要求4所述的多速變速器，其中，所述第三和所述第四扭矩傳輸機構彼此軸向相鄰定位，其間沒有所述行星齒輪組構件并沒有所述其他扭矩傳輸機構。
6.根據權利要求1所述的多速變速器，其中，所述七個扭矩傳輸機構的第五、第六和第七機構可有選擇地嚙合來將所述第一復合行星齒輪組的所述第五構件分別與所述第二復合行星齒輪組的所述第一、所述第三和所述第四構件連接。
7.根據權利要求6所述的多速變速器，其中，所述第五、所述第六和所述第七扭矩傳輸機構彼此軸向相鄰定位，其間沒有所述行星齒輪組構件并沒有所述其他扭矩傳輸機構。
8.根據權利要求6所述的多速變速器，其中，所述第七扭矩傳輸機構僅在所述反向轉速比中被嚙合，并且是爪形離合器和可選單向離合器中的一個。
9.根據權利要求1所述的多速變速器，其中，在所述前進轉速比的至少一些之間的換擋是單一過渡換擋。
10.一種多速變速器，包括輸入構件；輸出構件；固定構件；第一和第二復合行星齒輪組；其中，所述第一復合行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件；其中，所述第二復合行星齒輪組具有第一、第二、第三和第四構件；其中，所述復合行星齒輪組的所述構件是太陽齒輪構件、環形齒輪構件和齒輪架構件；其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第一構件被持續連接用于與所述輸出構件共同旋轉；其中，所述第二復合行星齒輪組的所述第二構件被持續接地連接至所述固定構件；其中，所述第一復合行星齒輪組的所述構件沒有一個被持續連接用于與所述第二復合行星齒輪組的所述構件的任何一個共同旋轉；七個可有選擇地嚙合的扭矩傳輸機構；其中，所述輸入構件通過分別嚙合所述七個扭矩傳輸機構的第一和第二機構可被有選擇地連接到所述第一復合行星齒輪組的所述第一和所述第二構件；其中，所述第一復合行星齒輪組的所述第三和所述第四構件通過分別嚙合所述七個扭矩傳輸機構的第三和第四機構被有選擇地接地連接至所述固定構件；其中，所述七個扭矩傳輸機構的第五、第六和第七機構可有選擇地嚙合來將所述第一復合行星齒輪組的所述第五構件分別與所述第二復合行星齒輪組的所述第一、所述第三和所述第四構件連接；以及所述七個扭矩傳輸機構可以三個為一組嚙合來在所述輸入構件和所述輸出構件之間建立多達十個前進轉速比和反向轉速比。
全文摘要
本發明涉及帶有多達十個前進轉速比的多速行星齒輪變速器。提供了一種多速變速器，其包括輸入構件、輸出構件、固定構件、第一和第二復合行星齒輪組。所述第一復合行星齒輪組具有第一、第二、第三、第四和第五構件。所述第二復合行星齒輪組具有第一、第二、第三和第四構件。所述第二復合行星齒輪組的所述第一構件被持續連接用于與所述輸出構件共同旋轉。所述第二復合行星齒輪組的所述第二構件被持續接地連接至所述固定構件。所述第一復合行星齒輪組的所述構件沒有一個被持續連接用于與所述第二復合行星齒輪組的所述構件的任何一個共同旋轉。七個扭矩傳輸機構可有選擇地以三個為一組嚙合來在所述輸入構件和所述輸出構件之間建立多達十個前進轉速比。
文檔編號F16H57/02GK102168743SQ20111004610
公開日2011年8月31日 申請日期2011年2月25日 優先權日2010年2月25日
發明者F. 克雷尼夫 A., B. 薩拉曼德拉 K., 拉哈文 M., K. 阿斯塔謝夫 V. 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司