專利名稱：具有自動和手動模式的多檔變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多檔變速器，所述多檔變速器具有多個行星齒輪組和可選擇地接合的扭矩傳遞裝置，以在自動模式和手動模式中實現多個傳動比。
背景技術：
該部分的闡述只是提供與本發(fā)明相關的背景信息，并且可以構成或者可以不構成現有技術。多檔變速器使用離合器、行星齒輪布置和固定互連的組合來實現多個傳動比。在一個示例中，摩擦式離合器被用在變速器中，并且其選擇性地接合以實現特定的傳動比。但是，當脫離接合時，摩擦離合器傾向于在離合器輸入部件和輸出部件之間存在相對運動時產生拖曳(或阻力)，這可能導致降低的燃料經濟性。在改進燃料經濟性的努力中，可以使用單向離合器來代替摩擦離合器，以將動力從第一輸入部件傳遞到第二從動部件。單向離合器在第一方向中傳遞扭矩，而在第二方向中則釋放或者脫開聯接。一旦釋放，則驅動部件能夠在相對于第一方向的第二相反方向中自由旋轉，且所述單向離合器可能超速運動或者空轉(freewheel)。這允許車輛以滑行模式或者滑移(gliding)模式行進，在所述滑行模式或者滑移模式中，傳動系與發(fā)動機脫開聯接，這樣就消除了與傳動系轉動發(fā)動機相關聯的任何損耗。發(fā)動機制動發(fā)生在以下的情況中至驅動部件的扭矩被減小，其中驅動部件與從動部件保持彼此聯接，并且作為以減小的動力和泵作用力來轉動發(fā)動機的結果的反扭矩被傳遞以努力減小從動部件的速度。但是，空轉的單向離合器使從動部件和驅動部件脫開聯接，由此使發(fā)動機制動是不可能的。因而，在使用單向離合器操作的車輛中，發(fā)動機制動將不工作，除非包括附加的組件，例如附加的離合器，以選擇性地使驅動部件和從動部件聯接。因而，盡管當前的變速器實現了其所預期的目的，但是仍然存在對新的、改進的變速器的需求，其中該變速器具有改進的性能且同時允許發(fā)動機制動。

發(fā)明內容
提供了一種變速器，其具有輸入部件、輸出部件、四個行星齒輪組、多個聯接部件和多個扭矩傳遞裝置。行星齒輪組中的每一個都包括第一、第二和第三部件。扭矩傳遞裝置例如是離合器、制動器和可選擇單向離合器。本發(fā)明的示例包括四個行星齒輪組、三個離合器和三個制動器。本發(fā)明的另一示例包括具有四個行星齒輪組的變速器。
本發(fā)明的再一示例包括具有至少九個前進檔速度和至少一個倒檔速度的變速器。本發(fā)明的再一示例包括具有四個行星齒輪組、多個聯接部件和多個扭矩傳遞裝置的變速器。本發(fā)明還包括以下方案 方案1. 一種變速器，包括 輸入部件；
輸出部件；
第一、第二、第三和第四行星齒輪組，每個都具有第一、第二和第三部件； 第一互連部件，所述第一互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第三部件與所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件持續(xù)地互連；
第二互連部件，所述第二互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第二部件與所述第二行星齒輪組的所述第三部件持續(xù)地互連；
第三互連部件，所述第三互連部件將所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述輸入部件與所述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連；
第一扭矩傳遞裝置，所述第一扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述輸入部件、所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述第四行星齒輪組的所述第二部件與所述第二行星齒輪組的第二部件互連；
第二扭矩傳遞裝置，所述第二扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述第一行星齒輪組的所述第三部件以及所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件互連；
第三扭矩傳遞裝置，所述第三扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的所述第二部件和所述輸出部件與所述第四行星齒輪組的所述第三部件互連；
第四扭矩傳遞裝置，所述第四扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述固定部件互連；
第五扭矩傳遞裝置，所述第五扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第一行星齒輪組的所述第一部件與所述固定部件互連；以及
單向離合器，所述單向離合器可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的所述第三部件與所述固定部件互連；以及
其中所述扭矩傳遞裝置能夠以至少三個的組合的形式來選擇性地接合，并且所述單向離合器在鎖定位置和解鎖位置之間可接合，以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少九個前進檔速比和至少一個倒檔速比。方案2.根據方案1所述的變速器，其中，當所述變速器處于操作的第一模式中時，在所述倒檔傳動比中時，所述單向離合器鎖定，而在第一、第二、第三、第四、第五、第六、 第七、第八和第九傳動比中時，所述單向離合器解鎖。方案3.根據方案2所述的變速器，其中，當所述變速器處于操作的第二模式中時，在所述倒檔傳動比、以及所述第一、第二、第三和第四傳動比中時，所述單向離合器鎖定，而在所述第五、第六、第七、第八和第九傳動比中時，所述單向離合器解鎖。方案4.根據方案3所述的變速器，其中，所述操作的第一模式是操作的行駛模式，所述操作的第二模式是操作的手動模式，用于提供發(fā)動機制動。
方案5.根據方案1所述的變速器，其中，所述第一部件為太陽齒輪、所述第二部件為行星架部件，且所述第三部件為環(huán)形齒輪。方案6.根據方案1所述的變速器，其中，所述輸入部件與所述第二行星齒輪組的所述第一部件以及所述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連。方案7.根據方案1所述的變速器，其中，所述輸出部件與所述第三行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連。方案8.根據方案1所述的變速器，其中，所述第三齒輪組的所述第一部件和所述第四齒輪組的所述第一部件是單個的一體部件。方案9. 一種變速器，包括 輸入部件；
輸出部件；
第一、第二、第三和第四行星齒輪組，每個都具有第一、第二和第三部件； 第一互連部件，所述第一互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第三部件與所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件持續(xù)地互連；
第二互連部件，所述第二互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第二部件與所述第二行星齒輪組的所述第三部件持續(xù)地互連；
第三互連部件，所述第三互連部件將所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述輸入部件與所述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連；
第一扭矩傳遞裝置，所述第一扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述第一行星齒輪組的所述第二部件和所述第二行星齒輪組的所述第三部件互連；
第二扭矩傳遞裝置，所述第二扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的第二部件與第一行星齒輪組的第三部件以及所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件互連；
第三扭矩傳遞裝置，所述第三扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的第二部件和所述輸出部件與所述第四行星齒輪組的所述第三部件互連；
第四扭矩傳遞裝置，所述第四扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述固定部件互連；
第五扭矩傳遞裝置，所述第五扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第一行星齒輪組的所述第一部件與所述固定部件互連；以及
單向離合器，所述單向離合器可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的第三部件與所述固定部件互連；以及
其中所述扭矩傳遞裝置能夠以至少三個的組合的形式來選擇性地接合，并且所述單向離合器在鎖定位置和解鎖位置間可接合，以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少九個前進檔速比和至少一個倒檔速比。方案10.根據方案9所述的變速器，其中，當所述變速器處于操作的第一模式中時，當處于倒檔傳動比中時，所述單向離合器鎖定，而當處于第一、第二、第三、第四、第五、 第六、第七、第八和第九傳動比中時，所述單向離合器解鎖。方案11.根據方案10所述的變速器，其中，當所述變速器處于操作的第二模式中時，當處于所述倒檔傳動比、以及所述第一、第二、第三和第四傳動比中時，所述單向離合器鎖定，而當處于所述第五、第六、第七、第八和第九傳動比中時，所述單向離合器解鎖。方案12.根據方案11所述的變速器，其中，所述操作的第一模式是操作的行駛模式，所述操作的第二模式是操作的手動模式，用于提供發(fā)動機制動。方案13.根據方案9所述的變速器，其中，所述第一部件為太陽齒輪、所述第二部件為行星架部件，且所述第三部件為環(huán)形齒輪。方案14.根據方案9所述的變速器，其中，所述輸入部件與所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連。方案15.根據方案9所述的變速器，其中，所述輸出部件與所述第三行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連。方案16.根據方案9所述的變速器，其中，所述第三齒輪組的所述第一部件和所述第四齒輪組的所述第一部件是單個的一體部件。方案17. —種變速器，所述變速器能夠以操作的行駛模式和操作的發(fā)動機制動模式操作，所述變速器包括
輸入部件； 輸出部件；
第一、第二、第三和第四行星齒輪組，每個都具有第一、第二和第三部件； 第一互連部件，所述第一互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第三部件與所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件持續(xù)地互連；
第二互連部件，所述第二互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第二部件與所述第二行星齒輪組的所述第三部件持續(xù)地互連；
第三互連部件，所述第三互連部件將所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述輸入部件與所述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連；
第一扭矩傳遞裝置，所述第一扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述輸入部件、所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述第四行星齒輪組的所述第二部件與所述第二行星齒輪組的所述第二部件互連；
第二扭矩傳遞裝置，所述第二扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述第一行星齒輪組的所述第三部件以及所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件互連；
第三扭矩傳遞裝置，所述第三扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的所述第二部件和所述輸出部件與所述第四行星齒輪組的所述第三部件互連；
第四扭矩傳遞裝置，所述第四扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述固定部件互連；
第五扭矩傳遞裝置，所述第五扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第一行星齒輪組的所述第一部件與所述固定部件互連；以及
單向離合器，所述單向離合器可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的所述第三部件與所述固定部件互連；以及
其中所述扭矩傳遞裝置能夠以至少三個的組合的形式來選擇性地接合，以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少九個前進檔速比和至少一個倒檔速比；以及其中當所述變速器處于操作的行駛模式中時，當處于所述倒檔傳動比中時，所述單向離合器鎖定，而當處于第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八和第九傳動比中時，所述單向離合器解鎖；當所述變速器處于操作的發(fā)動機制動模式中時，當處于所述倒檔傳動比以及處于所述第一、第二、第三和第四傳動比中時，所述單向離合器鎖定，而當處于所述第五、第六、第七、第八和第九傳動比中時，所述單向離合器解鎖。方案18.根據方案17所述的變速器，其中，所述第一部件為太陽齒輪、所述第二部件為行星架部件，且所述第三部件為環(huán)形齒輪。方案19.根據方案17所述的變速器，其中，所述輸入部件與所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連。方案20.根據方案17所述的變速器，其中，所述輸出部件與所述第三行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連。當聯系附圖，并且由以下對用于實施本發(fā)明的最佳模式的詳細說明，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點將是顯而易見的。


圖1是根據本發(fā)明的變速器的示例的杠桿圖2是根據本發(fā)明的、顯示在圖1中的變速器的示例的示意圖； 圖3是根據本發(fā)明的、顯示在圖1中的變速器的另一示例的示意圖； 圖4是根據本發(fā)明的、顯示在圖1中的變速器的另一示例的示意圖； 圖5是根據本發(fā)明的、處于啟用或者解鎖位置中的可選擇單向離合器的剖視圖； 圖6是根據本發(fā)明的、處于停用或者鎖定位置中的可選擇單向離合器的剖視圖； 圖7是真值表，其列出了關于由圖2、圖3和圖4的變速器所實現的被選擇扭矩比例的被接合的扭矩傳遞機構。
具體實施例方式以下說明本質上只是示例性的，并不意圖限制本公開、其應用或者使用。首先，必須理解的是，在所提供的特定示例中，本發(fā)明的九檔自動變速器在四個行星齒輪組的元件之間具有永久性機械連接的布置。這些機械連接通常與變速器實施例有聯系，或者關系到變速器實施例。具體而言，第一行星齒輪組的第一組件或元件永久地聯接到第二行星齒輪組的第一組件或元件。第一行星齒輪組的第二組件或元件永久地聯接到第三行星齒輪組的第一組件或元件。第二行星齒輪組的第二組件或元件永久地聯接到第三行星齒輪組的第二組件或元件。第三行星齒輪組的第一組件或元件永久地聯接到第四行星齒輪組的第一組件或元件。現在參照圖1，其中以杠桿圖的形式示出了九檔變速器10的實施例。杠桿圖是對例如自動變速器之類的機械裝置的組件的示意表示。每個單獨的杠桿均表示行星齒輪組， 其中行星齒輪的三個基本機械組件每個都由節(jié)點表示。因此，單個杠桿包括三個節(jié)點一個用于太陽齒輪，一個用于行星齒輪行星架，一個用于環(huán)形齒輪。每個杠桿的節(jié)點之間的相對長度可以被用于表示每個相應齒輪組的環(huán)形齒輪對太陽齒輪比率(ring-to-sim ratio). 這些杠桿比率轉而又被用于變化變速器的傳動比，以實現合適的比率和比率級進(ratioprogression).各行星齒輪組的節(jié)點之間的機械聯接或者互連通過水平細線圖示，而諸如離合器和制動器之類的扭矩傳遞裝置則以交替間置的指狀物表示。關于杠桿圖的形式、目的和使用的更多解釋可以在Benford和Leising的標題為“The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis”的SAE Paper 810102中找到，在此通過引用將其全部并入。變速器10包括輸入部件12 ；具有三個節(jié)點的第一行星齒輪組14 第一節(jié)點14A、 第二節(jié)點14B和第三節(jié)點14C ；具有三個節(jié)點的第二行星齒輪組16 第一節(jié)點16A、第二節(jié)點16B和第三節(jié)點16C ；具有三個節(jié)點的第三行星齒輪組18 第一節(jié)點18A、第二節(jié)點18B 和第三節(jié)點18C ；具有三個節(jié)點的第四行星齒輪組20 第一節(jié)點20A、第二節(jié)點20B和第三節(jié)點20C;以及輸出部件22。必須理解的是，用于描述行星齒輪組的指示措詞“第一”、“第二”、“第三”和“第四”是任意的，并且可以變化，只要此處描述的互連是一致的。輸入部件12聯接到第二行星齒輪組16的第一節(jié)點16A。第一行星齒輪組14的第二節(jié)點14B聯接到第二行星齒輪組16的第三節(jié)點16C。第一行星齒輪組14的第三節(jié)點 14C聯接到第三行星齒輪組18的第一節(jié)點18A。第二行星齒輪組16的第一節(jié)點16A聯接到第三行星齒輪組18的第二節(jié)點18B。第三行星齒輪組18的第一節(jié)點18A聯接到第四行星齒輪組20的第一節(jié)點20A。輸出部件22聯接到第四行星齒輪組20的第二節(jié)點20B。第一扭矩傳遞機構M選擇性地將第二行星齒輪組16的第二節(jié)點16B與固定元件或者變速器殼體50連接。第二扭矩傳遞機構沈選擇性地將第一行星齒輪組14的第一節(jié)點 14A與固定元件或者變速器殼體50連接。第三扭矩傳遞機構觀選擇性地將第四行星齒輪組20的第三節(jié)點20C與固定元件或者變速器殼體50連接。第四扭矩傳遞機構30選擇性地將第一行星齒輪組14的第三節(jié)點14C以及第三行星齒輪組18的第一節(jié)點18A與第二行星齒輪組16的第二節(jié)點16B連接。變速器10包括第五扭矩傳遞機構的兩個可選示例32A、 32B，所述第五扭矩傳遞機構32A、32B使用虛線代替實線來描繪。在本發(fā)明的一個示例中， 第五扭矩傳遞機構32A將第二行星齒輪組16的第二節(jié)點16B選擇性地與輸入部件12連接。 可選地，在本發(fā)明的另一示例中，第五扭矩傳遞機構32B選擇性地將第二行星齒輪組16的第二節(jié)點16B與第一行星齒輪組14的第二節(jié)點14B和第二行星齒輪組16的第三節(jié)點16C 連接。第六扭矩傳遞機構34選擇性地將第三行星齒輪組18的第三節(jié)點18C與第四行星齒輪組20的第二節(jié)點20B以及輸出部件22連接?，F在參照圖2和圖3，這兩個符號圖給出了根據本發(fā)明的九檔變速器10AU0B的示例的示意性布局。在圖2、圖3中，延續(xù)采用圖1的杠桿圖中的附圖標記。對應地示出了離合器、制動器和聯接，而行星齒輪組的節(jié)點現在則呈現為行星齒輪組的部件，例如太陽齒輪、環(huán)形齒輪、行星齒輪和行星齒輪行星架。在本發(fā)明的示例中，第一行星齒輪組14是簡單行星齒輪組。更具體而言，行星齒輪組14包括太陽齒輪部件14A、環(huán)形齒輪部件14C、以及可旋轉地支撐一組行星齒輪14D(只顯示了一個)的行星架部件14B。太陽齒輪部件14A連接成用于與第一軸或者互連部件36 一起共同旋轉。環(huán)形齒輪部件14C連接成用于與第二軸或者互連部件38 —起共同旋轉。行星架部件14B連接成用于與第三軸或者互連部件40 —起共同旋轉。行星齒輪14D被構造成與太陽齒輪部件14A和環(huán)形齒輪部件14C中的每個相互嚙合。在本發(fā)明的另一示例中，第二行星齒輪組16是簡單行星齒輪組。具體而言，行星齒輪組16包括太陽齒輪部件16A、環(huán)形齒輪部件16C、和可旋轉地支撐一組行星齒輪16D(只顯示了一個)的行星架部件16B。太陽齒輪部件16A連接成用于與輸入軸或者輸入部件12 一起旋轉。環(huán)形齒輪部件16C連接成用于與第三軸或者互連部件40 —起共同旋轉。行星架部件16B連接成與第四軸或者互連部件42 —起共同旋轉。行星齒輪16D被構造用于與太陽齒輪部件16A和環(huán)形齒輪部件16C中的每個相互嚙合。在本發(fā)明的又一示例中，第三行星齒輪組18是簡單行星齒輪組。具體而言，行星齒輪組18包括太陽齒輪部件18A、環(huán)形齒輪部件18C、和可旋轉地支撐一組行星齒輪18D(只顯示出一個)的行星架部件18B。太陽齒輪部件18A連接成用于與第二軸或者互連部件38 一起共同旋轉。環(huán)形齒輪部件18C連接成用于與第五軸或者互連部件44 一起共同旋轉。行星架部件18B連接成用于與輸入軸或者輸入部件12 —起共同旋轉。行星齒輪18D被構造用于與太陽齒輪部件18A和環(huán)形齒輪部件18C中的每個相互嚙合。在本發(fā)明的再一示例中，第四行星齒輪組20是簡單行星齒輪組。具體而言，行星齒輪組20包括太陽齒輪部件20A、環(huán)形齒輪部件20C、和可旋轉地支撐一組行星齒輪20D(只顯示出一個)的行星架部件20B。太陽齒輪部件20A連接成用于與第二軸或者互連部件38 一起共同旋轉。環(huán)形齒輪部件20C連接成用于與第六軸或者互連部件46 —起共同旋轉。行星架部件20B被連接用于與輸出軸或者輸出部件22 —起共同旋轉。行星齒輪20D被構造成用于與太陽齒輪部件20A和環(huán)形齒輪部件20C中的每個相互嚙合。輸入軸或者輸入部件12優(yōu)選持續(xù)地連接至發(fā)動機(未示出)或者變矩器的渦輪(未示出)。輸出軸或者輸出部件22優(yōu)選持續(xù)地與最終驅動單元或者分動箱(未示出)連接。扭矩傳遞機構M、26J8、30、32A、32B和；34允許軸或互連部件36_46、行星齒輪組 14-20的部件、以及固定元件或者變速器殼體50的選擇性互連。扭矩傳遞機構包括第一和第二制動器對、26 ；可選擇單向離合器、齒式離合器或帶(band)觀；第一和第三離合器30、 34 ；和可選的第二離合器32A、32B。例如，第一制動器M可選擇地接合，以將第四軸或者互連部件42與固定元件或者變速器殼體50連接。第二制動器沈可選擇地接合，以將第一軸或者互連部件36與固定元件或者變速器殼體50連接?？蛇x擇單向離合器觀可選擇性地接合，以將第六軸或者互連部件46與固定元件或者變速器殼體50連接。第一離合器30可選擇地接合，以將第二軸或者互連部件38與第四軸或者互連部件42連接。在圖2中所示的變速器IOA中，第二離合器32A可選擇地接合，以將第四互連軸或部件42與輸入軸或者輸入部件12連接。可選地，在圖3中所示的變速器IOB中，第二離合器32B可選擇地接合， 以將第三軸或互連部件40與第四軸或互連部件42連接。第三離合器34可選擇地接合，以將第五軸或者互連部件44與輸出軸或者輸出部件22連接。現在參照圖4，該符號圖給出了根據本發(fā)明的九檔變速器IOC的另一示例的示意性布局。在圖4中，延續(xù)使用圖1中的杠桿圖中的附圖標記。離合器、制動器和聯接都對應地給出，而行星齒輪組的節(jié)點現在則呈現為行星齒輪組的部件，例如太陽齒輪、環(huán)形齒輪、 行星齒輪和行星齒輪行星架。在本發(fā)明的示例中，第一行星齒輪組14是簡單行星齒輪組。具體而言，行星齒輪組14包括太陽齒輪部件14A、環(huán)形齒輪部件14C、和可旋轉地支撐一組行星齒輪14D (只顯示一個)的行星架部件14B。太陽齒輪部件14A連接成用于與第一軸或者互連部件36 —起共同旋轉。環(huán)形齒輪部件14C連接成用于與第二軸或者互連部件38 —起共同旋轉。行星架部件14B被連接成用于與第三軸或者互連部件40 —起共同旋轉。行星齒輪14D被構造與太陽齒輪部件14A和環(huán)形齒輪部件14C中的每個相互嚙合。在本發(fā)明的另一示例中，第二行星齒輪組16是簡單行星齒輪組。具體而言，行星齒輪組16包括太陽齒輪部件16A、環(huán)形齒輪部件16C、和可旋轉地支撐一組行星齒輪16D(只顯示了一個)的行星架部件16B。太陽齒輪部件16A連接成用于與輸入軸或者輸入部件12 一起旋轉。環(huán)形齒輪部件16C連接成用于與第三軸或者互連部件40 —起共同旋轉。行星架部件16B連接成用于與第四軸或者互連部件42 —起共同旋轉。行星齒輪16D被構造成用于與太陽齒輪部件16A和環(huán)形齒輪部件16C中的每個相互嚙合。在本發(fā)明的又一示例中，第三行星齒輪組18是簡單行星齒輪組。具體而言，行星齒輪組18包括太陽齒輪部件18/20A、環(huán)形齒輪部件18C、和可旋轉地支撐一組行星齒輪18D (只顯示出一個)的行星架部件18B。太陽齒輪部件18/20A作為圖1中所示的第三行星齒輪組18的第一節(jié)點18A和第四行星齒輪組20的第一節(jié)點20A的組合來起作用。太陽齒輪部件18/20A連接成用于與第二軸或者互連部件38 —起共同旋轉。環(huán)形齒輪部件18C連接成用于與第五軸或者互連部件44 一起共同旋轉。行星架部件18B連接成用于與輸入軸或者輸入部件12 —起共同旋轉。行星齒輪18D被構造成用于與太陽齒輪部件18/20A和環(huán)形齒輪部件18C中的每個相互嚙合。在本發(fā)明的再一示例中，第四行星齒輪組20是簡單行星齒輪組。具體而言，行星齒輪組20包括太陽齒輪部件18/20A、環(huán)形齒輪部件20C、和可旋轉地支撐一組行星齒輪20D (只顯示出一個)的行星架部件20B。太陽齒輪部件18/20A是與第三行星齒輪組18共享， 并且被連接成用于與第二軸或者互連部件38 —起共同旋轉。環(huán)形齒輪部件20C連接成用于與第六軸或者互連部件46 —起共同旋轉。行星架部件20B連接成用于與輸出軸或者輸出部件22 —起共同旋轉。行星齒輪20D被構造成用于與太陽齒輪部件18/20A和環(huán)形齒輪部件20C中的每個相互嚙合。輸入軸或者輸入部件12優(yōu)選持續(xù)地連接至發(fā)動機(未示出)或者變矩器的渦輪(未示出)。輸出軸或者輸出部件22優(yōu)選持續(xù)地與最終驅動單元或者分動箱(未示出)連接。扭矩傳遞機構24J6、28、30、32A和；34允許軸或互連部件36_46、行星齒輪組 14-20的部件、以及固定元件或者變速器殼體50的選擇性互連。扭矩傳遞機構包括第一和第二制動器對、26 ；可選擇單向離合器、齒式離合器或帶觀；以及第一、第二和第三離合器30、32A、34。例如，第一制動器M可選擇地接合，以將第四軸或者互連部件42與固定元件或者變速器殼體50連接。第二制動器沈可選擇地接合，以將第一軸或者互連部件36與固定元件或者變速器殼體50連接。可選擇單向離合器觀可選擇性地接合，以將第六軸或者互連部件46與固定元件或者變速器殼體50連接。第一離合器30可選擇地接合，以將第二軸或者互連部件38與第四軸或者互連部件42連接。第二離合器32A可選擇地接合，以將第四互連軸或者部件42與輸入軸或者輸入部件12連接。第三離合器34可選擇地接合， 以將第五軸或者互連部件44與輸出軸或者輸出部件22連接。現在參照圖5、圖6，其顯示了處在停用或者解鎖的U位置(圖5)和啟用或者鎖定的L位置(圖6)中的每個中的可選擇單向離合器觀的兩個剖視圖。在所示的實施例中，可選擇單向離合器觀是支柱式可選擇單向離合器，所述支柱式可選擇單向離合器具有多個正向支柱和反向支柱，所述多個正向支柱和反向支柱是鎖定機構，用于在旋轉部件之間提供機械連接。但是，普通技術人員將理解的是，也可以使用利用了其他類型的鎖定機構(或鎖定機制)的其他類型的可選擇單向離合器。可以被使用的可選擇單向離合器的幾個示例在SAE Paper No. SAE-2009-01-0509中進行了描述，在此通過引用將其全部并入。可選擇單向離合器包括輸入盤或輸入部件60、輸出盤或輸出部件62、選擇盤或者選擇部件64、選擇盤致動器(未示出)、正向鎖定機構66和反向鎖定機構68。如前面在描述圖2、圖3和圖 4時所闡述的那樣，可選擇單向離合器可選擇性地接合，以將第六軸或者互連部件46與固定元件或變速器殼體50連接。輸入盤或者輸入部件60被固定到固定部件或者變速器殼體 50。輸出盤或輸出部件62可旋轉地連接到第六軸或者互連部件(未示出)。選擇盤64設置在輸入盤60和輸出盤62之間，并且除了在被選擇盤致動器(未示出)啟用時之外，相對輸入盤60保持靜止。輸入盤或輸入部件60具有包括多個凹部72的表面70。在每個凹部中安裝有正向或反向鎖定機構66、68中的一個。輸出盤或者輸出部件62具有面向輸入盤或輸入部件60 的第一表面70的表面74，并且包括用于容納和接合所述鎖定機構66、68的凹部76。當鎖定機構66、68中的每個處于鎖定位置L中時，如圖6中所示，輸入盤或者輸出部件60的鎖定機構66、68與輸出盤或者輸出部件62的凹部76接合，從而防止輸入盤或者輸入部件60 和輸出盤或者輸出部件62之間的相對旋轉。選擇盤64包括致動特征78，致動特征78在停用時(如圖5中所示)旋轉到反向鎖定機構68上，從而防止反向鎖定機構68與輸出盤或者輸出部件62的凹部76中的一個接合。例如彈簧73之類的偏置部件與兩個鎖定機構66、 68均接觸。如圖5、圖6中所示，彈簧73被用于將反向鎖定機構68推出對應的凹部72，并且推入到鎖定位置L中。在選擇盤64進入到解鎖位置U中從而停用時，可選擇單向離合器 28以與傳統(tǒng)的單向離合器相同的方式操作。在所述示例變速器中，當可選擇單向離合器觀處于鎖定位置L中時，可選擇單向離合器觀將第四行星齒輪組20的第三部件20C與固定部件或變速器殼體50互連。當可選擇單向離合器觀處于解鎖位置U中時，可選擇單向離合器觀防止第四行星齒輪組20的第三部件20C沿著第一旋轉方向Dl旋轉，并且允許第四行星齒輪組20的第三部件20C沿著第二旋轉方向D2旋轉。應當注意的是，可選擇單向離合器觀可以包括多達四種操作模式。例如，可選擇單向離合器觀也可以包括打開位置0。在打開位置中，鎖定機構66、68都壓入到它們定位在輸入盤或者輸入部件60中的相應凹部72中。可選擇單向離合器觀也可以包括另一解鎖位置。在該位置中，致動特征78旋轉到正向鎖定機構66之上，從而防止正向鎖定機構66 與輸出盤或者輸出部件62的凹部76中的一個接合，同時所述反向鎖定機構68則與輸出盤或輸出部件62中的對應凹部76接合。在本發(fā)明的另一示例中，變速器10A-C具有兩種操作模式自動模式A和手動模式 M。在自動模式A中，變速器10A-C被操作成當處于倒檔檔位狀態(tài)R中時可選擇單向離合器觀被啟用或者處在鎖定位置L中；以及，當處于第一至第九檔位狀態(tài)(lst-9th)中時可選擇單向離合器觀被啟用或者處于解鎖位置U中。當變速器10A-C接合在第五至第九檔位狀態(tài)(5th-9th)中時，可選擇單向離合器以滑移或者超速模式操作。在滑移模式中，輸出盤或輸出部件62沿著圖5中所示的第二旋轉方向D2自旋(spins)?；颇Ｊ皆试S的拖曳損耗顯著地小于傳統(tǒng)離合器機構所經受的拖曳損耗。應當注意的是，盡管圖7顯示了在圖 5、圖6中所示的鎖定位置L和解鎖位置U，但要理解的是，可選擇單向離合器28也可以使用不同的模式選擇。例如，在另一實施例中，可選擇單向離合器觀可以包括這樣的解鎖位置 正向鎖定機構66沒有與輸出盤或輸出部件62的凹部76中的一個接合，而同時反向鎖定機構68則與輸出盤或輸出部件62中的對應凹部76 (圖5和圖6)接合。當以手動模式M操作變速器10A-C時，并且處在倒檔檔位狀態(tài)R以及處在第一至第四檔位狀態(tài)(lst-4th)中時，可選擇單向離合器被啟用或者處于鎖定位置L中。因為可選擇單向離合器觀有效地作為剛性互連部件從而不允許輸出盤或者輸出部件62相對于輸入盤或輸入部件60旋轉，因此手動模式M使得操作者能夠利用發(fā)動機制動。在第五至第九檔位狀態(tài)(5th-9th)中時，可選擇單向離合器觀被停用(或無效)或者處解鎖位置U中，以允許如上面在自動模式A中闡述的滑移模式。現在參照圖2、圖3、圖4和圖7，將描述九檔變速器10A-C的示例的操作。要理解的是，變速器10A-C能夠以至少九個前進檔速度狀態(tài)或扭矩比率和至少一個倒檔速度狀態(tài)或扭矩比率將來自輸入軸或者輸出部件12的扭矩傳送到輸出軸或者輸出部件22。每個前進檔或者倒檔速度狀態(tài)或者扭矩比率是通過扭矩傳遞機構(即，第一和第二制動器對、26， 可選擇單向離合器28，以及第一、第二和第三離合器30、32A、32B和34)中的一個或多個的接合來實現的，如下面將詳細描述的那樣。圖7是真值表，所述真值表給出了被啟用或接合 (X)以實現各種檔位狀態(tài)的扭矩傳遞機構的各種組合。例如，為了在自動模式A或者手動模式M中建立倒檔檔位狀態(tài)R，可選擇單向離合器觀被鎖定L，并且第一和第二制動器MJ6被接合或者啟用(X)。處于鎖定模式L中的可選擇單向離合器觀將第六軸或者互連部件46與固定元件或者變速器殼體50連接。第一制動器M將第四軸或者互連部件42與固定元件或者變速器殼體50連接。第二制動器 26將第一軸或者互連部件36與固定元件或者變速器殼體50連接。為了在自動模式A中建立第一檔位狀態(tài)(1st)，可選擇單向離合器觀被解鎖U,并且第二制動器26和第一離合器30被接合或者啟用(X)。解鎖模式U中的可選擇單向離合器洲用作在第六軸或者互連部件46與固定元件或者變速器殼體50之間的傳統(tǒng)的單向離合器。第二制動器沈將第一軸或者互連部件36與固定元件或者變速器殼體50連接。第一離合器30將第二軸或者互連部件38與第四軸或者互連部件42連接。為了建立手動模式M中的第一檔位狀態(tài)(1st)，可選擇單向離合器觀被鎖定L，并且第二制動器26和第一離合器30被接合或者啟用(X)。鎖定模式L中的可選擇單向離合器洲用作將第六軸或者互連部件46與固定元件或者變速器殼體50連接在一起的傳統(tǒng)的啟用的離合器。第二制動器26將第一軸或者互連部件36與固定元件或者變速器殼體50 連接。第一離合器30將第二軸或者互連部件38與第四軸或者互連部件42連接。為了建立圖2、圖4中所示的變速器10AU0C所用的自動模式A或者手動模式M中的第六檔位狀態(tài)(6th)，可選擇單向離合器觀被解鎖U,并且離合器30、32A、34接合或者被啟用(X)。解鎖模式U中的可選擇單向離合器觀在第六軸或者互連部件46與固定元件或者變速器殼體50之間用作傳統(tǒng)的單向離合器。第一離合器30將第二軸或者互連部件38 與第四軸或者互連部件42連接。第二離合器32A將第四軸或者互連部件42與輸入軸或者輸入部件12連接。第三離合器34將第五軸或者互連部件44與輸出軸或者輸出部件22連接。同樣地，九個前進檔速度狀態(tài)通過可選擇單向離合器、離合器和制動器的模式和接合的不同組合來實現，如圖7中所示。
為了建立如圖3中所示的變速器IOB所用的自動模式A或者手動模式M中的第六檔位狀態(tài)(6th)，可選擇單向離合器觀被解鎖U,并且離合器30、32B、34被接合或者啟用 (X)。解鎖模式U中的可選擇單向離合器觀在第六軸或者互連部件46與固定元件或者變速器殼體50之間用作傳統(tǒng)的單向離合器。第一離合器30將第二軸或者互連部件38與第四軸或者互連部件42連接。第二離合器32B將第三軸或者互連部件40與第四軸或者互連部件42連接。第三離合器34將第五軸或者互連部件44與輸出軸或者輸出部件22連接。 同樣地，九個前進檔速度狀態(tài)通過可選擇單向離合器、離合器和制動器的模式和接合的不同組合來實現，如圖7中所示。關于本發(fā)明的說明在本質上只是示例性的，且不背離本發(fā)明的要旨的各種變型都被認為是在本發(fā)明的范圍之內。這樣的變型不被認為是對本發(fā)明的精神和范圍的背離。
權利要求
1.一種變速器，包括 輸入部件；輸出部件；第一、第二、第三和第四行星齒輪組，每個都具有第一、第二和第三部件； 第一互連部件，所述第一互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第三部件與所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件持續(xù)地互連；第二互連部件，所述第二互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第二部件與所述第二行星齒輪組的所述第三部件持續(xù)地互連；第三互連部件，所述第三互連部件將所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述輸入部件與所述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連；第一扭矩傳遞裝置，所述第一扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述輸入部件、所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述第四行星齒輪組的所述第二部件與所述第二行星齒輪組的第二部件互連；第二扭矩傳遞裝置，所述第二扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述第一行星齒輪組的所述第三部件以及所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件互連；第三扭矩傳遞裝置，所述第三扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的所述第二部件和所述輸出部件與所述第四行星齒輪組的所述第三部件互連；第四扭矩傳遞裝置，所述第四扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述固定部件互連；第五扭矩傳遞裝置，所述第五扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第一行星齒輪組的所述第一部件與所述固定部件互連；以及單向離合器，所述單向離合器可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的所述第三部件與所述固定部件互連；以及其中所述扭矩傳遞裝置能夠以至少三個的組合的形式來選擇性地接合，并且所述單向離合器在鎖定位置和解鎖位置之間可接合，以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少九個前進檔速比和至少一個倒檔速比。
2.根據權利要求1所述的變速器，其中，當所述變速器處于操作的第一模式中時，在所述倒檔傳動比中時，所述單向離合器鎖定，而在第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八和第九傳動比中時，所述單向離合器解鎖。
3.根據權利要求2所述的變速器，其中，當所述變速器處于操作的第二模式中時，在所述倒檔傳動比、以及所述第一、第二、第三和第四傳動比中時，所述單向離合器鎖定，而在所述第五、第六、第七、第八和第九傳動比中時，所述單向離合器解鎖。
4.根據權利要求3所述的變速器，其中，所述操作的第一模式是操作的行駛模式，所述操作的第二模式是操作的手動模式，用于提供發(fā)動機制動。
5.根據權利要求1所述的變速器，其中，所述第一部件為太陽齒輪、所述第二部件為行星架部件，且所述第三部件為環(huán)形齒輪。
6.根據權利要求1所述的變速器，其中，所述輸入部件與所述第二行星齒輪組的所述第一部件以及所述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連。
7.根據權利要求1所述的變速器，其中，所述輸出部件與所述第三行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連。
8.根據權利要求1所述的變速器，其中，所述第三齒輪組的所述第一部件和所述第四齒輪組的所述第一部件是單個的一體部件。
9.一種變速器，包括 輸入部件；輸出部件；第一、第二、第三和第四行星齒輪組，每個都具有第一、第二和第三部件； 第一互連部件，所述第一互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第三部件與所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件持續(xù)地互連；第二互連部件，所述第二互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第二部件與所述第二行星齒輪組的所述第三部件持續(xù)地互連；第三互連部件，所述第三互連部件將所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述輸入部件與所述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連；第一扭矩傳遞裝置，所述第一扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述第一行星齒輪組的所述第二部件和所述第二行星齒輪組的所述第三部件互連；第二扭矩傳遞裝置，所述第二扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的第二部件與第一行星齒輪組的第三部件以及所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件互連；第三扭矩傳遞裝置，所述第三扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的第二部件和所述輸出部件與所述第四行星齒輪組的所述第三部件互連；第四扭矩傳遞裝置，所述第四扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述固定部件互連；第五扭矩傳遞裝置，所述第五扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第一行星齒輪組的所述第一部件與所述固定部件互連；以及單向離合器，所述單向離合器可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的第三部件與所述固定部件互連；以及其中所述扭矩傳遞裝置能夠以至少三個的組合的形式來選擇性地接合，并且所述單向離合器在鎖定位置和解鎖位置間可接合，以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少九個前進檔速比和至少一個倒檔速比。
10.一種變速器，所述變速器能夠以操作的行駛模式和操作的發(fā)動機制動模式操作，所述變速器包括輸入部件； 輸出部件；第一、第二、第三和第四行星齒輪組，每個都具有第一、第二和第三部件； 第一互連部件，所述第一互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第三部件與所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件持續(xù)地互連；第二互連部件，所述第二互連部件將所述第一行星齒輪組的所述第二部件與所述第二行星齒輪組的所述第三部件持續(xù)地互連；第三互連部件，所述第三互連部件將所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述輸入部件與所述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連；第一扭矩傳遞裝置，所述第一扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述輸入部件、所述第二行星齒輪組的所述第一部件和所述第四行星齒輪組的所述第二部件與所述第二行星齒輪組的所述第二部件互連；第二扭矩傳遞裝置，所述第二扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述第一行星齒輪組的所述第三部件以及所述第三和第四行星齒輪組的所述第一部件互連；第三扭矩傳遞裝置，所述第三扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的所述第二部件和所述輸出部件與所述第四行星齒輪組的所述第三部件互連；第四扭矩傳遞裝置，所述第四扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述固定部件互連；第五扭矩傳遞裝置，所述第五扭矩傳遞裝置可選擇地接合，以將所述第一行星齒輪組的所述第一部件與所述固定部件互連；以及單向離合器，所述單向離合器可選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的所述第三部件與所述固定部件互連；以及其中所述扭矩傳遞裝置能夠以至少三個的組合的形式來選擇性地接合，以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少九個前進檔速比和至少一個倒檔速比；以及其中當所述變速器處于操作的行駛模式中時，當處于所述倒檔傳動比中時，所述單向離合器鎖定，而當處于第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八和第九傳動比中時，所述單向離合器解鎖；當所述變速器處于操作的發(fā)動機制動模式中時，當處于所述倒檔傳動比以及處于所述第一、第二、第三和第四傳動比中時，所述單向離合器鎖定，而當處于所述第五、第六、第七、第八和第九傳動比中時，所述單向離合器解鎖。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有自動和手動模式的多檔變速器。具體地，公開了一種變速器，具有輸入部件；輸出部件；以及各自都具有第一、第二和第三部件的第一、第二、第三和第四行星齒輪組。多個互連部件將行星齒輪組中的一個的第一、第二和第三部件中的一個與行星齒輪組中的另一個的第一、第二和第三部件中的一個持續(xù)地互連。六個扭矩傳遞機構能夠以至少三個的組合選擇性地接合，以在輸入部件和輸出部件之間建立至少九個前進檔速比和至少一個倒檔速比。五個扭矩傳遞機構中的第一個是可選擇單向離合器。
文檔編號F16H3/62GK102410345SQ20111027527
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權日2010年9月17日
發(fā)明者M. 哈特 J., H. 維特科普 S. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司