CN102954160B - 多档变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多档变速器。提供一种具有输入元件、输出元件、至少三个行星齿轮组、多个联接元件以及多个转矩传递装置的变速器。每个行星齿轮组均包括第一、第二与第三元件。转矩传递装置包括离合器与制动器，其可以两个为一组致动，以建立至少十个前进传动比以及一个倒档传动比。

Description

多档变速器

技术领域

 本发明总体上涉及具有多个行星齿轮组与多个转矩传递装置的多档变速器，并且尤其涉及具有十档或更多档、至少三个行星齿轮组以及多个转矩传递装置的变速器。

背景技术

本部分的说明仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能构成或者也可能不构成现有技术。

典型的多档变速器使用摩擦离合器、行星齿轮装置以及固定的互相连接的组合，以实现多个传动比。行星齿轮组的数量与物理布置通常由封装、成本与所需的速度比决定。

尽管当前的变速器实现了其预期的目的，但对新的与改进的变速器结构的需求基本上是不变的，其中，这种变速器结构尤其从效率、响应性和平滑性方面展示出改进的性能以及展示出改进的封装，主要是尺寸减小和重量减轻。因此，需要改进的、成本效率高的、紧凑型的多档变速器。

发明内容

提供具有输入元件、输出元件、至少三个行星齿轮组、多个联接元件以及多个转矩传递装置的变速器。每个行星齿轮组均包括第一、第二以及第三元件。转矩传递装置例如为离合器与制动器。

在本发明的另一实施例中，第一、第二以及第三行星齿轮组每个均具有太阳轮、行星架元件以及齿圈。

在本发明的又一实施例中，提供两对外齿轮组。

在本发明的又一实施例中，每个外齿轮组均包括一对互相啮合的齿轮。

在本发明的又一实施例中，这些转矩传递机构能以至少两个为组合选择性地接合，以在输入元件与输出元件之间建立至少十个前进速度比以及至少一个倒档速度比。

本发明还提供了如下方案：

方案1. 一种变速器，包括：

输入元件；

输出元件；

第一、第二、第三以及第四行星齿轮组，其中每个均具有第一、第二以及第三元件；

第一互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第一元件与所述第二行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；

第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第二元件与所述第三行星齿轮组的所述第三元件连续地相互连接；

第三互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第三元件与所述第四行星齿轮组的所述第三元件连续地相互连接；

第四互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述第一元件与所述第四行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；

第五互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述第三元件与所述第三行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；以及

六个转矩传递机构，其中每个均选择性地可接合，以将所述第一、第二、以及第三元件中的至少一个与所述第一、第二、第三元件以及固定元件中的至少另外一个相互连接，以及

其中，所述六个转矩传递机构以至少两个为一组选择性地可接合，以建立所述输入元件与所述输出元件之间的至少十个前进速度比率以及至少一个倒档速度比率。

方案2. 根据方案1所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第一个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第一元件与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件相互连接。

方案3. 根据方案2所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第二个选择性地可接合，以将所述第二行星齿轮组的所述第三元件以及所述第三行星齿轮组的所述第二元件与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件相互连接。

方案4. 根据方案3所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第三个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第一元件与所述固定元件相互连接。

方案5. 根据方案4所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第四个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第二元件以及所述第二行星齿轮组的所述第三元件与所述固定元件相互连接。

方案6. 根据方案5所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第五个选择性地可接合，以将所述第一行星齿轮组的所述第三元件以及所述第四行星齿轮组的所述第三元件与所述固定元件相互连接。

方案7. 根据方案6所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第六个选择性地可接合，以将所述第四行星齿轮组的所述第一元件与所述固定元件相互连接。

方案8. 根据方案1所述的变速器，其中，为了共同旋转，将所述输入元件与所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件连续地连接。

方案9. 根据方案1所述的变速器，其中，为了共同旋转，将所述输出元件与所述第一行星齿轮组的所述第二元件连续地连接，并且连接至所述第三行星齿轮组的所述第三元件。

方案10. 根据方案1所述的变速器，其中，所述第一行星齿轮组的所述第三元件、所述第四行星齿轮组的所述第三元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第三行星齿轮组的所述第一元件为太阳轮，所述第一、第二、第三以及第四行星齿轮组的所述第二元件为行星架元件，并且所述第一行星齿轮组的所述第一元件、所述第四行星齿轮组的所述第一元件、所述第二行星齿轮组的所述第三元件以及所述第三行星齿轮组的所述第三元件为齿圈。

方案11. 一种变速器，包括：

输入元件；

输出元件；

第一、第二、第三以及第四行星齿轮组，其中每个均具有第一、第二以及第三元件，其中，所述第二行星齿轮组的所述第三元件可旋转地支撑第一与第二组行星齿轮；

第一互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第一元件与所述第二行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；

第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第二元件与所述第三行星齿轮组的所述第三元件连续地相互连接；

第三互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第三元件与所述第四行星齿轮组的所述第三元件连续地相互连接；

第四互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述第一元件与所述第四行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；

第五互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述第三元件与所述第三行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；以及

六个转矩传递机构，其中每个均选择性地可接合，以将所述第一、第二、以及第三元件中的至少一个与所述第一、第二、第三元件以及固定元件中的至少另外一个相互连接，以及

其中，所述六个转矩传递机构以至少两个为一组选择性地可接合，以建立所述输入元件与所述输出元件之间的至少十个前进速度比率以及至少一个倒档速度比率。

方案12. 根据方案11所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第一个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第一元件与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件相互连接。

方案13. 根据方案12所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第二个选择性地可接合，以将所述第二行星齿轮组的所述第三元件以及所述第三行星齿轮组的所述第二元件与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件相互连接。

方案14. 根据方案13所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第三个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第一元件与所述固定元件相互结合。

方案15. 根据方案14所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第四个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第二元件与所述固定元件相互连接。

方案16. 根据方案15所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第五个选择性地可接合，以将所述第一行星齿轮组的所述第三元件以及所述第四行星齿轮组的所述第三元件与所述固定元件相互连接。

方案17. 根据方案16所述的变速器，其中，所述六个转矩传递机构的第六个选择性地可接合，以将所述第四行星齿轮组的所述第一元件与所述固定元件相互连接。

方案18. 根据方案11所述的变速器，其中，为了共同旋转，将所述输入元件与所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件连续地连接。

方案19. 根据方案11所述的变速器，其中，为了共同旋转，将所述输出元件与所述第一行星齿轮组的所述第二元件连续地连接，并且连接至所述第三行星齿轮组的所述第三元件。

方案20. 根据方案11所述的变速器，其中，所述第一行星齿轮组的所述第三元件、所述第四行星齿轮组的所述第三元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第三行星齿轮组的所述第一元件为太阳轮，所述第一、第三以及第四行星齿轮组的所述第二元件以及所述第二行星齿轮组的所述第三元件为行星架元件，并且所述第一行星齿轮组的所述第一元件、所述第四行星齿轮组的所述第一元件、所述第二行星齿轮组的所述第二元件以及所述第三行星齿轮组的所述第三元件为齿圈。

方案21. 一种变速器，包括：

第一、第二、第三以及第四行星齿轮组，其中每个均具有太阳轮、行星架元件与齿圈；

第一外部齿轮组，其具有配置成与第二齿轮相互啮合的第一齿轮；

第二外部齿轮组，其具有配置成与第二齿轮相互啮合的第一齿轮；

输入元件，为了共同旋转，其与所述第二行星齿轮组的所述太阳轮以及所述第一外部齿轮组的所述第二齿轮连续地连接；

输出元件，为了共同旋转，其与所述第一行星齿轮组的所述行星架元件以及所述第三行星齿轮组的所述齿圈连续地连接；

第一互连元件，其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元件连续地相互连接；

第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述行星架元件与所述第三行星齿轮组的所述齿圈连续地相互连接；

第三互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述太阳轮与所述第二外部齿轮组的所述第二齿轮连续地相互连接；

第四互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述太阳轮与所述第一外部齿轮组的所述第二齿轮连续地相互连接；

第五互连元件，其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行星架元件连续地相互连接；

第一转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述太阳轮与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述太阳轮以及所述第一外部齿轮组的所述第二齿轮相互连接；

第二转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第二行星齿轮组的所述齿圈以及所述第三行星齿轮组的所述行星架元件与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述太阳轮以及所述第一外部齿轮组的所述第二齿轮相互连接；

第三转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述太阳轮与所述固定元件相互连接；

第四转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述行星架元件与所述固定元件相互连接；

第五转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第一行星齿轮组的所述太阳轮以及所述第二外部齿轮组的所述行第二齿轮与所述固定元件相互连接；以及

第六转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第四行星齿轮组的所述齿圈与所述固定元件相互连接，以及

其中，所述六个转矩传递机构每个均以至少两个为一组选择性地可接合，以建立所述输入元件与所述输出元件之间的至少十个前进速度比率以及至少一个倒档速度比率。

方案22. 一种变速器，包括：

第一、第二以及第三行星齿轮组，其中每个均具有太阳轮、行星架元件与齿圈；

第一外部齿轮组，其具有配置成与第二齿轮相互啮合的第一齿轮；

第二外部齿轮组，其具有配置成与第二齿轮相互啮合的第一齿轮；

输入元件，为了共同旋转，其与所述第二行星齿轮组的所述太阳轮连续地连接；

输出元件，为了共同旋转，其与所述第一行星齿轮组的所述行星架元件以及所述第三行星齿轮组的所述齿圈连续地连接；

第一互连元件，其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元件连续地相互连接；

第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述行星架元件与所述第三行星齿轮组的所述齿圈连续地相互连接；

第三互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述太阳轮与所述第二外部齿轮组的所述第二齿轮连续地相互连接；

第四互连元件，其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行星架元件连续地相互连接；

第一转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述太阳轮与所述输入元件以及所述第二行星齿轮组的所述太阳轮相互连接；

第二转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第二行星齿轮组的所述齿圈以及所述第三行星齿轮组的所述行星架元件与所述输入元件以及所述第二行星齿轮组的所述太阳轮相互连接；

第三转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第一外部齿轮组的所述第二齿轮与所述输入元件以及所述第二行星齿轮组的所述太阳轮相互连接；

第四转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述太阳轮与所述固定元件相互连接；

第五转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述行星架元件与所述固定元件相互连接；以及

第六转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第一行星齿轮组的所述太阳轮以及所述第二外部齿轮组的所述第二齿轮与所述固定元件相互连接，以及

其中，所述六个转矩传递机构每个均以至少两个为一组选择性地可接合，以建立所述输入元件与所述输出元件之间的至少十个前进速度比率以及至少一个倒档速度比率。

通过参照以下说明与附图，本发明进一步的特征、方面以及优势将变得明显，其中，相同的参考数字表示相同的组件、元件或零件。

附图说明

此处描述的附图仅为示例的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围，

图1为根据本发明的十档变速器的实施例的杆图；

图2为根据本发明的十档变速器的实施例的图解示例；

图3为根据本发明的十档变速器的另一实施例的图解示例；

图4为在图1-3中示例的变速器的可获得的前进与倒档速度比或传动比的每个中表示各种转矩传递元件的接合状态的真值表；

图5为根据本发明的十档变速器的另一实施例的图解示例；

图6为根据本发明的十档变速器的又一实施例的图解示例；以及

图7为在图5与6中示例的变速器的可获得的前进与倒档速度比或传动比的每个中表示各种转矩传递元件的接合状态的真值表。

具体实施方式

以下说明在本质上仅为示例性的，并不旨在限制本公开、申请或使用。

首先，应该理解的是，本发明的十档自动变速器的实施例都具有在四个行星齿轮组的元件之间布置的永久机械连接。第一行星齿轮组的第一组件或元件永久地联接至第二行星齿轮组的第二组件或元件。第一行星齿轮组的第二组件或元件永久地联接至第三行星齿轮组的第三组件或元件。第一行星齿轮组的第三组件或元件永久地联接至第四行星齿轮组的第三组件或元件。第二行星齿轮组的第一组件或元件永久地联接至第四行星齿轮组的第二组件或元件。第二行星齿轮组的第三组件或元件永久地联接至第三行星齿轮组的第二组件或元件。

现参照图1，以杆图形式示例了十档变速器10的实施例。杆图为例如自动变速器的机械装置组件的示意性表示。每个单独的杆均表示行星齿轮组，其中，行星齿轮组的三个基本机械组件每个均由节点表示。因此，单个杆包含三个节点：一个用于太阳轮、一个用于行星齿轮架、以及一个用于齿圈。在某些情况中，两个杆可以组合成具有多于三个节点（典型地为四个节点）的单个杆。例如，如果两个不同杆上的两个节点通过固定连接而相互连接，则它们可以表示为单个杆上的单个节点。每个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与太阳轮的比率。这些杆比率进而用于改变变速器的传动比，从而实现合适的比率与比率递进。通过细的、水平线图示各种行星齿轮组的节点之间的机械联接或相互连接，并且例如离合器与制动器的转矩传递装置表示为交错的手指状。对杆图的形式、目的与用途的进一步解释可以在由Benford与Leising撰写的SAE论文810102，“杆模拟：变速器分析中的新工具”中找到，其全部内容作为参考合并在此。

变速器10包括输入轴或元件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与第四行星齿轮组20、以及输出轴或元件22。在图1的杆图中，第一行星齿轮组14具有三个节点：第一节点14A、第二节点14B以及第三节点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以及第三节点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以及第三节点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以及第三节点20C。

输入元件12连续地联接至第二行星齿轮组16的第一节点16A与第四行星齿轮组20的第二节点20B。输出元件22联接至第三行星齿轮组18的第三节点18C与第一行星齿轮组14的第二节点14B。第一行星齿轮组14的第一节点14A联接至第二行星齿轮组16的第二节点16B。第一行星齿轮组14的第二节点14B联接至第三行星齿轮组18的第三节点18C。第一行星齿轮组14的第三节点14C联接至第四行星齿轮组20的第三节点20C。第二行星齿轮组16的第三节点16C联接至第三行星齿轮组18的第二节点18B。

第一离合器26选择性地将输入元件或轴12、第二行星齿轮组16的第一节点16A以及第四行星齿轮组20的第二节点20B与第三行星齿轮组18的第一节点18A相连接。第二离合器28选择性地将输入元件或轴12、第二行星齿轮组16的第一节点16A以及第四行星齿轮组20的第二节点20B与第三行星齿轮组18的第二节点18B相连接。第一制动器30选择性地将第三行星齿轮组18的第一节点18A与固定元件或变速器外壳50相连接。第二制动器32选择性地将第二行星齿轮组16的第三节点16C以及第三行星齿轮组18的第二节点18B与固定元件或变速器外壳50相连接。第三制动器34选择性地将第一行星齿轮组14的第三节点14C以及第四行星齿轮组20的第三节点20C与固定元件或变速器外壳50相连接。第四制动器36选择性地将第四行星齿轮组20的第一节点20A与固定元件或变速器外壳50相连接。

现参照图2，棒图表示根据本发明的十档变速器10’的实施例的示意布置。在图2中，继续使用来自图1杆图的编号。相应地表示离合器与联轴器，然而，现在行星齿轮组的节点显示为例如太阳轮、齿圈、行星齿轮以及行星齿轮架的行星齿轮组组件。

例如，行星齿轮组14包括太阳轮元件14C、齿圈元件14A与可旋转地支撑一组行星齿轮14D（仅示出了其中的一个）的行星齿轮架元件14B。为了共同旋转，将太阳轮元件14C与第一轴或互连元件42相连接。为了共同旋转，将齿圈元件14A与第二轴或互连元件44相连接。为了共同旋转，将行星架元件14B与输出轴或元件22相连接。行星齿轮14D每个均配置成同时与太阳轮元件14C以及齿圈元件14A相互啮合。

行星齿轮组16包括太阳轮元件16A、齿圈元件16C与可旋转地支撑一组行星齿轮16D（仅示出了其中的一个）的行星齿轮架元件16B。为了共同旋转，将太阳轮元件16A与输入轴或元件12相连接。为了共同旋转，将齿圈元件16C与第三轴或互连元件46相连接。为了共同旋转，将行星架元件16B与第二轴或互连元件44相连接。行星齿轮16D每个均配置成同时与太阳轮元件16A以及齿圈元件16C相互啮合。

行星齿轮组18包括太阳轮元件18A、齿圈元件18C与可旋转地支撑一组行星齿轮18D（仅示出了其中的一个）的行星齿轮架元件18B。为了共同旋转，将太阳轮元件18A与第四轴或互连元件48相连接。为了共同旋转，将齿圈元件18C与输出轴或元件22相连接。为了共同旋转，将行星架元件18B与第三轴或互连元件46和第五轴或互连元件52相连接。行星齿轮18D每个均配置成同时与太阳轮元件18A以及齿圈元件18C相互啮合。

行星齿轮组20包括太阳轮元件20C、齿圈元件20A与可旋转地支撑一组行星齿轮20D（仅示出了其中的一个）的行星齿轮架元件20B。为了共同旋转，将太阳轮元件20C与第一轴或互连元件42相连接。为了共同旋转，将齿圈元件20A与第六轴或互连元件54相连接。为了共同旋转，将行星架元件20B与输入轴或元件12相连接。行星齿轮20D每个均配置成同时与太阳轮元件20C以及齿圈元件20A相互啮合。

输入轴或元件12连续地连接至发动机（未示出）或连接至液力变矩器的涡轮（未示出）。输出轴或元件22连续地与主减速器单元或分动箱（未示出）相连接。

转矩传递机构或离合器26、28与制动器30、32、34以及36允许轴或互连元件、行星齿轮组的元件以及外壳选择性的相互连接。例如，第一离合器26选择性地可接合以将输入轴或元件12与第四轴或互连元件48相连接。第二离合器28选择性地可接合以将输入轴或元件12与第三轴或互连元件46相连接。第一制动器30选择性地可接合以将第四轴或互连元件48与固定元件或变速器外壳50相连接，从而限制元件48相对于变速器外壳50旋转。第二制动器32选择性地可接合以将第五轴或互连元件52与固定元件或变速器外壳50相连接，从而限制元件52相对于变速器外壳50旋转。第三制动器34选择性地可接合以将第一轴或互连元件42与固定元件或变速器外壳50相连接，从而限制元件42相对于变速器外壳50旋转。第四制动器36选择性地可接合以将第六轴或互连元件54与固定元件或变速器外壳50相连接，从而限制元件54相对于变速器外壳50旋转。

现参照图2与图4，将描述十档变速器10’的实施例的操作。应该知道的是，变速器10’能够以至少十个前进速度或转矩比率以及至少一个倒档速度或转矩比率将转矩从输入轴或元件12传递至输出轴或元件22。如以下将说明的，通过一个或多个转矩传递机构（即，第一离合器26、第二离合器28、第一制动器30、第二制动器32、第三制动器34与第四制动器36）的接合而获得每个前进与倒档速度或转矩比率。图3为表示激活或接合，以实现各种齿轮状态的各种转矩传递机构的组合的真值表。方框中的“X”表示接合特定离合器或制动器，以实现所需的齿轮状态。“O”表示特定的转矩传递装置（即，制动器或离合器）处于工作或活动，但不传递转矩。尽管表示了各种齿轮状态的实际数值的传动比，但应该知道的是这些数值仅为典型示例，并且可以在显著的范围内调整它们，以适应变速器10’的各种应用与操作标准。当然，根据选择的齿轮直径、齿轮齿数与齿轮结构可获得其他传动比。

例如为了建立倒档齿轮，第一离合器26与第二制动器32接合或激活。第一离合器26将输入轴或元件12与第四轴或互连元件48相连接。第二制动器32将第五轴或互连元件52与固定元件或变速器外壳50相连接，从而限制元件52相对于变速器外壳50旋转。同样地，如图4中所示，通过离合器与制动器接合的不同组合而实现十个前进比率。

应该知道的是，十档变速器10’的操作与齿轮状态的前述说明假定，首先，在给定的齿轮状态中未具体提及的所有离合器都不活动或者处于分离，并且其次，在换挡过程中，即，齿轮状态在至少相邻的齿轮状态之间改变时，在两种齿轮状态下接合或激活的离合器将保持接合或激活。

在本发明的另一实施例中，提供十档变速器100，并且在图3中示意地示例。变速器100具有与变速器10’相同数目的行星齿轮组、离合器、制动器与互连元件、输入与输出轴或元件，并且由相同的数字表示。然而，变速器100提供了第二行星齿轮组16’，其包括支撑两组行星齿轮16’D与16’E的行星架16’C。例如，行星齿轮组16’包括太阳轮元件16’A、齿圈元件16’B与可旋转地支持第一与第二组行星齿轮16’D与16’E（仅示出了其中的一个）的行星齿轮架元件16’C。为了共同旋转，将太阳轮元件16’A与输入轴或元件12相连接。为了共同旋转，将齿圈元件16’B与第二轴或互连元件44’相连接。还将第二轴或互连元件44’连接至第一行星齿轮组的齿圈14A。为了共同旋转，将行星架元件16’C与第三轴或互连元件46’相连接。还将第三轴或互连元件46’连接至第三行星齿轮组18的架齿轮18B以及第二离合器28。第一组行星齿轮16’D每个均配置成同时与太阳轮元件16’A以及第二组行星齿轮16’E相互啮合。第二组行星齿轮16’E每个均配置成同时与齿圈元件16’B以及第一组行星齿轮16’D相互啮合。

行星齿轮组14、18与20配置为如以上关于变速器10’所描述的。而且，离合器26、28与制动器30、32、34、36配置为如以上关于变速器10’所描述的。如上所述，互连元件42、48、52与54也配置为如以上关于变速器10’所描述的，除互连元件46’与44’之外。

现参照图3与图4，将描述十档变速器100的实施例的操作。应该知道的是，变速器100能够以至少十个前进速度或转矩比率与至少一个倒档速度或转矩比率将转矩从输入轴或元件12传递至输出轴或元件22。如以下将说明的，通过一个或多个转矩传递机构（即，第一离合器26、第二离合器28、第一制动器30、第二制动器32、第三制动器34与第四制动器36）的接合而获得每个前进与倒档速度或转矩比率。图4为表示激活或接合，以实现各种齿轮状态的各种转矩传递机构的组合的真值表。方框中的“X”表示接合特定离合器或制动器，以实现所需的齿轮状态。“O”表示特定的转矩传递装置（即，制动器或离合器）处于工作或活动，但不传递转矩。尽管表示了各种齿轮状态的实际数值的传动比，但应该知道的是这些数值仅为典型示例，并且可以在显著的范围内调整它们，以适应变速器100的各种应用与操作标准。当然，根据选择的齿轮直径、齿轮齿数与齿轮结构可获得其他传动比。

为了建立第十齿轮，第一离合器26与第四制动器36接合或激活。第一离合器26将输入轴或元件12与第四轴或互连元件48相连接。第四制动器36将第六轴或互连元件54与固定元件或变速器外壳50相连接，从而限制元件54相对于变速器外壳50旋转。同样地，如图4中所示，通过离合器与制动器接合的不同组合而实现倒档与剩余的九个前进比率。

在本发明的又一实施例中，提供另一十档变速器202，并且在图5中示意地示例。十档变速器202包括四个行星齿轮组140、160、180与200以及两对外部齿轮组190、196。外部齿轮组190具有与第二齿轮192相互啮合的第一齿轮191。外部齿轮组196具有与第二齿轮198相互啮合的第一齿轮197。

例如，行星齿轮组140包括太阳轮元件140C、齿圈元件140A与可旋转地支撑一组行星齿轮140D（仅示出了其中的一个）的行星齿轮架元件140B。为了共同旋转，将太阳轮元件140C与第一轴或互连元件142相连接，并且与第二外部齿轮组196的第二齿轮198相连接。为了共同旋转，将齿圈元件140A与第二轴或互连元件144相连接。为了共同旋转，将行星架元件140B与输出轴或元件122相连接。行星齿轮140D每个均配置为同时与太阳轮元件140C以及齿圈元件140A相互啮合。

行星齿轮组160包括太阳轮元件160A、齿圈元件160C与可旋转地支撑一组行星齿轮160D（仅示出了其中的一个）的行星齿轮架元件160B。为了共同旋转，将太阳轮元件160A与输入轴或元件120以及第一外部齿轮组190的第二齿轮192相连接。为了共同旋转，将齿圈元件160C与第三轴或互连元件146相连接。为了共同旋转，将行星架元件160B与第二轴或互连元件144相连接。行星齿轮160D每个均配置为同时与太阳轮元件160A以及齿圈元件160C相互啮合。

行星齿轮组180包括太阳轮元件180A、齿圈元件180C与可旋转地支撑一组行星齿轮180D（仅示出了其中的一个）的行星齿轮架元件180B。为了共同旋转，将太阳轮元件180A与第四轴或互连元件148相连接。为了共同旋转，将齿圈元件180C与输出轴或元件122相连接。为了共同旋转，将行星架元件180B与第三轴或互连元件146相连接，并且与第五轴或互连元件152相连接。行星齿轮180D每个均配置为同时与太阳轮元件180A以及齿圈元件180C相互啮合。

行星齿轮组200包括太阳轮元件200C、齿圈元件200A与可旋转地支撑一组行星齿轮200D（仅示出了其中的一个）的行星齿轮架元件200B。为了共同旋转，将太阳轮元件200C与第二外部齿轮组196的第一齿轮197相连接。如以下更全面说明的，为了共同旋转，将齿圈元件200A与第四离合器136相连接。为了共同旋转，将行星架元件200B与第一外部齿轮组190的第一齿轮191相连接。行星齿轮200D每个均配置为同时与太阳轮元件200C以及齿圈元件200A相互啮合。

在本发明的又一实施例中，提供另一十档变速器300，并且在图6中示意地示例。十档变速器300包括变速器202四个行星齿轮组的三个。也就是说，行星齿轮组140、160与180进一步包括两对外部齿轮组302、308。外部齿轮组302具有与第二齿轮306相互啮合的第一齿轮304。外部齿轮组308具有与第二齿轮310相互啮合的第一齿轮309。而且，第三离合器129替换第四制动器136。第三离合器129将输入轴或互连元件120与第二外部齿轮组302的第二齿轮相连接。进一步，外部齿轮组302与308具有预定的以建立传动比的齿轮直径与齿轮节距。有利地，省去了之前实施例的第四行星齿轮组200。

转矩传递机构或离合器126、128与制动器130、132、134与136允许轴或互连元件、行星齿轮组的元件以及外壳选择性的相互连接。例如，第一离合器126选择性地可接合以将输入轴或元件120与第四轴或互连元件148相连接。第二离合器128选择性地可接合以将输入轴或元件120与第三轴或互连元件146相连接。第一制动器130选择性地可接合以将第四轴或互连元件148与固定元件或变速器外壳150相连接，从而限制元件148相对于变速器外壳150旋转。第二制动器132选择性地可接合以将第五轴或互连元件152与固定元件或变速器外壳150相连接，从而限制元件152相对于变速器外壳150旋转。第三制动器134选择性地可接合以将第一轴或互连元件142与固定元件或变速器外壳150相连接，从而限制元件142相对于变速器外壳150旋转。第四制动器136选择性地可接合以将第六轴或互连元件154与固定元件或变速器外壳150相连接，从而限制元件154相对于变速器外壳150旋转。

现参照图5、图6与图7，将描述十档变速器202与300的实施例的操作。应该知道的是，变速器202与300能够以至少十个前进速度或转矩比率以及至少一个倒档速度或转矩比率将转矩从输入轴或元件120传递至输出轴或元件122。如以下将说明的，通过一个或多个转矩传递机构（即，第一离合器126、第二离合器128、第三离合器129、第一制动器130、第二制动器132、第三制动器134与第四制动器136）的接合而获得每个前进与倒档速度或转矩比率。图7为表示激活或接合，以实现各种齿轮状态的各种转矩传递机构的组合的真值表。方框中的“X”表示接合特定离合器或制动器，以实现所需的齿轮状态。“O”表示特定的转矩传递装置（即，制动器或离合器）处于工作或活动，但不传递转矩。尽管表示了各种齿轮状态的实际数值的传动比，但应该知道的是这些数值仅为典型示例，并且可以在显著的范围内调整它们，以适应变速器202与300的各种应用与操作标准。当然，根据选择的齿轮直径、齿轮齿数与齿轮结构可获得其他传动比。

通过接合或激活第一离合器126与第四制动器136而建立关于变速器202的第十传动比。第一离合器126将输入轴或元件120与第四轴或互连元件148相连接。第四制动器136将第六轴或互连元件154与固定元件或变速器外壳150相连接，从而限制元件154相对于变速器外壳150旋转。同样地，如图7中所示，通过离合器与制动器接合的不同组合而实现倒档与剩余的九个前进比率。

通过接合或激活第一离合器126与第三离合器129而建立关于变速器300的第十传动比。第一离合器126将输入轴或元件120与第四轴或互连元件148相连接。第三离合器129将输入轴或互连元件120与第二外部齿轮组302的第二齿轮相连接。同样地，如图7中所示，通过离合器与制动器接合的不同组合而实现倒档与剩余的九个前进比率。

本发明的说明在本质上仅为典型示例，不脱离本发明主旨的变形旨在落入本发明的范围内。这些变形并不认为偏离本发明的精神与范围。

Claims (8)

1.一种变速器，包括：

输入元件；

输出元件；

第一、第二、第三以及第四行星齿轮组，其中每个均具有第一、第二以及第三元件，其中，所述第一行星齿轮组的所述第三元件、所述第四行星齿轮组的所述第三元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第三行星齿轮组的所述第一元件为太阳轮，所述第一、第二、第三以及第四行星齿轮组的所述第二元件为行星架元件，并且所述第一行星齿轮组的所述第一元件、所述第四行星齿轮组的所述第一元件、所述第二行星齿轮组的所述第三元件以及所述第三行星齿轮组的所述第三元件为齿圈；

第一互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第一元件与所述第二行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；

第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第二元件与所述第三行星齿轮组的所述第三元件连续地相互连接；

第三互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第三元件与所述第四行星齿轮组的所述第三元件连续地相互连接；

第四互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述第一元件与所述第四行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；

第五互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述第三元件与所述第三行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；以及

六个转矩传递机构，其中每个均选择性地可接合，以将所述第一、第二、以及第三元件中的至少一个与所述第一、第二、第三元件以及固定元件中的至少另外一个相互连接，以及

其中，所述六个转矩传递机构以至少两个为一组选择性地可接合，以建立所述输入元件与所述输出元件之间的至少十个前进速度比率以及至少一个倒档速度比率；

其中，所述六个转矩传递机构的第一个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第一元件与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件相互连接；

其中，所述六个转矩传递机构的第二个选择性地可接合，以将所述第二行星齿轮组的所述第三元件以及所述第三行星齿轮组的所述第二元件与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件相互连接；

其中，所述六个转矩传递机构的第三个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第一元件与所述固定元件相互连接；

其中，所述六个转矩传递机构的第四个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第二元件以及所述第二行星齿轮组的所述第三元件与所述固定元件相互连接；

其中，所述六个转矩传递机构的第五个选择性地可接合，以将所述第一行星齿轮组的所述第三元件以及所述第四行星齿轮组的所述第三元件与所述固定元件相互连接；

其中，所述六个转矩传递机构的第六个选择性地可接合，以将所述第四行星齿轮组的所述第一元件与所述固定元件相互连接。

2.根据权利要求1所述的变速器，其中，为了共同旋转，将所述输入元件与所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件连续地连接。

3.根据权利要求1所述的变速器，其中，为了共同旋转，将所述输出元件与所述第一行星齿轮组的所述第二元件连续地连接，并且连接至所述第三行星齿轮组的所述第三元件。

4.一种变速器，包括：

输入元件；

输出元件；

第一、第二、第三以及第四行星齿轮组，其中每个均具有第一、第二以及第三元件，其中，所述第二行星齿轮组的所述第三元件可旋转地支撑第一与第二组行星齿轮，其中，所述第一行星齿轮组的所述第三元件、所述第四行星齿轮组的所述第三元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第三行星齿轮组的所述第一元件为太阳轮，所述第一、第三以及第四行星齿轮组的所述第二元件以及所述第二行星齿轮组的所述第三元件为行星架元件，并且所述第一行星齿轮组的所述第一元件、所述第四行星齿轮组的所述第一元件、所述第二行星齿轮组的所述第二元件以及所述第三行星齿轮组的所述第三元件为齿圈；

第一互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第一元件与所述第二行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；

第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第二元件与所述第三行星齿轮组的所述第三元件连续地相互连接；

第三互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第三元件与所述第四行星齿轮组的所述第三元件连续地相互连接；

第四互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述第一元件与所述第四行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；

第五互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述第三元件与所述第三行星齿轮组的所述第二元件连续地相互连接；以及

六个转矩传递机构，其中每个均选择性地可接合，以将所述第一、第二、以及第三元件中的至少一个与所述第一、第二、第三元件以及固定元件中的至少另外一个相互连接，以及

其中，所述六个转矩传递机构以至少两个为一组选择性地可接合，以建立所述输入元件与所述输出元件之间的至少十个前进速度比率以及至少一个倒档速度比率；

其中，所述六个转矩传递机构的第一个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第一元件与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件相互连接；

其中，所述六个转矩传递机构的第二个选择性地可接合，以将所述第二行星齿轮组的所述第三元件以及所述第三行星齿轮组的所述第二元件与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件相互连接；

其中，所述六个转矩传递机构的第三个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第一元件与所述固定元件相互结合；

其中，所述六个转矩传递机构的第四个选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第二元件与所述固定元件相互连接；

其中，所述六个转矩传递机构的第五个选择性地可接合，以将所述第一行星齿轮组的所述第三元件以及所述第四行星齿轮组的所述第三元件与所述固定元件相互连接；

其中，所述六个转矩传递机构的第六个选择性地可接合，以将所述第四行星齿轮组的所述第一元件与所述固定元件相互连接。

5.根据权利要求4所述的变速器，其中，为了共同旋转，将所述输入元件与所述第二行星齿轮组的所述第一元件以及所述第四行星齿轮组的所述第二元件连续地连接。

6.根据权利要求4所述的变速器，其中，为了共同旋转，将所述输出元件与所述第一行星齿轮组的所述第二元件连续地连接，并且连接至所述第三行星齿轮组的所述第三元件。

7.一种变速器，包括：

第一、第二、第三以及第四行星齿轮组，其中每个均具有太阳轮、行星架元件与齿圈；

第一外部齿轮组，其具有配置成与第二齿轮相互啮合的第一齿轮；

第二外部齿轮组，其具有配置成与第二齿轮相互啮合的第一齿轮；

输入元件，为了共同旋转，其与所述第二行星齿轮组的所述太阳轮以及所述第一外部齿轮组的所述第二齿轮连续地连接；

输出元件，为了共同旋转，其与所述第一行星齿轮组的所述行星架元件以及所述第三行星齿轮组的所述齿圈连续地连接；

第一互连元件，其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元件连续地相互连接；

第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述行星架元件与所述第三行星齿轮组的所述齿圈连续地相互连接；

第三互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述太阳轮与所述第二外部齿轮组的所述第二齿轮连续地相互连接；

第四互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述太阳轮与所述第一外部齿轮组的所述第二齿轮连续地相互连接；

第五互连元件，其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行星架元件连续地相互连接；

第一转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述太阳轮与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述太阳轮以及所述第一外部齿轮组的所述第二齿轮相互连接；

第二转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第二行星齿轮组的所述齿圈以及所述第三行星齿轮组的所述行星架元件与所述输入元件、所述第二行星齿轮组的所述太阳轮以及所述第一外部齿轮组的所述第二齿轮相互连接；

第三转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述太阳轮与所述固定元件相互连接；

第四转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述行星架元件与所述固定元件相互连接；

第五转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第一行星齿轮组的所述太阳轮以及所述第二外部齿轮组的所述行第二齿轮与所述固定元件相互连接；以及

第六转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第四行星齿轮组的所述齿圈与所述固定元件相互连接，以及

其中，所述六个转矩传递机构每个均以至少两个为一组选择性地可接合，以建立所述输入元件与所述输出元件之间的至少十个前进速度比率以及至少一个倒档速度比率。

8.一种变速器，包括：

第一、第二以及第三行星齿轮组，其中每个均具有太阳轮、行星架元件与齿圈；

第一外部齿轮组，其具有配置成与第二齿轮相互啮合的第一齿轮；

第二外部齿轮组，其具有配置成与第二齿轮相互啮合的第一齿轮；

输入元件，为了共同旋转，其与所述第二行星齿轮组的所述太阳轮连续地连接；

输出元件，为了共同旋转，其与所述第一行星齿轮组的所述行星架元件以及所述第三行星齿轮组的所述齿圈连续地连接；

第一互连元件，其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元件连续地相互连接；

第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述行星架元件与所述第三行星齿轮组的所述齿圈连续地相互连接；

第三互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述太阳轮与所述第二外部齿轮组的所述第二齿轮连续地相互连接；

第四互连元件，其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行星架元件连续地相互连接；

第一转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述太阳轮与所述输入元件以及所述第二行星齿轮组的所述太阳轮相互连接；

第二转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第二行星齿轮组的所述齿圈以及所述第三行星齿轮组的所述行星架元件与所述输入元件以及所述第二行星齿轮组的所述太阳轮相互连接；

第三转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第一外部齿轮组的所述第二齿轮与所述输入元件以及所述第二行星齿轮组的所述太阳轮相互连接；

第四转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述太阳轮与所述固定元件相互连接；

第五转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第三行星齿轮组的所述行星架元件与所述固定元件相互连接；以及

第六转矩传递机构，其选择性地可接合，以将所述第一行星齿轮组的所述太阳轮以及所述第二外部齿轮组的所述第二齿轮与所述固定元件相互连接，以及

其中，所述六个转矩传递机构每个均以至少两个为一组选择性地可接合，以建立所述输入元件与所述输出元件之间的至少十个前进速度比率以及至少一个倒档速度比率。