CN103727183B - 多速变速器 - Google Patents

Abstract

提供了一种变速器，其具有输入构件、输出构件、至少四个行星齿轮组、多个联接构件和多个扭矩传递装置。每个行星齿轮组包括第一、第二和第三构件。扭矩传递装置包括能以三个的组合方式起用以确立多个前进传动比和至少一个倒档传动比的离合器和制动器。

Description

多速变速器

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月10日提交的美国临时申请号61／711743的权益。上述申请的公开内容通过参考的方式全部引入本文。

技术领域

本发明总体涉及一种多速变速器，更特别地，涉及一种具有多速度、四个行星齿轮组和多个扭矩传递装置的变速器。

背景技术

这部分的陈述仅仅是提供与本公开相关的背景信息，可以或可以不构成现有技术。

通常的多速变速器采用摩擦离合器、行星齿轮设置和固定互连件的组合以获得多个传动比。行星齿轮组的数量和物理设置通常由封装、成本和所希望的速度比来决定。

虽然当前变速器实现了其期望目的，但是对于新式的和改进的变速器配置(其展示出尤其在效率、响应性和平稳性方面的改进性能，并展示出根本上降低了尺寸和重量的改进封装)的需要基本上是持续不变的。因此，需要改进的、有成本效率的、紧凑的多速变速器。

发明内容

提供了一种变速器，其具有输入构件、输出构件、至少四个行星齿轮组、多个联接构件和多个扭矩传递装置。每个行星齿轮组包括第一、第二和第三构件。扭矩传递装置可以是例如离合器和制动器。

离合器和制动器可以是包括但不限于摩擦离合器、摩擦闸瓦、单向离合器、可选单向离合器、齿式离合器、同步器和类似装置的任何类型。此外，任何节点可以使用单个装置或这些装置的组合，例如，第一制动器可以配置为齿式离合器和单向离合器的组合或单向离合器和摩擦离合器组合。类似地，多种其他组合是可能的。

在本发明的另一个实施例中，该变速器包括：第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组具有太阳轮、托架构件(或行星架构件)和齿圈，输入构件与第二行星齿轮组的托架构件持续地连接以共同旋转，输出构件与第四行星齿轮组的托架构件持续地连接以共同旋转。

在本发明的又一个实施例中，该变速器包括将第一行星齿轮组的太阳轮与第二行星齿轮组的太阳轮持续地互连的第一互连构件。

在本发明的又一个实施例中，该变速器包括将第一行星齿轮组的托架构件与第四行星齿轮组的齿圈持续地互连的第二互连构件。

在本发明的又一个实施例中，该变速器包括将第二行星齿轮组的齿圈与第三行星齿轮组的太阳轮持续地互连的第三互连构件。

在本发明的又一个实施例中，该变速器包括将第三行星齿轮组的齿圈与第四行星齿轮组的太阳轮持续地互连的第四互连构件。

在本发明的又一个实施例中，该变速器包括第一扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第一行星齿轮组的托架构件和第四行星齿轮组的齿圈与第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的太阳轮互连。

在本发明的又一个实施例中，该变速器包括第二扭矩传递机构，其能选择性地接合以将输入构件和第二行星齿轮组的托架构件与第三行星齿轮组的齿圈和第四行星齿轮组的太阳轮互连。

在本发明的又一个实施例中，该变速器包括第三扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的托架构件互连。

在本发明的又一个实施例中，该变速器包括第四扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第三行星齿轮组的托架构件与第一行星齿轮组的托架构件和第四行星齿轮组的齿圈互连。

在本发明的又一个实施例中，该变速器包括第五扭矩传递机构，其能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。

在本发明的又一个实施例中，该变速器包括第六扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第一行星齿轮组的太阳轮和第二行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连。

在本发明的又一个实施例中，该扭矩传递机构能以至少三个的组合方式选择性地接合以在输入构件和输出构件之间建立多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、第三和第四行星齿轮组；

四个互连构件，其将第一、第二、第三和第四行星齿轮组中的一构件与第一、第二、第三和第四行星齿轮组的另一个构件持续地互连；和

六个扭矩传递机构，其中，六个扭矩传递机构中的四个均能选择性地接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个与第一、第二和第三构件中的至少另一个互连，并且其中，六个扭矩传递机构中的两个均能选择性地接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个与固定构件互连，以及

其中，所述六个扭矩传递机构能以至少三个的组合方式选择性地接合以在输入构件和输出构件之间建立多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，四个互连构件进一步包括：将第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件持续地互连的第一互连构件、将第一行星齿轮组的第二构件与第四行星齿轮组的第三构件持续地互连的第二互连构件、将第二行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第三构件持续地互连的第三互连构件、和将第三行星齿轮组的第一构件与第四行星齿轮组的第一构件持续地互连的第四互连构件。

方案3：

根据方案2所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件与第二行星齿轮组的第三构件和第三行星齿轮组的第三构件互连。

方案4：

根据方案3所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构能选择性地接合以将输入构件和第二行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件互连。

方案5：

根据方案4所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第二行星齿轮组的第三构件和第三行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第二构件互连。

方案6：

根据方案4所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第二构件和第三行星齿轮组的第三构件互连。

方案7：

根据方案4所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第二构件互连。

方案8：

根据方案5所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第二构件与第一行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件互连。

方案9：

根据方案8所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第三构件与固定构件互连。

方案10：

根据方案9所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第六扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第一构件与固定构件互连。

方案11：

根据方案1所述的变速器，其中，输入构件与第二行星齿轮组的第二构件持续地连接以共同旋转。

方案12：

根据方案1所述的变速器，其中，输出构件与第四行星齿轮组的第二构件持续地连接以共同旋转。

方案13：

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一构件、第三行星齿轮组的第三构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一、第二和第四行星齿轮组的第二构件和第三行星齿轮组的第三构件是托架构件，以及第一行星齿轮组的第三构件、第二行星齿轮组的第三构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第三构件是齿圈。

方案14：

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、第三和第四行星齿轮组；

将第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件持续地互连的第一互连构件；

将第一行星齿轮组的第二构件与第四行星齿轮组的第三构件持续地互连的第二互连构件；

将第二行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第三构件持续地互连的第三互连构件；

将第三行星齿轮组的第一构件与第四行星齿轮组的第一构件持续地互连的第四互连构件；和

六个扭矩传递机构，其均能选择性地接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个与第一、第二、第三构件和固定构件中的至少另一个互连，以及

其中，所述六个扭矩传递机构能以至少三个的组合方式选择性地接合以在输入构件和输出构件之间建立多个前进速度比和至少一个倒档速度比。

方案15：

根据方案14所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件与第二行星齿轮组的第三构件和第三行星齿轮组的第三构件互连。

方案16：

根据方案15所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构能选择性地接合以将输入构件和第二行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件互连。

方案17：

根据方案16所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第二行星齿轮组的第三构件和第三行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第二构件互连。

方案18：

根据方案16所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第三构件和第三行星齿轮组的第三构件互连。

方案19：

根据方案16所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第二构件互连。

方案20：

根据方案17所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第二构件与第一行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件互连。

方案21：

根据方案20所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第三构件与固定构件互连。

方案22：

根据方案21所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第六扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第一构件与固定构件互连。

方案23：

根据方案14所述的变速器，其中，输入构件与第二行星齿轮组的第二构件持续地连接以共同旋转。

方案24：

根据方案14所述的变速器，其中，输出构件与第四行星齿轮组的第二构件持续地连接以共同旋转。

方案25：

根据方案14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、第三行星齿轮组的第三构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一、第二和第四行星齿轮组的第二构件和第三行星齿轮组的第三构件是托架构件，以及第一行星齿轮组的第三构件、第二行星齿轮组的第三构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第三构件是齿圈。

方案26：

一种变速器，包括：

输入构件；

输出构件；

各具有太阳轮、托架构件和齿圈的第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其中，输入构件与第二行星齿轮组的托架构件持续地连接以共同旋转，并且其中，输出构件与第四行星齿轮组的托架构件持续地连接以共同旋转；

将第一行星齿轮组的太阳轮与第二行星齿轮组的太阳轮持续地互连的第一互连构件；

将第一行星齿轮组的托架构件与第四行星齿轮组的齿圈持续地互连的第二互连构件；

将第二行星齿轮组的齿圈与第三行星齿轮组的太阳轮持续地互连的第三互连构件；

将第三行星齿轮组的齿圈与第四行星齿轮组的太阳轮持续地互连的第四互连构件；

第一扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第一行星齿轮组的托架构件和第四行星齿轮组的齿圈与第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的太阳轮互连；

第二扭矩传递机构，其能选择性地接合以将输入构件和第二行星齿轮组的托架构件与第三行星齿轮组的齿圈和第四行星齿轮组的太阳轮互连；

第三扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的托架构件互连；

第四扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第三行星齿轮组的托架构件与第一行星齿轮组的托架构件和第四行星齿轮组的齿圈互连；

第五扭矩传递机构，其能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；

第六扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第一行星齿轮组的太阳轮和第二行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；以及

其中，所述扭矩传递机构能以至少三个的组合方式选择性地接合以在输入构件和输出构件之间建立多个前进速度比和至少一个倒档速度比。

通过参考下面的描述和附图，本发明的更多特征、方面和优点将变得明显，在附图中同样的附图标记涉及相同的组件、元件或特征。

附图说明

本文所述的附图仅用于说明的目的，且不旨在以任何方式限制本发明的范围。

图1是根据本发明的原理的变速器的实施例的杆状图；

图2是根据本发明的原理的图1中的变速器的变型的示意图；

图3是根据本发明的原理的变速器的实施例的杆状图；

图4是根据本发明的原理的图3中的变速器的变型的示意图；

图5是真值表，其表示各种扭矩传递元件的接合状态示例以产生图1-4所示的变速器的多个前进和至少一个倒档的速度或传动比。

具体实施方式

以下说明本质上仅为示例性的且绝非旨在限制本公开、应用、或使用。

首先，应当理解的是，本发明的多速自动变速器的实施例具有在四个行星齿轮组中的元件之间的永久机械连接的设置。如此处所采用的，联接或互连涉及在元件之间例如通过刚性构件或轴直接、持续和永久联接或互连。另一方面，可选地联接或互连涉及通过离合器或制动器可选地联接，此处的离合器或制动器能够接合或脱开，以使得在接合时可地选联接或互连的元件一起转动，而在脱开时可选地联接或互连的元件自由地独立转动。

在一个实施例中，第一行星齿轮组的第一组件或元件被永久地联接至第二行星齿轮组的第一组件或元件。第一行星齿轮组的第二组件或元件被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三组件或元件被永久地联接至第三行星齿轮组的第三组件或元件。第三行星齿轮组的第一组件或元件被永久地联接至第四行星齿轮组的第一组件或元件。

参照图1，用杆状图形式描述了多速变速器10的实施例。杆状图示意性表示了机械装置(例如自动变速器)的组件。每条独立的杆表示行星齿轮组，其中行星齿轮的三个基本机械组件均用节点表示。因此，单条杆包括三个节点：一个表示太阳轮，一个表示行星齿轮托架，一个表示齿圈。在一些情况下，两条杆可以合并成具有多于三个节点(通常四个节点)的单条杆。例如，如果在两条不同杆上的两个节点通过固定连接互连，它们可以表示为在单条杆上的单个节点。每条杆上的节点之间的相对长度能够用来表示每个相应齿轮组的齿圈与太阳轮比率。继而这些杆比率用来改变变速器的传动比以获得合适的比率和比率级数。在各种行星齿轮组的节点之间的机械联接或互连用细水平杆图示，扭矩传递装置(例如离合器和制动器)表示为交织的指部。杆状图的形式、目的和使用的进一步的说明可以从如下文件得到：SAE Paper810102，“The LeverAnalogy：A New Tool in Transmission Analysis”(“杆分析：变速器分析中的新式工具”)，Benford和Leising，其通过参考的方式全部引入本文。

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、第四行星齿轮组20和输出轴或构件22。在图1的杆状图中，该第一行星齿轮组14具有三个节点：第一节点14A、第二节点14B和第三节点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和第三节点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和第三节点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和第三节点20C。

输入构件12持续联接至第二行星齿轮组16的第二节点16B。输出构件22持续联接至第四行星齿轮组20的第二节点20B。

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的第一节点16A。第一行星齿轮组14的第二节点14B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的第三节点18C。第三行星齿轮组18的第一节点18A联接至第四行星齿轮组20的第一节点20A。

第一离合器24可选地将第一行星齿轮组14的第二节点14B和第四行星齿轮组20的第三节点20C与第二行星齿轮组16的第三节点16C和第三行星齿轮组18的第三节点18C连接。第二离合器26可选地将第二行星齿轮组16的第二节点16B和输入构件12与第三行星齿轮组18的第一节点18A和第四行星齿轮组20的第一节点20A连接。第三离合器28可选地将第三行星齿轮组18的第三节点18C和第二行星齿轮16的第三节点16C与第三行星齿轮组18的第二节点18B连接。第四离合器30可选地将第三行星齿轮组18的第二节点18B与第一行星齿轮组14的第二节点14B和第四行星齿轮组20的第三节点20C连接。

第一制动器32可选地将第一行星齿轮组14的第三节点14C与固定构件或变速器壳体50连接。第二制动器34可选地将第一行星齿轮组14的第一节点14A和第二行星齿轮组16的第一节点16A与固定构件或变速器壳体50连接。

现在参照图2，棒状图表示了根据本发明一种形式的多速变速器10的实施例的示意性布局。在图2中，继续使用图1中杆状图的附图标记。离合器和联接器被相应地表示，而用行星齿轮组的节点现在示出为行星齿轮组的组件(例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮托架)。

例如，第一行星齿轮组14包括太阳轮构件14A、齿圈构件14C和可转动地支撑一组行星齿轮14D(仅仅示出了其中的一个)的行星齿轮托架构件14B。太阳轮构件14A与第一轴或互连构件42并与第二轴或互连构件44连接以共同旋转。齿圈构件14C与第三轴或互连构件46连接以共同旋转。行星托架构件14B与第四轴或互连构件48连接以共同旋转。该组行星齿轮14D均配置成与太阳轮构件14A和齿圈构件14C二者互相啮合。

第二行星齿轮组16包括太阳轮构件16A、齿圈构件16C和可转动地支撑一组行星齿轮16D(仅仅示出了其中的一个)的行星齿轮托架构件16B。太阳轮构件16A与第二轴或互连构件44连接以共同旋转。齿圈构件16C与第五轴或互连构件52连接以共同旋转。行星托架构件16B与输入轴或构件12连接以共同旋转。行星齿轮16D均配置成与齿圈构件16C和太阳轮构件16A二者互相啮合。

第三行星齿轮组18包括太阳轮构件18C、齿圈构件18A和可转动地支撑一组行星齿轮18D(仅仅示出了其中的一个)的行星齿轮托架构件18B。太阳轮构件18C与第五轴或互连构件52连接以共同旋转。齿圈构件18A与第六轴或互连构件54连接以共同旋转。行星托架构件18B与第七轴或互连构件56连接以共同旋转。行星齿轮18D均配置成与太阳轮构件18C和齿圈构件18A二者互相啮合。

第四行星齿轮组20包括太阳轮构件20A、齿圈构件20C和可转动地支撑一组行星齿轮20D(仅仅示出了其中的一个)的行星齿轮托架构件20B。太阳轮构件20A与第六轴或互连构件54连接以共同旋转。齿圈构件20C与第四轴或互连构件48连接以共同旋转。行星齿轮托架构件20B与输出轴或构件22连接以共同旋转。行星齿轮20D均配置成与太阳轮构件20A和齿圈构件20C二者互相啮合。

输入轴或构件12持续地连接至输入源，例如发动机(未示出)或变矩器(未示出)的涡轮。输出轴或构件22持续地连接至另一个输出，例如最终传动单元或分动箱(未示出)。

扭矩传递机构，包括第一、第二、第三和第四离合器24、26、28、30以及第一和第二制动器32和34，允许行星齿轮组14、16、18、20以及壳体50的轴或互连构件42、44、46、48、52、54以及56可选地互连。

例如，第一离合器24能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26能选择性地接合以将输入轴或构件12与第六轴或互连构件54连接。第三离合器28能选择性地接合以将第五轴或互连构件52与第七轴或互连构件56连接。第四离合器30能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能选择性地接合以将第三轴或互连构件46与固定元件或变速器壳体50连接以限制构件46相对于变速器壳体50转动。第二制动器34能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转动。继而，连接到每个连接构件上的行星齿轮组的组件也因此而连接或限制。

此外，本发明预期如在图3和4中图示并称为变速器100的多速自动变速器的另外的实施例。例如，在附图3中，变速器100以杆状图形式示出。变速器100包括输入轴或构件112、第一行星齿轮组140、第二行星齿轮组160、第三行星齿轮组180、第四行星齿轮组200和输出轴或构件122。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。第四行星齿轮组200具有三个节点：第一节点200A、第二节点200B和第三节点200C。输入构件112持续联接至第二行星齿轮组160的第二节点160B。输出构件122持续联接至第四行星齿轮组200的第二节点200B。

第一行星齿轮组140的第一节点140A联接至第二行星齿轮组160的第一节点160A。第一行星齿轮组140的第二节点140B联接至第四行星齿轮组200的第三节点200C。第二行星齿轮组160的第三节点160C联接至第三行星齿轮组180的第三节点180C。第三行星齿轮组180的第一节点180A联接至第四行星齿轮组200的第一节点200A。

第一离合器124可选地将第一行星齿轮组140的第二节点140B和第四行星齿轮组200的第三节点200C与第三行星齿轮组160的第三节点160C和第三行星齿轮组180的第三节点180C连接。第二离合器126可选地将第二行星齿轮组160的第二节点160B和输入构件112与第三行星齿轮组180的第一节点180A和第四行星齿轮组200的第一节点200A连接。第三离合器128可选地将第三行星齿轮组180的第三节点180C和第二行星齿轮160的第三节点160C与第三行星齿轮组180的第一节点180A和第四行星齿轮组200的第一节点200A连接。第四离合器130可选地将第三行星齿轮组180的第二节点180B与第四行星齿轮组200的第三节点200C连接。

第一制动器132可选地将第一行星齿轮组140的第三节点140C与固定构件或变速器壳体150连接。第二制动器134可选地将第一行星齿轮组140的第一节点140A和第二行星齿轮组160的第一节点160A与固定构件或变速器壳体150连接。

现在参照图4，棒状图表示了根据本发明一种形式的多速变速器100的实施例的示意性布局。在图4中，继续使用图3杆状图的附图标记。离合器和联接器对应地表示，而行星齿轮组的节点现在示出为行星齿轮组的组件(例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮托架)。

例如，第一行星齿轮组140包括太阳轮构件140A、齿圈构件140C和可转动地支撑一组行星齿轮140D(仅仅示出了其中的一个)的行星齿轮托架构件140B。太阳轮构件140A与第一轴或互连构件142并与第二轴或互连构件144连接以共同旋转。齿圈构件140C与第三轴或互连构件146连接以共同旋转。行星托架构件140B与第四轴或互连构件148连接以共同旋转。该组行星齿轮140D均配置成与太阳轮构件140A和齿圈构件140C二者互相啮合。

第二行星齿轮组160包括太阳轮构件160A、齿圈构件160C和可转动地支撑一组行星齿轮160D(仅仅示出了其中的一个)的行星齿轮托架构件160B。太阳轮构件160A与第二轴或互连构件144连接以共同旋转。齿圈构件160C与第五轴或互连构件152连接以共同旋转。行星托架构件160B与输入轴或构件112连接以共同旋转。该组行星齿轮160D均配置成与齿圈构件160C和太阳轮构件160A二者互相啮合。

第三行星齿轮组180包括太阳轮构件180C、齿圈构件180A和可转动地支撑一组行星齿轮180D(仅仅示出了其中的一个)的行星齿轮托架构件180B。太阳轮构件180C与第五轴或互连构件152连接以共同旋转。齿圈构件180A与第六轴或互连构件154连接以共同旋转。行星托架构件180B与第七轴或互连构件156连接以共同旋转。行星齿轮180D均配置成与太阳轮构件180C和齿圈构件180A二者互相啮合。

第四行星齿轮组200包括太阳轮构件200A、齿圈构件200C和可转动地支撑一组行星齿轮200D(仅仅示出了其中的一个)的行星齿轮托架构件200B。太阳轮构件200A与第六轴或互连构件154连接以共同旋转。齿圈构件200C与第四轴或互连构件148连接以共同旋转。行星齿轮托架构件200B与输出轴或构件122连接以共同旋转。行星齿轮200D均配置成与太阳轮构件200A和齿圈构件200C二者互相啮合。

该输入轴或构件112持续地连接至输入源，例如发动机(未示出)或变矩器(未示出)的涡轮。输出轴或构件122持续地连接至另一个输出，例如最终传动单元或分动箱(未示出)。

扭矩传递机构，包括第一、第二、第三和第四离合器124、126、128、130以及第一和第二制动器132和134，允许行星齿轮组140、160、180、200以及壳体150的轴或互连构件142、144、146、148、152、154以及156可选地互连。

例如，第一离合器124能选择性地接合以将第四轴或互连构件148与第五轴或互连构件152连接。第二离合器126能选择性地接合以将输入轴或构件112与第六轴或互连构件154连接。第三离合器128能选择性地接合以将第五轴或互连构件152与第六轴或互连构件154连接。在本发明的替换实施例中，第三离合器128将第六轴或互连构件154、第三行星齿轮组180的第一构件180A和第四行星齿轮组200的第一构件200A与第七轴或互连构件156和第三行星齿轮组180的第二构件180B互连。第四离合器130能选择性地接合以将第四轴或互连构件148与第七轴或互连构件156连接。

第一制动器132能选择性地接合以将第三轴或互连构件146与固定元件或变速器壳体150连接以限制构件146相对于变速器壳体150转动。第二制动器134能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转动。继而，连接到每个连接构件上的行星齿轮组的组件也因此而连接或限制。

现在参照附图1、2、3、4和图5，将描述多速变速器10和100的操作。将理解的是，变速器10和100能以多个前进速度扭矩比率和至少一个倒档速度或扭矩比率将扭矩从输入轴或构件12、112传递到输出轴或构件22、122。通过接合一个或多个扭矩传递机构(即第一离合器24、124，第二离合器26、126，第三离合器28、128，第四离合器30、130，第一制动器32、132，和第二制动器34、134)而获得每个前进和倒档的速度或扭矩比率，如将在下文所解释的。

图5是真值表，表示被起用或接合以获得各种档位状态的扭矩传递机构的各种组合。格中的“X”表示特定的离合器或制动器接合以获得要求的档位状态。各种档位状态实际数量的传动比也被表示出，然而应当理解的是，这些数量值仅仅是示例性的，并且它们可以在显著范围内调整以适合变速器10和100各种应用和操作标准。当然，其他的传动比取决于所选择的齿轮直径、齿轮齿数和齿轮配置而能够获得。

例如，对于变速器10，通过接合或起用第四离合器30、第一制动器32和第二制动器34而确立倒档。第四离合器30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将第三轴或互连构件46与固定元件或变速器壳体50连接以限制构件46相对于变速器壳体50旋转，其限制齿圈14C相对于变速器壳体50旋转。第二制动器34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，其限制太阳轮14A和16A相对于变速器壳体50旋转。同样地，举例来说，如图5所示，十个前进比率通过接合离合器和制动器的不同组合而获得。此外，如图5所示，本发明预期了接合离合器和制动器的另外或可选的组合以获得第四、第七和第十传动比。

此外，对于变速器100，通过接合或起用第四离合器130、第一制动器132和第二制动器134而确立倒档。第四离合器130将第四轴或互连构件148与第七轴或互连构件156连接。第一制动器132将第三轴或互连构件146与固定元件或变速器壳体150连接以限制构件146相对于变速器壳体150旋转，其限制齿圈140C相对于变速器壳体150旋转。第二制动器134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，其限制太阳轮140A和160A相对于变速器壳体150旋转。同样地，举例来说，如图5所示，十个前进比率通过接合离合器和制动器的不同组合而获得。此外，如图5所示，本发明预期了接合离合器和制动器的另外或可选的组合以获得第四、第七和第十传动比。

将理解的是，对多速变速器10和100的实施例的操作和档位状态的上述解释假定了：首先，在给定档位状态中未具体涉及的所有离合器都是未起用或脱开的，以及第二，在至少相邻的档位状态之间换档(即改变档位状态)过程中，在两个档位状态中均接合或起用的离合器将保持接合或起用。此外，如图5所示，变速器10和100的操作和各种传动比率的确立是例如由接合扭矩传递元件而提供。

本发明的说明本质上仅仅是示例性的而且不偏离本发明要点的变型旨在处于本发明的范围内。这种变型不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (23)

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、第三和第四行星齿轮组，其中所述输入构件直接与这四个行星齿轮组中的一个行星齿轮组的第一、第二和第三构件中的一个构件连接，并且所述输出构件直接与这四个行星齿轮组中的另一个行星齿轮组的第一、第二和第三构件中的另一个构件连接；

四个互连构件，其将第一、第二、第三和第四行星齿轮组中的一构件与第一、第二、第三和第四行星齿轮组的另一个构件持续地互连；和

六个扭矩传递机构，其中，六个扭矩传递机构中的四个均能选择性地接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个与第一、第二和第三构件中的至少另一个互连，并且其中，六个扭矩传递机构中的两个均能选择性地接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个与固定构件互连，以及

其中，所述六个扭矩传递机构能以至少三个的组合方式选择性地接合以在输入构件和输出构件之间建立多个前进速度比和至少一个倒档速度比，

其中，四个互连构件进一步包括：将第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件持续地互连的第一互连构件、将第一行星齿轮组的第二构件与第四行星齿轮组的第三构件持续地互连的第二互连构件、将第二行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第三构件持续地互连的第三互连构件、和将第三行星齿轮组的第一构件与第四行星齿轮组的第一构件持续地互连的第四互连构件，并且

其中，六个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件与第二行星齿轮组的第三构件和第三行星齿轮组的第三构件互连。

2.根据权利要求1所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构能选择性地接合以将输入构件和第二行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件互连。

3.根据权利要求2所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第二行星齿轮组的第三构件和第三行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第二构件互连。

4.根据权利要求2所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第二构件和第三行星齿轮组的第三构件互连。

5.根据权利要求2所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第二构件互连。

6.根据权利要求3所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第二构件与第一行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件互连。

7.根据权利要求6所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第三构件与固定构件互连。

8.根据权利要求7所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第六扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第一构件与固定构件互连。

9.根据权利要求1所述的变速器，其中，输入构件与第二行星齿轮组的第二构件持续地连接以共同旋转。

10.根据权利要求1所述的变速器，其中，输出构件与第四行星齿轮组的第二构件持续地连接以共同旋转。

11.根据权利要求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一构件、第三行星齿轮组的第三构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一、第二和第四行星齿轮组的第二构件和第三行星齿轮组的第三构件是托架构件，以及第一行星齿轮组的第三构件、第二行星齿轮组的第三构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第三构件是齿圈。

12.一种变速器，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、第三和第四行星齿轮组，其中所述输入构件直接与这四个行星齿轮组中的一个行星齿轮组的第一、第二和第三构件中的一个构件连接，并且所述输出构件直接与这四个行星齿轮组中的另一个行星齿轮组的第一、第二和第三构件中的另一个构件连接；

将第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件持续地互连的第一互连构件；

将第一行星齿轮组的第二构件与第四行星齿轮组的第三构件持续地互连的第二互连构件；

将第二行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第三构件持续地互连的第三互连构件；

将第三行星齿轮组的第一构件与第四行星齿轮组的第一构件持续地互连的第四互连构件；和

六个扭矩传递机构，其均能选择性地接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个与第一、第二、第三构件和固定构件中的至少另一个互连，以及

其中，所述六个扭矩传递机构能以至少三个的组合方式选择性地接合以在输入构件和输出构件之间建立多个前进速度比和至少一个倒档速度比，

其中，六个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件与第二行星齿轮组的第三构件和第三行星齿轮组的第三构件互连。

13.根据权利要求12所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构能选择性地接合以将输入构件和第二行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件互连。

14.根据权利要求13所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第二行星齿轮组的第三构件和第三行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第二构件互连。

15.根据权利要求13所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第三构件和第三行星齿轮组的第三构件互连。

16.根据权利要求13所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第二构件互连。

17.根据权利要求14所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构能选择性地接合以将第三行星齿轮组的第二构件与第一行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件互连。

18.根据权利要求17所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第三构件与固定构件互连。

19.根据权利要求18所述的变速器，其中，六个扭矩传递机构中的第六扭矩传递机构能选择性地接合以将第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第一构件与固定构件互连。

20.根据权利要求12所述的变速器，其中，输入构件与第二行星齿轮组的第二构件持续地连接以共同旋转。

21.根据权利要求12所述的变速器，其中，输出构件与第四行星齿轮组的第二构件持续地连接以共同旋转。

22.根据权利要求12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、第三行星齿轮组的第三构件和第四行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第一、第二和第四行星齿轮组的第二构件和第三行星齿轮组的第三构件是托架构件，以及第一行星齿轮组的第三构件、第二行星齿轮组的第三构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第三构件是齿圈。

23.一种变速器，包括：

输入构件；

输出构件；

各具有太阳轮、托架构件和齿圈的第一、第二、第三和第四行星齿轮组，其中，输入构件与第二行星齿轮组的托架构件持续地连接以共同旋转，并且其中，输出构件与第四行星齿轮组的托架构件持续地连接以共同旋转；

将第一行星齿轮组的太阳轮与第二行星齿轮组的太阳轮持续地互连的第一互连构件；

将第一行星齿轮组的托架构件与第四行星齿轮组的齿圈持续地互连的第二互连构件；

将第二行星齿轮组的齿圈与第三行星齿轮组的太阳轮持续地互连的第三互连构件；

将第三行星齿轮组的齿圈与第四行星齿轮组的太阳轮持续地互连的第四互连构件；

第一扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第一行星齿轮组的托架构件和第四行星齿轮组的齿圈与第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的太阳轮互连；

第二扭矩传递机构，其能选择性地接合以将输入构件和第二行星齿轮组的托架构件与第三行星齿轮组的齿圈和第四行星齿轮组的太阳轮互连；

第三扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的太阳轮与第三行星齿轮组的托架构件互连；

第四扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第三行星齿轮组的托架构件与第一行星齿轮组的托架构件和第四行星齿轮组的齿圈互连；

第五扭矩传递机构，其能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；

第六扭矩传递机构，其能选择性地接合以将第一行星齿轮组的太阳轮和第二行星齿轮组的太阳轮与固定构件互连；以及

其中，所述扭矩传递机构能以至少三个的组合方式选择性地接合以在输入构件和输出构件之间建立多个前进速度比和至少一个倒档速度比。