八档自动变速器的制作方法

专利名称：八档自动变速器的制作方法
八档自动变速器
本申请要求于2007年3月30日提交的美国临时申请No. 60/909底物276的优先权。上述申请的内容通过参考并入本文。技术领域
本发明总地涉及具有多个行星齿轮组和多个扭矩传递装 置的多档自动变速器，尤其涉及具有四个行星齿轮组和多个扭矩传递装 置的八档自动变速器。
背景技术：
这一部分的内容仅仅是提供与本公开相关的背景技术，并 可以构成或可以不构成现有技术。
典型的多档自动变速器使用摩擦离合器、行星齿轮装置和 固定互连元件的组合来实现多个传动比。行星齿轮组的数量和物理布置 通常由包装、成本和所需速比来支配。
虽然当前的自动变速器达到其预期的目的，但是，对于展 现了改进性能(尤其是从效率、响应性和平顺性的观点来看)和改进包 装(主要是减小体积和重量)的新型及改进的变速器结构的需要本质上 是不变的。因此，需要一种改进的、节省成本的、紧凑的多档自动变速 器。发明内容
提供了一种自动变速器，具有输入元件、输出元件、四个 行星齿轮组、多个连接元件和多个扭矩传递装置。各行星齿轮组包括第 一、第二和第三元件。所述扭矩传递装置可包括离合器或制动器。
变速器的一个实施例包4舌输入元件；输出元件；第一、 第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有中心齿轮、行星 架元件和齿圈，其中所述输入元件与所述第 一行星齿轮组的所述行星架 元件持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所述行星架元 件持续地互连。第一互连元件将所述第一行星齿轮组的所述中心齿轮与固定元件持续地互连。第二互连元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中心齿轮持续地互连。第三互连元件将所 述第二行星齿轮组的所述齿圈与所述笫三行星齿轮组的所述齿圈持续 地互连。第四互连元件将所述第三行星齿轮组的所述中心齿轮与所述第 四行星齿轮组的所述中心齿轮持续地互连。第一扭矩传递装置可有选择 地接合，以将所述笫一行星齿轮组的所述行星架元件和所述输入元件中 的至少一个与所述第三行星齿轮组的所述行星架元件互连。第二扭矩传 递装置可有选择地接合，以将所述第二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行星架元件互连。第三扭矩传递装置可有选 择地接合，以将所述第三行星齿轮组的所述行星架元件与所述第三行星 齿轮组的所述中心齿轮和所述第四行星齿轮组的所述中心齿轮中的至 少一个互连。第四扭矩传递装置可有选择地接合，以将所述第二行星齿 轮组的所述行星架元件与所述第四行星齿轮组的所述行星架元件和所 述输出元件中的至少一个互连。第五扭矩传递装置可有选择地接合，以 将所述第四行星齿轮组的所述齿圈与所述固定元件互连。所述扭矩传递 装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组合进行接合，以在所述输 入元件与所述输出元件之间建立至少八个前进档和至少 一 个倒档。
变速器的另一实施例包括输入元件；输出元件；第一、 第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有中心齿轮、行星 架元件和齿圏，其中所述输入元件与所述第二行星齿轮组的所述行星架 元件持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所述行星架元 件持续地互连。第一互连元件将所述第 一行星齿轮组的所述齿圈与固定 元件持续地互连。第二互连元件将所述第一行星齿轮组的所述中心齿轮 与所述第二行星齿轮组的所述中心齿轮持续地互连。第三互连元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中心齿轮 持续地互连。第四互连元件将所述第三行星齿轮组的所述齿圈与所述第 四行星齿轮组的所述中心齿轮持续地互连u第一扭矩传递装置可有选择 地接合，以将所述第一行星齿轮组的所述行星架元件与所述第四行星齿 轮组的所述齿團互连。第二扭矩传递装置可有选择地接合，以将所述输 入元件和所述第二行星齿轮组的所述行星架元件中的至少一个与所述 第三行星齿轮组的所述齿图和所述第四行星齿轮组的所述中心齿轮中 的至少一个互连。第三扭矩传递装置可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组的所述齿圈和所述第三行星齿轮组的所述中心齿轮中的至少 一个与所述第三行星齿轮组的所述齿圏和所述第四行星齿轮组的所述 中心齿轮中的至少一个互连。第四扭矩传递装置可有选择地接合，以将 所述第三行星齿轮组的所述行星架元件与所述第四行星齿轮组的所述 行星架元件和所述输出元件中的至少一个互连。第五扭矩传递装置可有 选择地接合，以将所述第一行星齿轮组的所述中心齿轮和所述第二行星 齿轮组的所述中心齿轮中的至少 一个与所述固定元件互连。所述扭矩传 递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组合进行接合，以在所述 丰叙入元件与所述丰#出元4牛之间建立至少/V个前进档和至少 一个倒档。
本发明变速器的再一实施例包括输入元件；##出元件； 第一、笫二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有中心齿轮、 行星架元件和齿圈，其中所述输入元件与所述第一行星齿轮组的所述齿 圈持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所述齿圈持续地 互连。第一互连元件将所述第一行星齿轮组的所述中心齿轮与固定元件 持续地互连。笫二互连元件将所述第一行星齿轮组的所述行星架元件与 所述第二行星齿轮组的所述行星架元件持续地互连。第三互连元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行星架元 件持续地互连。第四互连元件将所述第三行星齿轮组的所述中心齿轮与 所述笫四行星齿轮组的所述行星架元件持续地互连。第一扭矩传递装置 可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组的所述中心齿轮和所述第四 行星齿轮组的所述行星架元件中的至少 一 个与所述第 一行星齿轮组的 所述齿圈和所述输入元件中的至少一个互连。第二扭矩传递装置可有选 择地接合，以将所述第三行星齿轮组的所述中心齿轮和所述第四行星齿 轮组的所述行星架元件中的至少 一 个与所述第二行星齿4仑组的所述中 心齿轮互连。第三扭矩传递装置可有选择地接合，以将所述第二行星齿 轮组的所述齿图和所述第三行星齿轮组的所述行星架元件中的至少一 个与所述第四行星齿轮组的所述齿圈和所述输出元件中的至少一个互 连。第四扭矩传递装置可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组的所 述中心齿轮与所述第四行星齿轮组的所述中心齿轮互连。第五扭矩传递装置可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组的所述齿圈与所述固定 元件互连。所述扭矩传递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组 合进行接合，以在所述输入元件与所述l^出元件之间建立至少八个前进档和至少一个倒档。
参考下面的描述和附图，可清楚本发明的其它方面、特征和优点，附图中相同的附图标记指的是相同的组件、元件或特征。


本文所示的附图仅^义是示意性目的，而不是以任何方式限制本公开的范围。
图1为根据本发明的八档自动变速器的实施例的杆图；
图2为根据本发明的八档自动变速器的实施例的简图；
图3为示出图l和2内所示自动变速器各可用前进档或倒 档中的各种扭矩传递装置的接合状态的真值表；
图4为根据本发明的八档自动变速器的另一实施例的杆图5为根据本发明的八档自动变速器的另一实施例的简 图6为示出图4和5内所示自动变速器各可用前进档或倒 档中的各种扭矩传递装置的接合状态的真值表；
图7为根据本发明的八档自动变速器的再一实施例的杆 图8为根据本发明的八档自动变速器的再一实施例的简 图；以及
图9为示出图7和8内所示自动变速器各可用前进档或倒 档中的各种扭矩传递装置的接合状态的真值表。
具体实施方式
下面的描述实质上仅仅是示意性的，而不是限制本公开、 及其应用或4吏用。
首先，应当理解，在提供的具体实施例中，本发明的八档 自动变速器在四个行星齿轮組的元件之间布置有固定机械连接。这些固 定机械连接与变速器实施方式有关。更具体地，第一行星齿轮组的第一 组件或元件固定地连接到地、固定元件或变速器壳体上。第一行星齿轮 组的第二组件或元件固定地连接到第二行星齿轮组的第二组件或元件上。第二行星齿轮组的第 一组件或元件固定地连接到第三行星齿轮组的 第一组件或元件上。最后，第三行星齿轮组的第二组件或元件固定地连 接到第四行星齿轮组的第 一组件或元件上。
现在参考图1，以杆图的形式示出了八档自动变速器10 的实施例。杆图为机械装置(例如自动变速器)的组件的示意表示。每 个单独的杆表示一个行星齿轮组，其中所述行星齿轮组的三个基本机械 组件各由一个节点表示。因此， 一个杆包含三个节点 一个用于中心齿 轮元件， 一个用于行星齿轮架元件， 一个用于齿圈元件。各杆节点之间 的相对长度可用于表示各相应齿轮组的齿圈相对于中心齿轮的传动比。 而这些杆长比用来改变变速器的传动比，以获得适当的传动比和传动比 系列。各行星齿轮组的节点之间的机械联接或互连由细水平线表示，扭 矩传递装置(例如，离合器和制动器)显示为交错的指形物。如果该装 置为制动器，那么一组该指形物接地。在SAE Paper 810102中可找到杆 图的形式、目的及使用的进一步说明，其内容通过参考并入本文。
自动变速器10包括输入轴或元件12;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和笫三节点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;及输出轴或元件22。第一4亍星齿 轮组14的第一节点14A连接到地、固定元件或变速器壳体40上。第一 行星齿轮组14的第二节点14B连接到第二行星齿轮组16的第二节点 16B。第二行星齿轮组16的第一节点16A连接到第三行星齿轮组18的 第一节点18A。第三行星齿轮组18的笫二节点18B连接到第四行星齿 轮组20的第一节点20A。输入轴12连接到第一行星齿轮组14的第三 节点14C。输出轴22连接到第四行星齿轮组20的第三节点20C。
第 一 离合器26有选择地将第 一行星齿轮组14的第三节点 14C连接到第三行星齿轮组18的第三节点18C。第二离合器28有选择 地将第二行星齿轮组16的第三节点16C连接到第三行星齿轮组18的第 三节点18C。第三离合器30有选择地将第三行星齿轮组18的第三节点 18C连接第三行星齿轮组18的第二节点18B。第四离合器32有选择地 将第二行星齿轮组16的第三节点16C连接到第四行星齿轮组20的第三节点20C。最后，第一制动器34有选择地将第四行星齿轮组20的第二 节点20B连接到地、固定元件或变速器壳体40上。
现在参考图2,符号图示出了根据本发明的八档变速器10 的实施例的示意布局图。图2中，继续使用图1中杆图的附图标记。对 应地示出离合器、制动器及其连接，但行星齿轮组的节点现在显示为行 星齿轮组的组件，例如中心齿轮元件、齿圏元件、行星齿轮元件和行星 齿轮架元件。更具体地，第一行星齿轮组14包括第一中心齿轮元件14A、 第一齿圈元件14B和第一行星架元件14C，该笫一行星架元件14C包括 可旋转地布置其上的多个行星齿轮14D。各行星齿轮14D与第一中心齿 轮元件14A和第一齿圈元件14B都啮合。第二行星齿库仑组16包括第二 中心齿轮16B、第二齿圈元件16A和第二行星架元件16C，该第二行星 架元件16C包括可旋转地布置在其上的多个行星齿轮16D。各行星齿轮 16D与第二中心齿轮元件16B和第二齿圈元件16A都啮合。第三行星齿 轮组18包括第三中心齿轮元件18B、笫三齿圈元件18A和第三行星架 元件18C,该第三行星架元件18C包括可旋转地布置其上的多个行星齿 轮18D。各4亍星齿4仑18D与第三中心齿轮元件18B和第三齿圈元件18A 都啮合。笫四行星齿轮组20包括第四中心齿轮元件20A、第四齿圏元 件20B和第四行星架元件20C,该第四行星架元件20C包4舌可旋转地布 置其上的多个行星齿轮20D。各行星齿轮20D与笫四中心齿轮元件20A 和第四齿圈元件20B都啮合。
输入轴12连接到第一行星架元件14C和第一离合器26上 并对其进行直接驱动。第一轴或互连元件42将第一中心齿轮元件14A 连接到地、固定元件或变速器壳体40上。第二轴或互连元件44将第一 齿圈元件14B连接到第二中心齿轮元件16B。第三轴或互连元件46将 第四行星架元件20C连接到第四离合器32。第四轴或互连元件48将第 二齿圈元件16A连接到第三齿圈元件18A。第五轴或互连元件50将第 三中心齿轮元件18B连接到第四中心齿轮元件20A。第六轴或互连元件 52将第一离合器26和第二离合器28连接到第三行星架元件18C。第七 轴或互连元件54将第四齿圈元件20B连接到第一制动器34。第八轴或 互连元件56将第二行星架元件16C与第四离合器32互连。第九轴或互 连元件58将第二行星架元件16C与第二离合器28互连。第十轴或互连 元件60将第三行星架元件18C与第三离合器30互连。
第一离合器26可有选择地将输入轴12和第一行星架元件 14C连接到第六互连元件52和第三行星架元件18C。第二离合器28可 有选择地将第六互连元件52连接到第二行星架元件16C。第三离合器 30可有选择地将第五互连元件50连接到第三行星架元件18C。第四离 合器32可有选择地将第二行星架元件16C连接到第四行星架元件20C。 第一制动器34可有选择地将第四齿圈元件20B接地。llT出轴22连接到 第四行星架元件20C。
现在参考图2和3,描述八档自动变速器10的实施例的操 作。应当理解，自动变速器10能够将扭矩从输入轴12以八个前进档或 前进扭矩比和一个倒档或倒车扭矩比传递到输出轴22。通过离合器或制 动器中一个或多个的接合来得到各前进档和倒档或前进和倒车扭矩比， 如下所述。图3为示出扭矩传递装置为获得各种档位状态而起用或接合 的各种组合的真值表。尽管还示出了各种档位状态实际的数值传动比， 但是应当理解，这些数值只是示意性的，其可在很大范围内进行调整， 以适应自动变速器10的各种应用和操作标准。
为建立传动比，各档位状态有三个扭矩传递装置接合。接 合的扭矩传递装置由各相应行中的"X"表示。例如，为建立倒档，第 一制动器34、第三离合器30和第四离合器32接合或起用。第一制动器 30将笫四齿圈元件20B接地。笫三离合器30将笫三行星架元件18C与 第三中心齿轮元件18B互连。第四离合器32将第二行星架元件16C与 第四行星架元件20C互连。同样，通过离合器接合的不同组合可获得八 个前进档，如图3中所示。
应当理解，前面对八档自动变速器10的才喿作和档位状态 的描述假定首先，所给出档位状态中所有未明确提及的离合器和制动 器都不起用或不接合；其次，在换档期间，即，在至少相邻的档位状态 之间改变档位状态期间，在两个档位状态中都接合的或起用的离合器或 制动器将保持接合或起用。
现在参考图4，示出了八档自动变速器IOO的另一实施例 的杆图。自动变速器100包括输入轴或元件112;第一行星齿轮组114, 具有三个节点第一节点U4A、第二节点14B和第三节点114C;第 二行星齿轮组116，具有三个节点第一节点116A、第二节点116B和 第三节点116C;第三行星齿轮组118，具有 节点第一节点118A、第二节点118B和第三节点118C;第四行星齿轮组120，具有三个节点 第一节点120A、第二节点120B和第三节点120C;及输出轴或元件122。 第一行星齿轮组114的笫一节点114A连接到地、固定元件或变速器壳 体140上。第一行星齿轮组114的第二节点114B连接到第二行星齿轮 组116的第二节点116B。第二行星齿轮组116的第一节点116A连接到 第三行星齿轮组118的第一节点118A。第三行星齿轮组118的第二节 点118B连接到第四行星齿4仑组120的第一节点120A。输入轴112连接 到第二行星齿轮组116的笫三节点116C。输出轴122连接到第四行星齿 轮组120的第三节点120C。
第一离合器126有选择地将第一行星齿轮组114的第三节 点114C连接到第四行星齿轮组120的笫二节点120B。第二离合器128 有选择地将第二行星齿轮组116的第三节点116C连接到第三行星齿轮 组118的第二节点118B。第三离合器130有选择地将第二行星齿轮组 116的第一节点116A连接第三行星齿轮组118的第二节点118B。第四 离合器132有选择地将第三行星齿轮组118的第三节点118C连接到第 四行星齿轮组120的第三节点120C和输出轴122。最后，第一制动器 134有选择地将第一行星齿轮组114的笫二节点114B连接到地、固定元 件或变速器壳体140上。
现在参考图5,符号图示出了根据本发明的^^档变速器100 的实施例的示意布局图。图5中，继续使用图4中杆图的附图标记。对 应地示出离合器、制动器及其连接，但行星齿轮组的节点现在显示为行 星齿轮组的组件，例如中心齿轮元件、齿圏元件、行星齿轮元件和行星 齿4仑架元件。
例如，笫一行星齿轮组114包括第一中心齿轮元件114B、 第一齿團元件U4A和第一^f亍星架元件114C,该第一^f亍星架元件114C 包括可旋转地布置其上的多个行星齿轮114D。各行星齿if仑114D与第一 中心齿轮元件114B和第一齿圏元件114A都啮合。第二行星齿轮组116 包括第二中心齿轮116B、第二齿圈元件116A和第二行星架元件U6C， 该第二行星架元件116C包括可旋转地布置在其上的多个行星齿轮 116D。各行星齿轮116D与第二中心齿轮元件116B和第二齿圈元件 116A都啮合。第三行星齿轮组118包括第三中心齿轮元件118A、第三 齿圏元件118B和第三4亍星架元件118C，该第三行星架元件118C包括-可旋转地布置其上的多个行星齿轮118D。各行星齿轮118D与第三中心 齿轮元件118A和第三齿圈元件118B都啮合。第四行星齿轮组120包括 第四中心齿4仑元件120A、第四齿圈元件120B和第四4亍星架元件120C, 该第四行星架元件120C包括可旋转地布置其上的多个行星齿轮120D。 各行星齿轮120D与第四中心齿轮元件120A和第四齿圏元件120B都啮 合。 输入轴112连接到第二行星架元件116C和第二离合器128 上并对其进行直接驱动。第一轴或互连元件142将第一齿圈元件114A 连接到地、固定元件或变速器壳体140上。第二轴或互连元件144将第 一中心齿轮元件114B连接到第二中心齿轮元件116B。第三轴或互连元 件146将第二离合器128、笫三离合器130、第三齿圈元件118B和第四 中心齿轮元件120A互连。第四轴或互连元件148将第二齿圏元件116A、 第三离合器130和第三中心齿轮元件118A互连。第五轴或互连元件150 将第四离合器132连接到第四行星架元件120C。第六轴或互连元件152 将第一行星架元件114C连接到第一离合器126。第七轴或互连元件154 将第一中心齿轮元件1MB连接到第一制动器134。第八轴或互连元件 156将第一离合器126连接到笫四齿圈元件120B。第九轴或互连元件158 将第四离合器132连接到第三行星架元件118C。 第一离合器126可有选择地将第一行星架元件U4C连接 到第四齿圈元件120B。第二离合器128可有选择地将第二行星架元件 116C连接到输入轴112。第三离合器130可有选择地将第二齿圈元件 116A和第三中心齿轮元件U8A连接到第三齿圈元件118B。第四离合 器132可有选择地将第三行星架元件118C连接到第四行星架元件 120C。第一制动器134可有选择地将第一中心齿轮元件114B连接到地、 固定元件或变速器壳体140上。输出轴122连接到第四行星架元件120C。 现在参考图5和6，描述八档自动变速器100的实施例的 操作。应当理解，自动变速器100能够将扭矩从输入轴112以八个前进 档或前进扭矩比和一个倒档或倒车扭矩比传递到输出轴122。通过离合 器或制动器中一个或多个的接合来得到各前进档和倒档或前进和倒车 扭矩比，如下所述。图6为示出离合器和制动器为获得各种档位状态而 起用或接合的各种组合的真值表。尽管还示出了各种档位状态实际的数 值传动比，但是应当理解，这些数值只是示意性的，其可在很大范围内进行调整，以适应自动变速器100的各种应用和操作标准。 为建立传动比，各档位状态有三个扭矩传递装置接合。接 合的扭矩传递装置由各相应行中的"X"表示。例如，为建立倒档，第 一制动器134、第一离合器126和第四离合器132接合或起用。第一制 动器134有选择地将第一中心齿轮元件114B连接到地、固定元件或变 速器壳体140上。第一离合器126有选择地将第一行星架元件1MC连 接到第四齿圈元件120B。第四离合器132有选择地将第三行星架元件 118C连接到第四行星架元件120C。同样，通过离合器接合的不同组合 可获得八个前进档，如图6中所示。 应当理解，前面对八档自动变速器100的#:作和档位状态 的描述假定首先，所给出档位状态中所有未明确提及的离合器和制动 器都不起用或不接合；其次，在换档期间，即，在至少相邻的档位状态 之间改变档位状态期间，在两个档位状态中都接合的或起用的离合器或 制动器将保持接合或起用。 现在参考图7,以杆图的形式示出了八档自动变速器200 的另一实施例。自动变速器200包括输入轴或元件212;第一行星齿 轮组214,具有三个节点第一节点214A、第二节点2MB和第三节点 214C;第二行星齿轮组216，具有三个节点第一节点216A、第二节点 216B和第三节点216C;第三行星齿轮组218，具有三个节点第一节 点218A、第二节点218B和第三节点218C;第四行星齿轮组220,具有 三个节点第一节点220A、第二节点220B和第三节点220C;及输出 轴或元件222。 第一4亍星齿4仑组214的第一节点214A连接到地、固定元 件或变速器壳体240上。第一行星齿轮组214的第二节点214B连接到 第二行星齿轮组216的第二节点216B。第二行星齿轮组216的第一节点 216A连接到第三行星齿轮组218的第一节点218A。第三行星齿轮组218 的第二节点218B连接到第四行星齿轮组220的第一节点220A。输入轴 212连接到第 一行星齿轮组214的笫三节点214C。输出轴222连接到第 四行星齿轮组220的第三节点220C。 第 一 离合器226有选择地将第 一行星齿轮组214的第三节 点214C连接到第三行星齿轮组218的第二节点218B。第二离合器228 有选择地将第二行星齿轮组216的第三节点216C连接到第三行星齿轮组218的第二节点218B。第三离合器230有选择地将第三行星齿轮组 218的第一节点218A连接第四行星齿轮组220的第三节点220C。第四 离合器232有选择地将第二行星齿轮组216的第三节点216C连接到第 四行星齿轮组220的第二节点220B。最后，第一制动器234有选择地将 第三行星齿轮组218的第三节点218C连接到地、固定元件或变速器壳 体240上。 现在参考图8，符号图示出了根据本发明的八档变速器200 的实施例的示意布局图。图8中，继续使用图7中杆图的附图标记。对 应地示出离合器、制动器及其连接，但行星齿轮组的节点现在显示为行 星齿轮组的组件，例如中心齿轮元件、齿圈元件、；f亍星齿轮元件和行星 齿轮架元件。 例如，第一4亍星齿轮组214包括笫一中心齿轮元件214A、 第一齿圈元件214C和第一行星架元件214B,该第一行星架元件2MB 包括可旋转地布置其上的多个行星齿轮214D。各行星齿轮214D构造成 与第 一 中心齿轮元件214A和第 一齿圏元件214C都啮合。第二行星齿轮 组216包括第二中心齿轮216C、第二齿圈元件216A和第二行星架元件 216B,该第二行星架元件216B包括可旋转地布置在其上的多个行星齿 轮216D。各行星齿轮216D构造成与第二中心齿轮元件216C和第二齿 圈元件216A都啮合。第三行星齿轮组218包括第三中心齿轮元件2WB、 第三齿圏元件218C和第三4亍星架元件218A,该第三4亍星架元件218A 包括可旋转地布置其上的多个行星齿轮218D。各行星齿轮218D构造成 与第三中心齿轮元件218B和第三齿圈元件218C都啮合。笫四行星齿轮 组220包括第四中心齿轮元件220B、第四齿圈元件220C和第四行星架 元件220A,该第四行星架元件220A包括可旋转地布置其上的多个第一 行星齿轮220D和多个第二行星齿轮220E。各行星齿轮220D构造成与 行星齿轮220E和第四齿圈元件220C都啮合。各行星齿轮220E构造成 与行星齿轮220D和第四中心齿轮元件220B都啮合。 输入轴212连接到第一齿圈元件214C和第一离合器226 上并对其进行直接驱动。第一轴或互连元件242将第一中心齿轮元件 214A连接到地、固定元件或变速器壳体240上。第二轴或互连元件244 将第一行星架元件214B连接到第二行星架元件216B。第三轴或互连元 件246将第四离合器232连接到第四中心齿轮元件220B。第四轴或互连元件248将第二齿圈元件216A连接到第三行星架元件218A。第五轴或 互连元件250将第二离合器228、第三中心齿4仑元件218B和第四4亍星架 元件220A互连。第六轴或互连元件252将第四行星架元件220A连接到 第 一 离合器226。第七轴或互连元件254将第三齿圏元件218C连接到第 一制动器234。第八轴或互连元件256将第三离合器230连接到第四齿 圈元件220C。第九轴或互连元件258将第二中心齿轮216C与第二离合 器228和第四离合器232互连。第十轴或互连元件260将第三4亍星架元 件218A与第三离合器230互连。 第一离合器226可有选择地将输入轴212和第一齿圈元件 214C连接到第四4亍星架元件220A和第三中心齿4仑元件218B。第二离 合器228可有选择地将第二中心齿轮元件216C连接到第三中心齿轮元 件218B。第三离合器230可有选择地将第三行星架元件218A和第二齿 圈元件216A连接到笫四齿圏元件220C。第四离合器232可有选择地将 第二中心齿轮元件216C连接到第四中心齿轮元件220B。第 一制动器234 可有选择地将第三齿圈元件218C连接到地、固定元件或变速器壳体240 上。输出轴222连接到第四齿圏元件220C上并由其驱动。 现在参考图8和9,描述八档自动变速器200的实施例的 操作。应当理解，自动变速器200能够将扭矩从输入轴212以八个前进 档或前进扭矩比和一个倒档或倒牟扭矩比传递到输出轴222。通过离合 器或制动器中一个或多个的接合来得到各前进档和倒档或前进和倒车 扭矩比，如下所述。图9为示出离合器和制动器为获得各种档位状态而 起用或接合的各种组合的真值表。尽管还示出了各种档位状态实际的数 值传动比，但是应当理解，这些数值只是示意性的，其可在很大范围内 进^f亍调整，以适应自动变速器200的各种应用和#:作标准。 为建立传动比，各档位状态有三个扭矩传递装置接合。接 合的扭矩传递装置由各相应行中的"X"表示。例如，为建立倒档，第 一制动器234、第三离合器230和第四离合器232接合或起用。第一制 动器234有选择地将第三齿圈元件218C连接到地、固定元件或变速器 壳体240上。第三离合器230有选择地将第三行星架元件218A并由此 将第二齿圈元件216A连接到第四齿圈元件220C。第四离合器232有选 择地将第二中心齿轮元件216C连接到第四中心齿轮元件220B。同样， 通过离合器接合的不同组合可获得八个前进档，如图9中所示。
应当理解，前面对/\档自动变速器200的4喿作和档位状态 的描述假定首先，所给出档位状态中所有未明确提及的离合器和制动 器都不起用或不接合；其次，在换档期间，即，在至少相邻的档位状态 之间改变档位状态期间，在两个档位状态中都接合的或起用的离合器或 制动器将保持接合或起用。 本发明的描述实质上仅仅是示意性的，不脱离本发明的要 点的变形也在本发明的范围内。这种变形并不认为是偏离了本发明的实 质和范围。
权利要求
1.一种变速器，包括输入元件；输出元件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有第一、第二和第三元件；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固定元件持续地互连；第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第三元件与所述第二行星齿轮组的所述第一元件持续地互连；第三互连元件，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三元件持续地互连；第四互连元件，其将所述第三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一元件持续地互连；以及五个扭矩传递装置，这些扭矩传递装置可有选择地接合，以将所述第一元件、第二元件和第三元件中的一个与所述第一元件、第二元件、第三元件中的另一个和所述固定元件中的至少一个互连；并且其中所述扭矩传递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组合进行接合，以在所述输入元件与所述输出元件之间建立至少八个前进档和至少一个倒档。
2. 如权利要求l所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的笫一 个可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组的所述第二元件和所述输 入元件中的至少一个与所述第三行星齿轮组的所述第二元件互连。
3. 如权利要求2所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第二 个可有选择地接合，以将所述第二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二元件互连。
4. 如权利要求3所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第三 个可有选择地接合，以将所述第三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一元件和所述第四行星齿轮组的所述第一元件 中的至少一个互连。
5. 如权利要求4所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第四 个可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组的所述第二元件与所述第四行星齿轮组的所述第二元件和所述输出元件中的至少一个互连。
6. 如权利要求5所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第五 个可有选择地接合，以将所述第四行星齿轮组的所述第三元件与所述固 定元件互连。
7. 如权利要求l所述的变速器，其中所述第一元件为中心齿轮，所 述第二元件为行星架元件，所述第三元件为齿圈。
8. 如权利要求l所述的变速器，其中所述输入元件与所述第一行星 齿轮组的所述第二元件持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮 组的所述第二元件持续地互连。
9. 如权利要求l所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第一 个可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组的所述第二元件与所述第 四行星齿轮组的所述第三元件互连。
10. 如权利要求9所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 二个可有选择地接合，以将所述输入元件和第二行星齿轮组的所述第二 元件中的至少一个与所述第三行星齿轮组的所述第一元件和所述第四 行星齿轮组的所述第 一元件中的至少 一个互连。
11. 如权利要求10所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 三个可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组的所述第三元件和所述 第三行星齿轮组的所述第三元件中的至少一个与所述第三行星齿轮组 的所述第 一元件和所述第四行星齿轮组的所述第 一元件中的至少 一个 互连。
12. 如权利要求ll所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 四个可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第二元件与所述 第四行星齿轮组的所述第二元件和所述输出元件中的至少一个互连。
13. 如权利要求12所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 五个可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组的所述第三元件和所述 第二行星齿轮组的所述第一元件中的至少一个与所述固定元件互连。
14. 如权利要求l所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述 第三元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件、所述第三行星齿轮组 的所述第三元件及所述第四行星齿轮组的所述第一元件为中心齿轮，所 述第 一行星齿轮组的所述第二元件、所述第二行星齿轮组的所述第二元 件、所述第三行星齿轮组的所述第二元件及所述第四行星齿轮组的所述第二元件为行星架元件，所述第一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、所述第三行星齿轮组的所述第 一元件及 所述第四行星齿轮组的所述第三元件为齿圈。
15. 如权利要求l所述的变速器，其中所述输入元件与所述第二行星齿轮组的所述第二元件持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿 轮组的所述第二元件持续地互连。
16. 如权利要求l所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 一个可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第一元件和所述 第四行星齿轮组的所述第 一元件中的至少一个与所述第 一行星齿轮组 的所述第二元件和所述输入元件中的至少一个互连。
17. 如权利要求16所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 二个可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第一元件和所述 第四行星齿轮组的所述第 一元件中的至少 一个与所述第二行星齿轮组 的所述第二元件互连。
18. 如权利要求17所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 三个可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组的所述第三元件和所述 第三行星齿轮组的所述第三元件中的至少一个与所述第四行星齿轮组 的所述第二元件和所述输出元件中的至少一个互连。
19. 如权利要求18所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 四个可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组的所述第二元件与所述 第四行星齿轮组的所述第三元件互连。
20. 如权利要求19所述的变速器，其中所述五个扭矩传递装置的第 五个可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第二元件与所述 固定元件互连。
21. 如权利要求l所述的变速器，其中所述第一行星齿轮組的所述 第一元件、所述第二行星齿轮组的所述第二元件、所述第三行星齿轮组 的所述第 一元件及所迷第四行星齿轮组的所述第三元件为中心齿轮，所 述第一行星齿轮组的所迷第三元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元 件、所述第三行星齿轮组的所述第三元件及所述第四行星齿轮组的所述 第一元件为行星架元件，所述第一行星齿轮组的所述第二元件、所述第 二行星齿轮组的所述第三元件、所述第三行星齿轮组的所述第二元件及 所述第四行星齿轮组的所述第二元件为齿圈。
22. 如权利要求l所述的变速器，其中所述固定元件为变速器壳体。
23. —种变速器，包括 库俞入元件； 丰命出元件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有第一、 第二和第三元件，其中所述输入元件与所述第 一行星齿轮组的所述第二 元件持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所迷第二元件 持续地互连；笫 一互连元件，其将所述第 一行星齿轮组的所述第 一元件与固定元 件持续地互连；第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第三元件与所述第 二行星齿轮组的所述第一元件持续地互连；第三互连元件，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三元件持续地互连；第四互连元件，其将所述第三行星齿轮组的所述笫一元件与所述第 四行星齿轮组的所述第一元件持续地互连；第一扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组 的所述第二元件和所述输入元件中的至少一个与所述第三行星齿轮组 的所述第二元件互连；第二扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述笫二行星齿轮组 的所述第二元件与所述第三行星齿轮组的所述第二元件互连；第三扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组 的所述第二元件与所述第三行星齿轮组的所述笫一元件和所述第四行 星齿轮组的所述第一元件中的至少一个互连；第四扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所迷第二行星齿轮组 的所述第二元件与所述第四行星齿轮组的所述第二元件和所述输出元 件中的至少一个互连；以及第五扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第四行星齿轮组 的所述第三元件与所述固定元件互连；并且其中所述扭矩传递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组 合进行接合，以在所述输入元件与所述输出元件之间建立至少八个前进 档和至少一个倒档。
24. 如权利要求23所迷的变速器，其中所述第一元件为中心齿轮， 所述第二元件为行星架元件，所述第三元件为齿圈。
25. —种变速器，包括 输入元件； 專叙出元件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有第一、 第二和第三元件，其中所述输入元件与所述第二行星齿轮组的所述第二 元件持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所述第二元件 持续地互连；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固定元 件持续地互连；第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第三元件与所述第 二行星齿轮组的所述第一元件持续地互连；第三互连元件，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三元件持续地互连；第四互连元件，其将所述第三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一元件持续地互连；第一扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组 的所述第二元件与所述第四行星齿轮组的所迷第三元件互连；第二扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述输入元件和所述 第二行星齿轮組的所述第二元件中的至少一个与所述第三行星齿轮组 的所述第一元件和所述第四行星齿轮组的所述第一元件中的至少一个 互连；第三扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组 的所述第三元件和所述第三行星齿轮组的所述第三元件中的至少一个 与所述第三行星齿轮组的所述第一元件和所述第四行星齿轮组的所述 第一元件中的至少一个互连；第四扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组 的所述第二元件与所述第四行星齿轮组的所述第二元件和所述输出元 件中的至少一个互连；以及第五扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组 的所述第三元件和所迷第二行星齿轮组的所述第一元件中的至少一个与所述固定元件互连；并且其中所述扭矩传递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组 合进行接合，以在所述输入元件与所述输出元件之间建立至少八个前进 档和至少一个倒档。
26. 如权利要求25所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述 第三元件、所述第二行星齿轮组的所述第一元件、所述第三行星齿轮组 的所述第三元件及所述第四行星齿轮组的所述第一元件为中心齿轮，所 述第 一行星齿轮组的所述第二元件、所述第二行星齿轮组的所述第二元 件、所述第三行星齿轮组的所述第二元件及所述第四行星齿轮组的所述 第二元件为行星架元件，所述第一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、所述第三行星齿轮组的所述第一元件及 所述第四行星齿轮组的所述第三元件为齿圈。
27. —种变速器，包括 输入元件； l叙出元件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有第一、 第二和第三元件，其中所述输入元件与所述第 一行星齿轮组的所述第二 元件持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所述第二元件 持续地互连；第一互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第 一元件与固定元 件持续地互连；第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述第三元件与所述第 二行星齿轮组的所述第一元件持续地互连；第三互连元件，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三元件持续地互连；第四互连元件，其将所述第三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 一元件持续地互连；第一扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组 的所述第一元件和所迷第四行星齿轮组的所述第一元件中的至少一个 与所述第 一 行星齿轮组的所述第二元件和所述输入元件中的至少 一 个 互连；第二扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组的所述第一元件和所述第四行星齿轮组的所述第一元件中的至少一个与所述第二行星齿轮组的所述第二元件互连；第三扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组 的所述第三元件和所述第三行星齿轮组的所述第三元件中的至少一个 与所述第四行星齿轮组的所述第二元件和所述输出元件中的至少一个互连；第四扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组 的所述第二元件与所述第四行星齿轮组的所述第三元件互连；第五扭矩传递装置，其可有选择地接合，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互连；并且其中所述扭矩传递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组 合进行接合，以在所述输入元件与所述输出元件之间建立至少八个前进 档和至少一个倒档。
28. 如权利要求27所述的变速器，其中所述第一行星齿轮组的所述 第一元件、所述第二行星齿轮组的所述第二元件、所述笫三行星齿轮组 的所述第一元件及所述第四行星齿轮组的所述第三元件为中心齿轮，所 述第一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、所述第三行星齿轮组的所述第三元件及所述第四行星齿轮组的所述 第一元件为行星架元件，所述第一行星齿轮組的所迷第二元件、所迷第 二行星齿轮组的所述第三元件、所述第三行星齿轮组的所述第二元件及 所述第四行星齿轮组的所述第二元件为齿圈。
29. —种变速器，包括 丰叙入元件； 输出元件；笫一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有中心 齿轮、行星架元件和齿圈，其中所述输入元件与所述第一行星齿轮组的 所述行星架元件持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所 述行星架元件持续地互连；第一互连元件，其将所述笫一行星齿轮组的所述中心齿轮与固定元 件持续地互连；第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述齿圈与所述第二行 星齿轮组的所述中心齿轮持续地互连；第三互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述齿圏与所述第三行星齿轮组的所述齿圈持续地互连；第四互连元件，其将所述第三行星齿轮组的所述中心齿轮与所述第四行星齿轮组的所述中心齿轮持续地互连；第一扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组 的所述行星架元件和所述输入元件中的至少 一个与所述第三行星齿轮 组的所述行星架元件互连；第二扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第二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行星架元件互连；第三扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组 的所述行星架元件与所述第三行星齿轮组的所述中心齿轮和所述第四 行星齿轮组的所述中心齿轮中的至少一个互连；第四扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组 的所述行星架元件与所述第四行星齿轮组的所述行星架元件和所述输 出元件中的至少一个互连；以及第五扭矩传递装置，其可有选择;i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互连；并且其中所述扭矩传递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组 合进行接合，以在所述输入元件与所述输出元件之间建立至少八个前进 档和至少一个倒档。
30. —种变速器，包括输入元件；输出元件；笫一、第二、笫三和笫四行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有中心 齿轮、行星架元件和齿圈，其中所述输入元件与所述第二行星齿轮组的 所述行星架元件持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所 述行星架元件持续地互连；第 一互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述齿圏与固定元件持 续地互连；第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述中心齿轮与所述第 二行星齿轮组的所述中心齿轮持续地互连；第三互连元件，其将所述第二行星齿轮组的所述齿图与所述第三行星齿轮组的所述中心齿轮持续地互连；第四互连元件，其将所述第三行星齿轮组的所述齿圈与所述第四行星齿轮组的所述中心齿轮持续地互连；第一扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组 的所述行星架元件与所述第四行星齿轮组的所述齿圏互连；第二扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述输入元件和所述 第二行星齿轮组的所述行星架元件中的至少一个与所述第三行星齿轮 组的所述齿圈和所述第四行星齿轮组的所述中心齿轮中的至少一个互 连；第三扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组 的所述齿圈和所述第三行星齿轮组的所述中心齿轮中的至少 一个与所 述第三行星齿轮组的所述齿圈和所述第四行星齿轮组的所述中心齿轮 中的至少一个互连；第四扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组 的所述行星架元件与所述第四行星齿轮组的所述行星架元件和所述输 出元件中的至少一个互连；以及第五扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第一行星齿轮组 的所述中心齿轮和所述第二行星齿轮组的所述中心齿轮中的至少 一个 与所述固定元件互连；并且其中所述扭矩传递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组 合进行接合，以在所述输入元件与所述输出元件之间建立至少八个前进 档和至少一个倒档。
31. —种变速器，包括输入元件；输出元件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每个行星齿轮組都具有中心 齿轮、行星架元件和齿圈，其中所述输入元件与所述第一行星齿轮组的 所述齿圈持续地互连，所述输出元件与所述第四行星齿轮组的所述齿圈 持续地互连；第一互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所述中心齿轮与固定元 件持续地互连；第二互连元件，其将所述第一行星齿轮组的所迷行星架元件与所述第二行星齿轮组的所述行星架元件持续地互连；第三互连元件，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持续地互连；第四互连元件，其将所述第三行星齿轮组的所述中心齿轮与所述第 四行星齿轮组的所述行星架元件持续地互连；第一扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组 的所述中心齿轮和所述第四行星齿轮组的所述行星架元件中的至少一 个与所述第一行星齿轮组的所述齿圈和所述输入元件中的至少一个互 连；第二扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组 的所述中心齿轮和所述第四行星齿轮組的所述行星架元件中的至少一 个与所述第二行星齿轮组的所述中心齿轮互连；第三扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所迷笫二行星齿轮组 的所述齿圈和所述第三行星齿轮组的所述行星架元件中的至少一个与 所述第四行星齿轮组的所述齿圏和所述输出元件中的至少 一个互连；第四扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第二行星齿轮组 的所述中心齿轮与所述第四行星齿轮组的所述中心齿轮互连；以及第五扭矩传递装置，其可有选择地接合，以将所述第三行星齿轮组 的所述齿圏与所述固定元件互连；并且其中所述扭矩传递装置可有选择地以至少三个扭矩传递装置的组 合进行接合，以在所述输入元件与所述输出元件之间建立至少八个前进 档和至少一个倒档。
全文摘要
提供了一种自动变速器，具有输入元件、输出元件、四个行星齿轮组、多个连接元件和多个扭矩传递装置。各行星齿轮组包括第一、第二和第三元件。所述扭矩传递装置可为离合器或制动器。
文档编号F16H3/62GK101275641SQ20081008859
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月28日 优先权日2007年3月30日
发明者A·W·菲利普斯, C·E·凯里, J·M·哈特, M·拉哈文, S·H·维特科普 申请人:通用汽车环球科技运作公司