專利名稱：具有混合行星副軸結構的變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有副軸、相互嚙合的齒輪組、行星齒輪組和多個扭矩傳遞機構的多檔行星變速器。
背景技術：
機動車輛包括由發動機、多檔變速器和差速器或主減速器組成的動力系。多檔變速器通過允許發動機多次操作通過其扭矩范圍來增大車輛的整體運行范圍。在變速器中可得到的前進檔速比的數量決定了重復發動機扭矩范圍的次數。早期的自動變速器具有兩個速度范圍。這嚴重地限制了車輛的整體速度范圍，并因此需要能夠產生寬的速度和扭矩范圍的相對大的發動機。這導致發動機在巡航期間在不同于最佳有效點的特定燃料消耗率點下運行。因此，手動換檔(副軸變速器)是最流行的。隨著三檔和四檔自動變速器的出現，自動換檔(行星齒輪)變速器在駕車公眾中變得流行。這些變速器改善了車輛的運行性能和燃料經濟性。增加的速比數量減小了速比之間的階，并因此通過使操作者在正常車輛加速度時基本上難以察覺速比互換來改善變速器的換檔質量。相對于三檔和四檔變速器，具有多于四個速比的多檔變速器提供加速和燃料經濟性的進一步改善。然而，這樣的變速器通常增加的復雜性、尺寸和成本是可能阻礙它們在某些應用中的使用的競爭因素。
發明內容
利用相互嚙合的齒輪組和副軸提供一種利用行星齒輪組和扭矩分動器的多檔變速器。該變速器包括輸入構件、輸出構件、第一中間構件和第二中間構件。提供諸如變速器殼的固定構件。變速器還包括行星齒輪組。輸入構件、輸出構件、中間構件和簡單的行星齒輪組彼此同軸地布置以限定第一旋轉軸線。第一和第二副軸分別限定第二旋轉軸線和第三旋轉軸線。提供九個扭矩傳遞機構。在一個實施例中，扭矩傳遞機構中的八個扭矩傳遞機構選擇地能夠接合，而扭矩傳遞機構中的一個扭矩傳遞機構為單向離合器。扭矩傳遞機構中不同的扭矩傳遞機構可以是摩擦離合器、同步器、帶式離合器、選擇地能夠接合的單向離合器、爪形離合器和其他類型的離合器。五個相互嚙合的齒輪組每個布置成經由扭矩傳遞機構中不同的相應扭矩傳遞機構的接合將扭矩從中間構件中相應的一個中間構件傳遞至副軸中相應的一根副軸。每個相互嚙合的齒輪組與其他相互嚙合的齒輪組軸向隔開。分動齒輪組布置成將扭矩從副軸傳遞至輸出構件。九個扭矩傳遞機構可以不同的組合接合，以在輸入構件與輸出構件之間建立多達八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。如在此所使用，“離合器”指的是旋轉式離合器或否則稱為制動器的固定式離合器。離合器中不同的離合器可以是摩擦離合器、同步器、帶式離合器、選擇地能夠接合的單向離合器、爪式離合器或其他類型的離合器。如在此所使用，“共同旋轉”指的是以相同速度旋轉(即沒有相對旋轉)。如在此所使用，“傳動比”是輸出構件的扭矩與輸入構件的扭矩的比。速比與每個傳動比對應。“速比”是輸入構件的速度與輸出構件的速度的比。當結合附圖考慮時，本發明的上述特征和優點以及其它特征和優點將從以下用于實施本發明的最佳模式的詳細描述而清楚地顯現。本發明還提供如下方案 1. 一種多檔變速器，其包括 輸入構件；
輸出構件； 固定構件；
第一中間構件和第二中間構件；
行星齒輪組，其具有第一構件、第二構件和第三構件；其中所述第一構件與所述輸入構件連接，以便共同旋轉；
其中所述輸入構件、所述輸出構件、所述中間構件和所述行星齒輪組彼此同軸布置以限定第一旋轉軸線；
分別限定第二旋轉軸線和第三旋轉軸線的第一副軸和第二副軸； 九個扭矩傳遞機構；
五個相互嚙合的齒輪組，所述相互嚙合的齒輪組每個布置成經由所述扭矩傳遞機構中不同的相應扭矩傳遞機構的接合將扭矩從所述中間構件中相應的一個中間構件傳遞至所述副軸中相應的一根副軸，每個所述相互嚙合的齒輪組與其他的所述相互嚙合的齒輪組軸向隔開；
分動齒輪組，其布置成將扭矩從所述副軸傳遞至所述輸出構件；以及其中所述九個扭矩傳遞機構以不同的組合能夠接合以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立多達八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。2.根據方案1所述的多檔變速器，其特征在于，所述九個扭矩傳遞機構包括第一扭矩傳遞機構，其選擇地能夠接合以使所述輸入構件與所述行星齒輪組的所述第二構件連接以便共同旋轉；和第二扭矩傳遞機構，其能夠接合以使所述行星齒輪組的所述第二構件連接至所述固定構件。3.根據方案2所述的多檔變速器，其特征在于，所述第二扭矩傳遞機構為單向離
ο4.根據方案2所述的多檔變速器，其特征在于，所述第一扭矩傳遞機構和所述第二扭矩傳遞機構中的一個在每個所述前進檔速比中接合。5.根據方案1所述的多檔變速器，其特征在于，所述九個扭矩傳遞機構包括第三扭矩傳遞機構，其選擇地能夠接合以使所述行星齒輪組的所述第三構件與所述第二中間構件連接以便共同旋轉；和第四扭矩傳遞機構，其選擇地能夠接合以使所述行星齒輪組的所述第三構件與所述第一中間構件連接以便共同旋轉。6.根據方案1所述的多檔變速器，其特征在于，所述九個扭矩傳遞機構包括單向離合器、三個摩擦離合器和五個同步器。7.根據方案6所述的多檔變速器，其特征在于，所述同步器中的兩個同步器結合成第一雙同步器，而所述同步器中的另外兩個同步器結合成第二雙同步器。8.根據方案6所述的多檔變速器，其特征在于，所述九個扭矩傳遞機構以不同的三個組合能夠接合以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立所述八個前進檔速比和所述至少一個倒檔速比；并且其中所述摩擦離合器中的至少一個摩擦離合器在每個所述前進檔速比和所述至少一個倒檔速比中接合。9.根據方案1所述的多檔變速器，其特征在于，所述九個扭矩傳遞機構能夠接合以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立兩個倒檔速比。10.根據方案1所述的多檔變速器，其特征在于，所述五個相互嚙合的齒輪組中的每個包括與所述中間構件中相應的一個中間構件連接以便共同旋轉的相應的齒輪、和圍繞所述副軸中相應的一根副軸能夠旋轉的相應的齒輪；其中所述扭矩傳遞機構中相應的一個扭矩傳遞機構選擇地能夠接合，以使圍繞所述副軸中所述相應的一根副軸旋轉的所述齒輪中所述相應的一個齒輪與所述副軸中所述相應的一根副軸連接，以便共同旋轉。11.根據方案1所述的多檔變速器，其特征在于，所述分動齒輪組包括與所述第一副軸連接以便共同旋轉的第一齒輪、與所述第二副軸連接以便共同旋轉的第二齒輪、和與所述輸出構件連接以便共同旋轉并與所述第一齒輪和所述第二齒輪嚙合的第三齒輪。12.根據方案1所述的多檔變速器，其特征在于，所述行星齒輪組的所述第一構件為太陽齒輪構件，所述行星齒輪組的所述第二構件為齒圈構件，而所述行星齒輪組的所述第三構件為能夠旋轉地支撐與所述齒圈構件和所述太陽齒輪構件嚙合的一組小齒輪的行星架構件；其中所述九個扭矩傳遞機構包括第一扭矩傳遞機構，其選擇地能夠接合以使所述輸入構件固接以便與所述行星齒輪組的所述第二構件共同旋轉；和第二扭矩傳遞機構，其選擇地能夠接合，以在所述第二構件沿第一方向旋轉時將所述行星齒輪組的所述第二構件連接至所述固定構件；并且其中當所述第二構件沿第二方向旋轉時，所述第二扭矩傳遞機構不使所述行星齒輪組的所述第二構件固接至所述固定構件。13.根據方案1所述的多檔變速器，其特征在于，所述第一中間構件與所述第二中間構件同心。14. 一種多檔變速器，其包括 輸入構件；
輸出構件； 固定構件；
第一中間構件和第二中間構件；
行星齒輪組，其具有第一構件、第二構件和第三構件；其中所述第一構件與所述輸入構件連接以便共同旋轉；
分動齒輪組，其具有與所述第一副軸連接以便共同旋轉的第一齒輪、與所述第二副軸連接以便共同旋轉的第二齒輪、和與所述輸出構件連接以便共同旋轉并與所述第一齒輪和所述第二齒輪嚙合的第三齒輪；其中所述輸入構件、所述輸出構件、所述中間構件和所述行星齒輪組彼此同軸布置以限定第一旋轉軸線；
分別限定第二旋轉軸線和第三旋轉軸線的第一副軸和第二副軸； 八個選擇地能夠接合的扭矩傳遞機構，所述扭矩傳遞機構包括三個摩擦離合器、兩個雙側同步器、和單面同步器；其中所述三個摩擦離合器中的第一摩擦離合器選擇地能夠接合，以使所述輸入構件與所述行星齒輪組的所述第二構件連接，以便共同旋轉；其中所述三個摩擦離合器中的第二和第三摩擦離合器選擇地能夠接合，以使所述行星齒輪組的所述第三構件分別與所述第一中間構件和所述第二中間構件連接，以便共同旋轉；
單向離合器，其能夠結合以使所述行星齒輪組的所述第二構件連接至所述固定構件； 五個相互嚙合的齒輪組，包括
布置成沿交替方向經由所述雙側同步器中的第一雙側同步器的接合將扭矩從所述第一中間構件傳遞至所述第一副軸的第一組和第二組，
布置成沿交替方向經由所述雙側同步器中的第二雙側同步器的接合將扭矩從所述第二中間構件傳遞至所述第二副軸的第三組和第四組，以及
布置成經由所述單面同步器的接合將扭矩從所述第二中間構件傳遞至所述第二副軸的第五組；以及
其中所述八個選擇地能夠接合的扭矩傳遞機構和所述單向離合器以三個組合的方式能夠接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立多達八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。15.根據方案14所述的多檔變速器，其特征在于，所述摩擦離合器中的至少一個摩擦離合器在每個所述速比中接合。16.根據方案15所述的多檔變速器，其特征在于，所述單向離合器和所述摩擦離合器中的一個摩擦離合器或者所述摩擦離合器中的兩個摩擦離合器在每個所述速比中接
I=I O17. 一種多檔變速器，其包括 輸入構件；
輸出構件； 固定構件；
第一中間構件和第二中間構件；
第一副軸和第二副軸；
行星齒輪組，其具有太陽齒輪構件、齒圈構件和能夠旋轉地支撐與所述太陽齒輪構件和所述齒圈構件嚙合的一組小齒輪的行星架構件；其中所述太陽齒輪構件與所述輸入構件連接以便共同旋轉；
分動齒輪組，其具有與所述第一副軸連接以便共同旋轉的第一齒輪、與所述第二副軸連接以便共同旋轉的第二齒輪、和所述輸出構件連接以便共同旋轉并與所述第一齒輪和所述第二齒輪嚙合的第三齒輪；
其中所述輸入構件、所述輸出構件、所述中間構件和所述行星齒輪組彼此同軸布置以限定第一旋轉軸線；
其中所述第一副軸和所述第二副軸分別限定第二旋轉軸線和第三旋轉軸線；八個選擇地能夠接合的扭矩傳遞機構，所述扭矩傳遞機構包括三個摩擦離合器、兩個雙側同步器、和單面同步器；其中所述三個摩擦離合器中的第一摩擦離合器選擇地能夠接合，以使所述輸入構件與所述齒圈構件連接，以便共同旋轉；其中所述摩擦離合器中的第二摩擦離合器選擇地能夠接合，以使所述行星齒輪組的所述行星架構件與所述第一中間構件連接，以便共同旋轉；其中所述摩擦離合器中的第三摩擦離合器選擇地能夠接合，以使所述行星齒輪組的所述行星架構件與所述第二中間構件連接，以便共同旋轉； 單向離合器，其能夠結合以使所述齒圈構件連接至所述固定構件； 五個相互嚙合的齒輪組，所述相互嚙合的齒輪組中的第一和第二組布置成沿交替方向經由所述雙側同步器中的第一雙側同步器的接合將扭矩從所述第一中間構件傳遞至所述第一副軸，所述相互嚙合的齒輪組中的第三和第四組布置成沿交替方向經由所述雙側同步器中的第二雙側同步器的接合將扭矩從所述第二中間構件傳遞至所述第二副軸，并且所述相互嚙合的齒輪組中的第五組布置成經由所述單面同步器的接合將扭矩從所述第二中間構件傳遞至所述第二副軸；
其中所述七個選擇地能夠接合的扭矩傳遞機構和所述單向離合器以三個組合的方式能夠接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立八個前進檔速比和兩個倒檔速比； 以及
其中所述摩擦離合器中的至少一個摩擦離合器在每個所述前進檔速比和所述至少一個倒檔速比中接合。
圖1是具有多檔變速器的第一實施例的動力系的以符號圖為形式的示意圖；以及圖2是描繪圖1所示的變速器的一些操作特性的真值表。
具體實施例方式參考其中相同的附圖標記指代相同部件的附圖，圖1示出了動力系10，動力系10 具有發動機12 (標記為E)、組合的副軸和行星變速器14以及主減速器機構16 (標記為FD)。 可由多種形式的燃料為發動機12提供動力，以改善特定應用的效率和燃料經濟性。這些燃料可包括例如汽油、柴油、乙醇、二甲醚等。變速器14包括可選擇地通過扭矩變換器與發動機12的諸如曲軸的輸出構件持續連接的輸入構件17。如下所述，變速器14還包括行星齒輪組20、五個相互嚙合的齒輪組Si、S2、S3、S4、S5和分動齒輪組Tl。變速器14具有第一中間構件49、第二中間構件50、第一副軸52、第二副軸M和與用于向車輪提供推進動力的主減速器機構16連接的輸出構件19。中間構件49、50同心。第一中間構件49是圍繞第二中間構件50同心旋轉的套軸。行星齒輪組20在該實施例中是簡單的行星齒輪組，并包括太陽齒輪構件22、齒圈構件M和可旋轉地支撐一組小齒輪27的行星架構件26。小齒輪27與太陽齒輪構件22和齒圈構件M嚙合。太陽齒輪構件22稱為行星齒輪組20的第一構件，并與輸入構件17持續連接以便隨該輸入構件17旋轉。齒圈構件M稱為行星齒輪組20的第二構件。行星架構件26稱為行星齒輪組20的第三構件。變速器14包括布置成限定三根不同的旋轉軸線A、B和C的多根軸。輸入構件17、輸出構件19、中間構件49、50和行星齒輪組20同軸并限定第一旋轉軸線A。第一副軸52和第二副軸M與第一旋轉軸線A平行隔開，并分別限定第二旋轉軸線B和第三旋轉軸線C。第一相互嚙合的齒輪組Sl包括在第一齒輪平面Pl中嚙合的齒輪60和70。齒輪 60與第一中間構件49剛性連接，以便共同旋轉。齒輪70與齒輪60嚙合，并圍繞副軸52同心旋轉。輸入構件17、副軸52和54、中間構件49、50和輸出構件19由固接軸承56支撐以便旋轉，示出了軸承中的一些。第二相互嚙合的齒輪組S2包括在第二齒輪平面P2中嚙合的齒輪62和72。齒輪 62與第一中間構件49剛性連接以便隨該第一中間構件49共同旋轉。齒輪72與齒輪62嚙合，并圍繞副軸52同心旋轉。第三相互嚙合的齒組輪S3包括在第三齒輪平面P3中嚙合的齒輪64和80。齒輪 64與第二中間構件50剛性連接，以便共同旋轉。齒輪80與齒輪64嚙合，并圍繞副軸M同心旋轉。第四相互嚙合的齒輪組S4包括在第四齒輪平面P4中嚙合的齒輪66和82。齒輪 66與第二中間構件50剛性連接，以便共同旋轉。齒輪82圍繞副軸M同心旋轉并與齒輪 66嚙合。第五相互嚙合的齒輪組S5包括在第五齒輪平面P5中嚙合的齒輪68、69和84。齒輪68與第二中間構件50剛性連接，以便共同旋轉。齒輪69與惰輪軸I連接以便與其一起旋轉并與齒輪68和齒輪84嚙合。齒輪84圍繞副軸M同心旋轉。分動齒輪組Tl包括在第六齒輪平面P6中嚙合的齒輪74、90和86。齒輪74與副軸52剛性連接，以便共同旋轉。齒輪90與輸出構件19剛性連接以便共同旋轉，并與齒輪 74和齒輪86嚙合。齒輪86與副軸M剛性連接以便隨該副軸M旋轉。齒輪平面P1-P6與圖1中的圖紙垂直地延伸。變速器14還包括九個扭矩傳遞機構第一扭矩傳遞機構Cl、第二扭矩傳遞機構 C2、第三扭矩傳遞機構C3、第四扭矩傳遞機構C4、第五扭矩傳遞機構C5、第六扭矩傳遞機構 C6、第七扭矩傳遞機構C7、第八扭矩傳遞機構C8和第九扭矩傳遞機構C9。扭矩傳遞機構C2 為單向離合器，該扭矩傳遞機構C2在齒圈構件M沿與輸入構件17相同的方向旋轉時不接合，但當沿與輸入構件17相反的旋轉方向向齒圈構件M施加扭矩時接合，以將齒圈構件M 固接至固定構件40。扭矩傳遞機構Cl、C3、C4、C5、C6、C7、C8和C9是選擇地能夠接合的旋轉式離合器。扭矩傳遞機構Cl、C3和C4優選地為摩擦式離合器，而扭矩傳遞機構C5、C6、 C7、C8和C9為同步器。在其他實施例中，扭矩傳遞機構仍可以是不同類型的離合器。扭矩傳遞機構Cl選擇地能夠接合以使輸入構件17與齒圈構件M連接，以便共同旋轉。扭矩傳遞機構C3選擇地能夠接合以使行星架構件沈與第二中間軸50和齒輪64、66 和68連接，以便共同旋轉。扭矩傳遞機構C4選擇地能夠接合以使行星架構件沈與第一中間構件49和齒輪60和62連接，以便共同旋轉。與副軸52同心的扭矩傳遞機構C5和C6結合成由撥叉58A致動的雙側同步器。如果撥叉58A朝齒輪70移動，則離合器C5接合，使得齒輪70與副軸52連接以便隨副軸52 旋轉。如果撥叉58A朝齒輪72移動，則離合器C6接合，使得齒輪72與副軸52連接以便隨副軸52旋轉。與副軸M同心的扭矩傳遞機構C7和C8結合成由撥叉58B致動的雙側同步器。如果撥叉58B朝齒輪80移動，則離合器C7接合，使得齒輪80與副軸M連接以便隨副軸M旋轉。如果撥叉58B朝齒輪C8移動，則離合器C8接合，使得齒輪C8與副軸M連接以便隨副軸M旋轉。扭矩傳遞機構C9是與副軸M同心的單面同步器。如果撥叉58C朝齒輪84移動，則離合器C9接合，使得齒輪84與副軸M連接以便隨副軸M旋轉。另外，如果僅離合器Cl、C3和C4為摩擦式離合器，則根據以下討論的圖2的接合表，在每個速比中僅有一個或兩個打開的離合器，以限制自旋損失。替代性地，扭矩傳遞機構C5、C6、C7、C8和C9還可以是摩擦離合器，或者扭矩傳遞機構C1、C3和C4可以是同步器。 代替離合器的同步器的使用減少自旋損失。在其他實施例中，扭矩傳遞機構仍可以是不同類型的離合器。如圖2的真值表所示，扭矩傳遞機構C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8和C9以三個組合的方式選擇地能夠接合，以提供多至八個前進檔速比和兩個倒檔速比(列出為檔位狀態)。 在圖2中列出與速比對應的數字傳動比。傳動比為輸出構件19的扭矩與輸入構件17的扭矩的比。圖2中提出的數字傳動比由齒數產生，以建立以下的傳動比。假定行星架構件沈停止(僅用于計算目的)，齒圈構件M與太陽齒輪構件22的傳動比為-2. 0。齒輪70與齒輪60的傳動比為-1. 0。齒輪72與齒輪62的傳動比為-1. 75。齒輪80與齒輪64的傳動比為-2. 32。齒輪82與齒輪66的傳動比為-1.32。齒輪84與齒輪68的傳動比為2. 3。齒輪56與齒輪90的傳動比和齒輪86與齒輪90的傳動比為4. 0。采用以上列出的傳動比，存在產生于圖2中列出的比階(ratio step)的七個降速傳動速比(第1到第7)和直接傳動速比(第8)。如圖2中顯然地，比階在前進檔速比中相對均勻，從而導致平穩換檔感覺和增強的燃料經濟性，因為發動機12在各速比中僅需要在窄的速度范圍上運行。其他齒輪齒數和對應的傳動比可選擇成使速比和比階實現為有利于特定的變速器應用。變速器設計領域的技術人員理解如何選擇理想的齒數。為了建立倒檔速比(REVl)，離合器Cl、C3和C9接合。由于離合器Cl接合，所以扭矩從輸入構件17傳遞至齒圈構件M，并通過行星齒輪組20經由接合的離合器C3傳遞至第二中間構件50。扭矩通過相互嚙合的齒輪68、69、84經由接合的離合器C9從第二中間構件50傳遞至副軸54，并通過相互嚙合的齒輪86、90傳遞至輸出構件19。輸出構件19沿與輸入構件17相反的方向旋轉。為了建立倒檔速比(REV2)，離合器C2、C3和C9接合。離合器C2自動地接合，繼而扭矩從輸入構件17傳遞至太陽齒輪構件22、通過行星齒輪組20傳遞至齒圈構件M，從而以沿與輸入構件17相反的方向促使齒圈構件M并使離合器C2將齒圈構件M固接至固定構件40。扭矩經由接合的離合器C3從行星架構件沈流向第二中間構件50。扭矩通過相互嚙合的齒輪68、69、84經由接合的離合器C9從第二中間構件50傳遞至副軸M，并通過相互嚙合的齒輪86、90傳遞至輸出構件19。輸出構件19沿與輸入構件17相反的方向旋轉。為了建立第一速比(第1檔)，離合器C2、C3和C7接合。離合器C2自動地接合， 繼而扭矩從輸入構件17傳遞至太陽齒輪構件22、通過行星齒輪組20傳遞至齒圈構件M， 從而以沿與輸入構件17相反的方向驅使齒圈構件M并使離合器C2將齒圈構件M固接至固定構件40。扭矩經由接合的離合器C3從行星架構件沈流向第二中間構件50。扭矩通過相互嚙合的齒輪64、80經由接合的離合器C7從第二中間構件50傳遞至副軸54，并通過相互嚙合的齒輪86、90傳遞至輸出構件19。與在所有的前進檔速比中一樣，輸入構件17與輸出構件19沿相同的方向旋轉。為了建立第二速比(第2檔)，離合器C2、C4和C6接合。離合器C2自動地接合， 繼而扭矩從輸入構件17傳遞至太陽齒輪構件22、通過行星齒輪組20傳遞至齒圈構件M， 從而以沿與輸入構件17相反的方向驅使齒圈構件M并使離合器C2將齒圈構件M固接至固定構件40。扭矩經由接合的離合器C4從行星架構件沈流向第一中間構件49。扭矩通過相互嚙合的齒輪62、72經由接合的離合器C6從第一中間構件49傳遞至副軸52，并通過相互嚙合的齒輪74、90傳遞至輸出構件19。從第一速比到第二速比的換檔為雙轉換換檔。為了建立第三速比(第3檔)，離合器C2、C3和C8接合。離合器C2自動地接合， 繼而扭矩從輸入構件17傳遞至太陽齒輪構件22、通過行星齒輪組20傳遞至齒圈構件M， 從而以沿與輸入構件17相反的方向驅使齒圈構件M并使離合器C2將齒圈構件M固接至固定構件40。扭矩經由接合的離合器C3從行星架構件沈流向第二中間構件50。扭矩通過相互嚙合的齒輪66、82經由接合的離合器C8從第二中間構件50傳遞至副軸54，并通過相互嚙合的齒輪86、90傳遞至輸出構件19。從第二速比到第三速比的換檔為雙轉換換檔。為了建立第四速比(第4檔)，離合器C2、C4和C5接合。離合器C2自動地接合， 繼而扭矩從輸入構件17傳遞至太陽齒輪構件22、通過行星齒輪組20傳遞至齒圈構件M， 從而以沿與輸入構件17相反的方向驅使齒圈構件M并使離合器C2將齒圈構件M固接至固定構件40。扭矩經由接合的離合器C4從行星架構件沈流向第一中間構件49。扭矩通過相互嚙合的齒輪60、70經由接合的離合器C5從第一中間構件49傳遞至副軸52，并通過相互嚙合的齒輪74、90傳遞至輸出構件19。從第三速比到第四速比的換檔為雙轉換換檔。為了建立第五速比(第5檔)，離合器C1、C3和C7接合。由于離合器Cl接合，所以扭矩從輸入構件17傳遞至齒圈構件M，并通過行星齒輪組20傳遞至行星架構件沈并經由接合的離合器C3傳遞至第二中間構件50。扭矩通過相互嚙合的齒輪64、80經由接合的離合器C7從第二中間構件50傳遞至副軸54，并通過相互嚙合的齒輪86、90傳遞至輸出構件19。從第五速比到第六速比的換檔為雙轉換換檔。為了建立第六速比(第6檔)，離合器C1、C4和C6接合。由于離合器Cl接合，所以扭矩從輸入構件17傳遞至齒圈構件M，并通過行星齒輪組20傳遞至行星架構件沈并經由接合的離合器C4傳遞至第一中間構件49。扭矩通過相互嚙合的齒輪62、72經由接合的離合器C6從第一中間構件49傳遞至副軸52，并通過相互嚙合的齒輪74、90傳遞至輸出構件19。從第五速比到第六速比的換檔為單轉換換檔。為了建立第七速比(第7檔)，離合器C1、C3和C8接合。由于離合器Cl接合，所以扭矩從輸入構件17傳遞至齒圈構件M，并通過行星齒輪組20傳遞至行星架構件沈并經由接合的離合器C3傳遞至第二中間構件50。扭矩通過相互嚙合的齒輪66、82經由接合的離合器C8從第二中間構件50傳遞至副軸54，并通過相互嚙合的齒輪86、90傳遞至輸出構件19。從第六速比到第七速比的換檔為單轉換換檔。為了建立第八速比(第8檔)，離合器C1、C4和C5接合。由于離合器Cl接合，所以扭矩從輸入構件17傳遞至齒圈構件M，并通過行星齒輪組20傳遞至行星架構件沈和經由接合的離合器C4傳遞至第一中間構件49。扭矩通過相互嚙合的齒輪60、70經由接合的離合器C5從第一中間構件49傳遞至副軸52，并通過相互嚙合的齒輪74、90傳遞至輸出構件19。從第七速比到第八速比的換檔為雙轉換換檔。
盡管可得到八個前進檔速比，但變速器14可被控制成僅使用可得到的前進檔速比中的一些前進檔速比操作。例如，變速器14可構造成作為六檔變速器或七檔變速器操作。變速器14還可操作以少于六個前進檔速比。動力系10可與混合動力車共享部件，并且這樣的組合在“電荷耗盡模式”下可操作。對本發明目的來說，“電荷耗盡模式”是車輛主要由電動機/發電機提供動力的模式， 使得當車輛到達其目的地時耗盡或幾乎耗盡電池。換句話說，在電荷耗盡模式期間，發動機 12僅運行至確保在到達目的地之前不耗盡電池所需的程度。常規的混合動力車在“電荷維持模式”下操作，其中如果電池電荷水平下降至低于預定水平(例如25%)，則發動機自動運行以對電池再充電。因此，通過以電荷耗盡模式操作，混合動力車能保存否則將被消耗以維持在常規混合動力車中25%的電池電荷水平的一些或所有燃料。應意識到的是，如果在到達目的地之后能通過將電池插入能量源來對電池再充電，則混合動力車動力系優選地僅在電荷耗盡模式下操作。盡管已詳細描述了用于實現本發明的最佳模式，但熟悉本發明所涉及領域的技術人員將會認識到所附權利要求范圍內的用于實踐本發明的各種替代性設計和實施例。
權利要求
1.一種多檔變速器，其包括輸入構件；輸出構件；固定構件；第一中間構件和第二中間構件；行星齒輪組，其具有第一構件、第二構件和第三構件；其中所述第一構件與所述輸入構件連接，以便共同旋轉；其中所述輸入構件、所述輸出構件、所述中間構件和所述行星齒輪組彼此同軸布置以限定第一旋轉軸線；分別限定第二旋轉軸線和第三旋轉軸線的第一副軸和第二副軸；九個扭矩傳遞機構；五個相互嚙合的齒輪組，所述相互嚙合的齒輪組每個布置成經由所述扭矩傳遞機構中不同的相應扭矩傳遞機構的接合將扭矩從所述中間構件中相應的一個中間構件傳遞至所述副軸中相應的一根副軸，每個所述相互嚙合的齒輪組與其他的所述相互嚙合的齒輪組軸向隔開；分動齒輪組，其布置成將扭矩從所述副軸傳遞至所述輸出構件；以及其中所述九個扭矩傳遞機構以不同的組合能夠接合以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立多達八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。
2.根據權利要求1所述的多檔變速器，其特征在于，所述九個扭矩傳遞機構包括第一扭矩傳遞機構，其選擇地能夠接合以使所述輸入構件與所述行星齒輪組的所述第二構件連接以便共同旋轉；和第二扭矩傳遞機構，其能夠接合以使所述行星齒輪組的所述第二構件連接至所述固定構件。
3.根據權利要求2所述的多檔變速器，其特征在于，所述第二扭矩傳遞機構為單向離ο
4.根據權利要求2所述的多檔變速器，其特征在于，所述第一扭矩傳遞機構和所述第二扭矩傳遞機構中的一個在每個所述前進檔速比中接合。
5.根據權利要求1所述的多檔變速器，其特征在于，所述九個扭矩傳遞機構包括第三扭矩傳遞機構，其選擇地能夠接合以使所述行星齒輪組的所述第三構件與所述第二中間構件連接以便共同旋轉；和第四扭矩傳遞機構，其選擇地能夠接合以使所述行星齒輪組的所述第三構件與所述第一中間構件連接以便共同旋轉。
6.根據權利要求1所述的多檔變速器，其特征在于，所述九個扭矩傳遞機構包括單向離合器、三個摩擦離合器和五個同步器。
7.根據權利要求6所述的多檔變速器，其特征在于，所述同步器中的兩個同步器結合成第一雙同步器，而所述同步器中的另外兩個同步器結合成第二雙同步器。
8.根據權利要求6所述的多檔變速器，其特征在于，所述九個扭矩傳遞機構以不同的三個組合能夠接合以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立所述八個前進檔速比和所述至少一個倒檔速比；并且其中所述摩擦離合器中的至少一個摩擦離合器在每個所述前進檔速比和所述至少一個倒檔速比中接合。
9.一種多檔變速器，其包括輸入構件； 輸出構件； 固定構件；第一中間構件和第二中間構件；行星齒輪組，其具有第一構件、第二構件和第三構件；其中所述第一構件與所述輸入構件連接以便共同旋轉；分動齒輪組，其具有與所述第一副軸連接以便共同旋轉的第一齒輪、與所述第二副軸連接以便共同旋轉的第二齒輪、和與所述輸出構件連接以便共同旋轉并與所述第一齒輪和所述第二齒輪嚙合的第三齒輪；其中所述輸入構件、所述輸出構件、所述中間構件和所述行星齒輪組彼此同軸布置以限定第一旋轉軸線；分別限定第二旋轉軸線和第三旋轉軸線的第一副軸和第二副軸； 八個選擇地能夠接合的扭矩傳遞機構，所述扭矩傳遞機構包括三個摩擦離合器、兩個雙側同步器、和單面同步器；其中所述三個摩擦離合器中的第一摩擦離合器選擇地能夠接合，以使所述輸入構件與所述行星齒輪組的所述第二構件連接，以便共同旋轉；其中所述三個摩擦離合器中的第二和第三摩擦離合器選擇地能夠接合，以使所述行星齒輪組的所述第三構件分別與所述第一中間構件和所述第二中間構件連接，以便共同旋轉；單向離合器，其能夠結合以使所述行星齒輪組的所述第二構件連接至所述固定構件； 五個相互嚙合的齒輪組，包括布置成沿交替方向經由所述雙側同步器中的第一雙側同步器的接合將扭矩從所述第一中間構件傳遞至所述第一副軸的第一組和第二組，布置成沿交替方向經由所述雙側同步器中的第二雙側同步器的接合將扭矩從所述第二中間構件傳遞至所述第二副軸的第三組和第四組，以及布置成經由所述單面同步器的接合將扭矩從所述第二中間構件傳遞至所述第二副軸的第五組；以及其中所述八個選擇地能夠接合的扭矩傳遞機構和所述單向離合器以三個組合的方式能夠接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立多達八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。
10. 一種多檔變速器，其包括 輸入構件； 輸出構件； 固定構件；第一中間構件和第二中間構件；第一副軸和第二副軸；行星齒輪組，其具有太陽齒輪構件、齒圈構件和能夠旋轉地支撐與所述太陽齒輪構件和所述齒圈構件嚙合的一組小齒輪的行星架構件；其中所述太陽齒輪構件與所述輸入構件連接以便共同旋轉；分動齒輪組，其具有與所述第一副軸連接以便共同旋轉的第一齒輪、與所述第二副軸連接以便共同旋轉的第二齒輪、和所述輸出構件連接以便共同旋轉并與所述第一齒輪和所述第二齒輪嚙合的第三齒輪；其中所述輸入構件、所述輸出構件、所述中間構件和所述行星齒輪組彼此同軸布置以限定第一旋轉軸線；其中所述第一副軸和所述第二副軸分別限定第二旋轉軸線和第三旋轉軸線； 八個選擇地能夠接合的扭矩傳遞機構，所述扭矩傳遞機構包括三個摩擦離合器、兩個雙側同步器、和單面同步器；其中所述三個摩擦離合器中的第一摩擦離合器選擇地能夠接合，以使所述輸入構件與所述齒圈構件連接，以便共同旋轉；其中所述摩擦離合器中的第二摩擦離合器選擇地能夠接合，以使所述行星齒輪組的所述行星架構件與所述第一中間構件連接，以便共同旋轉；其中所述摩擦離合器中的第三摩擦離合器選擇地能夠接合，以使所述行星齒輪組的所述行星架構件與所述第二中間構件連接，以便共同旋轉； 單向離合器，其能夠結合以使所述齒圈構件連接至所述固定構件； 五個相互嚙合的齒輪組，所述相互嚙合的齒輪組中的第一和第二組布置成沿交替方向經由所述雙側同步器中的第一雙側同步器的接合將扭矩從所述第一中間構件傳遞至所述第一副軸，所述相互嚙合的齒輪組中的第三和第四組布置成沿交替方向經由所述雙側同步器中的第二雙側同步器的接合將扭矩從所述第二中間構件傳遞至所述第二副軸，并且所述相互嚙合的齒輪組中的第五組布置成經由所述單面同步器的接合將扭矩從所述第二中間構件傳遞至所述第二副軸；其中所述七個選擇地能夠接合的扭矩傳遞機構和所述單向離合器以三個組合的方式能夠接合，以在所述輸入構件與所述輸出構件之間建立八個前進檔速比和兩個倒檔速比； 以及其中所述摩擦離合器中的至少一個摩擦離合器在每個所述前進檔速比和所述至少一個倒檔速比中接合。
全文摘要
本發明涉及具有混合行星副軸結構的變速器，具體地，一種變速器包括輸入構件；輸出構件；第一和第二中間構件；以及行星齒輪組，其全部同軸并限定第一旋轉軸線。第一和第二副軸布置成分別限定第二旋轉軸線和第三旋轉軸線。五個相互嚙合的齒輪組中的每一組經由九個扭矩傳遞機構中不同的相應一個扭矩傳遞機構的接合將扭矩從中間構件中相應的一個中間構件傳遞至副軸中相應的一根副軸。分動齒輪組將扭矩從副軸傳遞至輸出構件。扭矩傳遞機構中的一個扭矩傳遞機構使行星齒輪組的構件固接至固定構件。九個扭矩傳遞機構以不同的組合的方式可接合以建立多達八個前進檔速比和至少一個倒檔速比。
文檔編號F16H3/44GK102192289SQ201110066059
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月18日 優先權日2010年3月19日
發明者B. 薩拉曼德拉 K., 拉哈文 M., E. 奧列什金 V. 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司