專利名稱：具有一體式電動機的多檔變速器的制作方法
技術領域：
本公開內(nèi)容涉及一種多檔自動變速器，而且更具體地涉及一種具有一體式電動機的多檔自動變速器。
背景技術：
此部分中的陳述僅提供與本公開內(nèi)容相關的背景信息，并且可能構(gòu)成或者可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術。典型的現(xiàn)代多檔自動變速器包括多個行星齒輪組件和選擇地接合的摩擦離合器和制動器，從而實現(xiàn)多種前進速度比或傳動比和倒檔。要求越來越高的經(jīng)濟、性能和效率目的繼續(xù)促使動力系的研究和開發(fā)。這種努力的結(jié)果已關于具有自動變速器的混合動力動力系進行了改進。車輛動力系添加電動機已經(jīng)豐富了工程構(gòu)思和設計的選擇。然而某些電動機相對功率較低在補充或輔助以及再生角色方面功能較少，其他方面提供了全部操作功率，其可以或可以不由另一功率源(如小內(nèi)燃機)補充。在現(xiàn)代機動車輛變速器中，多個行星齒輪組件的元件(I)通過持久聯(lián)接構(gòu)件連接，(2)通過摩擦離合器被選擇性地連接，(3)通過摩擦制動器被選擇性地固接。特定組合的離合器和制動器以一定次序被接合或啟用以提供預定次序的數(shù)字相關傳動比以及因此輸出速度和扭矩。由于這種裝置的尖端性、性能和靈活性，它們經(jīng)常成為混合動力動力系的基礎。本發(fā)明涉及并入電動機的四個行星齒輪組件自動變速器。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有電動機的多檔自動變速器。所述自動變速器包括輸入軸或構(gòu)件、輸出軸或構(gòu)件、和三個單式行星齒輪組件和一個復合行星齒輪組件，每個行星齒輪組件包括太陽齒輪、具有多個行星齒輪的行星齒輪架、和齒圈。輸入軸或構(gòu)件聯(lián)接到第二行星齒輪組件的太陽齒輪，輸出軸聯(lián)接到第四行星齒輪組件的行星齒輪架。電動機聯(lián)接到第四行星齒輪組件的太陽齒輪并且驅(qū)動第四行星齒輪組件的太陽齒輪。所述變速器還包括六個扭矩傳遞裝置四個摩擦制動器和兩個摩擦離合器。所述變速器進一步包括多個固定或剛性的在多個部件之間的連接件。第一連接件將所述第一行星齒輪組件的所述齒圈聯(lián)接到所述第二行星齒輪組件的所述齒圈。第二連接件將所述第一行星齒輪組件的所述行星齒輪架聯(lián)接到所述第二行星齒輪組件的所述行星齒輪架。第三連接件將所述第二行星齒輪組件的所述行星齒輪架聯(lián)接到所述第三行星齒、輪組件的所述太陽齒輪。第四連接件將所述第三行星齒輪組件的所述行星齒輪架聯(lián)接到所述第四行星齒輪組件的所述齒圈。第五連接件將所述第三行星齒輪組件的所述齒圈聯(lián)接到所述第四行星齒輪組件的所述行星齒輪架。第六連接件將第一行星齒輪組件的太陽齒輪聯(lián)接到摩擦制動器。在行星齒輪組件的某些布局中，連接件中的一個或多個可通過一體式或公共部件實現(xiàn)，由此基本上消除了軸、套管軸或其它固定或剛性連接構(gòu)件。
因此，本發(fā)明的一個方面提供一種多檔自動變速器。本發(fā)明的進一步的方面提供一種九速自動變速器。本發(fā)明的又一方面提供一種具有三個單式行星齒輪組件和一個復合行星齒輪組件的自動變速器。本發(fā)明的又一方面提供一種具有聯(lián)接到行星齒輪組件的一個元件的電動機的自動變速器。本發(fā)明的又一方面提供一種具有聯(lián)接到行星齒輪組件的太陽齒輪的電動機的自動變速器。本發(fā)明的又一方面提供一種具有聯(lián)接到第四行星齒輪組件的太陽齒輪的電動機的自動變速器。本發(fā)明的又一方面提供一種具有四個摩擦制動器和兩個摩擦離合器的自動變速器。本發(fā)明的又一方面提供一種自動變速器，其具有在變速器的各部件之間的多個固定連接件。通過在此提供的描述，進一步的方面、優(yōu)點和應用領域?qū)⒆兊妹黠@。應認識到，這些描述和具體示例僅用于例示目的，而不意于限制本公開內(nèi)容的范圍。本發(fā)明還提供了以下方案
I.一種多檔自動變速器，其組合地包括
第一行星齒輪組件、第二行星齒輪組件、第三行星齒輪組件和第四行星齒輪組件，所述行星齒輪組件的每個具有三個構(gòu)件，
輸入構(gòu)件，其連接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個；
輸出構(gòu)件，其連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個；
所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個聯(lián)接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個；
所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個聯(lián)接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個；
構(gòu)件，其用于連接所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的所述又一個到所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個；
所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個聯(lián)接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個；
所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個聯(lián)接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的所述一個；
電動機，其具有連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個的輸出，以及 多個扭矩傳遞裝置，其可選擇性地接合以連接所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件的又一個到固接件，所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述一個和所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個到固接件，所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個到固接件，所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個和所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個到固接件，所述輸入構(gòu)件到所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個，以及所述輸入構(gòu)件到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述又一個。
2.如方案I所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第一行星齒輪組件、第二行星齒輪組件、第三行星齒輪組件和第四行星齒輪組件的所述三個構(gòu)件的每個是太陽齒輪、齒圈和行星齒輪架之一。3.如方案I所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第一行星齒輪組件的所述一個構(gòu)件是齒圈，所述第一行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是行星齒輪架，所述第一行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是太陽齒輪。4.如方案I所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第二行星齒輪組件是復合行星齒輪組件，所述第二行星齒輪組件的一個構(gòu)件是太陽齒輪，所述第二行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是齒圈，所述第二行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是行星齒輪架。5.如方案I所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第三行星齒輪組件的所述一個構(gòu)件是太陽齒輪，所述第三行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是行星齒輪架，所述第三行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是齒圈。6.如方案I所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第四行星齒輪組件的所述一個構(gòu)件是行星齒輪架，所述第四行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是齒圈，所述第四行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是太陽齒輪。7. 一種多檔自動變速器，其組合地包括
第一行星齒輪組件、第二行星齒輪組件、第三行星齒輪組件和第四行星齒輪組件，所述行星齒輪組件的每個具有三個構(gòu)件，
輸入構(gòu)件，其連接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個；
輸出構(gòu)件，其連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個；
第一構(gòu)件，其用于將所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個連接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個；
第二構(gòu)件，其用于將所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個連接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個；
第三構(gòu)件，其用于連接所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的所述又一個到所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個；
第四構(gòu)件，其用于將所述第三行星齒輪組件的另一個構(gòu)件連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個；
第五構(gòu)件，其用于將所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個；
電動機，其具有連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個的輸出，以及多個扭矩傳遞裝置，其可選擇性地接合以連接所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述又一個到固接件，所述第一連接構(gòu)件到固接件，所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個到固接件，所述第四連接構(gòu)件到固接件，所述輸入構(gòu)件到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述又一個，以及所述輸入構(gòu)件到所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所
述另一個。8.如方案7所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述多個扭矩傳遞裝置的第一組是制動器，所述多個扭矩傳遞裝置的第二組是離合器。9.如方案7所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第一行星齒輪組件、第二行星齒輪組件、第三行星齒輪組件和第四行星齒輪組件的所述三個構(gòu)件的每個是太陽齒輪、齒圈和行星齒輪架之一。
10.如方案7所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第一行星齒輪組件的所述一個構(gòu)件是齒圈，所述第一行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是行星齒輪架，所述第一行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是太陽齒輪。11.如方案7所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第二行星齒輪組件的所述一個構(gòu)件是太陽齒輪，所述第二行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是齒圈，所述第二行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是行星齒輪架。12.如方案7所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第三行星齒輪組件的所述一個構(gòu)件是太陽齒輪，所述第三行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是行星齒輪架，所述第三行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是齒圈。13.如方案7所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第四行星齒輪組件的所述一個構(gòu)件是行星齒輪架，所述第四行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是齒圈，所述第四行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是太陽齒輪。14.如方案7所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第二行星齒輪組件是復合行星齒輪組件。15. 一種多檔自動變速器，其組合地包括
輸入構(gòu)件；
輸出構(gòu)件；
第一行星齒輪組件，其具有太陽齒輪、可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪的行星齒輪架、和齒
圈；
第二行星齒輪組件，其具有聯(lián)接到所述輸入構(gòu)件并由所述輸入構(gòu)件驅(qū)動的太陽齒輪、聯(lián)接到所述第一行星齒輪組件的所述行星齒輪架并且可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪的行星齒輪架、和聯(lián)接到所述第一行星齒輪組件的所述齒圈的齒圈；
第三行星齒輪組件，其具有聯(lián)接到所述第二行星齒輪組件的所述行星齒輪架的太陽齒輪、可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪的行星齒輪架、和齒圈；
第四行星齒輪組件，其具有太陽齒輪、聯(lián)接到并驅(qū)動所述輸出構(gòu)件且聯(lián)接到所述第三行星齒輪組件的所述齒圈并且可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪的行星齒輪架、和聯(lián)接到所述第三行星齒輪組件的所述行星齒輪架的齒圈；以及
電動機，其具有連接到所述第四行星齒輪組件的所述太陽齒輪的輸出構(gòu)件。16.如方案15所述的多檔自動變速器，其特征在于，還包括設置在所述第一行星齒輪組件的所述太陽齒輪和殼體之間的第一摩擦制動器，設置在所述第一和所述第二行星齒輪組件的所述齒圈和所述殼體之間的第二摩擦制動器，設置在所述第一行星齒輪組件的所述行星齒輪架和所述殼體之間的第三摩擦制動器，以及設置在所述第三行星齒輪組件的所述行星齒輪架和所述第四行星齒輪組件的所述齒圈與所述殼體之間的第四摩擦制動器。17.如方案15所述的多檔自動變速器，其特征在于，還包括設置在所述輸入構(gòu)件和所述第四行星齒輪組件的所述太陽齒輪之間的第一摩擦離合器，設置在所述輸入構(gòu)件和所述第三行星齒輪組件的所述行星齒輪架之間的第二摩擦離合器。18.如方案15所述的多檔自動變速器，其特征在于，第一行星齒輪組件、第三行星齒輪組件和第四行星齒輪組件是單式行星齒輪組件，所述第二行星齒輪組件是復合行星齒輪組件。19.如方案15所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述電動機還可用作發(fā)電機。
在此描述的附圖僅用于例示目的，而不是意于以任何方式限制本發(fā)明的范圍。圖I是根據(jù)本發(fā)明的具有兩個4節(jié)點桿的九速自動變速器的桿 圖2是根據(jù)本發(fā)明的具有四個3節(jié)點桿的九速自動變速器的桿 圖3是根據(jù)本發(fā)明的九速自動變速器的實施例的棒圖；和
圖4是真值表，其展現(xiàn)出接合的制動器和離合器在根據(jù)本發(fā)明的自動變速器中實現(xiàn)給定前進檔或倒檔傳動比或速度比和提供九種前進速度和倒檔的各種接合組合。
具體實施例方式以下描述本質(zhì)上僅為示例性的，并不是意在限制本公開、應用或使用。參見圖1，以桿圖例示根據(jù)本發(fā)明的多速即九速自動變速器10。桿圖是自動變速器各部件的示意圖，其中，行星齒輪組件通過豎直棒或桿表示，行星齒輪組件的各部件，例如太陽齒輪、行星齒輪架、齒圈，由節(jié)點表示。豎直棒在各節(jié)點之間的相對長度表示各部件之間的比。在一個行星齒輪組件的部件直接聯(lián)接到另一行星齒輪組件的部件時，兩個桿可組合為單一桿，其在這種情況下具有四個節(jié)點。由于這樣的直接聯(lián)接，本發(fā)明的四個行星齒輪組件僅通過兩個豎直棒或桿表示。在各行星齒輪組件的節(jié)點之間的機械聯(lián)接或互聯(lián)還通過水平線例示，而諸如摩擦離合器和制動器之類的扭矩傳遞裝置由交錯或套疊的指表示，帶式制動器由套疊的圓表示。對于桿圖的格式、目的和使用的進一步闡釋可見于由Benford和Leising的SAE Paper 810102題為“The Lever Analogy: A New Tool in TransmissionAnalysis (桿模擬變速器分析的新工具)”，該文獻通過引用全文并入于此。多檔自動變速器10包括接收驅(qū)動扭矩的輸入軸或構(gòu)件12 (IN);輸送驅(qū)動扭矩的輸出軸或構(gòu)件14 (OUT);和參照圖I被稱為“固接件(ground)”的殼體16。自動變速器10還包括四個行星齒輪組件。第一行星齒輪組件20包括第一節(jié)點20A，第二節(jié)點20B，和第三節(jié)點20C。第二行星齒輪組件30包括第一節(jié)點30A，其聯(lián)接到輸入軸或構(gòu)件12并由輸入軸或構(gòu)件12驅(qū)動，第二節(jié)點30B，其與第一行星齒輪組件20的第三節(jié)點20C共連；和第三節(jié)點30C。第三行星齒輪組件40包括第一節(jié)點40A ;第二節(jié)點40B ;和第三節(jié)點40C，其聯(lián)接到并驅(qū)動輸出軸或構(gòu)件14。最后，第四行星齒輪組件50包括第一節(jié)點50A ;第二節(jié)點50B，其與第三行星齒輪組件40的第三節(jié)點40C共連并且因而還驅(qū)動輸出軸或構(gòu)件14 ；和第三節(jié)點50C，其與第四行星齒輪組件40的第二節(jié)點40B共連。電動機60的輸出聯(lián)接到第四行星齒輪組件50的第一節(jié)點50A，電動機60優(yōu)選地可以具有扭矩輸出和再生，扭矩輸出提供驅(qū)動扭矩，再生為能量吸收和轉(zhuǎn)換。此外，自動變速器10包括多個選擇性地能夠接合的扭矩傳遞裝置，即，制動器和離合器。如在此使用的術語“摩擦制動器”是指具有第一多個可旋轉(zhuǎn)的摩擦板或盤的任何扭矩傳遞裝置，該第一多個可旋轉(zhuǎn)的摩擦板或盤與第二靜止的多個板或盤交錯并通過相關聯(lián)的操作器或致動器被壓成將旋轉(zhuǎn)板或盤固接或制動到殼體16。術語“摩擦離合器”是指類似的裝置，其中，第一和第二多個交錯的摩擦板或盤在兩個可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間傳遞扭矩。不過，應理解，其它的離合器類型和構(gòu)造在本發(fā)明的范圍內(nèi)。第一摩擦制動器62被可操作地設置在第一行星齒輪組件20的第一節(jié)點20A與固接件(殼體16)之間。第二摩擦制動器64被可操作地設置在第一行星齒輪組件20的第三節(jié)點20C (以及第二行星齒輪組件30的第二節(jié)點30B)與固接件(殼體16)之間。第三摩擦 制動器66被可操作地設置在第三行星齒輪組件40的第一節(jié)點40A與固接件(殼體16)之間。第四摩擦制動器68被可操作地設置在第三行星齒輪組件的第二節(jié)點40B(以及第四行星齒輪組件50的第三節(jié)點50C)與固接件(殼體16)之間。第一摩擦離合器72被可操作地設置在第二行星齒輪組件30的第一節(jié)點30A與第四行星齒輪組件50的第一節(jié)點50A之間。第二摩擦離合器74被可操作地設置在第二行星齒輪組件30的第一節(jié)點30A與第四行星齒輪組件50的第三節(jié)點50C之間。現(xiàn)在參見圖I和3，在行星齒輪組件20、30、40和50的各種部件之間還存在多個固定的即主動的或直接的連接或聯(lián)接。由于第一行星齒輪組件20和第二行星齒輪組件30在圖I中組合為單一桿，第三行星齒輪組件40和第四行星齒輪組件50在圖I中也組合為單一桿，因而許多固定連接件包含在特定節(jié)點內(nèi)或者為特定節(jié)點的集成部件。因此，許多固定連接件僅在圖2和3中清楚看見。第一軸、套管軸或構(gòu)件80將第一行星齒輪組件20的第三節(jié)點20C連接到第二行星齒輪組件30的第二節(jié)點30B。第二軸、套管軸或構(gòu)件82將第一行星齒輪組件20的第二節(jié)點20B連接到第二行星齒輪組件30的第三節(jié)點30C。第三軸、套管軸或構(gòu)件84將第一行星齒輪組件20的第二節(jié)點20B (以及第二行星齒輪組件30的第三節(jié)點30C)連接到第三行星齒輪組件40的第一節(jié)點40A。第四軸、套管軸或構(gòu)件86將第三行星齒輪組件40的第二節(jié)點40B連接到第四行星齒輪組件50的第三節(jié)點50C。第五軸、套管軸或構(gòu)件88將第三行星齒輪組件40的第三節(jié)點40C連接到第四行星齒輪組件50的第二節(jié)點50B。由于在自動變速器10中各部件的布局，可采用兩個另外的固定連接件，例如，軸、套管軸或構(gòu)件。第六軸、套管軸或構(gòu)件90將第一摩擦制動器62連接到第一行星齒輪組件20的第一節(jié)點20A，第七軸、套管軸或構(gòu)件92將第三行星齒輪組件40的第一節(jié)點40A(以及第二行星齒輪組件30的第三節(jié)點30C和第一行星齒輪組件20的第一節(jié)點20A通過第三軸、套管軸或構(gòu)件84)連接到第三摩擦離合器66?，F(xiàn)在參照圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明的具有四個3節(jié)點桿的自動變速器10’的桿圖。第一行星齒輪組件20包括第一節(jié)點20A，第二節(jié)點20B，和第三節(jié)點20C。第二行星齒輪組件30包括第一節(jié)點30A，其聯(lián)接到輸入軸或構(gòu)件12 ;第二節(jié)點30B ;和第三節(jié)點30C。第三行星齒輪組件40包括第一節(jié)點40A ;第二節(jié)點40B ;和第三節(jié)點40C，其聯(lián)接到并驅(qū)動輸出軸或構(gòu)件14。最后，第四行星齒輪組件50包括第一節(jié)點50A ;第二節(jié)點50B ;和第三節(jié)點50C。電動機60的輸出聯(lián)接到第四 行星齒輪組件50的第一節(jié)點50A。此外，自動變速器10’還包括多個選擇性地能夠接合的扭矩傳遞裝置，即，制動器和離合器。第一摩擦制動器62被可操作地設置在第一行星齒輪組件20的第一節(jié)點20A與固接件(殼體16)之間。第二摩擦制動器64被可操作地設置在第一行星齒輪組件20的第三節(jié)點20C與固接件(殼體16)之間。第三摩擦制動器66被可操作地設置在第三行星齒輪組件40的第一節(jié)點40A與固接件(殼體16)之間。第四摩擦制動器68被可操作地設置在第三行星齒輪組件的第二節(jié)點40B與固接件(殼體16)之間。第一摩擦離合器72被可操作地設置在第二行星齒輪組件30的第一節(jié)點30A與第四行星齒輪組件50的第一節(jié)點50A之間。第二摩擦離合器74被可操作地設置在第二行星齒輪組件30的第一節(jié)點30A與第四行星齒輪組件50的第三節(jié)點50C之間。第一軸、套管軸或構(gòu)件80將第一行星齒輪組件20的第三節(jié)點20C連接到第二行星齒輪組件30的第二節(jié)點30B。第二軸、套管軸或構(gòu)件82將第一行星齒輪組件20的第二節(jié)點20B連接到第二行星齒輪組件30的第三節(jié)點30C。第三軸、套管軸或構(gòu)件84將第一行星齒輪組件20的第二節(jié)點20B連接到第三行星齒輪組件40的第一節(jié)點40A。第四軸、套管軸或構(gòu)件86將第三行星齒輪組件40的第二節(jié)點40B連接到第四行星齒輪組件50的第三節(jié)點50C。第五軸、套管軸或構(gòu)件88將第三行星齒輪組件40的第三節(jié)點40C連接到第四行星齒輪組件50的第二節(jié)點50B。由于在自動變速器10中部件的布局，可采用兩個另外的固定連接件，例如，軸、套管軸或構(gòu)件。第六軸、套管軸或構(gòu)件90將第一摩擦制動器62連接到第一行星齒輪組件20的第一節(jié)點20A,第七軸、套管軸或構(gòu)件92將第三行星齒輪組件40的第一節(jié)點40A連接到第三摩擦離合器66。在圖3中，各桿被替換為三個單式和一個復合的行星齒輪組件20、30、40和50，節(jié)點 20A、20B、20C、30A、30B、30C、40A、40B、40C、50A、50B 和 50C 被替換為行星齒輪組件的部
件太陽齒輪，具有行星齒輪的行星齒輪架，和齒圈。因此，第一單式行星齒輪組件20包括第一太陽齒輪22，第一行星齒輪架24，和第一齒圈28?？尚D(zhuǎn)地設置在第一行星齒輪架24中的是第一多個行星齒輪26,其中的一個不出在圖3中。第一多個行星齒輪26中的每個與第一太陽齒輪22和第一齒圈28恒久嚙合。第二復合行星齒輪組件30包括第二太陽齒輪32，第二行星齒輪架34，和第二齒圈38。在短軸(stub shaft)和/或軸承(未示出)上可旋轉(zhuǎn)地設置的是第一多個第二行星齒輪36A (其中的一個示出在圖3中)，其與第二多個第二行星齒輪36B (其中的一個示出在圖3中)的相應一個恒久嚙合。第一多個第二行星齒輪36A的每個與第二太陽齒輪32恒久嚙合，第二多個第二行星齒輪36B的每個與第二齒圈38恒久嚙合。第三單式行星齒輪組件40包括第三太陽齒輪42，第三行星齒輪架44，和第三齒圈48。在短軸和/或軸承(未示出)上可旋轉(zhuǎn)地設置在第三行星齒輪架44中的是多個第三行星齒輪46，其中的一個在圖3中例示出。多個第三行星齒輪46中的每個與第三太陽齒輪42和第三齒圈48恒久嚙合。第四單式行星齒輪組件50包括第四太陽齒輪52，其聯(lián)接到電動機60的輸出，并且驅(qū)動電動機60的輸出或由電動機60的輸出驅(qū)動,第四行星齒輪架54，和第四齒圈58。在短軸和/或軸承(未示出)上被可旋轉(zhuǎn)地設置在第四行星齒輪架54中的是多個第四行星齒輪56，其中的一個在圖3中例示出。多個第四行星齒輪56中的每個與第四太陽齒輪52和第四齒圈58恒久嚙合。
第一摩擦制動器62通過第六軸、套管軸或構(gòu)件90連接在殼體16與第一行星齒輪組件20的第一太陽齒輪22之間。第二摩擦制動器64通過第一軸、套管軸或構(gòu)件80連接在殼體16與第一行星齒輪組件20的第一齒圈28和第二行星齒輪組件30的第二齒圈38之間。第三摩擦制動器66通過第七軸、套管軸或構(gòu)件92連接在殼體16與第一行星齒輪組件20的第一行星齒輪架24之間并且通過第二軸、套管軸或構(gòu)件82連接到第二行星齒輪組件30的第二行星齒輪架34。第四摩擦制動器68通過第四軸、套管軸或構(gòu)件86連接在殼體16與第三行星齒輪組件40的第三行星齒輪架44和第四行星齒輪組件50的第四齒圈58之間。
輸入軸12連接到并且驅(qū)動第二行星齒輪組件30的第二太陽齒輪32，第一摩擦離合器72和第二摩擦離合器74。第一摩擦離合器72還連接到第四行星齒輪組件50的第四太陽齒輪52和電動機60的輸出。第一摩擦離合器74還通過第四軸、套管軸或構(gòu)件86連接到第三行星齒輪組件40的第三行星齒輪架44并且連接到第四行星齒輪組件50的第四齒圈58。
第二軸、套管軸或構(gòu)件82將第一行星齒輪組件20的第一行星齒輪架24連接到第二行星齒輪組件30的第二行星齒輪架34。第三軸、套管軸或構(gòu)件84將第二行星齒輪組件30的第二行星齒輪架34連接到第三行星齒輪組件40的第三太陽齒輪42。第五軸、套管軸或構(gòu)件88將第三行星齒輪組件40的第三齒圈48連接到第四行星齒輪組件50的第四行星齒輪架54，其還連接到輸出軸14?，F(xiàn)在參見圖4，例示出六個扭矩傳遞裝置的操作即啟用或接合的次序，這提供九種前進速度比或傳動比和倒檔。圖4是真值表，其中展現(xiàn)出制動器和離合器被啟用或接合以實現(xiàn)九種前進速度和倒檔的各種組合。在欄中顯示的“X”指示所述制動器或離合器被啟用或接合且該裝置承載扭矩。在欄中顯示的“ 0”指示所述制動器或離合器被啟用或接合但其不承載扭矩。在欄中無條目指示所述制動器或離合器停用或脫離接合。實際傳動比和比級可在相當大的范圍內(nèi)調(diào)整或變化，以適應自動變速器10和10’的各種應用和操作標準。為了接合倒檔(在圖4中稱作倒檔)，第一摩擦制動器62和第四摩擦制動器68接合或啟用。在空檔位置(在圖4中稱作空檔)，僅第四摩擦制動器68接合或啟用，但其不承載扭矩。通過啟用或接合第二摩擦制動器64而同時保持啟用或接合第四摩擦制動器68，實現(xiàn)第一檔。通過使第二摩擦制動器64停用或脫離接合并使第一摩擦離合器72啟用或接合而同時使第四摩擦制動器68保持啟用或接合，實現(xiàn)第二檔。通過使第四摩擦制動器68停用或脫離接合并使第二摩擦制動器64接合或啟用而同時使第一摩擦離合器72保持啟用或接合，實現(xiàn)第三檔。通過使第二摩擦制動器64停用或脫離接合并使第三摩擦制動器66接合或啟用而同時使第一摩擦離合器72保持接合，實現(xiàn)第四檔。通過使第三摩擦制動器66停用或脫離接合并使第一摩擦制動器62接合或啟用而同時使第一摩擦離合器72保持接合，實現(xiàn)第五檔。通過使第一摩擦制動器62停用或脫離接合并使第二摩擦離合器74接合或啟用而同時使第一摩擦離合器72保持接合，實現(xiàn)第六檔。通過使第一摩擦離合器72停用或脫離接合并使第一摩擦制動器62接合或啟用而同時使第二摩擦離合器74保持接合，實現(xiàn)第七檔。通過使第一摩擦制動器62停用或脫離接合并使第三摩擦制動器66接合或啟用而同時使第二摩擦離合器74保持接合，實現(xiàn)第八檔。通過使第三摩擦制動器66停用或脫離接合并使第二摩擦制動器64接合或啟用而同時使第二摩擦離合器74保持接合，實現(xiàn)第九檔。通過本發(fā)明的自動變速器10實現(xiàn)了若干性能優(yōu)點和操作效益。首先，應注意電動機60應聯(lián)接到并驅(qū)動第四行星齒輪組件50的第一節(jié)點50A (第四太陽齒輪52)以此最大化其益處。如果第一摩擦離合器72和第二摩擦離合器斷開(脫離接合)，電動機60能夠用于提供與發(fā)動機速度獨立的再生制動。電動機60能夠用于直接增大添加到輸出或從輸出減去的扭矩量。這使能EVT (混合動力)操作模式中輸出速度的電動轉(zhuǎn)換。電動機60能夠用于在切換期間平滑輸出扭矩。這是非常有利的特征，因為輸出扭矩和其在車輛加速上的效益是駕駛員感覺到的。通過應用第四摩擦離合器68，變速器10的輸出軸14能夠獨立于變速器的其余部分被驅(qū)動，這允許液壓泵在一些條件下關閉。通過并入和應用變速器輸入軸12，發(fā)動機輸出軸和摩擦離合器之一之間的發(fā)動機斷開離合器(未示出)，電動機60能夠用于啟動發(fā)動機。最后，應理解的是自動變速器10能夠作為獨立傳統(tǒng)的九速變速器操作。本發(fā)明的描述實際上僅為示例性的，不背離本發(fā)明主旨的變例將處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。這樣的變例被認為未背離本發(fā)明的精神和范圍。權(quán)利要求
1.一種多檔自動變速器，其組合地包括 第一行星齒輪組件、第二行星齒輪組件、第三行星齒輪組件和第四行星齒輪組件，所述行星齒輪組件的每個具有三個構(gòu)件， 輸入構(gòu)件，其連接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個； 輸出構(gòu)件，其連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個； 所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個聯(lián)接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個； 所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個聯(lián)接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個； 構(gòu)件，其用于連接所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的所述又一個到所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個； 所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個聯(lián)接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個； 所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個聯(lián)接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的所述一個； 電動機，其具有連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個的輸出，以及 多個扭矩傳遞裝置，其可選擇性地接合以連接所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件的又一個到固接件，所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述一個和所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個到固接件，所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個到固接件，所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個和所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個到固接件，所述輸入構(gòu)件到所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個，以及所述輸入構(gòu)件到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述又一個。
2.如權(quán)利要求I所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第一行星齒輪組件、第二行星齒輪組件、第三行星齒輪組件和第四行星齒輪組件的所述三個構(gòu)件的每個是太陽齒輪、齒圈和行星齒輪架之一。
3.如權(quán)利要求I所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第一行星齒輪組件的所述一個構(gòu)件是齒圈，所述第一行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是行星齒輪架，所述第一行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是太陽齒輪。
4.如權(quán)利要求I所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第二行星齒輪組件是復合行星齒輪組件，所述第二行星齒輪組件的一個構(gòu)件是太陽齒輪，所述第二行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是齒圈，所述第二行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是行星齒輪架。
5.如權(quán)利要求I所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第三行星齒輪組件的所述一個構(gòu)件是太陽齒輪，所述第三行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是行星齒輪架，所述第三行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是齒圈。
6.如權(quán)利要求I所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第四行星齒輪組件的所述一個構(gòu)件是行星齒輪架，所述第四行星齒輪組件的所述另一個構(gòu)件是齒圈，所述第四行星齒輪組件的所述又一個構(gòu)件是太陽齒輪。
7.—種多檔自動變速器，其組合地包括 第一行星齒輪組件、第二行星齒輪組件、第三行星齒輪組件和第四行星齒輪組件，所述行星齒輪組件的每個具有三個構(gòu)件， 輸入構(gòu)件，其連接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個； 輸出構(gòu)件，其連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個； 第一構(gòu)件，其用于將所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個連接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個； 第二構(gòu)件，其用于將所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個連接到所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個； 第三構(gòu)件，其用于連接所述第二行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的所述又一個到所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的一個； 第四構(gòu)件，其用于將所述第三行星齒輪組件的另一個構(gòu)件連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個； 第五構(gòu)件，其用于將所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的另一個； 電動機，其具有連接到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件中的又一個的輸出，以及多個扭矩傳遞裝置，其可選擇性地接合以連接所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述又一個到固接件，所述第一連接構(gòu)件到固接件，所述第一行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個到固接件，所述第四連接構(gòu)件到固接件，所述輸入構(gòu)件到所述第四行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述又一個，以及所述輸入構(gòu)件到所述第三行星齒輪組件的所述構(gòu)件的所述另一個。
8.如權(quán)利要求7所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述多個扭矩傳遞裝置的第一組是制動器，所述多個扭矩傳遞裝置的第二組是離合器。
9.如權(quán)利要求7所述的多檔自動變速器，其特征在于，所述第一行星齒輪組件、第二行星齒輪組件、第三行星齒輪組件和第四行星齒輪組件的所述三個構(gòu)件的每個是太陽齒輪、齒圈和行星齒輪架之一。
10.一種多檔自動變速器，其組合地包括 輸入構(gòu)件； 輸出構(gòu)件； 第一行星齒輪組件，其具有太陽齒輪、可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪的行星齒輪架、和齒圈； 第二行星齒輪組件，其具有聯(lián)接到所述輸入構(gòu)件并由所述輸入構(gòu)件驅(qū)動的太陽齒輪、聯(lián)接到所述第一行星齒輪組件的所述行星齒輪架并且可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪的行星齒輪架、和聯(lián)接到所述第一行星齒輪組件的所述齒圈的齒圈； 第三行星齒輪組件，其具有聯(lián)接到所述第二行星齒輪組件的所述行星齒輪架的太陽齒輪、可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪的行星齒輪架、和齒圈； 第四行星齒輪組件，其具有太陽齒輪、聯(lián)接到并驅(qū)動所述輸出構(gòu)件且聯(lián)接到所述第三行星齒輪組件的所述齒圈并且可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪的行星齒輪架、和聯(lián)接到所述第三行星齒輪組件的所述行星齒輪架的齒圈；以及 電動機，其具有連接到所述第四行星齒輪組件的所述太陽齒輪的輸出構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有一體式電動機的多檔變速器。具體地，自動變速器包括輸入軸或構(gòu)件、輸出軸或構(gòu)件、和三個單式行星齒輪組件和一個復合行星齒輪組件，每個行星齒輪組件包括太陽齒輪、具有多個行星齒輪的行星齒輪架、和齒圈。輸入軸或構(gòu)件聯(lián)接到第二行星齒輪組件的太陽齒輪，輸出軸聯(lián)接到第四行星齒輪組件的行星齒輪架。電動機聯(lián)接到第四行星齒輪組件的太陽齒輪并且驅(qū)動第四行星齒輪組件的太陽齒輪。所述變速器還包括六個扭矩傳遞裝置四個摩擦制動器和兩個摩擦離合器。
文檔編號F16H3/72GK102644713SQ201210036180
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者E.W.梅勒, J.B.博爾格森, J.M.哈特 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司