[发明专利]多挡位自动变速器

权利要求书

1.一种多挡位自动变速器，其特征在于：包括设置在一个共用的变速器箱体内的2根平行轴系即第一轴系、第二轴系，3个定轴齿轮组即第一定轴齿轮组、第二定轴齿轮组、第三定轴齿轮组，3个行星齿轮组即第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和6个换挡元件即第一制动器、第二制动器、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器；具有相同轴线的轴及设置在这些轴上的零部件组成一个轴系；动力从所述第一轴系输入，经第二轴系输出至差速器，再经差速器两侧输出端传递至两侧车轮；第一轴系和第二轴系平行布置，适用于前置前驱型车辆；

所述第一轴系位于主动侧，包括了第1轴和围绕第1轴旋转的第3轴、第4轴、第5轴、第9轴；第1轴沿整个第一轴系的轴线延长，其两端支撑在所述多挡位自动变速器的箱体上，在这种情况下，第1轴的一端与内燃机相连，另一端与电机相连；第1轴和所述多挡位自动变速器输入轴input之间存在一个用于起步的液力变矩器，所述液力变矩器集成了扭转减震器和锁止离合器；

所述第二轴系WS2位于从动侧，包括了第2轴和围绕第2轴旋转的第6轴、第7轴、第8轴、第10轴；第2轴沿整个第二轴系的轴线延长，其两端支撑在所述多挡位自动变速器的箱体上，在这种情况下，第2轴两端都能与电机连接；第2轴和第11轴通过定轴齿轮组连接，作为所述多挡位自动变速器的主减速齿轮组，同时，第11轴是所述多挡位自动变速器差速器的壳体；

所述第一定轴齿轮组，第二定轴齿轮组和第三定轴齿轮组用于连接第一轴系和第二轴系；以左侧为变速输入侧，第一定轴齿轮组、第二定轴齿轮组和第三定轴齿轮组在所述多挡位自动变速器箱体内从左至右依次排列；其中第一定轴齿轮组位于多挡位自动变速器中间箱体左侧，第二定轴齿轮组位于多挡位自动变速器中间箱体右侧，第三定轴齿轮组位于多挡位自动变速器箱体最右端；

所述第一行星齿轮组位于第一轴系，其被布置在第二定轴齿轮组和第三定轴齿轮组之间；所述第二行星齿轮组和第三行星齿轮组位于第二轴系，第二行星齿轮组布置于第二定轴齿轮组和第三定轴齿轮组之间；以左侧为变速输入侧，第三行星齿轮组布置于第一定轴齿轮组左侧；

所述换挡元件包括湿式多片式离合器、制动器和带式制动器，其中第一制动器、第一离合器、第二离合器和第四离合器位于第一轴系上；以左侧为变速输入侧，第一制动器和第二离合器布置于第一定轴齿轮组左侧，其中第一制动器位于第二离合器左侧；第四离合器介于第一行星齿轮组和第二定轴齿轮组之间；第一离合器介于第一行星齿轮组和第三定轴齿轮组之间；第二制动器位于第二轴系上，为带式制动器，布置于第三行星齿轮组齿圈的外侧；第三离合器同样位于第二轴系上，介于第二行星齿轮组和第二定轴齿轮组之间；

以下是所述多挡位自动变速器三个定轴齿轮组与轴的连接方式；

所述第9轴和第6轴通过第一定轴齿轮组连接，第一定轴齿轮组包括第一主动齿轮和第一从动齿轮，所述第一主动齿轮固定于所述第9轴上，所述第一从动齿轮固定于所述第6轴上；

所述第5轴和第6轴通过第二定轴齿轮组连接，第二定轴齿轮组包括第二主动齿轮和第二从动齿轮，所述第二主动齿轮固定于所述第5轴上，所述第二从动齿轮固定于所述第6轴上；

所述第1轴和第7轴通过第三定轴齿轮组连接，第三定轴齿轮组包括第三主动齿轮和第三从动齿轮，所述第三主动齿轮固定于所述第1轴上，所述第三从动齿轮固定于所述第7轴上；

以下是所述多挡位自动变速器三个行星齿轮组与轴的连接方式：

所述第一行星齿轮组布置在第一轴系上，包括第一太阳轮、第一齿圈和第一行星架；其中，所述第一太阳轮固定于所述第1轴上，所述第一齿圈固定于所述第4轴上，所述第一行星架固定于所述第3轴上；三者通过所述第一行星齿轮组进行连接，其具有某一固定的传动比；

所述第二行星齿轮组布置在第二轴系上，包括第二太阳轮、第二齿圈和第二行星架；其中，所述第二太阳轮固定于所述第8轴上，所述第二齿圈固定于所述第2轴上，所述第二行星架固定于所述第7轴上；三者通过所述第二行星齿轮组进行连接，其具有固定的传动比；

所述第三行星齿轮组布置在第二轴系上，包括第三太阳轮、第三齿圈和第三行星架；其中，所述第三太阳轮固定于所述第6轴上，所述第三齿圈固定于所述第10轴上，所述第三行星架固定于所述第2轴上；三者通过所述第三行星齿轮组进行连接，其具有固定的传动比；

所述多挡位自动变速器中，行星齿轮组全部为有一个太阳轮、一个齿圈和一个带有多个单行星轮的行星架组成，其固有传动比为负值，被称之为负行星排；它们也能被相同功能的正行星排替代，正行星排由一个太阳轮、一个齿圈和一个带有多个双行星轮的行星架组成；正行星排的固有传动比为正值；

以下是所述多挡位自动变速器换挡元件与轴的连接方式：

所述第一制动器为湿式多片式制动器；其连接所述第3轴之上的第一行星架和所述多挡位自动变速器的箱体即第0轴；当所述第一制动器闭合时，第3轴处于制动状态，转速为0；

所述第二制动器为带式制动器；其连接所述第10轴之上的第三齿圈和所述多挡位自动变速器的箱体即第0轴；当所述第二制动器闭合时，第10轴处于制动状态，转速为0；

所述第一离合器为湿式多片式离合器；其连接所述第3轴之上的第一行星架和第1轴之上的第三主动齿轮；当所述第一离合器闭合时，第1轴和第3轴运动状态相同，具有相同转速；

所述第二离合器为湿式多片式离合器；其连接所述第3轴之上的第一行星架和第9轴之上的第一主动齿轮；当所述第二离合器闭合时，第3轴和第9轴运动状态相同，具有相同的转速；

所述第三离合器为湿式多片式离合器；其连接所述第8轴之上的第二太阳轮和第6轴之上的第二从动齿轮；当所述第三离合器闭合时，第6轴和第8轴运动状态相同，具有相同的转速；

所述第四离合器为湿式多片式离合器；其连接所述第4轴之上的第一齿圈和第5轴之上的第二主动齿轮；当所述第四离合器闭合时，第4轴和第5轴运动状态相同，具有相同的转速；

所述多挡位自动变速器中的离合器与制动器采用除多片式湿式离合器、制动器和带式制动器之外其它形式的换挡元件；

通过前述四个离合器和两个制动器，所述多挡位自动变速器能获得九个前进挡和一个倒挡；

所述多挡位自动变速器每个挡位有三个换挡元件闭合，三个换挡元件打开；在其换挡逻辑中，相邻挡位之间的换挡全部为简单换挡，即在换挡过程中只有一个换挡元件由闭合到打开，另一个换挡元件由打开到闭合；所述多挡位自动变速器第4挡能闭合所述制动器、所述离合器和其它四个换挡元件中的任意一个；根据换挡逻辑，这使得第4挡与其它任意挡位之间的换挡都为简单换挡，从而为跨越多步的直接换挡提供了可能；除第4挡外，许多其它挡位的多步换挡也为简单换挡；

所述多挡位自动变速器内除第1轴之外的其它任意一根轴也能与电机连接，并提供多根轴使所述多挡位自动变速器与电机相连，从而获得不同的混合动力结构；这些轴在低挡位时对输入轴应该有比较高的传动比，一个小的电机便有足够的扭矩用于快速启动发动机；同时，这些轴对输出轴也有比较高的传动比，使连接到它们上的电机能高效的驱动车辆行驶。

2.一种多挡位自动变速器，其特征在于：在权利要求1所述多挡位自动变速器中，电机取代液力变矩器的位置，与第1轴相连；同时，集成一个多片式湿式离合器，连接变速器输入轴与第1轴；当车辆起步及低速行驶时，只有电机驱动整个传动系统，离合器打开，这样就能关闭发动机，也不需要拖动发动机；此时，车辆既由电机进行纯电驱动，也能在制动及滑行工况下通过电机进行能量回收；当车辆需求功率较高及电池组电量不足时，发动机启动，离合器闭合，发动机输出动力至整个传动系统；扭转减震器布置于所述多挡位自动变速器输入侧，用于减小来自发动机侧的震动。