用于车辆的自动变速器的行星齿轮系的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。所述行星齿轮系通过组合四个行星齿轮组和三个离合器与三个制动器而能够实现十个前进速度和一个倒档速度。因此，所述行星齿轮系能够通过实现自动变速器的多个换档速度而提高动力传递效率和燃料经济性。
【专利说明】用于车辆的自动变速器的行星齿轮系
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年6月14日提交的韩国专利申请N0.10-2013-0068321的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种用于车辆的自动变速器。更特别地，本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其能够提高动力传递性能并降低燃料消耗。
【背景技术】
[0004]典型地，通过组合多个行星齿轮组来实现自动变速器的多档机构。行星齿轮系将从扭矩变换器传输的扭矩转换为多个速度，并将多个速度传输至输出轴。
[0005]众所周知，当行星齿轮系实现更大数目的换档速度时，就能够对行星齿轮系的速比进行更为优化的设计，从而车辆能够具有经济的燃料里程以及更好的性能。出于这一原因，能够实现更多换档速度的行星齿轮系处于不断的研究中。
[0006]尽管实现相同数目的速度，但是行星齿轮系根据旋转元件(S卩，太阳轮、行星架和内齿圈)之间的连接而具有不同的操作机构。此外，行星齿轮系根据其布局而具有不同的特征，例如耐久性、动力传递效率和尺寸。因此，对于齿轮系的组合结构的设计同样处于不断的研究中。
[0007]目前，四速和五速自动变速器在市场上最为常见。然而，六速或七速自动变速器也已经实现了，以用于提高动力传输的性能，并用于增强车辆的燃料里程。此外，能够实现八速以上的自动变速器已经处于快速开发中。
[0008]公开于该发明【背景技术】部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般【背景技术】的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0009]本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其优点是通过组合多个行星齿轮组和多个摩擦元件而实现了十个前进速度和一个倒档速度。
[0010]另外，本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其进一步的优点是通过在每一个换档速度下操作三个摩擦元件而使非操作摩擦元件的数目最小化，进而减小了拖拽扭矩和燃料消耗，并提高了动力传递性能。
[0011]在本发明的一个方面，用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括:输入轴，所述输入轴接收发动机的扭矩；输出轴，所述输出轴输出经变换的扭矩；第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有三个旋转元件，并且设置在所述输入轴上；第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有三个旋转元件，并且在所述第一行星齿轮组之后设置在所述输入轴上；第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有三个旋转元件，并且在所述第二行星齿轮组之后设置在所述输入轴上；第四行星齿轮组，所述第四行星齿轮组具有三个旋转元件，并且在所述第三行星齿轮组之后设置在所述输入轴上；第一旋转轴，所述第一旋转轴具有所述第一行星齿轮组的第一旋转元件和所述第二行星齿轮组的第一旋转元件，并且选择性地连接到变速器壳体，所述第二行星齿轮组的第一旋转元件直接连接到所述第一行星齿轮组的第一旋转元件；第二旋转轴，所述第二旋转轴具有所述第一行星齿轮组的第二旋转元件；第三旋转轴，所述第三旋转轴具有所述第一行星齿轮组的第三旋转元件，并且直接连接到所述输入轴；第四旋转轴，所述第四旋转轴具有所述第二行星齿轮组的第二旋转元件，并且选择性地连接到所述第二旋转轴或所述变速器壳体；第五旋转轴，所述第五旋转轴具有所述第二行星齿轮组的第三旋转元件、第三行星齿轮组的第一旋转元件以及第四行星齿轮组的第一旋转元件；第六旋转轴，所述第六旋转轴具有第四行星齿轮组的第二旋转元件，并且选择性地连接到所述输入轴或所述第二旋转轴；第七旋转轴，所述第七旋转轴具有第三行星齿轮组的第二旋转元件以及第四行星齿轮组的第三旋转元件，并且连接到所述输出轴；第八旋转轴，所述第八旋转轴具有所述第三行星齿轮组的第三旋转元件，并且选择性地连接到所述变速器壳体；以及六个摩擦元件，所述六个摩擦元件插置在所述旋转轴之间，或者插置在所述旋转轴与所述输入轴或所述变速器壳体之间。
[0012]所述第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组中的每一个均为单小齿轮行星齿轮组。
[0013]所述第一旋转轴具有第一太阳轮和第二太阳轮，所述第二旋转轴具有第一行星架，所述第三旋转轴具有第一内齿圈，所述第四旋转轴具有第二行星架，所述第五旋转轴具有第二内齿圈、第三太阳轮和第四太阳轮，所述第六旋转轴具有第四行星架，所述第七旋转轴具有第三行星架和第四内齿圈，并且所述第八旋转轴具有第三内齿圈。
[0014]所述六个摩擦元件可以包括:第一离合器，所述第一离合器设置在所述第二旋转轴和所述第四旋转轴之间；第二离合器，所述第二离合器设置在所述第二旋转轴和所述第六旋转轴之间；第三离合器，所述第三离合器设置在所述输入轴和所述第六旋转轴之间；第一制动器，所述第一制动器设置在所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；第二制动器，所述第二制动器设置在所述第四旋转轴和所述变速器壳体之间；以及第三制动器，所述第三制动器设置在所述第八旋转轴和所述变速器壳体之间。
[0015]所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器在第一前进速度下操作，所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器在第二前进速度下操作，所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器在第三前进速度下操作，所述第二离合器、所述第一制动器和所述第三制动器在第四前进速度下操作，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第一制动器在第五前进速度下操作，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器在第六前进速度下操作，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动器在第七前进速度下操作，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动器在第八前进速度下操作，所述第三离合器、所述第一制动器和所述第二制动器在第九前进速度下操作，所述第二离合器、所述第三离合器和所述第二制动器在第十前进速度下操作，并且所述第一离合器、所述第二离合器和第二制动器在倒档速度下操作。
[0016]在本发明的另一个方面，用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括:输入轴，所述输入轴接收发动机的扭矩；输出轴，所述输出轴输出经变换的扭矩；第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有作为其旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有作为其旋转元件的第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮组，所述第四行星齿轮组具有作为其旋转元件的第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；第一旋转轴，所述第一旋转轴包括所述第一太阳轮和所述第二太阳轮，并且选择性地连接到变速器壳体；第二旋转轴，所述第二旋转轴包括所述第一行星架；第三旋转轴，所述第三旋转轴包括所述第一内齿圈，并且直接连接到所述输入轴；第四旋转轴，所述第四旋转轴包括所述第二行星架，并且选择性地连接到所述第二旋转轴或所述变速器壳体；第五旋转轴，所述第五旋转轴包括所述第二内齿圈、所述第三太阳轮和所述第四太阳轮；第六旋转轴，所述第六旋转轴包括所述第四行星架，并且选择性地连接到所述输入轴或所述第二旋转轴；第七旋转轴，所述第七旋转轴包括所述第三行星架和所述第四内齿圈，并且直接连接到所述输出轴；第八旋转轴，所述第八旋转轴包括所述第三内齿圈，并且选择性地连接到所述变速器壳体；以及六个摩擦元件，所述六个摩擦元件插置在所述旋转轴之间，或者插置在所述旋转轴与所述输入轴或所述变速器壳体之间。
[0017]所述第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组中的每一个均为单小齿轮行星齿轮组。
[0018]所述六个摩擦元件可以包括:第一离合器，所述第一离合器设置在所述第二旋转轴和所述第四旋转轴之间；第二离合器，所述第二离合器设置在所述第二旋转轴和所述第六旋转轴之间；第三离合器，所述第三离合器设置在所述输入轴和所述第六旋转轴之间；第一制动器，所述第一制动器设置在所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；第二制动器，所述第二制动器设置在所述第四旋转轴和所述变速器壳体之间；以及第三制动器，所述第三制动器设置在所述第八旋转轴和所述变速器壳体之间。
[0019]所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器在第一前进速度下操作，所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器在第二前进速度下操作，所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器在第三前进速度下操作，所述第二离合器、所述第一制动器和所述第三制动器在第四前进速度下操作，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第一制动器在第五前进速度下操作，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器在第六前进速度下操作，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动器在第七前进速度下操作，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动器在第八前进速度下操作，所述第三离合器、所述第一制动器和所述第二制动器在第九前进速度下操作，所述第二离合器、所述第三离合器和所述第二制动器在第十前进速度下操作，并且所述第一离合器、所述第二离合器和第二制动器在倒档速度下操作。
[0020]通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的【具体实施方式】，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0022]图2为应用于根据本发明的示例性行星齿轮系的每一个换档速度下的摩擦元件的操作图。
[0023]图3A为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第一前进速度下的杠杆图。
[0024]图3B为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第二前进速度下的杠杆图。
[0025]图3C为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第三前进速度下的杠杆图。
[0026]图3D为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第四前进速度下的杠杆图。
[0027]图3E为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第五前进速度下的杠杆图。
[0028]图3F为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第六前进速度下的杠杆图。
[0029]图3G为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第七前进速度下的杠杆图。
[0030]图3H为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第八前进速度下的杠杆图。
[0031]图31为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第九前进速度下的杠杆图。
[0032]图3J为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第十前进速度下的杠杆图。
[0033]图3K为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在倒档速度下的杠杆图。
[0034]应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
[0035]在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
【具体实施方式】
[0036]下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
[0037]下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。
[0038]对于解释本示例性实施方案并不必要的部件的描述将被略去，并且在本说明书中同样的构成元件由同样的附图标记表示。
[0039]在具体描述中，使用序数区别具有相同术语而不具有特定含义的构成元件。
[0040]图1为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0041]参考图1，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系包括设置在相同轴线上的第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4，输入轴IS，输出轴OS，包括第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4中的一些旋转元件的八个旋转轴TM1-TM8，六个摩擦元件C1、C2、C3、B1、B2和B3，以及变速器壳体H。
[0042]因此,从输入轴IS输入的扭矩通过第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的协作而被转换，然后经过输出轴OS而被输出。
[0043]此外，行星齿轮组从发动机开始按照第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的次序进行设置。
[0044]输入轴IS为输入构件，并且来自发动机的曲轴的扭矩通过扭矩变换器而被变换，然后被输入到输入轴IS。
[0045]输出轴OS为输出构件，并且通过差动装置将驱动扭矩传输到驱动轮。
[0046]第一行星齿轮组PGl是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第一太阳轮S1、第一行星架PCl和第一内齿圈R1，第一行星架PCl可旋转地支撑第一小齿轮P1，第一小齿轮Pl与第一太阳轮SI在外部哨合，第一内齿圈Rl与第一小齿轮Pl在内部哨合。
[0047]第二行星齿轮组PG2是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二内齿圈R2，第二行星架PC2可旋转地支撑第二小齿轮P2，第二小齿轮P2与第二太阳轮S2在外部啮合，第二内齿圈R2与第二小齿轮P2在内部啮合。
[0048]第三行星齿轮组PG3是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第三太阳轮S3、第三行星架PC3和第三内齿圈R3，第三行星架PC3可旋转地支撑第三小齿轮P3，第三小齿轮P3与第三太阳轮S3在外部啮合，第三内齿圈R3与第三小齿轮P3在内部啮合。
[0049]第四行星齿轮组PG4是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第四太阳轮S4、第四行星架PC4和第四内齿圈R4，第四行星架PC4可旋转地支撑第四小齿轮P4，第四小齿轮P4与第四太阳轮S4在外部啮合，第四内齿圈R4与第四小齿轮P4在内部啮合。
[0050]此外，第一和第二行星齿轮组PGl和PG2独立地操作，并且第三和第四行星齿轮组PG3和PG4组合而作为一个复合行星齿轮组CPG操作。因此，第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4将从输入轴IS传输的扭矩变换为十个前进速度，并输出经变换的扭矩。
[0051]第一行星齿轮组PGl的第一太阳轮SI直接连接到第二行星齿轮组PG2的第二太阳轮S2，并且第二行星齿轮组PG2的第二内齿圈R2直接连接到第三行星齿轮组PG3的第三太阳轮S3。
[0052]此外，第三行星齿轮组PG3的第三太阳轮S3和第三行星架PC3分别直接连接到第四行星齿轮组PG4的第四太阳轮S4和第四内齿圈R4。
[0053]因此，根据该示例性实施方案的行星齿轮系包括八个旋转轴TM1-TM8。
[0054]下面将进一步具体描述这八个旋转轴TM1-TM8。
[0055]第一旋转轴TMl包括第一太阳轮SI和第二太阳轮S2，并且选择性地连接到变速器壳体H。
[0056]第二旋转轴TM2包括第一行星架PCl。
[0057]第三旋转轴TM3包括第一内齿圈R1，并且直接连接到输入轴IS。
[0058]第四旋转轴TM4包括第二行星架PC2，并且选择性地连接到第二旋转轴TM2或变速器壳体H。
[0059]第五旋转轴TM5包括第二内齿圈R2以及第三太阳轮S3和第四太阳轮S4。
[0060]第六旋转轴TM6包括第四行星架PC4，并且选择性地连接到输入轴IS或第二旋转轴 TM2。
[0061]第七旋转轴TM7包括第三行星架PC3和第四内齿圈R4，并且直接连接到输出轴OS。
[0062]第八旋转轴TM8包括第三内齿圈R3，并且选择性地连接到变速器壳体H。
[0063]此外，作为摩擦元件的三个离合器C1、C2和C3设置为将旋转轴TM1-TM8选择性地连接到另外的旋转轴TM1-TM8或输入轴IS。
[0064]此外，作为摩擦元件的三个制动器B1、B2和B3设置为将旋转轴TM1-TM8选择性地连接到变速器壳体H。
[0065]第一离合器Cl插置在第二旋转轴TM2和第四旋转元件TM4之间，并且选择性地连接第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4。
[0066]第二离合器C2插置在第二旋转轴TM2和第六旋转元件TM6之间，并且选择性地连接第二旋转轴TM2和第六旋转轴TM6。
[0067]第三离合器C3插置在输入轴IS和第六旋转元件TM6之间，并且选择性地连接输入轴IS和第六旋转元件TM6。
[0068]第一制动器BI插置在第一旋转轴TMl和变速器壳体H之间，并且操作第一旋转轴TMl作为选择性固定元件。
[0069]第二制动器B2插置在第四旋转轴TM4和变速器壳体H之间，并且操作第四旋转轴TM4作为选择性固定元件。
[0070]第三制动器B3插置在第八旋转轴TM8和变速器壳体H之间，并且操作第八旋转轴TM8作为选择性固定元件。
[0071]包括第一、第二和第三离合器Cl、C2和C3以及第一、第二和第三制动器B1、B2和B3的摩擦元件可以为通过液压操作的湿式常规多碟摩擦元件，但并不限制于此。
[0072]图2为应用于根据本发明的示例性行星齿轮系的每一个换档速度下的摩擦元件的操作图。
[0073]如图2所示，在根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系中，在每一个换档速度下操作三个摩擦元件。
[0074]第二离合器C2以及第二和第三制动器B2和B3在第一前进速度Ist下操作。
[0075]第一离合器Cl以及第二和第三制动器B2和B3在第二前进速度2?下操作。
[0076]第一离合器Cl以及第一和第三制动器BI和B3在第三前进速度3rd下操作。
[0077]第二离合器C2以及第一和第三制动器BI和B3在第四前进速度4?下操作。
[0078]第一和第二离合器Cl和C2以及第一制动器BI在第五前进速度5?下操作。
[0079]第一、第二和第三离合器Cl、C2和C3在第六前进速度6?下操作。
[0080]第一和第三离合器Cl和C3以及第一制动器BI在第七前进速度7?下操作。
[0081 ] 第一和第三离合器Cl和C3以及第二制动器B2在第八前进速度8?下操作。
[0082]第三离合器C3以及第一和第二制动器BI和B2在第九前进速度9?下操作。
[0083]第二和第三离合器C2和C3以及第二制动器B2在第十前进速度10?下操作。
[0084]第一和第二离合器Cl和C2以及第二制动器B2在倒档速度Rev下操作。
[0085]图3A至图3K为根据本发明示例性实施方案的行星齿轮系的杠杆图，并且通过杠杆分析方法显示了根据本发明示例性实施方案的行星齿轮系的换档过程。
[0086]参考图3A至图3K，第一行星齿轮组PGl的三根竖直线设定为第一旋转轴TM1、第二旋转轴TM2和第三旋转轴TM3，第二行星齿轮组PG2的三根竖直线设定为第一旋转轴TMl、第四旋转轴TM4和第五旋转轴TM5，并且复合行星齿轮组CPG的四根竖直线设定为第五旋转轴TM5、第六旋转轴TM6、第七旋转轴TM7和第八旋转轴TM8。
[0087]中间水平线表示“O”旋转速度，上水平线表示正旋转速度，而下水平线表示负旋转速度。
[0088]在第一和第二行星齿轮组PGl和PG2以及复合行星齿轮组CPG的竖直线之间的距离根据齿数比(太阳轮的齿数/内齿圈的齿数)而设定。
[0089]此外，将旋转轴设定在竖直线上对于行星齿轮系领域的一般技术人员来说是公知的，从而将省略其详细描述。
[0090]下面，参考图2以及图3A至图3K，将具体描述根据本发明示例性实施方案的行星齿轮系的换档过程。
[0091][第一前进速度]
[0092]参考图2，第二离合器C2以及第二和第三制动器B2和B3在第一前进速度Ist下进行操作。
[0093]如图3A所示，在输入轴IS的旋转速度被输入到第三旋转轴TM3的状态下，第二旋转轴TM2和第六旋转轴TM6通过操作第二离合器C2而连接，并且第四旋转轴TM4和第八旋转轴TM8通过操作第二和第三制动器B2和B3而作为固定元件进行操作。
[0094]因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第一换档线SPl，并且Dl通过作为输出元件的第七旋转轴TM7而被输出。
[0095][第二前进速度]
[0096]在第二前进速度2nd下，松开在第一前进速度下操作的第二离合器C2，并操作第一尚合器Cl ο
[0097]如图3B所示，在输入轴IS的旋转速度被输入到第三旋转轴TM3的状态下，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过操作第一离合器Cl而连接，并且第四旋转轴TM4和第八旋转轴TM8通过操作第二和第三制动器B2和B3而作为固定元件进行操作。
[0098]因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第二换档线SP2，并且D2通过作为输出元件的第七旋转轴TM7而被输出。
[0099][第三前进速度]
[0100]在第三前进速度3rd下，松开在第二前进速度下操作的第二制动器B2，并操作第一制动器BI。
[0101]如图3C所示，在输入轴IS的旋转速度被输入到第三旋转轴TM3的状态下，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过操作第一离合器Cl而连接，并且第一旋转轴TMl和第八旋转轴TM8通过操作第一和第三制动器BI和B3而作为固定元件进行操作。
[0102]因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第三换档线SP3，并且D3通过作为输出元件的第七旋转轴TM7而被输出。
[0103][第四前进速度]
[0104]在第四前进速度4?下，松开在第三前进速度下操作的第一离合器Cl，并操作第二尚合器C2 ο
[0105]如图3D所示，在输入轴IS的旋转速度被输入到第三旋转轴TM3的状态下，第二旋转轴TM2和第六旋转轴TM6通过操作第二离合器C2而连接,并且第一旋转轴TMl和第八旋转轴TM8通过操作第一和第三制动器BI和B3而作为固定元件进行操作。
[0106]因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第四换档线SP4，并且D4通过作为输出元件的第七旋转轴TM7而被输出。
[0107][第五前进速度]
[0108]在第五前进速度5?下，松开在第四前进速度下操作的第三制动器B3，并操作第一尚合器Cl ο
[0109]如图3E所示，在输入轴IS的旋转速度被输入到第三旋转轴TM3的状态下，第二、第四和第六旋转轴TM2、TM4和TM6通过操作第一和第二离合器Cl和C2而连接，并且第一旋转轴TMl通过操作第一制动器BI而作为固定元件进行操作。
[0110]因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第五换档线SP5，并且D5通过作为输出元件的第七旋转轴TM7而被输出。
[0111][第六前进速度]
[0112]在第六前进速度6?下，松开在第五前进速度下操作的第一制动器BI，并操作第三尚合器C3 ο
[0113]如图3F所示，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过操作第一离合器Cl而连接，第四旋转轴TM4和第六旋转轴TM6通过操作第二离合器C2而连接，并且第三旋转轴TM3和第六旋转轴TM6通过操作第三离合器C3而连接。因此，输入轴IS的旋转速度同时被输入到第三旋转轴TM3和第六旋转轴TM6。
[0114]因此，第一和第二行星齿轮组PGl和PG2以及复合行星齿轮组CPG变为直接联接状态，并且复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第六换档线SP6。因此，D6通过作为输出元件的第七旋转轴TM7而被输出。
[0115][第七前进速度]
[0116]在第七前进速度7?下，松开在第六前进速度下操作的第二离合器C2，并操作第一制动器BI。
[0117]如图3G所示，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过操作第一离合器Cl而连接，并且第三旋转轴TM3和第六旋转轴TM6通过操作第三离合器C3而连接。因此，输入轴IS的旋转速度同时被输入到第三旋转轴TM3和第六旋转轴TM6。此外，第一旋转轴TMl通过操作第一制动器BI而作为固定元件进行操作。
[0118]因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第七换档线SP7，并且D7通过作为输出元件的第七旋转轴TM7而被输出。
[0119][第八前进速度]
[0120]在第八前进速度8?下，松开在第七前进速度下操作的第一制动器BI，并操作第二制动器B2。
[0121]如图3H所示，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过操作第一离合器Cl而连接，并且第三旋转轴TM3和第六旋转轴TM6通过操作第三离合器C3而连接。因此，输入轴IS的旋转速度同时被输入到第三旋转轴TM3和第六旋转轴TM6。此外，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过操作第二制动器B2而作为固定元件进行操作。
[0122]因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第八换档线SP8，并且D8通过作为输出元件的第七旋转轴TM7而被输出。
[0123][第九前进速度]
[0124]在第九前进速度9?下，松开在第八前进速度下操作的第一离合器Cl，并操作第一制动器BI。
[0125]如图31所示，第三旋转轴TM3和第六旋转轴TM6通过操作第三离合器C3而连接。因此，输入轴IS的旋转速度同时被输入到第三旋转轴TM3和第六旋转轴TM6。此外，第一旋转轴TMl和第四旋转轴TM4通过操作第一和第二制动器BI和B2而作为固定元件进行操作。
[0126]因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第九换档线SP9，并且D9通过作为输出元件的第七旋转轴TM7而被输出。
[0127][第十前进速度]
[0128]在第十前进速度10?下，松开在第九前进速度下操作的第一制动器BI，并操作第一宦人興PO--闲口 UZ O
[0129]如图3J所示，第二旋转轴TM2和第六旋转轴TM6通过操作第二离合器C2而连接，并且第三旋转轴TM3和第六旋转轴TM6通过操作第三离合器C3而连接。因此，输入轴IS的旋转速度同时被输入到第三旋转轴TM3和第六旋转轴TM6。此外，第四旋转轴TM4通过操作第二制动器B2而作为固定元件进行操作。
[0130]因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第十换档线SP10，并且DlO通过作为输出元件的第七旋转轴TM7而被输出。
[0131][倒档速度]
[0132]在倒档速度Rev下，对第一离合器Cl、第二离合器C2和第二制动器B2进行操作。
[0133]如图3K所示，在输入轴IS的旋转速度被输入到第三旋转轴TM3的状态下，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过操作第一离合器Cl而连接，第四旋转轴TM4和第六旋转轴TM6通过操作第二离合器C2而连接，并且第四旋转轴TM4通过操作第二制动器B2而作为固定元件进行操作。
[0134]因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成倒档换档线RS，并且REV通过作为输出元件的第七旋转轴TM7而被输出。
[0135]通过组合四个行星齿轮系PG1、PG2、PG3和PG4和三个离合器C1、C2和C3与三个制动器B1、B2和B3，根据本发明示例性实施方案的行星齿轮系可以实现十个前进速度和一个倒档速度。
[0136]因此，根据本发明示例性实施方案的行星齿轮系能够通过自动变速器的多个换档速度而提高动力传递效率和燃料经济性。
[0137]由于在每一个换档速度下操作三个摩擦元件，因此可以减小摩擦拖拽损失，并且可以进一步提闻动力传递效率和燃料经济性。
[0138]为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
[0139]前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导以及其各种替换和改变，很多改变和变化都是可能的。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
【权利要求】
1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括: 输入轴，所述输入轴接收发动机的扭矩； 输出轴，所述输出轴输出经变换的扭矩； 第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有三个旋转元件，并且设置在所述输入轴上； 第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有三个旋转元件，并且在所述第一行星齿轮组之后设置在所述输入轴上； 第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有三个旋转元件，并且在所述第二行星齿轮组之后设置在所述输入轴上； 第四行星齿轮组，所述第四行星齿轮组具有三个旋转元件，并且在所述第三行星齿轮组之后设置在所述输入轴上； 第一旋转轴，所述第一旋转轴具有所述第一行星齿轮组的第一旋转元件和所述第二行星齿轮组的第一旋转元件，并且选择性地连接到变速器壳体，所述第二行星齿轮组的第一旋转元件直接连接到所述第一行星齿轮组的第一旋转元件； 第二旋转轴，所述第二旋转轴具有所述第一行星齿轮组的第二旋转元件； 第三旋转轴，所述第三旋转轴具有所述第一行星齿轮组的第三旋转元件，并且直接连接到所述输入轴； 第四旋转轴，所述第四旋转轴具有所述第二行星齿轮组的第二旋转元件，并且选择性地连接到所述第二旋转轴或所述变速器壳体； 第五旋转轴，所述第五旋转轴具有所述第二行星齿轮组的第三旋转元件、第三行星齿轮组的第一旋转元件以及第四行星齿轮组的第一旋转元件； 第六旋转轴，所述第六旋转轴具有第四行星齿轮组的第二旋转元件，并且选择性地连接到所述输入轴或所述第二旋转轴； 第七旋转轴，所述第七旋转轴具有第三行星齿轮组的第二旋转元件以及第四行星齿轮组的第三旋转元件，并且连接到所述输出轴； 第八旋转轴，所述第八旋转轴具有所述第三行星齿轮组的第三旋转元件，并且选择性地连接到所述变速器壳体；以及 六个摩擦元件，所述六个摩擦元件插置在所述旋转轴之间，或者插置在所述旋转轴与所述输入轴或所述变速器壳体之间。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组中的每一个均为单小齿轮行星齿轮组。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一旋转轴具有第一太阳轮和第二太阳轮， 所述第二旋转轴具有第一行星架， 所述第三旋转轴具有第一内齿圈， 所述第四旋转轴具有第二行星架， 所述第五旋转轴具有第二内齿圈、第三太阳轮和第四太阳轮， 所述第六旋转轴具有第四行星架， 所述第七旋转轴具有第三行星架和第四内齿圈，并且 所述第八旋转轴具有第三内齿圈。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述六个摩擦元件包括: 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第二旋转轴和所述第四旋转轴之间； 第二离合器，所述第二离合器设置在所述第二旋转轴和所述第六旋转轴之间； 第三离合器，所述第三离合器设置在所述输入轴和所述第六旋转轴之间； 第一制动器，所述第一制动器设置在所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间； 第二制动器，所述第二制动器设置在所述第四旋转轴和所述变速器壳体之间；以及 第三制动器，所述第三制动器设置在所述第八旋转轴和所述变速器壳体之间。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器在第一前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器在第二前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器在第三前进速度下操作， 所述第二离合器、所述第一制动器和所述第三制动器在第四前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第二离合器和所述第一制动器在第五前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器在第六前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动器在第七前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动器在第八前进速度下操作， 所述第三离合器、所述第一制动器和所述第二制动器在第九前进速度下操作， 所述第二离合器、所述第三离合器和所述第二制动器在第十前进速度下操作，并且 所述第一离合器、所述第二离合器和第二制动器在倒档速度下操作。
6.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括: 输入轴，所述输入轴接收发动机的扭矩； 输出轴，所述输出轴输出经变换的扭矩； 第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有作为其旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈； 第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈； 第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有作为其旋转元件的第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈； 第四行星齿轮组，所述第四行星齿轮组具有作为其旋转元件的第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈； 第一旋转轴，所述第一旋转轴包括所述第一太阳轮和所述第二太阳轮，并且选择性地连接到变速器壳体； 第二旋转轴，所述第二旋转轴包括所述第一行星架； 第三旋转轴，所述第三旋转轴包括所述第一内齿圈，并且直接连接到所述输入轴； 第四旋转轴，所述第四旋转轴包括所述第二行星架，并且选择性地连接到所述第二旋转轴或所述变速器壳体； 第五旋转轴，所述第五旋转轴包括所述第二内齿圈、所述第三太阳轮和所述第四太阳轮； 第六旋转轴，所述第六旋转轴包括所述第四行星架，并且选择性地连接到所述输入轴或所述第二旋转轴； 第七旋转轴，所述第七旋转轴包括所述第三行星架和所述第四内齿圈，并且直接连接到所述输出轴； 第八旋转轴，所述第八旋转轴包括所述第三内齿圈，并且选择性地连接到所述变速器壳体；以及 六个摩擦元件，所述六个摩擦元件插置在所述旋转轴之间，或者插置在所述旋转轴与所述输入轴或所述变速器壳体之间。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组中的每一个均为单小齿轮行星齿轮组。
8.根据权利要求6所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述六个摩擦元件包括: 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第二旋转轴和所述第四旋转轴之间； 第二离合器，所述第二离合器设置在所述第二旋转轴和所述第六旋转轴之间； 第三离合器，所述第三离合器设置在所述输入轴和所述第六旋转轴之间； 第一制动器，所述第一制动器设置在所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间； 第二制动器，所述第二制动器设置在所述第四旋转轴和所述变速器壳体之间；以及 第三制动器，所述第三制动器设置在所述第八旋转轴和所述变速器壳体之间。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器在第一前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器在第二前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器在第三前进速度下操作， 所述第二离合器、所述第一制动器和所述第三制动器在第四前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第二离合器和所述第一制动器在第五前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器在第六前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动器在第七前进速度下操作， 所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动器在第八前进速度下操作， 所述第三离合器、所述第一制动器和所述第二制动器在第九前进速度下操作， 所述第二离合器、所述第三离合器和所述第二制动器在第十前进速度下操作，并且 所述第一离合器、所述第二离合器和第二制动器在倒档速度下操作。
【文档编号】F16H57/08GK104235283SQ201310751385
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】卢明勋, 徐罡寿, 鞠再昌 申请人:现代自动车株式会社