用于车辆的变速器的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的变速器，其通过实施多挡位换挡来提高燃料效率，并且通过使用在发动机的低RPM范围的运行点来改善车辆的乘行舒适性。

背景技术：

近来，不断升高的油价已经导致全世界的车辆制造商投入到无休止的竞争中。尤其对于发动机而言，制造商已经努力致力于通过减小发动机尺寸等来降低车辆的重量并提高燃料效率。

对于自动变速器而言，存在各种方法来提高燃料效率，并且通过实施多挡位换挡来同时确保可操作性和燃料效率的竞争性。

然而，在挡位数量增加时，自动变速器中的构件数量也增加，因而自动变速器可能难以安装，制造成本和重量也可能会增加，并且动力传输效率可能会变差。

因此，为了通过多挡位换挡来增加提高燃料效率的效果，开发能够利用少量的构件来实现最大化效率的行星齿轮系结构将是非常重要的。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，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。

技术实现要素：

本发明的各个方面致力于提供这样一种用于车辆的变速器，其通过实施多挡位换挡来提高燃料效率，并且通过使用在发动机的低RPM范围的运行点来改善车辆的乘行舒适性。

根据本发明的各个方面，一种用于车辆的变速器可以包括：第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组、 以及多个摩擦构件，每个行星齿轮组包括三个旋转元件，其中，所述第一行星齿轮组可以包括：第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，所述第一旋转元件连接至输入轴，所述第二旋转元件作为选择性的固定元件工作，并且与第三行星齿轮组的第三旋转元件选择性地连接，所述第三旋转元件与第二行星齿轮组的第二旋转元件连接，所述第二行星齿轮组可以包括：第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，所述第一旋转元件作为固定元件工作，所述第二旋转元件选择性地连接至输出轴，所述第三旋转元件与第四行星齿轮组的第三旋转元件选择性地连接，所述第三行星齿轮组可以包括：第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，所述第一旋转元件与第四行星齿轮组的第一旋转元件连接，所述第二旋转元件连接至输入轴，所述第三旋转元件选择性地连接至第四行星齿轮组中的第二旋转元件，所述第四行星齿轮组可以包括连接至输出轴的第二旋转元件，所述摩擦构件可以连接至行星齿轮组旋转元件中的至少一个或多个，并且控制旋转元件的旋转。

在所述第一行星齿轮组中，第一旋转元件可以为第一太阳轮，第二旋转元件可以为第一行星架，第三旋转元件可以为第一内齿圈，在所述第二行星齿轮组中，第一旋转元件可以为第二太阳轮，第二旋转元件可以为第二行星架，第三旋转元件可以为第二内齿圈，在所述第三行星齿轮组中，第一旋转元件可以为第三太阳轮，第二旋转元件可以为第三行星架，第三旋转元件可以为第三内齿圈，在所述第四行星齿轮组中，第一旋转元件可以为第四太阳轮，第二旋转元件可以为第四行星架，第三旋转元件可以为第四内齿圈。

所述第一行星齿轮组的第二旋转元件可以通过第三离合器与变速器壳体连接以及断开，所述第一行星齿轮组的第二旋转元件和所述第三行星齿轮组的第三旋转元件可以通过第四离合器彼此连接以及断开。

所述第二行星齿轮组的第一旋转元件可以连接至变速器壳体，所述第二行星齿轮组的第二旋转元件可以通过第一离合器与输出轴连接以及断开，所述第二行星齿轮组的第三旋转元件和所述第四行星齿轮组的第三旋转元件可以通过第五离合器而彼此连接以及断开。

所述第三行星齿轮组的第三旋转元件和所述第四行星齿轮组的第二旋转元件可以通过第二离合器而彼此连接以及断开，所述第三行星齿轮组的第三旋转元件和所述第四行星齿轮组的第三旋转元件可以通过第六离合器而彼此连接以及断开。

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可以在轴向方向上顺序地布置。

所述摩擦构件可以包括：第一离合器，其设置为用于将第二行星齿轮组的第二旋转元件与输出轴连接以及断开；第二离合器，其设置为用于将第三行星齿轮组的第三旋转元件与第四行星齿轮组的第二旋转元件连接以及断开；第三离合器，其设置为用于将第一行星齿轮组的第二旋转元件与变速器壳体连接以及断开；第四离合器，其设置为用于将第一行星齿轮组的第二旋转元件与第三行星齿轮组的第三旋转元件连接以及断开；第五离合器，其设置为用于将第二行星齿轮组的第三旋转元件与第四行星齿轮组的第三旋转元件连接以及断开；第六离合器，其设置为用于将第三行星齿轮组的第三旋转元件与第四行星齿轮组的第三旋转元件连接以及断开。

根据本发明的各个方面，一种用于车辆的变速器可以包括：第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组，每个行星齿轮组包括三个旋转元件；输入轴，其连接至第一行星齿轮组的第一旋转元件和第三行星齿轮组的第二旋转元件；第一轴，其将第一行星齿轮组的第二旋转元件、第三离合器和第四离合器连接；第二轴，其将第一行星齿轮组的第三旋转元件、第二行星齿轮组的第二旋转元件以及第一离合器连接；第三轴，其将第三行星齿轮组的第三旋转元件、第二离合器、第四离合器和第六离合器连接；第四轴，其将第二行星齿轮组的第三旋转元件和第五离合器连接；第五轴，其将第四行星齿轮组的第三旋转元件、第五离合器和第六离合器连接；第六轴，其将第三行星齿轮组的第一旋转元件和第四行星齿轮组的第一旋转元件连接；输出轴，其将第四行星齿轮组的第二旋转元件、第一离合器和第二离合器连接；变速器壳体，其与第二行星齿轮组的第一旋转元件和第三离合器连接。

所述第一离合器可以设置为用于将第二轴与输出轴连接以及断 开，所述第二离合器可以设置为用于将第三轴与输出轴连接以及断开，所述第三离合器可以设置为用于将第一轴与变速器壳体连接以及断开，所述第四离合器可以设置为用于将第一轴与第三轴连接以及断开，所述第五离合器可以设置为用于将第四轴与第五轴连接以及断开，所述第六离合器可以设置为用于将第三轴与第五轴连接以及断开。

所述第一离合器可以设置为用于将第二行星齿轮组的第二旋转元件与输出轴连接以及断开，所述第二离合器可以设置为用于将第三行星齿轮组的第三旋转元件与第四行星齿轮组的第二旋转元件连接以及断开，所述第三离合器可以设置为用于将第一行星齿轮组的第二旋转元件与变速器壳体连接以及断开，所述第四离合器可以设置为用于将第一行星齿轮组的第二旋转元件与第三行星齿轮组的第三旋转元件连接以及断开，所述第五离合器可以设置为用于将第二行星齿轮组的第三旋转元件与第四行星齿轮组的第三旋转元件连接以及断开，所述第六离合器可以设置为用于将第三行星齿轮组的第三旋转元件与第四行星齿轮组的第三旋转元件连接以及断开。

如上所述，由于第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4的旋转元件通过多个离合器而选择性地连接/断开，所以它们的旋转速度和方向改变并且相应地执行换挡。因此，车辆能够利用十个或更多个前进换挡挡位和一个倒车换挡挡位的传动比来驱动。因此，可以通过实施多挡位换挡来提高燃料效率，并且通过使用在发动机的低RPM范围的运行点来改善车辆的乘行舒适性。

应当理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非石油能源的燃料)。正如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将 在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为示出了根据本发明的用于车辆的示例性变速器的示意图；

图2为示出了根据本发明的用于车辆的示例性变速器在每个挡位的操作图。

应当理解的是，附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。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。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各种实施方案，这些实施方案的示例示于附图中并且描述如下。尽管将结合示例性实施方案来描述本发明，但是将理解的是，本说明书并非旨在将本发明限制于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替选方式、修改方式、等同方式以及其它的实施方案。

根据本发明的各个实施方案的用于车辆的变速器主要包括：第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4，每个行星齿轮组可以包括三个旋转元件，即，第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件。

参见图1，第一行星齿轮组PG1的第一旋转元件可以连接至输入轴INPUT。例如，第一行星齿轮组PG1中的第一旋转元件可以为第一太阳轮S1，第一太阳轮S1可以通过直接地连接至输入轴INPUT而作为恒定的输入元件工作。

第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件可以操作为选择性的固定元件。例如，第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件可以为第一行星架CR1，第一行星架CR1可以通过摩擦构件而与变速器壳体CS连接/断开。

第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件可以与第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件选择性地连接。例如，第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件可以为第三内齿圈R3，第一行星架CR1和第三内齿圈R3可以通过摩擦构件而彼此连接/断开。

第一行星齿轮组PG1的第三旋转元件可以与第二行星齿轮组PG2的第二旋转元件连接。例如，第一行星齿轮组PG1中的第三旋转元件可以为第一内齿圈R1，而第二行星齿轮组PG2中的第二旋转元件可以为第二行星架CR2，从而第一内齿圈R1和第二行星架CR2可以彼此直接地连接。

第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件可以作为固定元件工作。例如，第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件可以为第二太阳轮S2，第二太阳轮S2可以通过直接地连接至变速器壳体CS而作为恒定的固定元件工作。

第二行星齿轮组PG2的第二旋转元件可以选择性地连接至输出轴OUTPUT。例如，第二行星齿轮组PG2中的第二旋转元件可以为第二行星架CR2，第二行星架CR2和输出轴OUTPUT可以通过摩擦构件而彼此连接/断开。

第二行星齿轮组PG2的第三旋转元件可以与第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件选择性地连接。例如，第二行星齿轮组PG2的第三旋转元件可以为第二内齿圈R2，而第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件可以为第四内齿圈R4，从而第二内齿圈R2和第四内齿圈R4可以通过摩擦构件而彼此连接/断开。

第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件可以与第四行星齿轮组PG4中的第一旋转元件连接。例如，第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件可以为第三太阳轮S3，而第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件可以为第四太阳轮S4，从而第三太阳轮S3和第四太阳轮S4可以彼此直接地连接。

第三行星齿轮组PG3的第二旋转元件可以连接至输入轴INPUT。例如，第三行星齿轮组PG3的第二旋转元件可以为第三行星架CR3，第三行星架CR3可以通过直接地连接至输入轴INPUT而作为恒定的输入元件工作。

第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件可以与第四行星齿轮组PG4的第二旋转元件选择性地连接。例如，第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件可以为第三内齿圈R3，而第四行星齿轮组PG4的第二旋转元件可以为第四行星架CR4，从而第三内齿圈R3和第四行星架CR4可以通过摩擦构件而彼此连接/断开。

第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件可以与第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件选择性地连接。例如，第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件可以为第四内齿圈R4，第三内齿圈R3和第四内齿圈R4可以通过摩擦构件而彼此连接/断开。

第四行星齿轮组PG4的第二旋转元件可以连接至输出轴OUTPUT。例如，第四行星齿轮组PG4的第二旋转元件可以为第四行星架CR4，第四行星架CR4可以通过直接地连接至输出轴OUTPUT而作为恒定的输出元件工作。

在本发明中，第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4可以在输入轴INPUT和输出轴OUTPUT的轴向方向上顺序地布置。此外，第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4都可以为单小齿轮行星齿轮组。

本发明可以进一步地包括多个摩擦构件，它们连接至行星齿轮组的旋转元件中的至少一个或多个，并且控制旋转元件的旋转。这些摩擦构件可以为第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、第四离合器C4、第五离合器C5和第六离合器C6。

具体地，第一离合器C1可以设置为用于将第二行星架CR2(其为第二行星齿轮组PG2的第二旋转元件)与输出轴OUTPUT连接/断开。

第二离合器C2可以设置为用于将第三内齿圈R3(其为第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件)与第四行星架CR4(其为第四行星齿轮组PG4的第二旋转元件)连接/断开。

第三离合器C3可以设置为用于将第一行星架CR1(其为第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件)与变速器壳体CS连接/断开。

第四离合器C4可以设置为用于将第一行星架CR1(其为第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件)与第三内齿圈R3(其为第三行星齿轮组 PG3的第三旋转元件)连接/断开。

第五离合器C5可以设置为用于将第二内齿圈R2(其为第二行星齿轮组PG2的第三旋转元件)与第四内齿圈R4(其为第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件)连接/断开。

第六离合器C6可以设置为用于将第三内齿圈R3(其为第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件)与第四内齿圈R4(其为第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件)连接/断开。

另一方面，行星齿轮组的旋转元件可以通过输入轴INPUT、第一轴A1至第六轴A6以及输出轴OUTPUT而连接。

参见图1，第一行星齿轮组PG1的第一旋转元件和第三行星齿轮组PG3的第二旋转元件可以直接地连接至输入轴INPUT。

第一行星齿轮组PG1中的第二旋转元件、第三离合器C3的第一侧、以及第四离合器C4的第一侧可以连接至第一轴A1。

第一行星齿轮组PG1的第三旋转元件、第二行星齿轮组PG2的第二旋转元件以及第一离合器C1的第一侧可以连接至第二轴A2。

第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件、第二离合器C2的第一侧、第四离合器C4的第二侧以及第六离合器C6的第一侧可以连接至第三轴A3。

第二行星齿轮组PG2的第三旋转元件和第五离合器C5的第一侧可以连接至第四轴A4。

第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件、第五离合器C5的第二侧以及第六离合器C6的第二侧可以连接至第五轴A5。

第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件和第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件可以连接至第六轴A6。

第四行星齿轮组PG4的第二旋转元件、第一离合器C1的第二侧以及第二离合器C2的第二侧可以连接至输出轴OUTPUT。

第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件和第三离合器C3的第二侧可以连接至变速器壳体CS。

例如，第一离合器C1可以设置为用于将第二轴A2与输出轴OUTPUT连接/断开，第二离合器C2可以设置为用于将第三轴A3与输出轴OUTPUT连接/断开，第三离合器C3可以设置为用于将第一轴A1 与变速器壳体CS连接/断开。

另外，第四离合器C4可以设置为用于将第一轴A1与第三轴A3连接/断开，第五离合器C5可以设置在第四轴A4与第五轴A5之间，第六离合器C6可以设置为用于将第三轴A3与第五轴A5连接/断开。

图2为示出了根据本发明的各个实施方案的用于车辆的变速器在每个挡位的操作图，其中，例如为了实现第1挡位的传动比，第二离合器C2、第三离合器C3和第五离合器C5可以连接，而所有其它的摩擦构件可以断开。

为了实施第2挡位的传动比，第三离合器C3、第四离合器C4、第五离合器C5可以连接，而所有其它的摩擦构件可以断开。另外，对于其它的挡位，可以通过如图中所示的连接/断开方式利用对应于相应挡位的传动比来驱动车辆。

如上所述，由于第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4的旋转元件通过多个离合器而选择性地连接/断开，它们的旋转速度和方向改变，而可以相应地执行换挡。因此，车辆能够利用十个或更多个前进换挡挡位和一个倒车换挡挡位的传动比来驱动。这样，可以通过实施多挡位换挡来提高燃料效率，并且通过使用在发动机的低RPM范围的运行点来改善车辆的乘行舒适性。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，且显然的是，根据以上教导若干修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述以解释本发明的特定原理及其实际应用，由此使得本领域的其它技术人员能够利用并实现本发明的各种示例性实施方案及其各种可替选方式和修改方式。本发明的范围旨在通过所附权利要求及其等同形式来限定。