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，其能够通过实施多个换挡挡位来提高燃料效率，并且能够利用在发动机的较低RPM范围内的运行点来提高车辆的乘行舒适性。

背景技术：

近来，油价的上涨使得全世界的汽车制造商进入到无休止的竞争中。具体地，就发动机而言，制造商在努力通过缩小发动机尺寸等等来降低重量并提高车辆的燃料效率。

就自动变速器而言，存在多种提高燃料效率的方法，通过实施多个挡位换挡能够同时保证可操作性和燃料效率的竞争力。

然而，随着挡位数量的增加，自动变速器中的部件的数量也会增加，这会使得自动变速器难以安装，也会使制造成本和重量增加，并且还会使动力传输效率变差。

因此，为了利用多个换挡挡位来增大燃料效率提高的效果，研制一种能够利用较少的部件来实现最大化效率的传动系的结构将是非常重要的。

公开于本发明的背景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。

技术实现要素：

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的变速器，其能够通过实现多个换挡挡位来提高燃料效率，并且能够利用在发动机的较低RPM范围内的运行点来提高车辆的乘行舒适性。

根据本发明的各个方面，一种用于车辆的变速器，其可以包括：第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组以及第四行星齿 轮组，每个行星齿轮组包括三个旋转元件；以及多个摩擦构件；其中，所述第一行星齿轮组可以包括：第一旋转元件，其连接至输入轴；第二旋转元件，其作为选择性的固定元件工作，并且与所述第二行星齿轮组的第三旋转元件选择性地连接以及与所述第四行星齿轮组的第一旋转元件选择性地连接；以及第三旋转元件，其与所述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，其与所述第四行星齿轮组的第一旋转元件选择性地连接；第二旋转元件，其与所述第三行星齿轮组的第一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，其与所述第二行星齿轮组的第三旋转元件选择性地连接；第二旋转元件，其连接至输入轴；以及第三旋转元件，其连接至输出轴；所述第四行星齿轮组可以包括：第二旋转元件，其连接至输出轴；以及第三旋转元件，其作为固定元件工作；所述摩擦构件可以连接至行星齿轮组的至少一个旋转元件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；以及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利用第一离合器可以连接至变速器壳体以及从变速器壳体断开；所述第一行星齿轮组的第二旋转元件和所述第二行星齿轮组的第三旋转元件利用第二离合器可以连接至彼此以及从彼此断开；所述第一行星齿轮组的第二旋转元件和所述第四行星齿轮组的第一旋转元件利用第三离合器可以连接至彼此以及从彼此断开。

所述第二行星齿轮组的第一旋转元件和所述第四行星齿轮组的第一旋转元件利用第五离合器可以连接至彼此以及从彼此断开；所述第二行星齿轮组的第二旋转元件和所述第三行星齿轮组的第一旋转元件 利用第四离合器可以连接至彼此以及从彼此断开。

所述第三行星齿轮组的第一旋转元件和所述第二行星齿轮组的第三旋转元件利用第六离合器可以连接至彼此以及从彼此断开。

所述第四行星齿轮组的第三旋转元件可以直接地连接至变速器壳体。

所述第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组以及第四行星齿轮组可以沿着轴向方向顺序地布置。

所述摩擦构件可以包括：第一离合器，其设置为用于连接以及断开所述第一行星齿轮组的第二旋转元件与变速器壳体；第二离合器，其设置为用于连接以及断开所述第一行星齿轮组的第二旋转元件与所述第二行星齿轮组的第三旋转元件；第三离合器，其设置为用于连接以及断开所述第一行星齿轮组的第二旋转元件与所述第四行星齿轮组的第一旋转元件；第四离合器，其设置为用于连接以及断开所述第二行星齿轮组的第二旋转元件与所述第三行星齿轮组的第一旋转元件；第五离合器，其设置为用于连接以及断开所述第二行星齿轮组的第一旋转元件与所述第四行星齿轮组的第一旋转元件；以及第六离合器，其设置为用于连接以及断开所述第三行星齿轮组的第一旋转元件与所述第二行星齿轮组的第三旋转元件。

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

所述第一离合器可以设置为用于连接以及断开所述第一轴与变速器壳体；所述第二离合器可以设置为用于连接以及断开所述第一轴与所述第四轴；所述第三离合器可以设置为用于连接以及断开所述第一轴与所述第六轴；所述第四离合器可以设置为用于连接以及断开所述第二轴与所述第五轴；所述第五离合器可以设置为用于连接以及断开所述第三轴与所述第六轴；所述第六离合器可以设置为用于连接以及断开所述第四轴与所述第五轴。

所述第一离合器可以设置为用于连接以及断开所述第一行星齿轮组的第二旋转元件与所述变速器壳体；所述第二离合器可以设置为用于连接以及断开所述第一行星齿轮组的第二旋转元件与所述第二行星齿轮组的第三旋转元件；所述第三离合器可以设置为用于连接以及断开所述第一行星齿轮组的第二旋转元件与所述第四行星齿轮组的第一旋转元件；所述第四离合器可以设置为用于连接以及断开所述第二行星齿轮组的第二旋转元件与所述第三行星齿轮组的第一旋转元件；所述第五离合器可以设置为用于连接以及断开所述第二行星齿轮组的第一旋转元件与所述第四行星齿轮组的第一旋转元件；所述第六离合器可以设置为用于连接以及断开所述第三行星齿轮组的第一旋转元件与所述第二行星齿轮组的第三旋转元件。

如上所述，由于第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组以及第四行星齿轮组的旋转元件通过多个离合器而选择性地连接/断开，因此这些旋转元件的旋转速度和方向会被改变以及会执行换挡。从而，车辆能够以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行驶。因此，本发明能够通过实现多个换挡挡位来提高燃料效率，并且能够通过利用在发动机的较低RPM范围内的运行点来提高车辆的乘行舒适性。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，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汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，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)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，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，根据并入本文中的附图和随后的具体实施方案，这些特性和优点将是显而易见的，或者将进行详细陈述，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结构示意图；

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，所附附图并非是按照比例，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。本发明所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)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个实施方案，这些实施方案的示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，应当理解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。

根据本发明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以及第四行星齿轮组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、第二旋转元件及第三旋转元件。

参见图1，第一行星齿轮组PG1的第一旋转元件可以通过连接至输入轴INPUT而作为输入元件工作。例如，第一行星齿轮组PG1的第 一旋转元件可以为第一太阳轮S1，该第一太阳轮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作为选择性的固定元件工作。例如，第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件可以是第一行星架CR1，该第一行星架CR1可以通过摩擦构件连接至变速器壳体CS或者从变速器壳体CS断开，以能够作为选择性的固定元件工作。

第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件可以与第二行星齿轮组PG2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，并且第一行星架CR1和第二内齿圈R2可以通过摩擦构件而彼此连接/断开。

第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件可以与第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件选择性地连接。例如，第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件可以为第四太阳轮S4，第一行星架CR1和第四太阳轮S4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的第三旋转元件可以为第一内齿圈R1，并且第二行星齿轮组PG2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可以连接至彼此。第一内齿圈R1和第二行星架CR2可以直接地连接至彼此。

第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件可以与第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件选择性地连接。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，并且第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件可以为第四太阳轮S4，从而第二太阳轮S2和第四太阳轮S4可以通过摩擦构件而彼此连接/断开。

第二行星齿轮组PG2的第二旋转元件可以与第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件选择性地连接。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，第二行星架CR2和第三太阳轮S3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二行星齿轮组PG2的第三旋转元件选择性地连接。例如，第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件可以为第三太阳轮S3，并且第二行星齿轮组PG2的第三旋转元 件可以为第二内齿圈R2，从而第三太阳轮S3和第二内齿圈R2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，该第三行星架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通过连接至输出轴OUTPUT而作为输出元件工作。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，该第三内齿圈R3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。

第四行星齿轮组PG4的第二旋转元件也可以通过连接至输出轴OUTPUT而作为输出元件工作。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，该第四行星架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。

第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件可以作为固定元件工作。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，该第四内齿圈R4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。

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以及第四行星齿轮组PG4可以沿着输入轴INPUT和输出轴OUTPUT的轴向方向顺序地布置。此外，所有的第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3以及第四行星齿轮组PG4可以为单小齿轮行星齿轮组。

本发明可以进一步包括多个摩擦构件，所述多个摩擦构件连接至行星齿轮组的至少一个或多个旋转元件并且控制这些旋转元件的旋转。所述多个摩擦构件可以为第一离合器C1至第六离合器C6。

具体地，第一离合器C1可以设置为用于连接/断开第一行星架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。

第二离合器C2可以设置为用于连接/断开第一行星架CR1(其为第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件)与第二内齿圈R2(其为第二行星齿轮组PG2的第三旋转元件)。

第三离合器C3可以设置为用于连接/断开第一行星架CR1(其为第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件)与第四太阳轮S4(其为第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件)。

第四离合器C4可以设置为用于连接/断开第二行星架CR2(其为第二行星齿轮组PG2的第二旋转元件)与第三太阳轮S3(其为第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件)。

第五离合器C5可以设置为用于连接/断开第二太阳轮S2(其为第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件)与第四太阳轮S4(其为第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件)。

第六离合器C6可以设置为用于连接/断开第三太阳轮S3(其为第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件)与第二内齿圈R2(其为第二行星齿轮组PG2的第三旋转元件)。

另外一方面，行星齿轮组的旋转元件可以经由输入轴INPUT、第一轴A1至第六轴A6以及输出轴OUTPUT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的第二旋转元件、第一离合器C1的第一侧、第二离合器C2的第一侧以及第三离合器C3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四离合器C4的第一侧可以连接至第二轴A2。

第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件和第五离合器C5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、第二离合器C2的第二侧以及第六离合器C6的第一侧可以连接至第四轴A4。

第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件、第四离合器C4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。

第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件、第三离合器C3的第二侧以及第五离合器C5的第二侧可以连接至第六轴A6。

第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件和第四行星齿轮组PG4的第二旋转元件可以连接至输出轴OUTPUT。

第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件以及第一离合器C1的第二侧可以连接至变速器壳体CS。

例如，第一离合器C1可以设置为用于连接/断开第一轴A1与变速器壳体CS，第二离合器C2可以设置为用于连接/断开第一轴A1与第四轴A4，第三离合器C3可以设置为用于连接/断开第一轴A1与第六轴A6。

此外，第四离合器C4可以设置为用于连接/断开第二轴A2与第五轴A5，第五离合器C5可以设置在第三轴A3与第六轴A6之间，第六离合器C6可以设置为用于连接/断开第四轴A4与第五轴A5。

图2为示出了根据本发明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挡位传动比，可以连接第二离合器C2、第三离合器C3以及第五离合器C5，并且可以释放所有的其他摩擦构件。

为了实现第2挡位传动比，可以连接第三离合器C3、第五离合器C5以及第六离合器C6，并且可以释放所有的其他摩擦构件。此外，如该图中所示，至于其他的挡位，车辆可以通过连接/断开的方式而以相应挡位的传动比行驶。

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以及第四行星齿轮组PG4的旋转元件利用多个离合器而选择性地连接/断开，因此这些旋转元件的旋转速度和方向会被改变，并能够相应地执行换挡。从而，车辆能够以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行驶。因此，本发明能够通过实现多个换挡挡位来提高燃料效率，并且能够通过利用在发动机的较低RPM范围内的运行点来提高车辆的乘行舒适性。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在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。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。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。