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的每分钟转数(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，例如，通过实现多个换挡挡位而能够同时确保可操作性和燃料效率的竞争力。

然而，当挡位增加时，自动变速器中的部件的数量也会增加，从而会使得自动变速器难以安装，也会使其制造成本和重量增加，并且还会使动力传递效率变差。

因此，为了通过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结构将是至关重要的。

公开于该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。

技术实现要素：

因此，本发明谨记出现在相关技术中的上述问题，因此本发明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。

为了实现上述目标，根据本发明的一个方面，提供了一种用于车 辆的变速器，其包括：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一旋转元件选择性地连接并与所述第三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一旋转元件选择性地连接并且与所述第二行星齿轮组的第二旋转元件连接；所述第三行星齿轮组包括：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；第三旋转元件，其连接至输出轴；所述第四行星齿轮组包括：第一旋转元件，其与所述第二行星齿轮组的第一旋转元件选择性地连接；第二旋转元件，其连接至输出轴；第三旋转元件，其作为固定元件工作；以及所述摩擦构件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。

在所述第一行星齿轮组中，所述第一旋转元件可以为第一太阳轮，所述第二旋转元件可以为第一行星架，并且所述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，所述第一旋转元件可以为第二太阳轮，所述第二旋转元件可以为第二行星架，并且所述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，所述第一旋转元件可以为第三太阳轮，所述第二旋转元件可以为第三行星架，并且所述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，所述第一旋转元件可以为第四太阳轮，所述第二旋转元件可以为第四行星架，并且所述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一离合器接合或释放而连接至变速器壳体或者从变速器壳体断开；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一旋转元件可以通过第二离合器接合或释放而彼此连接或断开；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一旋转元件可以通过第三离合器接合或释放而彼此连接或断开；并且所述第一行星齿轮组的第三旋转元件和所述第二行星齿轮组的第一旋转元件可以通过第四离合器接合或释放而彼此连接或断开。

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可以通过第六离合器接合或释放而彼此连接或断开。

所述第四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可以通过第五离合器接合或释放而彼此连接或断开。

所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组以及所述第四行星齿轮组可以沿着所述输入轴或所述输出轴的轴向方向顺序地布置。

所述摩擦构件可以包括：第一离合器，其设置为用于选择性地连接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，其设置为用于选择性地连接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一旋转元件；第三离合器，其设置为用于选择性地连接所述第一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；第四离合器，其设置为用于选择性地连接所述第一行星齿轮组的第三旋转元件与所述第二行星齿轮组的第一旋转元件；第五离合器，其设置为用于选择性地连接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；第六离合器，其设置为用于选择性地连接所述第二行星齿轮组的第三旋转元件与所述第三行星齿轮组的第一旋转元件。

为了实现上述目标，根据本发明的另外一方面，提供了一种用于车辆的变速器，该变速器包括：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、第二离合器、第四离合器以及第五离合器；第四轴，其连接所述第二行星齿轮组的第三旋转元件和第六离合器；第五轴，其连接所述第三行星齿轮组的第一旋转元件、第三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和第五离合器；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，其与所述第四行星齿轮组的第三旋转元件和第一离合器连接。

所述第一离合器可以设置为用于选择性地连接所述第一轴与所述变速器壳体；所述第二离合器可以设置为用于选择性地连接所述第一轴与所述第三轴；所述第三离合器可以设置为用于选择性地连接所述第一轴与所述第五轴；所述第四离合器可以设置为用于选择性地连接所述第二轴与所述第三轴；所述第五离合器可以设置为用于选择性地连接所述第三轴与所述第六轴；并且所述第六离合器可以设置为用于选择性地连接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选择性地连接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选择性地连接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一旋转元件；所述第三离合器可以设置为用于选择性地连接所述第一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；所述第四离合器可以设置为用于选择性地连接所述第一行星齿轮组的第三旋转元件与所述第二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选择性地连接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选择性地连接所述第二行星齿轮组的第三旋转元件与所述第三行星齿轮组的第一旋转元件。

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并且会相应地执行换挡。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。

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

通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其他优点，在这些附图中：

图1为示出了根据本发明实施方案的用于车辆的变速器结构的示意图；

图2为示出了根据本发明实施方案的用于车辆的变速器在每个挡位的操作图。

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，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。

根据本发明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，并且每个行星齿轮组可以包括多个旋转元件，例如包括三个旋转元件，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连接至输入轴INPUT。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而作为或者始终作为输入元件工作。

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为第一行星架CR1，通过接合或释放摩擦构件，该第一行星架CR1可以连接至变速器壳体CS或者从变速器壳体CS断开。

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，通过接合或释放摩擦构件，第一行星架 CR1和第二太阳轮S2可以彼此连接或断开。

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，通过使摩擦构件接合或释放，第一行星架CR1和第三太阳轮S3可以彼此连接或断开。

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的第一旋转元件选择性地连接。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的第一旋转元件可以为第二太阳轮S2，因此通过接合或释放摩擦构件，第一内齿圈R1和第二太阳轮S2可以彼此连接或断开。

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的第二旋转元件直接地连接。例如，第二行星齿轮组PG2的第二旋转元件可以为第二行星架CR2，第一内齿圈R1和第二行星架CR2可以直接地连接至彼此。

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，因此通过接合或释放摩擦构件，第三太阳轮S3和第二内齿圈R2可以彼此连接或断开。

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，第三行星架CR3可以通过直接地连接至输入轴INPUT而作为或者始终作为输入元件工作。

第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件可以连接至输出轴OUTPUT。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，第三内齿圈R3可以通过直接地连接至输出轴OUTPUT而作为或者始终作为输出元件工作。

第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件可以与第二行星齿轮组PG2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，并且第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件可以为第二太阳轮S2，因此通过接合或释放摩擦构件，第四太阳轮 S4和第二太阳轮S2可以彼此连接或断开。

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而作为或者者始终作为输出元件工作。

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而作为或者始终作为固定元件工作。

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中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、第二离合器C2、第三离合器C3、第四离合器C4、第五离合器C5以及第六离合器C6。

具体地，第一离合器C1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。

第二离合器C2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)与第二太阳轮S2(其为第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件)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)与第三太阳轮S3(其为第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件)连接/断开。

第四离合器C4可以设置为用于将第一内齿圈R1(其为第一行星齿轮组PG1的第三旋转元件)与第二太阳轮S2(其为第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件)连接/断开。

第五离合器C5可以设置为用于将第二太阳轮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)连接/断开。

第六离合器C6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)与第三太阳轮S3(其为第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件)连接/断开。

另外一方面，所述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、第二离合器C2的第二侧、第四离合器C4的第二侧以及第五离合器C5的第一侧可以连接至第三轴A3。

第二行星齿轮组PG2的第三旋转元件和第六离合器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、第三离合器C3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的第一旋转元件和第五离合器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直接地连接至输出轴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可以设置为用于使第一轴A1与变速器壳体CS连接/断开，第二离合器C2可以设置为用于使第一轴A1与第三轴A3连接/断开，第三离合器C3可以设置为用于使第一轴A1与第五轴A5连接/断开。

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

图2为示出了根据本发明实施方案的用于车辆的变速器在每个挡位的操作图。在所示出的实施方案中，例如，为了实现第1挡位传动比，可以将第二离合器C2、第四离合器C4以及第五离合器C5连接，并且可以将所有的其他的摩擦构件断开。

为了实现第2挡位传动比，可以将第二离合器C2、第五离合器C5以及第六离合器C6连接，并且可以将所有的其他摩擦构件断开。此外，如该图中所示，至于其他的挡位，车辆可以通过选择性地接合/释放不同的离合器而以对应于各挡位的传动比行驶。

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并且相应地执行换挡。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。