用于车辆的变速器的制作方法

本发明涉及用于车辆的变速器，其可以通过实现多挡位换挡来提高燃料效率，并且可以通过使用在发动机的低RPM范围内的运行点来提高车辆的驾驶舒适性。

背景技术：

最近，增长的油价已经促使全世界的车辆制造商进入了无限的竞争。具体而言，对于发动机而言，制造商已经做出努力通过减小发动机的尺寸等来降低车辆的重量并提高车辆的燃料效率。

而对于自动变速器而言，存在着各种提高燃料效率的方法，并且可操作性和燃料效率的竞争力都可以通过实现多挡位换挡而得到保证。

然而，当换挡挡位增加时，自动变速器中的部件数量也增加，使得自动变速器可能难以安装，制造成本和重量可能增加，并且动力传递效率可能变差。

因此，为了通过多挡位换挡来增强燃料效率提高的效果，重要的是，研发一种可以用较少的部件实现最大的效率的齿轮系结构。

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一般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用于车辆的变速器，其可以通过实现多挡位换挡来提高燃料效率，并且可以通过使用在发动机的低RPM范围内的运行点来提高车辆的驾驶舒适性。

根据本发明的各个方面，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、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组，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，第一行星齿轮组可以包括：第一旋转元件，其选择性地与第四行星齿轮组的第三旋转元件连接；第二旋转元件，其与第二行星齿轮组的第二旋转元件连接；第三旋转元件，其与第二行星齿轮组的第三旋转元件连接，第二行星齿轮组可以包括：第一旋转元件，其选择性地与第三行星齿轮组的第一旋转元件连接，并且选择性地与第三行星齿轮组的第二旋转元件连接；第二旋转元件，其与第三行星齿轮组的第三旋转元件连接；第三旋转元件，其与第四行星齿轮组的第一旋转元件连接，第三行星齿轮组可以包括：第一旋转元件，其作为选择性固定元件工作；以及第二旋转元件，其连接至输入轴，第四行星齿轮组可以包括：第一旋转元件，其选择性地与第四行星齿轮组的第三旋转元件连接；第二旋转元件，其连接至输出轴；第三旋转元件，其作为选择性固定元件工作，并且摩擦构件可以连接至行星齿轮组的旋转元件中的至少一个或更多个，并且控制旋转元件的旋转。

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

第一行星齿轮组的第一旋转元件和第四行星齿轮组的第三旋转元件可以通过第三离合器彼此连接和断开。

第二行星齿轮组的第一旋转元件和第三行星齿轮组的第一旋转元件可以通过第二离合器彼此连接和断开，第二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可以通过第一离合器彼此连接和断开。

第三行星齿轮组的第一旋转元件可以通过第一制动器与变速器壳体连接和断开。

第四行星齿轮组的第一旋转元件和第四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和断开，第四行星齿轮组的第三旋转元件可以通过第二制动器而与变速器壳体连接和断开。

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布置。

摩擦构件可以包括：第一离合器，其设置为用于连接和断开第二行星齿轮组的第一旋转元件与第三行星齿轮组的第二旋转元件；第二离合器，其设置为用于连接和断开第二行星齿轮组的第一旋转元件与第三行星齿轮组的第一旋转元件；第三离合器，其设置为用于连接和断开第一行星齿轮组的第一旋转元件与第四行星齿轮组的第三旋转元件；第四离合器，其设置为用于连接和断开第四行星齿轮组的第一旋转元件与第四行星齿轮组的第三旋转元件；第一制动器，其设置为用于连接和断开第三行星齿轮组的第一旋转元件与变速器壳体；以及第二制动器，其设置为用于连接和断开第四行星齿轮组的第三旋转元件与变速器壳体。

根据本发明的各个方面，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、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组包括三个旋转元件；输入轴，其连接至第三行星齿轮组的第二旋转元件以及第一离合器；第一轴，其连接第二行星齿轮组的第一旋转元件、第一离合器以及第二离合器；第二轴，其连接第三行星齿轮组的第一旋转元件、第二离合器以及第一制动器；第三轴，其连接第一行星齿轮组的第一旋转元件和第三离合器；第四轴，其连接第四行星齿轮组的第三旋转元件、第三离合器、第四离合器以及第二制动器；第五轴，其连接第一行星齿轮组的第二旋转元件、第二行星齿轮组的第二旋转元件以及第三行星齿轮组的第三旋转元件；第六轴，其连接第一行星齿轮组的第三旋转元件、第二行星齿轮组的第三旋转元件、第四行星齿轮组的第一旋转元件以及第四离合器；输出轴，其与第四行星齿轮组的第二旋转元件连接；以及变速器壳体，其与第一制动器和第二制动器连接。

第一离合器可以设置为连接和断开第一轴与输入轴；第二离合器可以设置为用于连接和断开第一轴与第二轴；第三离合器可以设置为连接和断开第三轴与第四轴；第四离合器可以设置为用于连接和断开 第四轴与第六轴；第一制动器可以设置为用于连接和断开第二轴与变速器壳体；第二制动器可以设置为用于连接和断开第四轴与变速器壳体。

第一离合器可以设置为用于连接和断开第二行星齿轮组的第一旋转元件与第三行星齿轮组的第二旋转元件；第二离合器可以设置为用于连接和断开第二行星齿轮组的第一旋转元件与第三行星齿轮组的第一旋转元件；第三离合器可以设置为用于连接和断开第一行星齿轮组的第一旋转元件与第四行星齿轮组的第三旋转元件；第四离合器可以设置为用于连接和断开第四行星齿轮组的第一旋转元件与第四行星齿轮组的第三旋转元件；第一制动器可以设置为用于连接和断开第三行星齿轮组的第一旋转元件与变速器壳体；第二制动器可以设置为用于连接和断开第四行星齿轮组的第三旋转元件与变速器壳体。

如上所述，因为第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的旋转元件通过离合器和制动器而选择性地连接/断开，其旋转速度和方向改变，以及相应地进行了换挡。因此，车辆可以利用十个或更多个前进换挡挡位以及一个倒车换挡挡位的传动比来驱动。因此，能够通过实现多挡位换挡来提高燃料效率，并且能够通过使用在发动机的低RPM范围内的运行点来提高车辆的驾驶舒适性。

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、大货车、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(例如源于非石油的能源的燃料)。本文所指的混合动力车辆为具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。

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是示意性地示出根据本发明的示例性的用于车辆的变速器的结构的图。

图2是示出根据本发明的示例性的用于车辆的变速器在每个挡位下的操作的图。

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、第二旋转元件和第三旋转元件。

参考图1，第一行星齿轮组PG1的第一旋转元件可以选择性地与第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件连接。例如，第一行星齿轮组PG1的第一旋转元件可以是第一太阳轮S1，而第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件可以是第四内齿圈R4，从而第一太阳轮S1与第四内齿圈R4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的第二旋转元件可以是第一行星架CR1，而第二行星齿轮组PG2的第二旋转元件可以是第二行星架CR2，从而第一行星架CR1与第二行星架CR2可以直接彼此连接。

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的第三旋转元件连接。例如，第一行星齿轮组PG1的第三旋转元件可以是第一内齿圈R1，而第二行星齿轮组PG2的第三旋转元件可以是第二内齿圈R2，从而第一内齿圈R1与第二内齿圈R2可以直接彼此连接。

第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件可以选择性地与第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件连接。例如，第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件可以是第二太阳轮S2，而第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件可以是第三太阳轮S3，从而第二太阳轮S2与第三太阳轮S3可以通过摩擦构件而彼此连接/断开。

第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件可以选择性地与第三行星齿轮组PG3的第二旋转元件连接。例如，第三行星齿轮组PG3的第二旋转元件可以是第三行星架CR3，并且第二太阳轮S2与第三行星架CR3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的第三旋转元件连接。例如，第二行星齿轮组PG2的第二旋转元件可以是第二行星架CR2，而第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件可以是第三内齿圈R3，从而第二行星架CR2与第三内齿圈R3可以直接彼此连接。

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的第一旋转元件连接。例如，第二行星齿轮组PG2的第三旋转元件可以是第二内齿圈R2，而第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件可以是第四太阳轮S4，从而第二内齿圈R2与第四太阳轮S4可以直接彼此连接。

第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件可以作为选择性固定元件工作。例如，第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件可以是第三太阳轮S3，并且第三太阳轮S3可以通过摩擦构件而与变速器壳体CS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是第三行星架CR3，并且第三行星架CR3可以通过直接连接至输入轴INPUT而作为恒定输入元件工作。

第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件可以选择性地与第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件连接。例如，第四行星齿轮组PG4的第一旋 转元件可以是第四太阳轮S4，而第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件可以是第四内齿圈R4，从而第四太阳轮S4与第四内齿圈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是第四行星架CR4，并且第四行星架CR4可以通过直接连接至输出轴OUTPUT而作为恒定输出元件工作。

第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件可以作为选择性固定元件工作。例如，第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件可以是第四内齿圈R4，并且第四内齿圈R4可以通过摩擦构件而与变速器壳体CS连接或断开。

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的轴向方向顺序布置。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全部都可以是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旋转元件中的至少一个或多个，并且控制旋转元件的旋转。摩擦构件可以是第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4以及第一制动器B1和第二制动器B2。

详细而言，第一离合器C1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)与第三行星架CR3(其为第三行星齿轮组PG3的第二旋转元件)。

第二离合器C2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)与第三太阳轮(其为第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件)。

第三离合器C3可以设置为用于连接/断开第一太阳轮S1(其为第一行星齿轮组PG1的第一旋转元件)与第四内齿圈R4(其为第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件)。

第四离合器C4可以设置为用于连接/断开第四太阳轮S4(其为第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件)与第四内齿圈R4(其为第四行星 齿轮组PG4的第三旋转元件)。

第一制动器B1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)与变速器壳体CS。

第二制动器B2可以设置为用于连接/断开第四内齿圈R4(其为第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件)与变速器壳体CS。

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。

参考图1，第三行星齿轮组PG3的第二旋转元件和第一离合器C1的第一侧可以连接至输入轴INPUT。

第二行星齿轮组PG2的第一旋转元件、第一离合器C1的第二侧以及第二离合器C2的第一侧可以连接至第一轴A1。

第三行星齿轮组PG3的第一旋转元件、第二离合器C2的第二侧以及第一制动器B1的一侧可以连接至第二轴A2。

第一行星齿轮组PG1的第一旋转元件和第三离合器C3的第一侧可以连接至第三轴A3。

第四行星齿轮组PG4的第三旋转元件、第三离合器C3的第二侧、第四离合器C4的第一侧以及第二制动器B2的第一侧可以连接至第四轴A4。

第一行星齿轮组PG1的第二旋转元件、第二行星齿轮组PG2的第二旋转元件以及第三行星齿轮组PG3的第三旋转元件可以连接至第五轴A5。

第一行星齿轮组PG1的第三旋转元件、第二行星齿轮组PG2的第三旋转元件、第四行星齿轮组PG4的第一旋转元件以及第四离合器C4的第二侧可以连接至第六轴A6。

第四行星齿轮组PG4的第二旋转元件可以连接至输出轴OUTPUT。

第一制动器B1的第二侧和第二制动器B2的第二侧可以固定至变速器壳体CS。

例如，第一离合器C1可以设置为用于连接/断开第一轴A1和输入轴INPUT，第二离合器C2可以设置为用于连接/断开第一轴A1和第二轴A2，第三离合器C3可以设置为用于连接/断开第三轴A3和第四轴 A4，第四离合器C4可以设置为用于连接/断开第四轴A4和第六轴A6。

第一制动器B1可以设置为用于连接/断开第二轴A2和变速器壳体CS，第二制动器B2可以设置为用于连接/断开第四轴A4和变速器壳体CS。

图2是示出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下的操作的图，其中，例如，为了实现第一挡传动比，第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2可以连接，全部其它的摩擦构件可以断开。

为了实现第二挡传动比，第二离合器C2、第一制动器B1和第二制动器B2可以连接，全部其它的摩擦构件可以断开。此外，对于其他挡位，如表所示，通过连接/断开车辆可以采用对应于该挡位的传动比来驱动。

如上所述，因为第一行星齿轮组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的旋转元件通过离合器和制动器而选择性地连接/断开，其旋转速度和方向改变，并且相应地进行了换挡。因此，车辆可以采用十个或更多个前进挡位以及一个倒车挡位的传动比来驱动。因此，能够通过实现多挡位换挡来提高燃料效率，并且能够通过使用在发动机的低RPM范围内的运行点来提高车辆的驾驶舒适性。

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。