用于车辆的自动变速器的行星齿轮系的制作方法

本申请要求2015年5月13日提交的韩国专利申请第10-2015-0066904号的优先权，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

本发明涉及一种用于车辆的自动变速器，更具体而言，本发明涉及这样一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系：其能够利用最简化的配置来实现十个前进速度挡位，从而提高动力传递性能并降低燃料消耗。

背景技术：

近来，油价的上涨使得汽车制造商投入到了满足提高燃料效率的全球需求当中。

因此，关于发动机，人们正在进行通过缩减尺寸来降低重量并提高燃料效率方面的研究，并且也正在进行通过实施多挡位自动变速器而使燃料效率最大化，从而同时确保驾驶性能和竞争力的研究。

然而，就自动变速器而言，随着换挡挡位的数量增加，其内部构件的数量也会增加，从而，使得自动变速器难以安装，其制造成本和重量也会增加，并且动力传递效率亦会变差。

因此，为了利用多挡位自动变速器来增大燃料效率提高的效果，开发一种能够利用少量的部件来使效率最大化的行星齿轮系是至关重要的。

在这方面，近来，已经实现了八速自动变速器和九速自动变速器，并且关于可以实现更高挡位的行星齿轮系的开发和研究也在积极地进行着。

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自动变速器的行星齿轮系，其通过利用最少量的配置实现的十个前进速度和一个倒车速度的换挡挡位以及通过实现了多挡位的自动变速器，能够达到提高动力传递性能和燃料效率的效果；并且能够通过确保在较低发动机转速内的发动机的运行点来改善车辆行驶时的降噪性能。

根据本发明的各个方面，一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收来自发动机的动力；输出轴，其输出速度改变了的动力；第一行星齿轮组，其具有第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，其具有第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，其具有第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮组，其具有第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；第一旋转轴，其包括所述第一太阳轮和所述第二太阳轮，并且与变速器壳体选择性地连接；第二旋转轴，其包括所述第一行星架和所述第四内齿圈；第三旋转轴，其包括所述第一内齿圈，并且与所述变速器壳体选择性地连接；第四旋转轴，其包括所述第二行星架和所述第四太阳轮，并且与所述输入轴直接地连接以作为输入元件而持续性地工作；第五旋转轴，其包括所述第二内齿圈和所述第三太阳轮；第六旋转轴，其包括所述第三行星架，并且选择性地连接所述第一旋转轴、选择性地连接所述第二旋转轴以及选择性地连接所述第五旋转轴；第七旋转轴，其包括所述第三内齿圈；第八旋转轴，其包括所述第四行星架，所述第八旋转轴与所述第七旋转轴选择性地连接，并且同时与所述输出轴直接地连接；以及六个摩擦元件，其设置于旋转轴之间以及设置于旋转轴与变速器壳体选择性地连接的部分。

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的每个行星齿轮组可以包括单小齿轮行星齿轮组。

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从发动机侧顺序地布置。

所述六个摩擦元件可以包括：第一离合器，其插置在所述第七旋转轴与所述第八旋转轴之间；第二离合器，其插置在所述第一旋转轴与所述第六旋转轴之间；第三离合器，其插置在所述第二旋转轴与所述第六旋转轴之间；第四离合器，其插置在所述第五旋转轴与所述第六旋转轴之间；第一制动器，其插置在所述第一旋转轴与变速器壳体之间；以及第二制动器，其插置在所述第三旋转轴与变速器壳体之间。

通过选择性地操作所述六个摩擦元件而实现的换挡挡位可以包括：第一前进换挡挡位，其通过同时操作所述第二离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器而实现；第二前进换挡挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第二制动器而实现；第三前进换挡挡位，其通过同时操作所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器而实现；第四前进换挡挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器而实现；第五前进换挡挡位，其通过同时操作所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器而实现；第六前进换挡挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器而实现；第七前进换挡挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器而实现；第八前进换挡挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器而实现；第九前进换挡挡位，其通过同时操作所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器而实现；第十前进换挡挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器而实现；倒车换挡挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第一制动器而实现。

根据本发明的各个方面，一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收来自发动机的动力；输出轴，其输出速度改变了的动力；第一行星齿轮组，其具有第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，其具有第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，其具有第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮组，其具有第四太阳轮、第四行星架和第四 内齿圈，其中，所述输入轴直接地连接至所述第二行星架和所述第四太阳轮，所述输出轴可以直接地连接至所述第四行星架，所述第一太阳轮和所述第二太阳轮可以彼此直接地连接，所述第一行星架和所述第四内齿圈可以彼此直接地连接，并且所述第二内齿圈和所述第三太阳轮可以彼此直接地连接；第一离合器，其将所述第三内齿圈与所述第四行星架选择性地连接；第二离合器，其将所述第一太阳轮和所述第二太阳轮与所述第三行星架选择性地连接；第三离合器，其将所述第一行星架和所述第四内齿圈与所述第三行星架选择性地连接；第四离合器，其将所述第二内齿圈和所述第三太阳轮与所述第三行星架选择性地连接；第一制动器，其将所述第一太阳轮和所述第二太阳轮选择性地连接至变速器壳体；以及第二制动器，其将所述第一内齿圈选择性地连接至变速器壳体。

根据本发明的各个实施方案，通过将四个行星齿轮组(其为简单行星齿轮组)与六个摩擦元件相结合来实现十个前进速度的换挡挡位，从而提高了动力传递性能和燃料效率。

此外，通过实现具有多挡位的自动变速器，能够实现适合于发动机转速的换挡挡位，因此，车辆行驶时可以显著地改善的降噪性能。

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为根据本发明的示例性行星齿轮系的配置图；

图2为示出了通过应用至根据本发明的示例性行星齿轮系的各个摩擦元件来实现的各个挡位的操作图。

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。

图1为根据本发明各个实施方案的行星齿轮系的配置图。

参见图1，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系包括：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，各行星齿轮组同轴向地设置；输入轴IS；输出轴OS；八个旋转轴TM1至TM8，其直接地连接至第一行星齿轮组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的各个旋转元件；六个摩擦元件C1至C4和B1至B2；以及变速器壳体H。

此外，从输入轴IS输入的旋转动力由第一行星齿轮组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之间的相互作用而速度改变，并且随后经由输出轴OS输出。

此外，各个简单的行星齿轮组从发动机侧按照第一行星齿轮组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的次序进行布置。

输入轴IS为输入构件，来自发动机曲轴的旋转动力经由扭矩变换器进行扭矩变换，之后扭矩被输入。

输出轴OS为输出构件，其将速度改变了的驱动力经由差动装置传递至驱动轴。

第一行星齿轮组PG1为单小齿轮行星齿轮组，并且具有包括了第一太阳轮S1、第一行星架PC1以及第一内齿圈R1的旋转元件；第一行星架PC1支撑与第一太阳轮S1外啮合的第一小齿轮P1；第一内齿圈R1与第一小齿轮P1内啮合。

第二行星齿轮组PG2为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二内齿圈R2，第二行星架PC2支撑与第二太阳轮S2外啮合的第二小齿轮P2；第二内齿圈R2与第二小齿轮P2内啮合。

第三行星齿轮组PG3为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳轮S3、第三行星架PC3以及第三内齿圈R3，第三行星架PC3支撑与第三太阳轮S3外啮合的第三小齿轮P3；第三内齿圈R3与第三小齿轮P3内啮合。

第四行星齿轮组PG4为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第四太阳轮S4、第四行星架PC4以及第四内齿圈R4，第四行星架PC4支撑与第四太阳轮S4外啮合的第四小齿轮P4；第四内齿圈R4与第四小齿轮P4内啮合。

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的一个或多个旋转元件彼此直接地连接，并且拥有总共八个旋转轴TM1至TM8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和第四行星齿轮组PG4工作。

下面将对八个旋转轴TM1至TM8的配置进行描述。

第一旋转轴TM1包括第一太阳轮S1和第二太阳轮S2，并且与变速器壳体H选择性地连接。

第二旋转轴TM2包括第一行星架PC1和第四内齿圈R4。

第三旋转轴TM3包括第一内齿圈R1，并且与变速器壳体H选择性地连接。

第四旋转轴TM4包括第二行星架PC2和第四太阳轮S4，并且直接地连接输入轴IS以作为输入元件而持续地工作。

第五旋转轴TM5包括第二内齿圈R2和第三太阳轮S3。

第六旋转轴TM6包括第三行星架PC3，并且选择性地连接第一旋 转轴TM1、选择性地连接第二旋转轴TM2以及选择性地连接第五旋转轴TM5。

第七旋转轴TM7包括第三内齿圈R3。

第八旋转轴TM8包括第四行星架PC4，第八旋转轴TM8与第七旋转轴TM7选择性地连接，同时与输出轴OS直接地连接以作为输出元件而持续性地工作。

此外，作为摩擦元件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置在旋转轴TM1至TM8中的各个旋转轴彼此选择性地连接的部分。

进一步的，作为摩擦元件的两个制动器B1和B2设置在旋转轴TM1至TM8中的旋转轴与变速器壳体H选择性地连接的部分。

下面将对六个摩擦元件C1至C4和B1和B2设置的位置进行描述。

第一离合器C1插置在第七旋转轴TM7与第八旋转轴TM8之间，并且使得第七旋转轴TM7与第八旋转轴TM8彼此选择性地结合。

第二离合器C2插置在第一旋转轴TM1与第六旋转轴TM6之间，并且使得第一旋转轴TM1与第六旋转轴TM6彼此选择性地结合。

第三离合器C3插置在第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6之间，并且使得第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6彼此选择性地结合。

第四离合器C4插置在第五旋转轴TM5与第六旋转轴TM6之间，并且使得第五旋转轴TM5与第六旋转轴TM6彼此选择性地结合。

第一制动器B1插置在第一旋转轴TM1与变速器壳体H之间，并且使得第一旋转轴TM1作为选择性固定元件工作。

第二制动器B2插置在第三旋转轴TM3与变速器壳体H之间，并且使得第三旋转轴TM3作为选择性固定元件工作。

包括了如上所述的第一离合器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的摩擦元件可以是利用液压摩擦性地接合的多片式液压摩擦接合单元。

图2为示出了通过应用至根据本发明各个实施方案的行星齿轮系的各个摩擦元件来实现的各个挡位的操作图。

如图2中所示，根据本发明各个实施方案的行星齿轮系，在每个换挡挡位通过操作三个摩擦元件来执行换挡操作。

第一前进速度的换挡挡位1ST通过同时操作第二离合器C2、第一 制动器B1以及第二制动器B2来实现。

第二前进速度的换挡挡位2ND通过同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2来实现。

第三前进速度的换挡挡位3RD通过同时操作第二离合器C2、第四离合器C4以及第二制动器B2来实现。

第四前进速度的换挡挡位4TH通过同时操作第一离合器C1、第四离合器C4以及第二制动器B2来实现。

第五前进速度的换挡挡位5TH通过同时操作第三离合器C3、第四离合器C4以及第二制动器B2来实现。

第六前进速度的换挡挡位6TH通过同时操作第一离合器C1、第三离合器C3以及第二制动器B2来实现。

第七前进速度的换挡挡位7TH通过同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第三离合器C3来实现。

第八前进速度的换挡挡位8TH通过同时操作第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1来实现。

第九前进速度的换挡挡位9TH通过同时操作第三离合器C3、第四离合器C4以及第一制动器B1来实现。

第十前进速度的换挡挡位10TH通过同时操作第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1来实现。

倒车换挡挡位REV通过同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第一制动器B1来实现。

下面将更详细地描述上述换挡操作。

在第一前进速度的换挡挡位1ST，当第二离合器C2、第一制动器B1以及第二制动器B2同时操作时，第一旋转轴TM1与第六旋转轴TM6连接从而使得动力被输入至第四旋转轴TM4，并且随着第一旋转轴TM1和第三旋转轴TM3作为固定元件工作，实现第一前进速度的换挡操作。

在第二前进速度的换挡挡位2ND，当第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2同时操作时，第七旋转轴TM7与第八旋转轴TM8连接，第一旋转轴TM1与第六旋转轴TM6连接，从而使得动力被输入至第四旋转轴TM4，并且随着第三旋转轴TM3作为固定元件工 作，实现第二前进速度的换挡操作。

在第三前进速度的换挡挡位3RD，当第二离合器C2、第四离合器C4以及第二制动器B2同时操作时，第一旋转轴TM1与第六旋转轴TM6连接，第五旋转轴TM5与第六旋转轴TM6连接，从而使得动力被输入至第四旋转轴TM4，并且随着第三旋转轴TM3作为固定元件工作，实现第三前进速度的换挡操作。

在第四前进速度的换挡挡位4TH，当第一离合器C1、第四离合器C4以及第二制动器B2同时操作时，第七旋转轴TM7与第八旋转轴TM8连接，第五旋转轴TM5与第六旋转轴TM6连接，从而使得动力被输入至第四旋转轴TM4，并且随着第三旋转轴TM3作为固定元件工作，实现第四前进速度的换挡操作。

在第五前进速度的换挡挡位5TH，当第三离合器C3、第四离合器C4以及第二制动器B2同时操作时，第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6连接，第五旋转轴TM5与第六旋转轴TM6连接，从而使得动力被输入至第四旋转轴TM4，并且随着第三旋转轴TM3作为固定元件工作，实现第五前进速度的换挡操作。

在第六前进速度的换挡挡位6TH，当第一离合器C1、第三离合器C3以及第二制动器B2同时操作时，第七旋转轴TM7与第八旋转轴TM8连接，第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6连接，从而使得动力被输入至第四旋转轴TM4，并且随着第三旋转轴TM3作为固定元件工作，实现第六前进速度的换挡操作。

在第七前进速度的换挡挡位7TH，当第一离合器C1、第二离合器C2以及第三离合器C3同时操作时，第七旋转轴TM7与第八旋转轴TM8连接，第一旋转轴TM1与第六旋转轴TM6连接，以及第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6连接，从而使得上述所有的旋转轴直接地连接，因此，当动力被输入至第四旋转轴TM4时，实现将输入的动力按照原样输出的第七前进速度的换挡操作。

在第八前进速度的换挡挡位8TH，当第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1同时操作时，第七旋转轴TM7与第八旋转轴TM8连接，第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6连接，从而使得动力被输入至第四旋转轴TM4，并且随着第一旋转轴TM1作为固定元件工 作，实现第八前进速度的换挡操作。

在第九前进速度的换挡挡位9TH，当第三离合器C3、第四离合器C4以及第一制动器B1同时操作时，第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6连接，第五旋转轴TM5与第六旋转轴TM6连接，从而使得动力被输入至第四旋转轴TM4，并且随着第一旋转轴TM1作为固定元件工作，实现第九前进速度的换挡操作。

在第十前进速度的换挡挡位10TH，当第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1同时操作时，第七旋转轴TM7与第八旋转轴TM8连接，第五旋转轴TM5与第六旋转轴TM6连接，从而使得动力被输入至第四旋转轴TM4，并且随着第一旋转轴TM1作为固定元件工作，实现第十前进速度的换挡操作。

在倒车换挡挡位REV，当第一离合器C1、第二离合器C2以及第一制动器B1同时操作时，第七旋转轴TM7与第八旋转轴TM8连接，第一旋转轴TM1与第六旋转轴TM6连接，从而使得动力被输入至第四旋转轴TM4，并且随着第一旋转轴TM1作为固定元件工作，实现倒车挡位换挡操作。

如上所述，根据本发明各个实施方案的行星齿轮系可以通过利用四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2来操作与控制四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3及PG4，从而实现十个前进速度和一个倒挡的换挡挡位。

此外，根据本发明各个实施方案的行星齿轮系能够通过实现多挡位自动变速器来提高动力传递效率和燃料效率。

此外，通过实现具有多挡位的自动变速器，可以实现适合于发动机转速的换挡挡位，因此，车辆行驶时能够显著地改善降噪性能。

此外，由于对于每个换挡挡位有三个摩擦元件操作，使不操作的摩擦元件数量最少化以减小由于摩擦阻力所引起的损失，从而，提高了动力传递效率和燃料效率。

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。