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9月14日提交的韩国专利申请第10-2015-0129855号的权益，该申请通过引用以其全部内容结合于此。

技术领域

本申请涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。

背景技术：

该部分的陈述仅仅提供与本申请相关的背景信息，而不构成现有技术。

近些年来，油价的上涨导致人们不断投入到提高燃料效率的无休止竞争中。

结果，就发动机而言，进行了通过缩小尺寸来减小重量和提高燃料效率的研究，而就自动变速器而言，进行了利用多个速度挡位来同时确保可操作性和燃料效率竞争性的研究。

然而，在自动变速器中，随着速度挡位的数量的增加，内部部件的数量也增加，从而导致安装性能和动力传递效率等等变差，并且导致成本和重量等等增加。

因此，对能够利用小数量的部件而获得提高的效率的行星齿轮系的开发能够进一步利用多个速度挡位来提高燃料效率。

在这个方面，近些年来，趋向于应用8速自动变速器，并且对于能够实现更多速度挡位的行星齿轮系的研究和开发也在积极地进行着。

由于最近的8速自动变速器的传动比的跨度仅为6.5到7.5，因此8速自动变速器对于燃料效率的提高没有很大的影响。

另外，由于在8速自动变速器的传动比跨度大于或等于9.0的情况下，速度挡位之间的级比不会线性地增大或减小，因此会使得发动机 的驱动效率和车辆的驾驶性能变差。

技术实现要素：

本申请致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其利用最小数量的组成元件来实现九个前进速度挡位和一个倒车挡位，扩大传动比的跨度，并且使得速度挡位之间的级比线性地增大或减小，从而改善动力传递性能和燃料效率。

本申请的一种形式提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出改变了的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；以及六个摩擦元件，其设置在十二个旋转元件中的至少一个旋转元件与另一旋转元件之间，或者设置在十二个旋转元件中的至少一个旋转元件与变速器壳体之间，其中，输入轴持续地连接至第二旋转元件，并且选择性地连接至第十二旋转元件，输出轴持续地连接至第十一旋转元件，第一旋转元件持续地连接至第四旋转元件，第五旋转元件持续地连接至第八旋转元件，第六旋转元件持续地连接至第十旋转元件，第九旋转元件持续地连接至第十一旋转元件，在每个速度挡位下，六个摩擦元件中有三个摩擦元件操作。

第二旋转元件可以选择性地连接至第七旋转元件，第四旋转元件可以选择性地连接至第七旋转元件，第三旋转元件可以选择性地连接至第八旋转元件，第一旋转元件可以选择性地连接至变速器壳体，第六旋转元件可以选择性地连接至变速器壳体。

第一行星齿轮组的太阳轮、行星架和内齿圈可以设置为第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，第二行星齿轮组的太阳轮、行星架和内齿圈可以设置为第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件，第三行星齿轮组的太阳轮、行星架和内齿圈可以设置为第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件，而第四行星齿轮组的太阳轮、 行星架和内齿圈可以设置为第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件。

本申请的另一种形式提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出改变了的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；第一旋转轴，其与第一旋转元件和第四旋转元件接合，并且选择性地连接至变速器壳体；第二旋转轴，其与第二旋转元件接合，并且直接地连接至输入轴；第三旋转轴，其与第三旋转元件接合；第四旋转轴，其第五旋转元件和第八旋转元件接合，并且选择性地连接至第三旋转轴；第五旋转轴，其与第六旋转元件和第十旋转元件接合，并且选择性地连接至变速器壳体；第六旋转轴，其与第七旋转元件接合，并且选择性地连接至第一旋转轴以及选择性地连接至第二旋转轴；第七旋转轴，其与第九旋转元件和第十一旋转元件接合，并且直接地连接至输出轴；以及第八旋转轴，其与第十二旋转元件接合，并且选择性地连接至第二旋转轴和输入轴。

第一行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，并且可以包括作为第一旋转元件的第一太阳轮、作为第二旋转元件的第一行星架以及作为第三旋转元件的第一内齿圈；第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，并且可以包括作为第四旋转元件的第二太阳轮、作为第五旋转元件的第二行星架以及作为第六旋转元件的第二内齿圈；第三行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，并且可以包括作为第七旋转元件的第三太阳轮、作为第八旋转元件的第三行星架以及作为第九旋转元件的第三内齿圈；而第四行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，并且可以包括作为第十旋转元件的第四太阳轮、作为第十一旋转元件的第四行星架以及作为第十二旋转元件的第四内齿圈。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其设置在输入轴和第八旋转轴之间；第二离合器，其设置在第二旋转轴和第六旋转轴 之间；第三离合器，其设置在第一旋转轴和第六旋转轴之间；第四离合器，其设置在第三旋转轴和第四旋转轴之间；第一制动器，其设置在第一旋转轴和变速器壳体之间；以及第二制动器，其设置在第五旋转轴和变速器壳体之间。

通过第二离合器、第三离合器以及第二制动器的操作可以实现第一前进速度挡位，通过第三离合器、第四离合器以及第二制动器的操作可以实现第二前进速度挡位，通过第二离合器、第四离合器以及第二制动器的操作可以实现第三前进速度挡位，通过第一离合器、第二离合器以及第二制动器的操作可以实现第四前进速度挡位，通过第一离合器、第二离合器以及第三离合器的操作可以实现第五前进速度挡位，通过第一离合器、第二离合器以及第一制动器的操作可以实现第六前进速度挡位，通过第一离合器、第四离合器以及第一制动器的操作可以实现第七前进速度挡位，通过第二离合器、第四离合器以及第一制动器的操作可以实现第八前进速度挡位，通过第三离合器、第四离合器以及第一制动器的操作可以实现第九前进速度挡位，通过第二离合器、第一制动器以及第二制动器的操作可以实现倒车挡位。

而本申请的另一种形式提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出改变了的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；第一旋转轴，其与第一太阳轮和第二太阳轮接合，并且选择性地连接至变速器壳体；第二旋转轴，其与第一行星架接合，并且直接地连接至输入轴；第三旋转轴，其与第一内齿圈接合；第四旋转轴，其与第二行星架和第三行星架接合，并且选择性地连接至第三旋转轴；第五旋转轴，其与第二内齿圈和第四太阳轮接合，并且选择性地连接至变速器壳体；第六旋转轴，其与第三太阳轮接合，并且选择性地连接至第一旋转轴以及选择性地连接至第二旋转轴；第七旋转轴，其与第三内齿圈和第四行星架接合，并且直接地连接至输出轴；第八旋转轴，其与第四内齿圈接合，并且选择性地连接至第二旋转轴 和输入轴；以及六个摩擦元件，其设置在八个旋转轴中的至少一个旋转轴与另一个旋转轴之间，或者设置在八个旋转轴中的至少一个旋转轴与变速器壳体之间。

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每个行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组。

所述六个摩擦元件可以包括：第一离合器，其设置在输入轴和第八旋转轴之间；第二离合器，其设置在第二旋转轴和第六旋转轴之间；第三离合器，其设置在第一旋转轴和第六旋转轴之间；第四离合器，其设置在第三旋转轴和第四旋转轴之间；第一制动器，其设置在第一旋转轴和变速器壳体之间；第二制动器，其设置在第五旋转轴和变速器壳体之间。

通过第二离合器、第三离合器以及第二制动器的操作可以实现第一前进速度挡位，通过第三离合器、第四离合器以及第二制动器的操作可以实现第二前进速度挡位，通过第二离合器、第四离合器以及第二制动器的操作可以实现第三前进速度挡位，通过第一离合器、第二离合器以及第二制动器的操作可以实现第四前进速度挡位，通过第一离合器、第二离合器以及第三离合器的操作可以实现第五前进速度挡位，通过第一离合器、第二离合器以及第一制动器的操作可以实现第六前进速度挡位，通过第一离合器、第四离合器以及第一制动器的操作可以实现第七前进速度挡位，通过第二离合器、第四离合器以及第一制动器的操作可以实现第八前进速度挡位，通过第三离合器、第四离合器以及第一制动器的操作可以实现第九前进速度挡位，通过第二离合器、第一制动器以及第二制动器的操作可以实现倒车挡位。

本申请的一种形式能够通过将作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组与六个摩擦元件相结合而实现九个前进速度挡位和一个倒车挡位。

另外，通过使传动比的跨度达到大于或等于9.0，能够提高发动机的驱动效率。

另外，通过使速度挡位之间的级比线性地增大或减小，能够提高驾驶性能，例如换挡前后的加速性能和发动机转速的调速。

根据本文所提供的说明，其它的应用领域将变得明显。应当理解， 说明书和具体示例仅旨在用于说明的目的，而并非旨在限制本申请的范围。

附图说明

为了使本申请可以得到更好地理解，下面将参考附图以示例的方式描述本发明的各种形式，其中：

图1为根据本申请的一种形式的行星齿轮系的示意图；

图2为在根据本申请的一种形式的行星齿轮系中，在每个速度挡位下的摩擦元件的操作图。

本文描述的附图仅用于说明的目的，而并非旨在以任何方式限制本申请的范围。

具体实施方式

如下描述本质上仅仅为示例性的，而并不旨在限制本申请及其应用或使用。应当理解，在整个附图中，对应的附图标记指示相同或对应的部件和特征。

在下述描述中，由于部件的名称彼此相同，因此将部件的名称分为第一、第二等以对名称进行区分，名称的顺序并不具体地限制。

图1为根据本申请的一种形式的行星齿轮系的示意图。

参考图1，根据本发明的一种形式的行星齿轮系包括：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，各行星齿轮组设置在相同轴线上；输入轴IS；输出轴OS；八个旋转轴TM1至TM8，其与第一行星齿轮组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的至少一个旋转元件接合；六个摩擦元件C1至C4与B1至B2；以及变速器壳体H。

由此，从输入轴IS输入的扭矩通过第一行星齿轮组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的协同作用而改变，并且改变了的扭矩通过输出轴OS输出。

行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4从发动机侧顺序地设置。

输入轴IS为输入构件，并且来自发动机的曲轴的动力通过扭矩变换器而进行变换，以输入至输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，所述输出轴与输入轴IS平行设置，并且通过差动装置而将驱动扭矩传递至驱动轮。

第一行星齿轮组PG1为单小齿轮行星齿轮组，并且包括：作为第一旋转元件N1的第一太阳轮S1；作为第二旋转元件N2的第一行星架PC1，其可旋转地支撑第一小齿轮P1，所述第一小齿轮P1与第一太阳轮S1外啮合；以及作为第三旋转元件N3的第一内齿圈R1，其与第一小齿轮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：作为第四旋转元件N4的第二太阳轮S2；作为第五旋转元件N5的第二行星架PC2，其可旋转地支撑第二小齿轮P2，所述第二小齿轮P2与第二太阳轮S2外啮合；以及作为第六旋转元件N6的第二内齿圈R2，其与第二小齿轮P2内啮合。

第三行星齿轮组PG3是单小齿轮行星齿轮组，并且包括：作为第七旋转元件N7的第三太阳轮S3；作为第八旋转元件N8的第三行星架PC3，其可旋转地支撑第三小齿轮P3，所述第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外啮合；以及作为第九旋转元件N9的第三内齿圈R3，其与第三小齿轮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：作为第十旋转元件N10的第四太阳轮S4；作为第十一旋转元件N11的第四行星架PC4，其可旋转地支撑第四小齿轮P4，所述第四小齿轮P4与第四太阳轮S4外啮合；以及作为第十二旋转元件N12的第四内齿圈R4，其与第四小齿轮P4内啮合。

第一旋转元件N1直接地连接至第四旋转元件N4，第五旋转元件N5直接地连接至第八旋转元件N8，第六旋转元件N6直接地连接至第十旋转元件N10，第九旋转元件N9直接地连接至第十一旋转元件N11，并且第一行星齿轮组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随着八个旋转轴TM1至TM8一同运转。

下面将更具体地对八个旋转轴TM1至TM8进行描述。

第一旋转轴TM1与第一旋转元件N1和第四旋转元件N4接合。

第二旋转轴TM2与第二旋转元件N2接合，并且直接地连接至输入轴IS以始终作为输入元件工作。

第三旋转轴TM3与第三旋转元件N3接合。

第四旋转轴TM4与第五旋转元件N5和第八旋转元件N8接合，并且选择性地连接至第三旋转轴TM3。

第五旋转轴TM5与第六旋转元件N6和第十旋转元件N10接合，并且选择性地连接至变速器壳体H。

第六旋转轴TM6与第七旋转元件N7接合，并且选择性地连接至第一旋转轴TM1以及选择性地连接至第二旋转轴TM2。

第七旋转轴TM7与第九旋转元件N9和第十一旋转元件N11接合，并且直接地连接至输出轴OS以始终作为输出元件工作。

第八旋转轴TM8与第十二旋转元件N12接合，并且选择性地连接至输入轴IS。

另外，作为摩擦元件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置在任意两个旋转轴之间的连接部分。

另外，作为摩擦元件的两个制动器B1和B2设置在任意一个旋转轴和变速器壳体H之间的连接部分。

下面将更具体地对六个摩擦元件C1至C4和B1至B2进行描述。

第一离合器C1设置在输入轴IS和第八旋转轴TM8之间，并且选择性地连接输入轴IS和第八旋转轴TM8。

第二离合器C2设置在第二旋转轴TM2和第六旋转轴TM6之间，并且选择性地连接第二旋转轴TM2和第六旋转轴TM6。

第三离合器C3设置在第一旋转轴TM1和第六旋转轴TM6之间，并且选择性地连接第一旋转轴TM1和第六旋转轴TM6。

第四离合器C4设置在第三旋转轴TM3和第四旋转轴TM4之间，并且选择性地连接第三旋转轴TM3和第四旋转轴TM4。

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

第二制动器B2设置在第五旋转轴TM5和变速器壳体H之间，并且使第五旋转轴TM5作为选择性固定元件工作。

摩擦元件包括第一离合器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，所述摩擦元件可以是通过液压操作的湿式多片摩擦元件。

图2为在根据本申请的一种形式的行星齿轮系中，在每个速度挡位下的摩擦元件的操作图。

如图2所示，在根据本申请的一种形式的行星齿轮系中，在每个挡位下有三个摩擦元件操作。下面将对本申请的一种形式的换挡过程进行更加具体的描述。

如果第二离合器C2、第三离合器C3以及第二制动器B2在第一前进速度挡位D1下操作，则第六旋转轴TM6连接至第二旋转轴TM2和第一旋转轴TM1，输入轴IS的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2，而第五旋转轴TM5作为固定元件工作。由此，实现了第一前进速度挡位。

如果第三离合器C3、第四离合器C4以及第二制动器B2在第二前进速度挡位D2下操作，则第一旋转轴TM1连接至第六旋转轴TM6，第三旋转轴TM3连接至第四旋转轴TM4，输入轴IS的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2，而第五旋转轴TM5作为固定元件工作。由此，实现了第二前进速度挡位。

如果第二离合器C2、第四离合器C4以及第二制动器B2在第三前进速度挡位D3下操作，则第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6，第三旋转轴TM3连接至第四旋转轴TM4，输入轴IS的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2，而第五旋转轴TM5作为固定元件工作。由此，实现了第三前进速度挡位。

如果第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2在第四前进速度挡位D4下操作，则输入轴IS连接至第八旋转轴TM8，第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6，输入轴IS的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2，而第五旋转轴TM5作为固定元件工作。由此，实现了第四前进速度挡位。

如果第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3在第五前进速度挡位D5下操作，则输入轴IS连接至第八旋转轴TM8，第六旋转轴TM6连接至第二旋转轴TM2和第一旋转轴TM1。由此，所有的行星齿轮组成为直接接合的状态。在这种状态下，如果输入轴IS的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2，则实现了第五前进速度挡位。在第五前进速度挡位，与输入轴IS的旋转速度相同的旋转速度被输出。

如果第一离合器C1、第二离合器C2以及第一制动器B1在第六前进速度挡位D6下操作，则输入轴IS连接至第八旋转轴TM8，第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6，输入轴IS的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2，而第一旋转轴TM1作为固定元件工作。由此，实现了第六前进速度挡位。

如果第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1在第七前进速度挡位D7下操作，则输入轴IS连接至第八旋转轴TM8，第三旋转轴TM3连接至第四旋转轴TM4，输入轴IS的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2，而第一旋转轴TM1作为固定元件工作。由此，实现了第七前进速度挡位。

如果第二离合器C2、第四离合器C4以及第一制动器B1在第八前进速度挡位D8下操作，则第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6，第三旋转轴TM3连接至第四旋转轴TM4，输入轴IS的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2，而第一旋转轴TM1作为固定元件工作。由此，实现了第八前进速度挡位。

如果第三离合器C3、第四离合器C4以及第一制动器B1在第九前进速度挡位D9下操作，则第一旋转轴TM1连接至第六旋转轴TM6，第三旋转轴TM3连接至第四旋转轴TM4，输入轴IS的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2，而第一旋转轴TM1作为固定元件工作。由此，实现了第九前进速度挡位。

如果第二离合器C2、第一制动器B1以及第二制动器B2在倒车挡位REV下操作，则第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6，输入轴IS的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2，而第一旋转轴TM1和第五旋转轴TM5作为固定元件工作。由此，实现了倒车挡位。

根据本申请的一种形式的行星齿轮系能够利用四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2来控制四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4，从而实现九个前进速度挡位和一个倒车挡位。

另外，除了第六前进速度挡位和第七前进速度挡位之间以及第八前进速度挡位和第九前进速度挡位之间以外，速度挡位之间的级比为1.2或者更大，并且能够保证速度挡位之间的级比的线性度。因此，能够提高驾驶性能，例如换挡前后的加速性能和发动机转速的调速。

另外，通过使传动比的跨度达到大于或等于9.0，能够使发动机的驱动效率最大化。

本申请的描述本质上仅为示例性的，因而不偏离本申请的实质的变化形式包括在本申请的范围之内。这些变化形式不应被视为偏离本申请的精神和范围。