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6月2日提交的韩国专利申请第10-2015-0077995号的优先权和权益，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。更具体地，本发明涉及一种车辆的自动变速器的行星齿轮系，其通过使用最少的构成元件实现十一级前进挡位，而能够提高动力传输性能并且减少燃料消耗。

背景技术：

近年来，油价的升高导致关于提高燃料效率的竞争变得非常激烈。

因此，关于发动机，进行了通过减小尺寸而减小重量并且提高燃料效率的研究；而关于自动变速器，进行了通过多挡位而同时保证可操纵性和燃料效率竞争力的研究。

但是，在自动变速器中，随着挡位数量的增加，内部部件的数量也随之增加，结果是，可安装性、成本、重量和传动效率等仍然可能变差。

因此，为了通过多挡位而增加燃料效率的提升效果，对可以利用少量部件而得到最优效率的行星齿轮系的开发会很重要。

在这方面，近年来，趋向于实施8速和9速自动变速器，并且对于可以实施更多挡位的行星齿轮系的研发也在积极进行中。

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：

本发明的各个方面旨在提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其优点为：通过使用位于低发动机转速的驱动点而实现十一个前进挡位和一个倒车挡位，从而提高动力传输性能和燃料效率。

根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出齿轮，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，其包括第一太阳轮；第二旋转轴，其包括所述第一行星架、第二内齿圈、第三行星架和第四内齿圈；第三旋转轴，其包括第一内齿圈和第三内齿圈；第四旋转轴，其包括第二太阳轮，并且选择性地连接至变速器壳体；第五旋转轴，其包括第二行星架，选择性地连接至第一旋转轴，选择性地连接至第三旋转轴，并且直接连接至输入轴；第六旋转轴，其包括第三太阳轮；第七旋转轴，其包括第四太阳轮，选择性地连接至第六旋转轴，并且选择性地连接至变速器壳体；以及第八旋转轴，其包括第四行星架，选择性地连接至第六旋转轴，并且直接连接至输出齿轮。

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中的每个可以为单小齿轮行星齿轮组。

可以从发动机侧顺序设置第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组。

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其介于所述第一旋转轴和所述第五旋转轴之间；第二离合器，其介于所述第三旋转轴和所述第五旋转轴之间；第三离合器，其介于所述第六旋转轴和所述第八旋转轴之间；第四离合器，其介于第六旋转轴和第七旋转轴之间；第一制动器，其介于所述第四旋转轴和变速器壳体之间；以及第二制动器，其介于所述第七旋转轴和变速器壳体之间。

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一前进挡位；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二前进挡位；通过第一离合器、第二离合器和第二制动器的 操作可以实现第三前进挡位；通过第一离合器、第二离合器和第三离合器的操作可以实现第四前进挡位；通过第一离合器、第三离合器以及第二制动器的操作可以实现第五前进挡位；通过第一离合器、第三离合器以及第一制动器的操作可以实现第六前进挡位；通过第一离合器、第一制动器和第二制动器的操作可以实现第七前进挡位；通过第一离合器、第四离合器和第一制动器的操作可以实现第八前进挡位；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十前进挡位；通过第二离合器、第三离合器以及第一制动器的操作可以实现第十一前进挡位；通过第一离合器、第四离合器和第二制动器的操作实现倒车挡位。

根据本发明的另一个示例性实施方案的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出齿轮，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；第一离合器，其选择性地将所述第一太阳轮连接至所述第二行星架；第二离合器，其选择性地将所述第二行星架连接至所述第一内齿圈；第三离合器，其选择性地将所述第三太阳轮连接至所述第四行星架；第四离合器，其选择性地将所述第三太阳轮连接至所述第四太阳轮；第一制动器，其选择性地将所述第二太阳轮连接至变速器壳体；第二制动器，其选择性地将所述第四太阳轮连接至变速器壳体；其中，输入轴可以直接连接至第二行星架，输出齿轮可以直接连接至所述第四行星架，第一行星架可以直接连接至所述第二内齿圈、第三行星架以及第四内齿圈，第一内齿圈可以直接连接到第三内齿圈。

本发明的示例性实施方案可以通过将四个行星齿轮组与六个摩擦元件结合而实现十一个前进挡位。因此能够提高动力输送性能和燃料效率。

由于利用多挡位能够实现适合于发动机转速的挡位，所以能够改进行驶静音性。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的特定原理的具体描述，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。

图2为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系中摩擦元件在每个挡位下的操作图表。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。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、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，附图标记涉及本发明的相同或等同的部分。

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。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。

但是，为了清晰地描述本发明的示例性实施方案，与说明书无关的部分将被省略，并且在整个说明书中，相同的附图标记表示相似的或相同的元件。

在以下的说明书中，将零件的名称分为第一、第二等是为了对名称进行区分，这是由于零件的名称彼此相同，而其顺序没有具体限定。

图1为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。

参考图1，根据本发明的示例性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、输入轴IS、输出齿轮OG、八个旋转轴TM1至TM8、六个摩擦元件C1至C4以及B1至B2以及变速器壳体H；第一至第四行星齿轮组设置在相同轴线上；八个旋转轴TM1至TM8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的旋转元件中的至少一个。

结果是，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的协作改变了从输入轴IS输入的扭矩，并且经改变了的扭矩经由输出齿轮OG输出。

从发动机侧顺序地设置第一行星齿轮组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。

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扭矩变换，从而被输入至输入轴IS。

输出齿轮OG为输出构件，并且通过差动装置将驱动扭矩传递至驱动车轮。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第一太阳轮S1、第一行星架PC1和第一内齿圈R1；第一行星架PC1可旋转地支撑与第一太阳轮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是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二内齿圈R2；第二行星架PC2可旋转地支撑与第二太阳轮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是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第三太阳轮S3、第三行星架PC3和第三内齿圈R3；第三行星架PC3可旋转地支撑与第三太阳轮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是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第四太阳轮S4、第四行星架PC4和第四内齿圈R4；第四行星架PC4可旋转地支撑与第四太阳轮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。

在第一行星齿轮组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中，一个或多个旋转元件彼此连接，从而随八个旋转轴TM1至TM8运转。

将对八个旋转轴TM1至TM8进行进一步详细的描述。

第一旋转轴TM1包括第一太阳轮S1。

第二旋转轴TM2包括第一行星架PC1、第二内齿圈R2、第三行星架PC3以及第四内齿圈R4。

第三旋转轴TM3包括第一内齿圈R1和第三内齿圈R3。

第四旋转轴TM4包括第二太阳轮S2，并且选择性地连接到变速器壳体H。

第五旋转轴TM5包括第二行星架PC2，选择性地连接至第一旋转轴TM1，选择性地连接至第三旋转轴TM3，并且直接连接至输入IS，从而持续地作为输入元件工作。

第六旋转轴TM6包括第三太阳轮S3。

第七旋转轴TM7包括第四太阳轮S4，选择性地连接至第六旋转轴TM6，并且选择性地连接至变速器壳体H。

第八旋转轴TM8包括第四行星架PC4，选择性地连接至第六旋转轴TM6，直接连接至输出齿轮OG，从而持续地作为输出元件工作。

另外，作为摩擦元件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置于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设置于任意一个旋转轴和变速器壳体H之间的连接部分。

将对六个摩擦元件C1至C4和B1至B2进行进一步具体描述。

第一离合器C1介于第一旋转轴TM1和第五旋转轴TM5之间，并且选择性地将第一旋转轴TM1连接至第五旋转轴TM5。

第二离合器C2介于第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5之间，并且选择性地将第三旋转轴TM3连接至第五旋转轴TM5。

第三离合器C3介于第六旋转轴TM6和第八旋转轴TM8之间，并且选择性地将第六旋转轴TM6连接至第八旋转轴TM8。

第四离合器C4介于第六旋转轴TM6和第七旋转轴TM7之间，并且选择性地将第六旋转轴TM6连接至第七旋转轴TM7。

第一制动器B1介于第四旋转轴TM4和变速器壳体H之间，并且 使得第四旋转轴TM4作为选择性固定元件工作。

第二制动器B2介于第七旋转轴TM7和变速器壳体H之间，并且使得第七旋转轴TM7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，摩擦元件可以是通过液压操作的湿式多片式摩擦元件。

图2为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的摩擦元件在每个挡位下的操作图表。

如图2中所示，在根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系中，三个摩擦元件在每个挡位操作。

第二离合器C2、第四离合器C4和第二制动器B2在第一前进挡位1ST操作。

第二离合器C2、第三离合器C3和第二制动器B2在第二前进挡位2ND操作。

第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2在第三前进挡位3RD操作。

第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3在第四前进挡位4TH操作。

第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2在第五前进挡位5TH操作。

第一离合器C1、第三离合器C3和第一制动器B1在第六前进挡位6TH操作。

第一离合器C1、第一制动器B1和第二制动器B2在第七前进挡位7TH操作。

第一离合器C1、第四离合器C4和第一制动器B1在第八前进挡位8TH操作。

第三离合器C3、第四离合器C4和第一制动器B1在第九前进挡位9TH操作。

第二离合器C2、第四离合器C4和第一制动器B1在第十前进挡位10TH操作。

第二离合器C2、第三离合器C3和第一制动器B1在第十一前进挡 位11TH操作。

第一离合器C1、第四离合器C4和第二制动器B2在倒车挡位REV工作。

将进一步具体描述在本发明的示例性实施方案中的换挡过程。

如果第二离合器C2、第四离合器C4和第二制动器B2在第一前进挡位1ST操作，则第三旋转轴TM3连接至第五旋转轴TM5，第六旋转轴TM6连接至第七旋转轴TM7，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，实现了第一前进挡位。

如果第二离合器C2、第三离合器C3和第二制动器B2在第二前进挡位2ND操作，则第三旋转轴TM3连接至第五旋转轴TM5，第六旋转轴TM6连接至第八旋转轴TM8，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，实现了第二前进挡位。

如果第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2在第三前进挡位3RD操作，则第一旋转轴TM1连接至第五旋转轴TM5，第三旋转轴TM3连接至第五旋转轴TM5，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且第七旋转轴TM7作为固定元件运行。由此，实现了第三前进挡位。

如果第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3在第四前进挡位4TH操作，则第一旋转轴TM1连接至第五旋转轴TM5，第三旋转轴TM3连接至第五旋转轴TM5，第六旋转轴TM6连接至第八旋转轴TM8。因此，所有的行星齿轮组变为直接联接状态。在此状态下，如果输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，则实现第四前进挡位。在第四前进挡位，将与输入轴IS的旋转速度相同的旋转速度输出。

如果第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2在第五前进挡位5TH操作，则第一旋转轴TM1连接至第五旋转轴TM5，第六旋转轴TM6连接至第八旋转轴TM8，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，实现了第五前进挡位。

如果第一离合器C1、第三离合器C3和第一制动器B1在第六前进 挡位6TH操作，则第一旋转轴TM1连接至第五旋转轴TM5，第六旋转轴TM6连接至第八旋转轴TM8，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且第四旋转轴TM4作为固定元件工作。由此，实现了第六前进挡位。

如果第一离合器C1、第一制动器B1和第二制动器B2在第七前进挡位7TH操作，则第一旋转轴TM1连接至第五旋转轴TM5，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，实现了第七前进挡位。

如果第一离合器C1、第四离合器C4和第一制动器B1在第八前进挡位8TH操作，则第一旋转轴TM1连接至第五旋转轴TM5，第六旋转轴TM6连接至第七旋转轴TM7，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且第四旋转轴TM4作为固定元件工作。由此，实现了第八前进挡位。

如果第三离合器C3、第四离合器C4和第一制动器B1在第九前进挡位9TH操作，则第六旋转轴TM6连接至第七旋转轴TM7和第八旋转轴TM8，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且第四旋转轴TM4作为固定元件工作。因此，实现了第九前进挡位。

如果第二离合器C2、第四离合器C4和第一制动器B1在第十前进挡位10TH操作，则第三旋转轴TM3连接至第五旋转轴TM5，第六旋转轴TM6连接至第七旋转轴TM7，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且第四旋转轴TM4作为固定元件工作。由此，实现了第十前进挡位。

如果第二离合器C2、第三离合器C3和第一制动器B1在第十一前进挡位11TH操作，则第三旋转轴TM3连接至第五旋转轴TM5，第六旋转轴TM6连接至第八旋转轴TM8，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且第四旋转轴TM4作为固定元件工作。由此，实现了第十一前进挡位。

如果第一离合器C1、第四离合器C4和第二制动器B2在倒车挡位REV操作，则第一旋转轴TM1连接至第五旋转轴TM5，第六旋转轴TM6连接至第七旋转轴TM7，输入轴IS的旋转速度输入第五旋转轴TM5，并且第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，实现了倒车挡 位。

根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系通过利用四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2对第一行星齿轮组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进行控制，而能够实现十一个前进挡位和一个倒车挡位。

因此，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系能够提高动力传输性能和燃料效率。

由于利用多挡位能够实现适合于发动机转速的挡位，所以能够改善安静行驶。

另外，由于三个摩擦元件在每个挡位操作，并且使不操作的摩擦元件的数量得到最小化，所以能够减小摩擦阻力损失。因此能够提高动力传输效率和燃料效率。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方案的特征。

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。