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12月2日提交的韩国专利申请第10-2015-0171012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。

背景技术：

近期油价的上涨，导致了改善车辆燃料消耗的激烈竞争。

对此，对于发动机已经进行了通过所谓小型化而实现重量减小、改善燃料消耗的研究，而对自动变速器已经进行了通过实现更多挡位而同时获得更好的可驾驶性和燃料消耗的研究。

为了实现更多挡位的自动变速器，部件数量一般会增加，而这会使得可安装性、生产成本、重量和/或动力流效率变差。

因此，为了最大化地改善具有更多挡位的自动变速器的燃料效率，重要的是，通过更少量的部件得到更好的效率。

在这方面，近期已经出现了八速自动变速器，而且，用于能够实现更多挡位的自动变速器的行星齿轮系也在研发之中。

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一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其益处在于，通过最小的复杂度来实现至少十一个前进速度和至少一个倒车速度，从而利用多挡位来改善动力传递性能和燃料消 耗，并且通过利用发动机的低转速而提高车辆的驾驶稳定性。

根据一个实施方案的示例性行星齿轮组包括：

输入轴，其用于接收发动机扭矩；输出轴，其用于输出经改变的扭矩；第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其具有第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；以及六个控制元件，其用于将旋转元件以及变速器壳体选择性地互连。

该示例性行星齿轮组可以进一步包括：第一连接构件，其连接至第一旋转元件，并且与变速器壳体选择性地可连接；第二连接构件，其连接至第二旋转元件，并且直接连接至输入轴；第三连接构件，其连接至第三旋转元件、第九旋转元件以及第十旋转元件；第四连接构件，其连接至第四旋转元件，并且与第一连接构件和第二连接构件选择性地可连接；第五连接构件，其连接至第五旋转元件，并且与第三连接构件选择性地可连接；第六连接构件，其连接至第六旋转元件和第八旋转元件；第七连接构件，其连接至第七旋转元件和第十一旋转元件，选择性地可连接至第五连接构件，并且直接连接至输出轴；以及第八连接构件，其连接至第十二旋转元件，并且与变速器壳体选择性地可连接。

第一行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，其中，第一旋转元件是第一太阳轮，第二旋转元件是第一行星架，并且第三旋转元件是第一内齿圈。第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，其中，第四旋转元件是第二太阳轮，第五旋转元件是第二行星架，并且第六旋转元件是第二内齿圈。第三行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，其中，第七旋转元件是第三太阳轮，第八旋转元件是第三行星架，并且第九旋转元件是第三内齿圈。第四行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，其中，第十旋转元件是第四太阳轮，第十一旋转元件是第四行星架，并且第十二旋转元件是第四内齿圈。

六个控制元件可以包括：第一离合器，其选择性地连接第二连接构件与第四连接构件；第二离合器，其选择性地连接第五连接构件与 第七连接构件；第三离合器，其选择性地连接第一连接构件与第四连接构件；第四离合器，其选择性地连接第三连接构件与第五连接构件；第一制动器，其选择性地连接第一连接构件与变速器壳体；以及第二制动器，其选择性地连接第八连接构件与变速器壳体。

通过选择性地操作所述六个控制元件中的三个控制元件而实现的挡位可以包括：第一前进速度，其通过同时操作第一离合器、第四离合器以及第二制动器而形成；第二前进速度，其通过同时操作第三离合器、第四离合器以及第二制动器而形成；第三前进速度，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第二制动器而形成；第四前进速度，其通过同时操作第三离合器、第一制动器以及第二制动器而形成；第五前进速度，其通过同时操作第二离合器、第三离合器以及第二制动器而形成；第六前进速度，其通过同时操作第二离合器、第三离合器以及第一制动器而形成；第七前进速度，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第三离合器而形成；第八前进速度，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第一制动器而形成；第九前进速度，其通过同时操作第二离合器、第四离合器以及第一制动器而实现；第十前进速度，其通过同时操作第一离合器、第四离合器以及第一制动器而实现；第十一前进速度，其通过同时操作第三离合器、第四离合器以及第一制动器而形成；以及倒车速度，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第二制动器而形成。

根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系可以通过控制六个控制元件来操作作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组，从而实现至少十一个前进速度和至少一个倒车速度。

另外，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮组通过利用自动变速器的多挡位来实现对发动机转速合适的挡位，从而可以大幅提高驾驶稳定性。

另外，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮组可以通过自动变速器的多挡位来最大化发动机驱动效率，并且可以改善动力传递性能和燃料消耗。

此外，可以从本发明的示例性实施方案中获得或推测出的效果直接或暗示性地由下面的详细描述所描述。即，从本发明的示例性实施 方案中推测出的各种效果将由下面的详细描述所描述。

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实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1是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是根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在各个挡位下的各个控制元件的操作表。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。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。

在这些图形中，在附图的多幅附图中，附图标记指本发明的相同的或等同的部件。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被示出在附图中并描述如下。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，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可替选形式、修改形式、等同形式及其他实施方案。

下文将参考所附附图对本发明进行更为全面的描述，在这些附图中显示了本发明的示例性实施方案。本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不脱离本发明的精神或范围。

应当认为，附图和说明书实质上是示意性的，而不是限制性的，而且在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

在下面的描述中，将部件的名称分为第一、第二等是因为部件的名称彼此相同而将名字分开，对其顺序并没有进行特定的限制。

图1是根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。

参照图1，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系包括布置在相同的轴线上的第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4；输入轴IS；输出轴OS；用于将第一行星齿轮组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的旋转元件互连的八个连接构件TM1至TM8；六个控制元件C1至C4和B1至B2；以及变速器壳体H。

将从输入轴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间的协同工作而转换，随后经过输出轴OS而输出。

从发动机侧开始，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的次序来布置简单行星齿轮组。

输入轴IS为输入构件，并且将来自发动机的曲轴的扭矩在通过扭矩变换器而进行变换扭矩之后输入到输入轴IS。

输出轴OS是输出构件，其设置在与输入轴IS相同的轴线上，并且经由差动装置而将经改变的扭矩传递到驱动轴。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳轮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。第一太阳轮S1用作第一旋转元件N1，第一行星架PC1用作第二旋转元件N2，第一内齿圈R1用作第三旋转元件N3。

第二行星齿轮组PG2是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。第二太阳轮S2用作第四旋转元件N4，第二行星架PC2用作第五旋转元件N5，第二内齿圈R2用作第六旋转元件N6。

第三行星齿轮组PG3是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和第三内齿圈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。第三太阳轮S3用作第七旋转元件N7，第三行星架PC3用作 第八旋转元件N8，第三内齿圈R3用作第九旋转元件N9。

第四行星齿轮组PG4是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和第四内齿圈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。第四太阳轮S4用作第十旋转元件N10，第四行星架PC4用作第十一旋转元件N11，第四内齿圈R4用作第十二旋转元件N12。

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的布置中，通过八个连接构件TM1至TM8，第三旋转元件N3直接连接至第九旋转元件N9和第十旋转元件N10，第六旋转元件N6直接连接至第八旋转元件N8，第七旋转元件N7直接连接至第十一旋转元件N11。

八个连接构件TM1至TM8的布置如下。

第一连接构件TM1连接至第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)，并且选择性地可连接至变速器壳体H，从而选择性地用作固定元件。

第二连接构件TM2连接至第二旋转元件N2(第一行星架PC1)，并且直接连接至输入轴IS，从而持续用作输入元件。

第三连接构件TM3连接至第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)、第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)以及第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)。

第四连接构件TM4连接至第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)，并且选择性地可连接至第一连接构件TM1和第二连接构件TM2。。

第五连接构件TM5连接至第五旋转元件N5(第二行星架PC2)，并且选择性地可连接至第三连接构件TM3。

第六连接构件TM6连接至第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)和第八旋转元件N8(第三行星架PC3)。

第七连接构件TM7连接至第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)和第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)，选择性地可连接至第五连接构件TM5，并且直接连接至输出轴OS从而持续用作输出元件。

第八连接构件TM8连接至第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)，并且选择性地可连接至变速器壳体H，从而选择性地用作固定元件。

通过控制元件中的四个离合器C1、C2、C3和C4，连接构件TM1 至TM8可以彼此选择性地互连。

另外，连接构件TM1至TM8通过控制元件中的两个制动器B1和B2而选择性地可连接至变速器壳体H。

六个控制元件C1至C4和B1至B2的布置如下。

第一离合器C1布置在第二连接构件TM2与第四连接构件TM4之间，使得第二连接构件TM2与第四连接构件TM4可以选择性地变为一个整体。

第二离合器C2布置在第五连接构件TM5与第七连接构件TM7之间，使得第五连接构件TM5与第七连接构件TM7可以选择性地变为一个整体。

第三离合器C3布置在第一连接构件TM1与第四连接构件TM4之间，使得第一连接构件TM1与第四连接构件TM4可以选择性地变为一个整体。

第四离合器C4布置在第三连接构件TM3与第五连接构件TM5之间，使得第三连接构件TM3与第五连接构件TM5可以选择性地变为一个整体。

第一制动器B1布置在第一连接构件TM1与变速器壳体H之间，使得第一连接构件TM1可以选择性地用作固定元件。

第二制动器B2布置在第八连接构件TM8与变速器壳体H之间，使得第八连接构件TM8可以选择性地用作固定元件。

作为控制元件的第一离合器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可以由通过液压压力摩擦接合的多片液压压力摩擦装置实现。

图2是根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在各个挡位下的各个控制元件的操作表。

如图2所示，根据依据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在各个挡位下通过操作三个控制元件而执行换挡。

在第一前进速度D1，同时操作第一离合器C1、第四离合器C4以及第二制动器B2。从而，第二连接构件TM2通过第一离合器C1的操作而连接至第四连接构件TM4，第三连接构件TM3通过第四离合器C4的操作而连接至第五连接构件TM5。在该状态下，输入轴IS的扭 矩输入至第二连接构件TM2。另外，第八连接构件TM8通过第二制动器B2的操作而用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同工作而实现第一前进速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第二前进速度D2，同时操作第三离合器C3、第四离合器C4以及第二制动器B2。从而，第五连接构件TM5通过第三离合器C3的操作而连接至第七连接构件TM7，第三连接构件TM3通过第四离合器C4的操作而连接至第五连接构件TM5。在该状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二连接构件TM2。另外，第八连接构件TM8通过第二制动器B2的操作而用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同工作而实现第二前进速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第三前进速度D3，同时操作第一离合器C1、第三离合器C3以及第二制动器B2。从而，第二连接构件TM2通过第一离合器C1的操作而连接至第四连接构件TM4，第一连接构件TM1通过第三离合器C3的操作而连接至第四连接构件TM4。在该状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二连接构件TM2。另外，第八连接构件TM8通过第二制动器B2的操作而用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同工作而实现第三前进速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第四前进速度D4，同时操作第三离合器C3、第一制动器B1以及第二制动器B2。从而，第一连接构件TM1通过第三离合器C3的操作而连接至第四连接构件TM4。在该状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二连接构件TM2。另外，第一连接构件TM1和第八连接构件TM8通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作而用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同工作而实现第四前进速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第五前进速度D5，同时操作第二离合器C2、第三离合器C3以及第二制动器B2。从而，第五连接构件TM5通过第二离合器C2的操作而连接至第七连接构件TM7，第一连接构件TM1通过第三离合器C3的操作而连接至第四连接构件TM4。在该状态下，输入轴IS的扭 矩输入至第二连接构件TM2。另外，第八连接构件TM8通过第二制动器B2的操作而用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同工作而实现第五前进速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第六前进速度D6，同时操作第二离合器C2、第三离合器C3以及第一制动器B1。从而，第五连接构件TM5通过第二离合器C2的操作而连接至第七连接构件TM7，第一连接构件TM1通过第三离合器C3的操作而连接至第四连接构件TM4。在该状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二连接构件TM2。另外，第一连接构件TM1和第四连接构件TM4通过第一制动器B1的操作而用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同工作而实现第六前进速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第七前进速度D7，同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第三离合器C3。从而，第二连接构件TM2通过第一离合器C1的操作而连接至第四连接构件TM4，第五连接构件TM5通过第二离合器C2的操作而连接至第七连接构件TM7，第一连接构件TM1通过第三离合器C3的操作而连接至第四连接构件TM4。在该状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二连接构件TM2。然后，通过各个连接构件的协同工作，实现了第七前进速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS而将输入的扭矩原样输出。

在第八前进速度D8，同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第一制动器B1。从而，第二连接构件TM2通过第一离合器C1的操作而连接至第四连接构件TM4，第五连接构件TM5通过第二离合器C2的操作而连接至第七连接构件TM7。在该状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二连接构件TM2。另外，第一连接构件TM1通过第一制动器B1的操作而用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同工作而实现第八前进速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第九前进速度D9，同时操作第二离合器C2、第四离合器C4以及第一制动器B1。从而，第五连接构件TM5通过第二离合器C2的操作而连接至第七连接构件TM7，第三连接构件TM3通过第四离合器 C4的操作而连接至第五连接构件TM5。在该状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二连接构件TM2。另外，第一连接构件TM1通过第一制动器B1的操作而用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同工作而实现第九前进速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第十前进速度D10，同时操作第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1。从而，第二连接构件TM2通过第一离合器C1的操作而连接至第四连接构件TM4，第三连接构件TM3通过第四离合器C4的操作而连接至第五连接构件TM5。在该状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二连接构件TM2。另外，第一连接构件TM1通过第一制动器B1的操作而用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同工作而实现第十前进速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第十一前进速度D11，同时操作第三离合器C3、第四离合器C4以及第一制动器B1。从而，第五连接构件TM5通过第三离合器C3的操作而连接至第七连接构件TM7，第三连接构件TM3通过第四离合器C4的操作而连接至第五连接构件TM5。在该状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二连接构件TM2。另外，第一连接构件TM1通过第一制动器B1的操作而用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同工作而实现第十一前进速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS输出经改变的扭矩。

在倒车速度REV，同时操作第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2。从而，第二连接构件TM2通过第一离合器C1的操作而连接至第四连接构件TM4，第五连接构件TM5通过第二离合器C2的操作而连接至第七连接构件TM7。在该状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二连接构件TM2。另外，第八连接构件TM8通过第一制动器B1的操作而用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同工作而实现倒车速度，并且经由连接至第七连接构件TM7的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

如上所述，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系可以实现通过操作四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4并控制四个离合器 C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2而形成的至少十一个前进速度和至少一个倒挡速度。

另外，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮组通过自动变速器的多挡位而实现对发动机转速合适的的挡位，从而可以大幅提高驾驶稳定性。

另外，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮组可以通过自动变速器的多挡位来最大化发动机驱动效率，并且可以改善动力传递性能和燃料消耗。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”是用于参考图中显示的这些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。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要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形式和修改形式。本发明的范围旨在由权利要求书和它们的等同替代限定。