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10-2015-0170985号的优先权，该申请的全部内容通过该引用结合于此用于所有目的。

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：

近期油价的上涨使得车辆制造商需要满足提高燃料效率的全球需求。

从这层意义上讲，已对发动机在通过缩减尺寸而降低重量并提高燃料效率方面进行了研究，还对通过实施具有多速度挡位的自动变速器来确保驾驶性能以及最大化燃料效率的竞争性两方面进行了研究。

为了实现自动变速器的更多换挡挡位，内部构件的数量通常会随着换挡挡位的数量增加而增加，由此自动变速器可能会难以安装，其制造成本和重量可能会增加，并且其动力传递效率可能会变差。

因此，为了最大化地优化具有更多换挡挡位的自动变速器的燃料消耗，通过更少数量的部件来得到更优效率是重要的。

公开于该本发明背景技术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，其具有优点在于：通过最低的复杂度而实现至少八个前进速度挡位和至少一个倒车挡位，从而依据多挡位而改善动力传递性能和燃料消耗，以及通过利用发动机的低旋转速度而改善车辆的驾驶稳定性。

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，其用于接收发动机的扭矩；输出轴，其用于输出经改变的发动机的扭矩；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；六个控制元件，其用于使旋转元件选择性地互相连接；第一连接构件，其与第一旋转元件和第五旋转元件连接，并且与输入轴选择性地连接；第二连接构件，其与第二旋转元件连接；第三连接构件，其与第三旋转元件和第八旋转元件连接，并且与输出轴直接地连接；第四连接构件，其与第四旋转元件连接，与变速器壳体直接地连接，并且与第二连接构件选择性地连接；第五连接构件，其与第六旋转元件连接；第六连接构件，其与第七旋转元件连接，并且与第二连接构件选择性地连接，以及与第五连接构件选择性地连接；以及第七连接构件，其与第九旋转元件连接，并且与输入轴选择性地连接。

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，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，第六旋转元件是第二内齿圈；而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，第九旋转元件是第三内齿圈。

六个控制元件可以包括：第一离合器，其选择性地连接输入轴和第一连接构件；第二离合器，其选择性地连接输入轴和第七连接构件；第三离合器，其选择性地连接第三连接构件和第五连接构件；第四离合器，其选择性地连接第二连接构件和第四连接构件；第五离合器，其选择性地连接第二连接构件和第六连接构件；以及第六离合器，其选择性地连接第五连接构件和第六连接构件。

通过六个控制元件中的三个控制元件的选择性操作所实现的换挡挡位可以包括：第一前进速度挡位，其通过第二离合器、第四离合器和第六离合器的同时操作而形成；第二前进速度挡位，其通过第二离合器、第四离合器和第五离合器的同时操作而形成；第三前进速度挡位，其通过第二离合器、第五离合器和第六离合器的同时操作而形成；第四前进速度挡位，其通过第二离合器、第三离合器和第五离合器的同时操作而形成；第五前进速度挡位，其通过第二离合器、第三离合器和第六离合器的同时操作而形成；第六前进速度挡位，其通过第一离合器、第二离合器和第六离合器的同时操作而形成；第七前进速度挡位，其通过第一离合器、第三离合器和第六离合器的同时操作而形成；第八前进速度挡位，其通过第一离合器、第五离合器和第六离合器的同时操作而形成；以及倒车挡位，其通过第一离合器、第四离合器和第六离合器的同时操作而形成。

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，其用于接收发动机的扭矩；输出轴，其用于输出经改变的发动机的扭矩；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；第一连接构件，其与第一旋转元件和第五旋转元件连接，并且与输入轴选择性地连接；第二连接构件，其与第二旋转元件连接；第三连接构件，其与第三旋转元件和第八旋转元件连接，并且与输出轴直接地连接；第四连接构件，其与第四旋转元件连接，与变速器壳体直接地连接，并且与第二连接构件选择性地连接；第五连接构件，其与第六旋转元件连接；第六连接构件，其与第七旋转元件连接，并且与第二连接构件选择性地连接，以及与第五连接构件选择性地连接；第七连接构件，其与第九旋转元件连接，并且与输入轴选择性地连接；第一离合器，其选择性地连接输入轴和第一连接构件；第二离合器，其选择性地连接输入轴和第七连接构件；第三离合器，其选择性地连接第三连接构件和第五连接构件；第四离合器，其选择性地连接第二连接构件和第四连接构件；第五离合器，其选择性地连接第二连接构件和第六连接构件；以及第六离合器，其选择性地连接第五连接构件和第六连接构件。

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，第三旋转元件是第一内齿圈；第二行星齿轮组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，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，第九旋转元件是第三内齿圈。

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，其用于接收发动机的扭矩；输出轴，其用于输出经改变的发动机的扭矩；第一行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，且包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，且包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，且包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第一连接构件，其与第一太阳轮和第二行星架连接，并且与输入轴选择性地连接；第二连接构件，其与第一行星架连接；第三连接构件，其与第一内齿圈和第三行星架连接，并且与输出轴直接地连接；第四连接构件，其与第二太阳轮连接，与变速器壳体直接地连接，并且与第二连接构件选择性地连接；第五连接构件，其与第二内齿圈连接；第六连接构件，其与第三太阳轮连接，并且与第二连接构件选择性地连接，以及与第五连接构件选择性地连接；第七连接构件，其与第三内齿圈连接，并且与输入轴选择性地连接；以及六个控制元件，其使连接构件互相连接。

根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以实现至少八个前进速度挡位和至少一个倒车挡位，这些挡位是通过经由控制六个控制元件来操作是简单行星齿轮组的三个行星齿轮组而形成的。

另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系通过利用自动变速器的多速度挡位实现适合于发动机转速的换挡挡位，能够大幅提高驾驶稳定性。

另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系通过提供能够实现多速度挡位的自动变速器而能够最大化发动机的驱动效率，并且能够改善动力传递性能和燃料消耗。

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，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插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)。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，例如具有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，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为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。

图2在为根据本发明的示例性行星齿轮系中，各个控制元件在各个换挡挡位的操作图表。

应当理解，附图不一定是按照比例绘制的，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本发明所公开的具体设计特征(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。

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呈现在附图中并描述如下。尽管将结合示例性的实施方案来描述本发明，但是应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性的实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性的实施方案，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为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。参考图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和第三行星齿轮组PG3，各布置在相同的轴线上；输入轴IS；输出轴OS；第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3的各个旋转元件的七个连接构件TM1至TM7；六个控制元件C1至C6；以及变速器壳体H。

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和第三行星齿轮组PG3的协同工作而改变，且随后通过输出轴OS输出。

简单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、和第三行星齿轮组PG3的顺序进行布置。

输入轴IS为输入构件，并且来自发动机的曲轴的扭矩在通过扭矩变换器进行扭矩变换后输入至输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，且与输入轴IS布置在相同的轴线上，输出轴OS通过差动装置而将经改变的扭矩传递至驱动轴。

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支撑第一小齿轮P1，第一小齿轮P1与第一太阳轮S1外啮合，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支撑第二小齿轮P2，第二小齿轮P2与第二太阳轮S2外啮合，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支撑第三小齿轮P3，第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外啮合，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。

在第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的布置中，通过七个连接构件TM1至TM7，第一旋转元件N1与第五旋转元件N5直接地连接，第三旋转元件N3与第八旋转元件N8直接地连接。

七个连接构件TM1至TM7布置如下。

第一连接构件TM1与第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)和第五旋转元件N5(第二行星架PC2)连接，并且与输入轴IS选择性地连接。

第二连接构件TM2与第二旋转元件N2(第一行星架PC1)连接。

第三连接构件TM3与第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)和第八旋转元件N8(第三行星架PC3)连接，并且与输出轴OS直接地连接。

第四连接构件TM4与第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)连接，与变速器壳体H直接地连接，并且与第二连接构件TM2选择性地连接。

第五连接构件TM5与第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)连接，并且与第三连接构件TM3选择性地连接。

第六连接构件TM6与第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)连接，并且与第二连接构件TM2选择性地连接，以及与第五连接构件TM5选择性地连接。

第七连接构件TM7与第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)连接，并且与输入轴IS选择性地连接。

连接构件TM1至TM7可以通过包括六个离合器C1、C2、C3、C4、C5和C6的控制元件而彼此选择性地互相连接。

六个控制元件C1至C6布置如下。

第一离合器C1布置在输入轴IS和第一连接构件TM1之间，使得输入轴IS和第一连接构件TM1可以选择性地成为一体。

第二离合器C2布置在输入轴IS和第七连接构件TM7之间，使得输入轴IS和第七连接构件TM7可以选择性地成为一体。

第三离合器C3布置在第三连接构件TM3和第五连接构件TM5之间，使得第三连接构件TM3和第五连接构件TM5可以选择性地成为一体。

第四离合器C4布置在第二连接构件TM2和第四连接构件TM4之间，使得第二连接构件TM2和第四连接构件TM4可以选择性地成为一体。

第五离合器C5布置在第二连接构件TM2和第六连接构件TM6之间，使得第二连接构件TM2和第六连接构件TM6可以选择性地成为一体。

第六离合器C6布置在第五连接构件TM5和第六连接构件TM6之间，使得第五连接构件TM5和第六连接构件TM6可以选择性地成为一体。

可以利用通过液压而摩擦地接合的多片式液压摩擦装置来实现第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、第四离合器C4、第五离合器C5和第六离合器C6的各个控制元件。

图2为在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中，各个控制元件在各个换挡挡位的操作图表。如图2所示，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系在各个换挡挡位通过操作三个控制元件来执行换挡。

在第一前进速度挡位D1，第二离合器C2、第四离合器C4以及第六离合器C6同时操作。由此，输入轴IS和第七连接构件TM7通过第二离合器C2的操作而互相连接，第二连接构件TM2和第四连接构件TM4通过第四离合器C4的操作而互相连接，以及第五连接构件TM5和第六连接构件TM6通过第六离合器C6的操作而互相连接。在这种状态下，扭矩输入至第七连接构件TM7。另外，第四连接构件TM4用作固定元件，且第二连接构件TM2通过第四离合器C4的操作而同时用作固定元件，从而实现了第一前进速度挡位，并且经改变的扭矩通过第三连接构件TM3而输出至输出轴OS。

在第二前进速度挡位D2，第二离合器C2、第四离合器C4以及第五离合器C5同时操作。由此，输入轴IS和第七连接构件TM7通过第二离合器C2的操作而互相连接，第二连接构件TM2和第四连接构件TM4通过第四离合器C4的操作而互相连接，第二连接构件TM2和第六连接构件TM6通过第五离合器C5的操作而互相连接。在这种状态下，扭矩输入至第七连接构件TM7。另外，第四连接构件TM4用作固定元件，且第二连接构件TM2通过第四离合器C4的操作而同时用作固定元件，从而实现了第二前进速度挡位，并且经改变的扭矩通过第三连接构件TM3而输出至输出轴OS。

在第三前进速度挡位D3，第二离合器C2、第五离合器C5以及第六离合器C6同时操作。由此，输入轴IS和第七连接构件TM7通过第二离合器C2的操作而互相连接，第二连接构件TM2和第六连接构件TM6通过第五离合器C5的操作而互相连接，第五连接构件TM5和第六连接构件TM6通过第六离合器C6的操作而互相连接。在这种状态下，扭矩输入至第七连接构件TM7。另外，第四连接构件TM4用作固定元件，从而实现了第三前进速度挡位，并且经改变的扭矩通过第三连接构件TM3而输出至输出轴OS。

在第四前进速度挡位D4，第二离合器C2、第三离合器C3以及第五离合器C5同时操作。由此，输入轴IS和第七连接构件TM7通过第二离合器C2的操作而互相连接，第三连接构件TM3和第五连接构件TM5通过第三离合器C3的操作而互相连接，第二连接构件TM2和第六连接构件TM6通过第五离合器C5的操作而互相连接。在这种状态下，扭矩输入至第七连接构件TM7。另外，第四连接构件TM4用作固定元件，从而实现了第四前进速度挡位，并且经改变的扭矩通过第三连接构件TM3而输出至输出轴OS。

在第五前进速度挡位D5，第二离合器C2、第三离合器C3以及第六离合器C6同时操作。由此，输入轴IS和第七连接构件TM7通过第二离合器C2的操作而互相连接，第三连接构件TM3和第五连接构件TM5通过第三离合器C3的操作而互相连接，第五连接构件TM5和第六连接构件TM6通过第六离合器C6的操作而互相连接。在这种状态下，扭矩输入至第七连接构件TM7。另外，第四连接构件TM4用作固定元件，从而实现了将与输入相同的扭矩输出的第五前进速度挡位，并且输入扭矩通过第三连接构件TM3而输出至输出轴OS。

在第六前进速度挡位D6，第一离合器C1、第二离合器C2以及第六离合器C6同时操作。由此，输入轴IS和第一连接构件TM1通过第一离合器C1的操作而互相连接，输入轴IS和第七连接构件TM7通过第二离合器C2的操作而互相连接，第五连接构件TM5和第六连接构件TM6通过第六离合器C6的操作而互相连接。在这种状态下，扭矩输入至第一连接构件TM1和第七连接构件TM7。另外，第四连接构件TM4用作固定元件，从而实现了第六前进速度挡位，并且经改变的扭矩通过第三连接构件TM3而输出至输出轴OS。

在第七前进速度挡位D7，第一离合器C1、第三离合器C3以及第六离合器C6同时操作。由此，输入轴IS和第一连接构件TM1通过第一离合器C1的操作而互相连接，第三连接构件TM3和第五连接构件TM5通过第三离合器C3的操作而互相连接，第五连接构件TM5和第六连接构件TM6通过第六离合器C6的操作而互相连接。在这种状态下，扭矩输入至第一连接构件TM1。另外，第四连接构件TM4用作固定元件，从而实现了第七前进速度挡位，并且经改变的扭矩通过第三连接构件TM3而输出至输出轴OS。

在第八前进速度挡位D8，第一离合器C1、第五离合器C5以及第六离合器C6同时操作。由此，输入轴IS和第一连接构件TM1通过第一离合器C1的操作而互相连接，第二连接构件TM2和第六连接构件TM6通过第五离合器C5的操作而互相连接，第五连接构件TM5和第六连接构件TM6通过第六离合器C6的操作而互相连接。在这种状态下，扭矩输入至第一连接构件TM1。另外，第四连接构件TM4用作固定元件，从而实现了第八前进速度挡位，并且经改变的扭矩通过第三连接构件TM3而输出至输出轴OS。

在倒车挡位REV，第一离合器C1、第四离合器C4以及第六离合器C6同时操作。由此，输入轴IS和第一连接构件TM1通过第一离合器C1的操作而互相连接，第二连接构件TM2和第四连接构件TM4通过第四离合器C4的操作而互相连接，第五连接构件TM5和第六连接构件TM6通过第六离合器C6的操作而互相连接。在这种状态下，扭矩输入至第一连接构件TM1。另外，第四连接构件TM4用作固定元件，且第二连接构件TM2通过第四离合器C4的操作而同时用作固定元件，从而实现了倒车挡位，并且经改变的扭矩通过第三连接构件TM3而输出至输出轴OS。

如上所述，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够实现至少八个前进速度挡位和至少一个倒车挡位，这些挡位是通过经由对六个离合器C1、C2、C3、C4、C5和C6进行控制来操作三个行星齿轮组PG1、PG2和PG3而形成的。

另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系通过利用自动变速器的多速度挡位实现适合于发动机旋转速度的换挡挡位，能够大幅提高驾驶稳定性。

另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系通过提供能够实现自动变速器的多挡位的自动变速器而能够最大化发动机的驱动效率，并且能够改善动力传递性能和燃料消耗。

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各种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效形式所限定。