本申请要求于2017年3月15日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0032601的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开的实施例涉及一种车辆的自动变速器，并且更特别地，涉及一种通过使用四个行星齿轮组、三个离合器和四个制动器实现前进10挡和后退1挡换挡级的车辆的自动变速器。
背景技术：
一般地，自动变速器通过多个行星齿轮组的组合来实现，并且用于通过将速度自动地转换成多级而将从变矩器传递的旋转动力传递到输出轴。
在自动变速器中，实现越多的换挡级，可以设计越合适的变速器齿轮比，并且越可以实现在动力性能和燃料经济性方面优异的车辆。因此，已经不断进行研究以实现更多的换挡级。
即使实现相同的换挡级，但根据各自包括太阳齿轮、行星架和环形齿轮的旋转元件的连接构造，自动变速器具有不同的运行机制。
同时，从变速器控制的角度来说，在自动变速器中，在实现多个换挡级时，其中在换挡到相邻的换挡级时释放一个摩擦构件且操作另一个摩擦构件的操作条件应该被满足。
本公开的背景技术被公开在公开号为2008-0033789的韩国未审查专利中(2008年4月17日公布，标题为“车辆的自动变速器的9挡齿轮系”)。
技术实现要素：
各个实施例旨在提供一种车辆的自动变速器，该车辆的自动变速器通过使用四个行星齿轮组、三个离合器和四个制动器实现前进10挡和后退1挡换挡级。
在实施例中，车辆的自动变速器可以包括：输入轴，接收发动机的动力；输出轴，设置在与输入轴分开的位置处并且输出换挡后的动力；第一行星齿轮组，包括多个旋转元件；第二行星齿轮组，与输入轴连接，从输入轴接收动力，并且包括与第一行星齿轮组连接的旋转元件；第三行星齿轮组，包括与第一行星齿轮组连接的旋转元件，并且与输出轴连接；第四行星齿轮组，包括分别与第二行星齿轮组和第三行星齿轮组连接的旋转元件；旋转轴单元，与第一行星齿轮组至第四行星齿轮组连接，并传递动力；三个离合器，选择性地连接旋转轴单元的预定元件或选择性地连接旋转轴单元的预定元件和输入轴；以及四个制动器，选择性地连接旋转轴单元的预定元件和变速器壳体。
第一行星齿轮组可以包括：第一太阳齿轮，与第二行星齿轮组连接；第一环形齿轮，与第三行星齿轮组连接；以及第一行星架，设置在第一太阳齿轮和第一环形齿轮之间，并且通过任意一个制动器与变速器壳体选择性地连接。
第二行星齿轮组可以包括：第二太阳齿轮，与第四行星齿轮组连接；第二环形齿轮，与第一行星齿轮组连接；以及第二行星架，设置在第二太阳齿轮和第二环形齿轮之间，并且始终与输入轴连接。
第三行星齿轮组可以包括：第三太阳齿轮，与第一行星齿轮组连接；第三环形齿轮，其与输出轴连接；以及第三行星架，设置在第三太阳齿轮和第三环形齿轮之间，并与第四行星齿轮组连接。
第四行星齿轮组可以包括：第四太阳齿轮，与第二行星齿轮组连接；第四环形齿轮，通过任意一个制动器与变速器壳体选择性地连接；以及第四行星架，设置在第四太阳齿轮和第四环形齿轮之间，并与第三行星齿轮组连接。
旋转轴单元中包括的旋转轴可以是七个。
旋转轴单元可以包括：第一旋转轴，连接第二行星齿轮组和第四行星齿轮组；第二旋转轴，连接第一行星齿轮组和第二行星齿轮组；第三旋转轴，与第一行星齿轮组连接；第四旋转轴，连接第三行星齿轮组和第四行星齿轮组；第五旋转轴，与第四行星齿轮组连接；第六旋转轴，连接第一行星齿轮组和第三行星齿轮组；以及第七旋转轴，与第一行星齿轮组连接。
第一旋转轴可以连接第二太阳齿轮和第四太阳齿轮。
第二旋转轴可以连接第一太阳齿轮和第二环形齿轮。
第三旋转轴可以与第一行星架连接。
第四旋转轴可以连接第三行星架和第四行星架。
第五旋转轴可以与第四环形齿轮连接。
第六旋转轴可以连接第三太阳齿轮和第一环形齿轮。
第七旋转轴可以与第一环形齿轮连接。
制动器可以包括第一制动器，该第一制动器选择性地连接第一旋转轴和变速器壳体。
制动器可以包括第二制动器，该第二制动器选择性地连接第五旋转轴和变速器壳体。
制动器可以包括第三制动器，该第三制动器选择性地连接第六旋转轴与第七旋转轴中的任意一个和变速器壳体。
制动器可以包括第四制动器，该第四制动器选择性地连接第三旋转轴和变速器壳体。
离合器可以包括第一离合器，该第一离合器选择性地连接输入轴和第七旋转轴。
离合器可以包括第二离合器，该第二离合器选择性地连接第三旋转轴和第四旋转轴。
离合器可以包括第三离合器，该第三离合器选择性地连接第二旋转轴和第四旋转轴。
可以通过第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组、旋转轴单元、离合器和制动器的操作来实现前进10挡和后退1挡换挡级的多个换挡级。
多个换挡级可以包括当第一制动器、第二制动器和第一离合器操作时实现的倒挡换挡级。
多个换挡级可以包括当第一制动器、第二制动器和第二离合器操作时实现的前进1挡换挡级。
多个换挡级可以包括当第二制动器、第三制动器和第二离合器操作时实现的前进2挡换挡级。
多个换挡级可以包括当第二制动器、第二离合器和第三离合器操作时实现的前进3挡换挡级。
多个换挡级可以包括当第二制动器、第一离合器和第二离合器操作时实现的前进4挡换挡级。
多个换挡级可以包括当第一离合器、第二离合器和第三离合器操作时实现的前进5挡换挡级。
多个换挡级可以包括当第一制动器、第一离合器和第二离合器操作时实现的前进6挡换挡级。
多个换挡级可以包括当第一制动器、第二离合器和第三离合器操作时实现的前进7挡换挡级。
多个换挡级可以包括当第一制动器、第一离合器和第三离合器操作时实现的前进8挡换挡级。
多个换挡级可以包括当第一制动器、第三制动器和第三离合器操作时实现的前进9挡换挡级。
多个换挡级可以包括当第一制动器、第四制动器和第三离合器操作时实现的前进10挡换挡级。
第一环形齿轮可以通过被分成多个部件与第一行星架接合，并且第三旋转轴可以通过在第一环形齿轮被分成的多个部件之间穿过而与第四制动器连接。
第一环形齿轮可以分成两个部件并且可以包括第一分开齿轮和第二分开齿轮，并且与第一分开齿轮连接的第六旋转轴的转速(rpm)和与第二分开齿轮连接的第七旋转轴的转速可以相同。
第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第二行星齿轮组和第四行星齿轮组可以依次靠近输入轴设置。
根据本公开的实施例，车辆的自动变速器可以通过使用四个行星齿轮组、三个离合器和四个制动器实现前进10挡和后退1挡换挡级。
而且，根据本公开的实施例，由于输出轴连接到位于距输入轴第二近的行星齿轮组，所以变速器的尺寸可以减小，并且可以提高车辆安装性。
此外，根据本公开的实施例，由于第一环形齿轮被分成两个部件并且形成用于连接第一行星架和第四制动器的通道，所以第一行星架和第四制动器的连接可以容易地实现。
附图说明
图1是示意性地示出根据本公开的实施例的车辆的自动变速器的结构的构造图。
图2是示出根据本公开的实施例的车辆的自动变速器的各个换挡级的操作表。
图3是示意性地示出根据本公开的另一实施例的车辆的自动变速器的结构的构造图。
图4是示出根据本公开的另一实施例的车辆的自动变速器的各个换挡级的操作表。
具体实施方式
在下文中，将通过实施例的各个示例参照附图来描述车辆的自动变速器。
应该注意的是，附图不是以精确的比例绘制，而是为了描述的方便和清楚起见，可以夸大线条的粗细或部件的尺寸。此外，本文使用的术语是通过考虑本发明的功能来定义的，并且可以根据用户或操作者的习惯或意图来改变。因此，术语应根据本文阐述的整体公开内容来定义。
图1是示意性地示出根据本公开的实施例的车辆的自动变速器的结构的构造图，图2是示出根据本公开的实施例的车辆的自动变速器的各个换挡级的操作表。
如图1和图2所示，根据本公开的实施例的车辆的自动变速器1包括：输入轴is，接收发动机的动力；输出轴os，设置在与输入轴is分开的位置处，并且输出换挡后的动力；第一行星齿轮组pg1，包括多个旋转元件；第二行星齿轮组pg2，与输入轴is连接，从输入轴is接收动力，并包括与第一行星齿轮组pg1连接的旋转元件；第三行星齿轮组pg3，包括与第一行星齿轮组pg1连接的旋转元件，并且与输出轴os连接；第四行星齿轮组pg4，包括分别与第二行星齿轮组pg2和第三行星齿轮组pg3连接的旋转元件；旋转轴单元n，与第一行星齿轮组pg1至第四行星齿轮组pg4连接，并传递动力；三个离合器，选择性地连接旋转轴单元n的预定元件或者选择性地连接旋转轴单元n的预定元件和输入轴is；以及四个制动器，选择性地连接旋转轴单元n的预定元件和变速器壳体h。
车辆的自动变速器1包括输入轴is、第一行星齿轮组pg1、第二行星齿轮组pg2、第三行星齿轮组pg3、第四行星齿轮组pg4和输出轴os。根据这个事实，从输入轴is输入的动力在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的补充操作进行换挡之后通过输出轴os输出。
接收发动机的动力的输入轴is是输入构件，从发动机的曲轴输入并通过变矩器进行转矩变换的旋转动力被输入到输入轴is。设置在与输入轴is分开的位置处并输出换挡后的动力的输出轴os是输出构件，并通过差动齿轮传递驱动力以驱动驱动轮。
由于多个旋转元件在第一行星齿轮组pg1中接合并旋转，所以可以在实现换挡的技术思想内使用各种行星齿轮传动装置。根据本公开的实施例的第一行星齿轮组pg1包括第一太阳齿轮s1、第一环形齿轮r1以及在第一太阳齿轮s1和第一环形齿轮r1之间接合的第一行星架p1。第一太阳齿轮s1始终与第二行星齿轮组pg2的第二环形齿轮r2连接，并且第一环形齿轮r1始终与第三行星齿轮组pg3的第三太阳齿轮s3连接。第一行星架p1设置在第一太阳齿轮s1与第一环形齿轮r1之间，并通过制动器与变速器壳体h选择性地连接或断开。
第一行星齿轮组pg1的第一环形齿轮r1通过被分成多个部件而与第一行星架p1接合，并且第三旋转轴n3通过在第一环形齿轮r1被分成的多个部件之间穿过与第四制动器b4连接。也就是说，由于第一环形齿轮r1被设置成分开的形状，因此可以容易地实现设置在第一环形齿轮r1两侧的第一行星架p1和第四制动器b4的连接。
根据实施例的第一环形齿轮r1被分成两个部件，并且由第一分开齿轮r11和第二分开齿轮r12构成。由于第一分开齿轮r11和第二分开齿轮r12通过与第一小齿轮接合而旋转，因此它们的转速相同。
详细地描述，第一环形齿轮r1被分成多个部件以形成通道，与第一行星架p1连接的第三旋转轴n3通过该通道直接与第四制动器b4连接，并且第一环形齿轮r1通过与第一行星架p1接合而旋转。根据实施例的第一环形齿轮r1被分成两个部件，并且包括第一分开齿轮r11和第二分开齿轮r12，并且与第一分开齿轮r11连接的第六旋转轴n6的转速和与第二分开齿轮r12连接的第七旋转轴n7的转速相同。因此，即使当第三制动器b3选择性地与第六旋转轴n6连接或选择性地与第七旋转轴n7连接时，车辆的自动变速器1也实现相同的功能。根据实施例的第三制动器b3固定到变速器壳体h，并且与第六旋转轴n6选择性地连接或断开。
第二行星齿轮组pg2与输入轴is连接并从输入轴is接收动力，并且在与第一行星齿轮组pg1连接的旋转元件包括在其中的技术思想内可以使用各种行星齿轮传动装置。根据本公开的实施例的第二行星齿轮组pg2包括第二太阳齿轮s2、第二环形齿轮r2以及在第二太阳齿轮s2和第二环形齿轮r2之间接合的第二行星架p2。第二太阳齿轮s2直接与第四行星齿轮组pg4的第四太阳齿轮s4连接，并且第二环形齿轮r2直接与第一行星齿轮组pg1的第一太阳齿轮s1连接。第二行星架p2设置在第二太阳齿轮s2与第二环形齿轮r2之间，始终与输入轴is连接并从输入轴is接收动力。
第三行星齿轮组pg3包括与第一行星齿轮组pg1连接的旋转元件，并与输出轴os连接。根据本公开的实施例的第三行星齿轮组pg3包括第三太阳齿轮s3、第三环形齿轮r3以及在第三太阳齿轮s3和第三环形齿轮r3之间接合的第三行星架p3。第三太阳齿轮s3始终与第一行星齿轮组pg1的第一环形齿轮r1连接，并且通过制动器与变速器壳体h选择性地连接或断开。第三环形齿轮r3与输出轴os连接，并且第三行星架p3设置在第三太阳齿轮s3和第三环形齿轮r3之间并与第四行星齿轮组pg4的第四行星架p4连接。
第四行星齿轮组pg4包括分别与第二行星齿轮组pg2和第三行星齿轮组pg3连接的旋转元件。根据本公开的实施例的第四行星齿轮组pg4包括第四太阳齿轮s4、第四环形齿轮r4以及在第四太阳齿轮s4和第四环形齿轮r4之间接合的第四行星架p4。
第四太阳齿轮s4直接与第二行星齿轮组pg2的第二太阳齿轮s2连接，并且第四环形齿轮r4通过制动器与变速器壳体h选择性地连接或断开。第四行星架p4设置在第四太阳齿轮s4与第四环形齿轮r4之间，并与第三行星齿轮组pg3的第三行星架p3连接。
在根据本公开的实施例的车辆的自动变速器1中，第一行星齿轮组pg1、第三行星齿轮组pg3、第二行星齿轮组pg2和第四行星齿轮组pg4按照从输入轴is被放置的一端(图1中的右端)朝另一端(图1中的左端)的顺序靠近输入轴is设置。也就是说，在第一行星齿轮组pg1至第四行星齿轮组pg4中，第一行星齿轮组pg1设置为最靠近输入轴is。由于输出轴os与第二靠近输入轴is的第三行星齿轮组pg3连接，所以车辆的自动变速器1的外部形状被减小，这在将车辆的自动变速器1安装到车辆方面提供优势。
在根据本公开的实施例的车辆的自动变速器1中，动力通过包括输入轴is、输出轴os和七个旋转轴的九个旋转元件传递。旋转轴单元n通过与第一行星齿轮组pg1至第四行星齿轮组pg4连接而传递动力。根据实施例的旋转轴单元n中包括的旋转轴的数量被限制为七个。
第一旋转轴n1始终连接第二行星齿轮组pg2的一个旋转元件和第四行星齿轮组pg4的一个旋转元件。例如，第一旋转轴n1可以始终连接第二太阳齿轮s2和第四太阳齿轮s4。
第二旋转轴n2始终连接第一行星齿轮组pg1的一个旋转元件和第二行星齿轮组pg2的一个旋转元件。例如，第二旋转轴n2可以始终连接第一太阳齿轮s1和第二环形齿轮r2。
第三旋转轴n3与第一行星齿轮组pg1的一个旋转元件连接。例如，第三旋转轴n3的一端与第一行星架p1连接，另一端与第二离合器c2选择性地连接或断开。
第四旋转轴n4始终连接第三行星齿轮组pg3的一个旋转元件和第四行星齿轮组pg4的一个旋转元件。例如，第四旋转轴n4可以始终连接第三行星架p3和第四行星架p4。而且，第二离合器c2和第三离合器c3与第四旋转轴n4连接。
第五旋转轴n5与第四行星齿轮组pg4的一个旋转元件连接。例如，第五旋转轴n5的一端与第四环形齿轮r4连接，另一端与第二制动器b2选择性地连接或断开。
第六旋转轴n6始终连接第一行星齿轮组pg1的一个旋转元件和第三行星齿轮组pg3的一个旋转元件。例如，第六旋转轴n6始终连接第三太阳齿轮s3和第一环形齿轮r1。详细地描述，第六旋转轴n6的一端与第三太阳齿轮s3连接，另一端与第一环形齿轮r1的第一分开齿轮r11连接。而且，第六旋转轴n6与第三制动器b3选择性地连接或断开。
第七旋转轴n7与第一行星齿轮组pg1的一个旋转元件连接。例如，第七旋转轴n7的一端与第一环形齿轮r1的第二分开齿轮r12连接，另一端与第一离合器c1连接。
可以在选择性地连接旋转轴单元n的预定元件或者选择性地连接旋转轴单元n的预定元件和输入轴is的技术思想中使用各种类型的离合器作为离合器。在根据实施例的车辆的自动变速器1中，使用三个离合器。这些离合器包括第一离合器c1、第二离合器c2和第三离合器c3。
第一离合器c1选择性地连接或断开输入轴is和第七旋转轴n7。第二离合器c2选择性地连接或断开第三旋转轴n3和第四旋转轴n4。第三离合器c3选择性地连接或断开第二旋转轴n2和第四旋转轴n4。
可以在选择性地连接旋转轴单元n的预定元件和变速器壳体h的技术思想中使用各种制动器作为制动器。在根据实施例的车辆的自动变速器1中，使用四个制动器。这些制动器包括第一制动器b1、第二制动器b2、第三制动器b3和第四制动器b4。第一制动器b1、第二制动器b2、第三制动器b3和第四制动器b4分别固定到变速器壳体h，并且与预定旋转轴选择性地连接或断开。
第一制动器b1选择性地连接或断开第一旋转轴n1和变速器壳体h。第二制动器b2选择性地连接或断开第五旋转轴n5和变速器壳体h。第三制动器b3选择性地连接或断开第六旋转轴n6与第七旋转轴n7中的任意一个和变速器壳体h。第四制动器b4选择性地连接或断开第三旋转轴n3和变速器壳体h。根据实施例的第三制动器b3选择性地连接或断开第六旋转轴n6和变速器壳体h。
此外，根据本公开的实施例的车辆的自动变速器1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、第四行星齿轮组pg4、旋转轴单元n、离合器和制动器的操作实现前进10挡和后退1挡换挡级的多个换挡级。
在多个换挡级中，当第一制动器b1、第二制动器b2和第一离合器c1同时操作时实现后退1挡换挡级。当第一制动器b1、第二制动器b2和第二离合器c2同时操作时实现前进1挡换挡级。当第二制动器b2、第三制动器b3和第二离合器c2同时操作时实现前进2挡换挡级。当第二制动器b2、第二离合器c2和第三离合器c3同时操作时实现前进3挡换挡级。当第二制动器b2、第一离合器c1和第二离合器c2同时操作时实现前进4挡换挡级。当第一离合器c1、第二离合器c2和第三离合器c3同时操作时实现前进5挡换挡级。当第一制动器b1、第一离合器c1和第二离合器c2同时操作时实现前进6挡换挡级。当第一制动器b1、第二离合器c2和第三离合器c3同时操作时实现前进7挡换挡级。当第一制动器b1、第一离合器c1和第三离合器c3同时操作时实现前进8挡换挡级。当第一制动器b1、第三制动器b3和第三离合器c3同时操作时实现前进9挡换挡级。当第一制动器b1、第四制动器b4和第三离合器c3同时操作时实现前进10挡换挡级。
在下文中，将参照附图描述根据本公开的另一实施例的车辆的自动变速器10。
为了便于说明，相同的附图标记将被用于其构造和功能与前述实施例的构造和功能相同的构件，并且在此将省略其详细描述。
图3是示意性地示出根据本公开的另一实施例的车辆的自动变速器的结构的构造图，图4是示出根据本公开的另一实施例的车辆的自动变速器的各个换挡级的操作表。
如图3和图4所示，在根据本公开的另一实施例的车辆的自动变速器10中，第六旋转轴n6直接连接第三太阳齿轮s3和第一环形齿轮r1。第六旋转轴n6的一端与第三太阳齿轮s3连接，另一端与第一环形齿轮r1的第一分开齿轮r11连接。
第七旋转轴n7的一端与第一环形齿轮r1的第二分开齿轮r12连接，并且第七旋转轴n7的另一端分别面向第一离合器c1以及第三制动器b3方向进行分支。因此，第七旋转轴n7可以通过第一离合器c1的操作而与输入轴is选择性地连接或断开。而且，在第七旋转轴n7通过第三制动器b3的操作而与变速器壳体h选择性地连接时，可以限制第七旋转轴n7的旋转。在第三制动器b3的操作被释放的情况下，由于第七旋转轴n7和第三制动器b3分开，所以第七旋转轴n7的旋转不受限制。
由于除了第六旋转轴n6和第七旋转轴n7的连接状态之外的其它构造与前述实施例的构造相同，所以在此将省略其详细描述和操作状态的描述。
根据本公开的另一实施例的车辆的自动变速器10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、第四行星齿轮组pg4、旋转轴单元n、离合器和制动器的操作实现前进10挡和后退1挡换挡级的多个换挡级。由于根据其的详细操作与前述实施例的操作相同，因此这里将省略其详细描述。
如上所述，根据本公开的车辆的自动变速器1和10可通过结合第一行星齿轮组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，第一离合器c1、第二离合器c2和第三离合器c3以及第一制动器b1、第二制动器b2、第三制动器b3和第四制动器b4来实现前进10挡和后退1挡换挡级。而且，因为输出轴os与位于距输入轴is的输入端(图1的右端)第二近的行星齿轮组连接，所以变速器的尺寸可以减小，并且车辆可安装性可以被提高。此外，由于第一环形齿轮r1被分成两个部件并形成用于连接第一行星架p1和第四制动器b4的通道，因此可以容易地实现第一行星架p1和第四制动器b4的连接。此外，在本公开中，由于与现有技术相比离合器的数量减少，因此部件的成本可以降低，车辆的自动变速器1和10的外部形状可以按比例缩小，并且阻力矩(dragtorque)可以减小。
尽管已经出于说明的目的公开了本公开的优选实施例，但是本领域技术人员将认识到的是，在不脱离如所附权利要求限定的本公开的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。因此，本公开的真实技术范围应由所附权利要求限定。