专利名称：车辆自动变速器的六档传动系的制作方法
技术领域：
总的来说，本发明涉及一种自动变速器的传动系，其用于可以实现六个前进档的后轮驱动车辆。
背景技术：
自动变速器的多级换档机构包括多个行星齿轮组。当接收扭矩转换器转换后的发动机扭矩时，具有上述多个行星齿轮组的传动系在多个级变换扭矩并将其输送给输出轴。自动变速器传动系具有的档数越多，功效性能越好，燃料消耗量越少。因此，在传动系中需要有尽可能多的档数。
即使变速器具有相同的档数，其耐久性、动力传输效率和大小/重量也在很大程度上由行星齿轮组的布置方式来决定。因此，人们一直在研究结构强度更大、动力损失更小、装配更紧凑的变速器。
通常，设计采用行星齿轮组的传动系并不是设计类型全新的行星齿轮组。相反，这样的设计寻求如何将离合器、制动器和单向离合器布置到单级/双级小行星齿轮组的组合中，从而使得可以通过动力损失最小的方式实现所需的转换档和速比。
至于手动变速器，太多档给司机造成手动换档操作过多的不便。但是，对于自动变速器而言，变速器控制单元通过控制传动系的工作来自动执行换档操作，因此，档数越多意味着变速器的优点越多。
因此，四档和五档传动系的研究已经在进行。并且最近已经设计出一种可以实现六个前进档和一个倒退档的自动变速器传动系。
附图6中示出了常规传动系的一个范例。该示范性的传动系包括由前部的一个单级小齿轮行星齿轮组SPG和后部的一个拉文内奥(Lavingneaux)类型的Lavingneaux行星齿轮组LPG构成的系统。单级小齿轮行星齿轮组SPG的第一太阳轮S1固定在变速器的壳体1上，Lavingneaux行星齿轮组LPG的第三齿圈R3与输出齿轮OUT相连，从而使该第三齿圈起输出部件的作用。
另外，单级小齿轮行星齿轮组SPG的第一齿圈R1与输入轴3固定连接，第三行星齿轮架PC3通过第三离合器C3与输入轴3可变连接，所述的第三行星齿轮架PC3与Lavingneaux行星齿轮组LPG的第二和第三行星齿轮P2和P3互相连接。
另外，第一行星齿轮架PC1通过第二离合器C2与Lavingneaux行星齿轮组LPG的第二太阳轮S2可变连接，所述的第一行星齿轮架PC1支撑单级小齿轮行星齿轮组SPG的第一行星齿轮P1。此外，第一行星齿轮架PC1与通过第一离合器C1与第三太阳轮S3可变连接。
第二太阳轮S2通过第一制动器B1与变速器的壳体1连接。第二行星齿轮架PC2与通过第二制动器B2与变速器壳体1相连，该第二行星齿轮架PC2支撑Lavingneaux行星齿轮组LPG的第二行星齿轮P2。
上述传动系按照如附图7示出的方式工作以实现六个前进档和一个倒退档，即该方式为第一离合器C1和第二制动器B2在第一前进档动作，第一离合器C1和第一制动器B1在第二前进档动作，第一离合器C1和第二离合器C2在第三档动作，第一离合器C1和第三离合器C3在第四档动作，第二和第三离合器C2和C3在第五档动作，第三离合器C3和第一制动器B1在第六档动作，和第二离合器C2与第二制动器B2在倒退档动作。
Lavingneaux类型的行星齿轮组通常在耗费体积和重量方面具有缺点。因此，上述采用Lavingneaux型行星齿轮和单级小齿轮行星齿轮组的后轮驱动车辆传动系导致生产效率低下。而且，与单级小齿轮行星齿轮组相比，上述Lavingneaux型行星齿轮组耐久性较差。
本发明此背景技术中披露的信息只是用于增强对本发明背景技术的理解，不应将此当作是承认或者以任何形式暗示这些信息在本国已经成为本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明致力于提供一种后轮驱动车辆自动变速器传动系，其具有体积小、重量轻、经久耐用和生产效率高的优点。
根据本发明实施例所述用于后轮驱动车辆的一种示范性的自动变速器传动系包括单级小齿轮行星齿轮组(single pinion planetarygearset)的第一行星齿轮组，其具有第一太阳轮、第一行星齿轮架和第一齿圈；单级小齿轮行星齿轮组的第二行星齿轮组，其具有第二太阳轮、第二行星齿轮架和第二齿圈；和单级小齿轮行星齿轮组的第三行星齿轮组，其具有第三太阳轮、第三行星齿轮架和第三齿圈。
在前面所述的传动系中，第一齿圈和第二行星齿轮架，第二齿圈和第三行星齿轮架，以及第三齿圈和第一行星齿轮架分别互相固定连接。第二太阳轮与输入轴固定连接，从而始终起输入部件的作用。第三太阳轮分别通过第一离合器和第三制动器与输入轴和变速器壳体可变连接，第二行星齿轮架通过第二离合器与输入轴可变连接。第三行星齿轮架通过第二制动器和单向离合器与变速器壳体可变连接。第一行星齿轮架与输出齿轮连接。第一太阳轮通过第一制动器与变速器壳体可变连接。
在另外一个实施例中，第一、第二离合器和第二、第三制动器设置在变速器壳体的前部，第一制动器设置在变速器壳体的后部。
在另外一个实施例中，单向离合器和第二制动器并联连接在第三行星齿轮架上。
在另外一个实施例中，输出齿轮设置在相对于第一、第二和第三行星齿轮组而言的输入轴的对面。
附图示出本发明的范例，其和说明书一起用来说明本发明的原理，其中附图1为根据本发明实施例的传动系的示意图；附图2为根据本发明实施例的传动系的工作图表；附图3为示出根据本发明实施例的传动系的第一和第二前进档的控制杆示意图；附图4为示出根据本发明实施例的传动系的第三、第四和第五前进档的控制杆示意图；附图5为示出根据本发明实施例的传动系的第六前进档和倒退档的控制杆示意图；附图6为一种常规传动系的示意图；和附图7为附图6示出传动系的工作图表。
具体实施例方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行详细地说明。
附图1为根据本发明实施例所述传动系的示意图。该传动系具有由第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3组合结构，第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3位于输入轴2上，该输入轴通过扭矩转换器与发动机相连。
第一行星齿轮组PG1为单级小齿轮行星齿轮组，其具有第一太阳轮S1、第一齿圈R1和第一行星齿轮架PC1，该第一行星齿轮架PC1可旋转地支撑第一行星齿轮P1，该第一行星齿轮P1在第一太阳轮S1和第一齿圈R1之间，与二者啮合。
第二行星齿轮组PG2为单级小行星齿轮，其具有第二太阳轮S2、第二齿圈R2和第二行星齿轮架PC2，该第二行星齿轮架PC2可旋转地支撑第二行星齿轮P2，该第二行星齿轮P2在第二太阳轮S2和第二齿圈R2之间，与二者啮合。
第三行星齿轮组PG3为单级小行星齿轮，其具有第三太阳轮S3、第三齿圈R3和第三行星齿轮架PC3，该第三行星齿轮架PC3可旋转地支撑第三行星齿轮P3，该第三行星齿轮P3在第三太阳轮S3和第三齿圈R3之间，与二者啮合。
第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3从变速器的后部按照第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的顺序布置。在工作部件中，第一齿圈R1和第二行星齿轮架PC2，第二齿圈R2和第三行星齿轮架PC3，第一行星齿轮架PC1和第三齿圈R3分别互相固定连接。
第二太阳轮S2与输入轴2固定连接，从而始终起输入部件的作用。第三太阳轮S3和第二行星齿轮架PC2分别通过第一和第二离合器C1和C2与输入轴2可变连接，它们分别起可变输入部件的作用。
此外，第一太阳轮S1通过第一制动器B1与变速器的壳体4可变连接。第三行星齿轮架PC3通过并联设置的第二制动器B2和单向离合器OWC与变速器的壳体4可变连接，从而起静止部件的作用。第三太阳轮S3通过第三制动器B3与变速器的壳体4相连。第一行星齿轮架PC1始终起输出部件的作用。
另外，第一、第二离合器C1、C2和第二、第三制动器B2、B3设置在变速器壳体中的前部(即朝向输入轴)。第一制动器B1设置在变速器壳体的后部(即与输入轴相对)。
上述传动系按照附图2示出的工作图表运转，以形成六个前进档和一个倒退档。即第一制动器B1和单向离合器OWC在第一前进档动作；第一和第三制动器B1和B3在第二前进档动作；第一离合器C1和第一制动器B1在第三前进档动作；第二离合器C2和第一制动器B1在第四前进档动作；第一和第二离合器C1和C2在第五前进档动作；第二离合器C2和第三制动器B3在第六前进档动作；第一离合器C1和第二制动器B2在倒退档动作。对于第一前进档，可以使第二制动器B2代替单向离合器OWC动作，实现发动机的制动。因此，在附图2中将第一档处的第二制动器B2的操作标为空心圆。
根据本发明实施例所述的传动系采用三个单级小齿轮行星齿轮组合结构，其中第一齿圈R1和第二行星齿轮架PC2，第二齿圈R2和第三行星齿轮架PC3，第三齿圈R3和第一行星齿轮架PC1分别相互固定连接。因此，可以知晓上述工作部件具有如附图3中示出的6个节点。
更详细地，各个工作部件与各个节点的相应关系分别为第二太阳轮S2与第一节点N1相应，第三太阳轮S3与第二节点N2相应，第一齿圈R1和第二行星齿轮架PC2与第三节点N3相应，第二齿圈R2和第三行星齿轮架PC3与第四节点N4相应，第一行星齿轮架PC1和第三齿圈R3与第五节点N5相应，和第一太阳轮S1与第六节点N6相应。
附图3-5为控制杆示意图，其示出根据本发明实施例所述传动系的换档情况。
在第一前进档，使第一制动器B1和单向离合器OWC动作。然后第四节点N4和第六节点N6起静止部件的作用，同时第一节点N1的第二太阳轮S2接收输入的扭矩。因此，根据第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同反作用，速度示意图变成如附图3第一档示意图示出的那样。因此，由于速度被转换成D1，并通过第五节点N5的输出部件以D1的形式输出，从而实现了向第一前进档的转换。
在第二前进档，第三制动器B3替代第一档中的单向离合器OWC(或者第二制动器B2)而动作。然后第二节点N2和第六节点N6起静止部件的作用，同时第一节点的第二太阳轮S2接收输入扭矩。因此，根据第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同反作用，速度示意图变成如附图3第二档示意图示出的那样。因此，由于速度被转换成D2，并通过第五节点N5的输出部件以D2的形式输出，从而实现了向第二前进档的转换。
在第三前进档，与第二前进档相比，将第三制动器B3释放并使第一离合器C1动作。然后第六节点N6起静止部件的作用，同时第一节点N1的第二太阳轮S2和第二节点N2的第三太阳轮S3接收输入扭矩。因此，根据第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同反作用，速度示意图变成如附图4第三档示意图示出的那样。因此，由于速度被转换成D3，并通过第五节点N5的输出部件以D3的形式输出，从而实现了向第三前进档的转换。
在第四前进档，与第三档相比，将第一离合器C1释放并使第二离合器C2动作。然后第六节点N6起静止部件的作用，同时第一节点N1的第二太阳轮S2和第三节点N3的第二托架PC2接收输入扭矩。因此，根据第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同反作用，速度示意图变成如附图4第四档示意图示出的那样。因此，由于速度被转换成D4，并通过第五节点N5的输出部件以D4的形式输出，从而实现了向第四前进档的转换。
在第五前进档，与第四档相比，将第一制动器B1释放并使第一离合器C1动作。然后在第一节点N1的第二太阳轮S2和第二节点N2的第三太阳轮S3接收输入扭矩时，没有形成静止部件。因此在这种情形中，第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3一体转动，因此，如附图4第五档示意图示出的那样，由于速度被转换成D5并通过第五节点N5的输出部件以D5的形式输出，从而实现了向第五前进档的转换。
在第六前进档，与第五档相比，将第一离合器C1释放并使第三制动器B3动作。然后第二节点N2起静止部件的作用，同时第一节点N1的第二太阳轮S2和第三节点N3的第二托架PC2接收输入扭矩。因此，根据第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同反作用，速度示意图变成如附图5第六档示意图示出的那样。因此，由于速度被转换成D6，并通过第五节点N5的输出部件以D6的形式输出，从而实现了向第六前进档的转换。
在倒退档，使第一离合器C1和第二制动器B2动作。然后第四节点N4起静止部件的作用，同时第一节点N1的第二太阳轮S2和第二节点N2的第三太阳轮接收输入扭矩。因此，根据第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同反作用，速度示意图变成如附图5倒退档示意图示出的那样。因此，由于速度被转换成R，并通过第五节点N5的输出部件以R的形式输出，从而实现了向倒退档的转换。
从上面的说明容易地明白各个行星齿轮组各个档的速度示意图的细节，因此不再对此进行更详细地说明。
根据本发明实施例所述的传动系在第一前进档的速比为4.793，在第二前进档的速比为2.796，在第三前进档的速比为1.776，在第四前进档的速比为1.342，在第五前进档的速比为1.000，在第六前进档的速比为0.777。从而以最佳的方式形成了各档位速比的阶跃(step)比。
根据本发明实施例所述的传动系，其主要采用了通常占用体积较小并且重量较轻的单级小齿轮行星齿轮组。因此，由于免除了采用Lavingneaux型行星齿轮组的需要，所以提高了变速器的耐久性和输出效率。
此外，所有的离合器都设置在前部，因此，可以缩短其液压通道。采用单向离合器提高了换档灵敏度。
虽然上面联系目前被认为是最实用的范例对本发明进行了说明，但是应该理解本发明不限于披露的上述实施例。相反，确定本发明覆盖包括在后面的权利要求的精神和范围之内的多种修改和等同装置。
权利要求
1.一种用于后轮驱动车辆的自动变速器六档传动系，其包括单级小齿轮行星齿轮组的第一行星齿轮组，其具有第一太阳轮、第一行星齿轮架和第一齿圈；单级小齿轮行星齿轮组的第二行星齿轮组，其具有第二太阳轮、第二行星齿轮架和第二齿圈；和单级小齿轮行星齿轮组的第三行星齿轮组，其具有第三太阳轮、第三行星齿轮架和第三齿圈，其中第一齿圈和第二行星齿轮架，第二齿圈和第三行星齿轮架，以及第三齿圈和第一行星齿轮架分别互相固定连接；第二太阳轮与输入轴固定连接，从而始终起输入部件的作用；第三太阳轮分别通过第一离合器和第三制动器与输入轴和变速器壳体可变连接；第二行星齿轮架通过第二离合器与输入轴可变连接；第三行星齿轮架通过第二制动器和单向离合器与变速器壳体可变连接；第一行星齿轮架与输出齿轮连接；第一太阳轮通过第一制动器与变速器壳体可变连接。
2.如权利要求1所述的传动系，其中该第一、第二离合器和第二、第三制动器设置在变速器壳体的前部；和第一制动器设置在变速器壳体的后部。
3.如权利要求1所述的传动系，其中该单向离合器和第二制动器并联连接在第三行星齿轮架上。
4.如权利要求1所述的传动系，其中该输出齿轮设置在相对于第一、第二和第三行星齿轮组而言的输入轴的对面。
全文摘要
车辆自动变速器的六档传动系，该传动系包括三个单级行星小齿轮组构成的装置，在所述单级行星小齿轮组的动作部件通过两个离合器巧妙地互相连接在一起，并且通过三个制动器将上述动作部件连接在变速器上，从而形成了六个前进档和一个倒退档，适用于后轮驱动车辆。
文档编号F16H3/62GK1661262SQ20041010318
公开日2005年8月31日 申请日期2004年12月31日 优先权日2004年2月26日
发明者沈烋台 申请人:现代自动车株式会社