专利名称：用于车辆的自动变速器的行星齿轮系的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的自动变速器。更特别地，本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其提高了动力传递性能并降低了燃料消耗。
背景技术：
典型地，行星齿轮系通过组合多个行星齿轮组而实现，并且包括多个行星齿轮组 的行星齿轮系从变扭器中接收扭矩，并且改变该扭矩并将其传输到输出轴。众所周知，当变速器所实现的换档速度的数目很大时，就能够对该变速器的速比进行更为优化的设计，从而车辆能够具有经济的燃料里程以及更好的性能。出于这一原因，能够实现更多换档速度的行星齿轮系处于不断的研究中。尽管实现相同数目的速度，但是行星齿轮系根据旋转元件(即，太阳轮、行星架和内齿圈)之间的连接而具有不同的操作机构。此外，行星齿轮系根据其布局而具有不同的特征，例如耐久性、动力传递效率和尺寸。因此，对于齿轮系的组合结构的设计同样处于不断的研究中。目前，四速和五速自动变速器在市场上最为常见。然而，六速自动变速器也已经被实现了，用于提高动力传输的性能，并用于增强车辆的燃料里程。此外，已经相当快地开发了八速自动变速器和十速自动变速器。公开于该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。
发明内容
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，其优点是通过组合多个行星齿轮组和多个摩擦构件，从而通过利用首先转换的扭矩以及通过其它路径输入的输入轴的扭矩而将所述输入轴的扭矩首先转换为两个减小的速比、一个直接联接的速比以及一个增大的速比，并且实现了包括至少十个前进档和四个倒档的最终换档速度，进而提闻了动力传递性能。根据本发明的用于车辆的自动变速器的示例性行星齿轮系可以包括输入轴，所述输入轴被构造为接收发动机的扭矩；输出轴，所述输出轴被构造为输出已转换的扭矩；第一复合行星齿轮组，所述第一复合行星齿轮组包括第一简单行星齿轮组和第二简单行星齿轮组，所述第一简单行星齿轮组具有作为所述第一简单行星齿轮组的旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，所述第二简单行星齿轮组具有作为所述第二简单行星齿轮组的旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第二复合行星齿轮组，所述第二复合行星齿轮组包括第三简单行星齿轮组和第四简单行星齿轮组，所述第三简单行星齿轮组具有作为该第三简单行星齿轮组的旋转元件的第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，所述第四简单行星齿轮组具有作为所述第四简单行星齿轮组的旋转元件的第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；七根旋转轴，所述旋转轴连接所述第一复合行星齿轮组和第二复合行星齿轮组的多个旋转元件之中的至少两个旋转元件，或者连接到一个旋转元件；以及七个摩擦构件，所述七个摩擦构件包括三个离合器和四个制动器，所述离合器插置于所述旋转轴之中选定的旋转轴和所述输入轴之间，从而对扭矩进行控制，所述制动器将所述旋转轴之中选定的旋转轴选择性地连接到变速器外壳。根据本发明的示例性第一复合行星齿轮组可以包括所述七根旋转轴之中的四根旋转轴，并且该第一复合行星齿轮组可以适合于通过两条路径接收所述输入轴的扭矩，并输出四个速比。所述四个速比可以包括两个减小的速比、一个直接联接的速比和一个增大的速比。 在根据本发明的示例性行星齿轮系中，所述第一复合行星齿轮组的第一简单行星齿轮组和第二简单行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组。在所述第一复合行星齿轮组中，所述第一行星架可以直接连接到所述第二内齿圈，并且所述第一内齿圈可以直接连接到所述第二行星架。根据本发明的示例性第二复合行星齿轮组可以连接到所述第一复合行星齿轮组所包括的一个旋转轴，可以包括所述七个旋转轴之中的并不连接到所述第一复合行星齿轮组的三个其它旋转轴，并且适合于通过一条路径接收从所述第一复合行星齿轮组输入的扭矩以及所述输入轴的扭矩，并且适合于输出十个前进档和四个倒档。在根据本发明的示例性行星齿轮系中，所述第二复合行星齿轮组的第三简单行星齿轮组和第四简单行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组。在所述第二复合行星齿轮组中，所述第三行星架可以直接连接到所述第四内齿圈，所述第三内齿圈可以直接连接到所述第四行星架，并且所述第三太阳轮可以直接连接到所述第二行星架。此外，在根据本发明的示例性行星齿轮系中，所述七根旋转轴可以包括第一旋转轴，所述第一旋转轴包括所述第一太阳轮，并且通过第一摩擦构件选择性地连接到所述变速器外壳；第二旋转轴，所述第二旋转轴包括所述第一行星架和所述第二内齿圈，通过第二摩擦构件选择性地连接到所述输入轴，并且通过第三摩擦构件选择性地连接到所述变速器外壳；第三旋转轴，所述第三旋转轴包括所述第一内齿圈、所述第二行星架和所述第三太阳轮；第四旋转轴，所述第四旋转轴包括所述第二太阳轮，并且通过第四摩擦构件选择性地连接到所述输入轴；第五旋转轴，所述第五旋转轴包括所述第三行星架和所述第四内齿圈，通过第五摩擦构件选择性地连接到所述输入轴，并且通过第六摩擦构件选择性地连接到所述变速器外壳；第六旋转轴，所述第六旋转轴包括所述第三内齿圈和所述第四行星架，并且连接所述输出轴；以及第七旋转轴，所述第七旋转轴包括所述第四太阳轮，并且通过第七摩擦构件选择性地连接到所述变速器外壳。此外，在根据本发明的示例性行星齿轮系中，所述摩擦构件可以包括第一离合器，所述第一离合器插置在所述输入轴和所述第四旋转轴之间；第二离合器，所述第二离合器插置在所述输入轴和所述第二旋转轴之间；第三离合器，所述第三离合器插置在所述输入轴和所述第五旋转轴之间；第一制动器，所述第一制动器插置在所述第二旋转轴和所述变速器外壳之间；第二制动器，所述第二制动器插置在所述第一旋转轴和所述变速器外壳之间；第三制动器，所述第三制动器插置在所述第五旋转轴和所述变速器外壳之间；以及第四制动器，所述第四制动器插置在所述第七旋转轴和所述变速器外壳之间。根据本发明的示例性行星齿轮系可以进一步包括单向离合器，所述单向离合器与所述第一制动器并联设置。另外，在根据本发明的示例性行星齿轮系中，所述第一离合器以及所述第一制动器和第四制动器在第一前进档处操作，所述第一离合器以及所述第二制动器和第四制动器在第二前进档处操作，所述第一离合器和第二离合器以及所述第四制动器在第三前进档处操作，所述第二离合器以及所述第二制动器和第四制动器在第四前进档处操作，所述第三离合器以及所述第二制动器和第四制动器在第五前进档处操作，所述第二离合器和第三离合器以及所述第二制动器在第六前进档处操作，所述第一离合器、第二离合器和第三离合器在第七前进档处操作，所述第一离合器和第三离合器以及所述第二制动器在第八前进档处操作，所述第一离合器和第三离合器以及所述第一制动器在第九前进档处操作，所述第三离合器以及所述第一制动器和第二制动器在第十前进档处操作，所述第一离合器以及所述第一制动器和第三制动器在第一倒档处操作，所述第一离合器以及所述第二制动器和第三制动器在第二倒档处操作，所述第一离合器和第二离合器以及所述第三制动器在第三倒档处操作，并且所述第二离合器以及所述第二制动器和第三制动器在第四倒档处操作。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某些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。
图I为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。图2显示了根据本发明的示例性行星齿轮系中的各个连接。图3为应用于根据本发明的示例性行星齿轮系的每一个换档速度处的摩擦构件的操作图表。图4为根据本发明的示例性行星齿轮系的杠杆图。
具体实施例方式下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实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，但是应当意识到，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。对于解释本示例性实施方案并不必要的部件的描述将被省略，并且在本说明书中同样的构成元件由同样的附图标记表示。在具体描述中，数字是用来区别具有相同术语的构成元件，并且这些数字既不具有特定含义，也不表示任何次序。参考图1，根据本发明的示例性行星齿轮系可以包括设置在相同轴线上的第一行星齿轮组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，包括三、个离合器C1、C2和C3的离合器装置，以及包括四个制动器B1、B2、B3和B4的制动器装置。从输入轴IS输入的旋转速度通过第一行星齿轮组PGl、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而改变，并经过输出轴OS而输出。此外，简单行星齿轮组从发动机处起按照第一简单行星齿轮组PG1、第二简单行星齿轮组PG2、第三简单行星齿轮组PG3和第四简单行星齿轮组PG4的次序进行设置。输入轴IS为输入构件，并且来自发动机的曲轴的扭矩通过变扭器而改变,并且被输入到输入轴is。输出轴OS为输出构件，并且传递驱动扭矩，从而通过差动装置(differentialapparatus)使驱动轮运行。第一简单行星齿轮组PGl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SI、第一行星架PCl和第一内齿圈Rl。 在此,第一行星架PCl可旋转地支撑多个与第一太阳轮SI和第一内齿圈Rl B齿合的第一小齿轮Pl。第二简单行星齿轮组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。在此，第二行星架PC2可旋转地支撑与第二太阳轮S2和第二内齿圈R2啮合的多个第二小齿轮P2。第三简单行星齿轮组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。在此，第三行星架PC3可旋转地支撑与第三太阳轮S3和第三内齿圈R3啮合的多个第三小齿轮P3。第四简单行星齿轮组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。在此，第四行星架PC4可旋转地支撑与第四太阳轮S4和第四内齿圈R4啮合的多个第四小齿轮P4。此外，第一简单行星齿轮组PG1、第二简单行星齿轮组PG2、第三简单行星齿轮组PG3和第四简单行星齿轮组PG4形成两个复合行星齿轮组CPGl和CPG2，且将从输入轴传输的扭矩改变为十个前进档，并输出这十个前进档。第一复合行星齿轮组CPGl包括第一简单行星齿轮组PGl和第二简单行星齿轮组PG2，并且第二复合行星齿轮组CPG2包括第三简单行星齿轮组PG3和第四简单行星齿轮组PG4。参考图I和图2，在第一复合行星齿轮组CPGl中，第一行星架PCl直接连接到第二内齿圈R2，并且第一内齿圈Rl直接连接到第二行星架PC2。此外，在第二复合行星齿轮组CPG2中，第三行星架PC3直接连接到第四内齿圈R4，第三内齿圈R3直接连接到第四行星架PC4，并且第三太阳轮S3直接连接到第二行星架PC2。从而，根据各个实施方案的行星齿轮系包括七根旋转轴TM1-TM7。第一旋转轴TMl包括第一太阳轮SI并且选择性地连接到变速器外壳H。第二旋转轴TM2包括第一行星架PCl和第二内齿圈R2，该第二旋转轴TM2选择性地连接到输入轴IS，并且选择性地连接到变速器外壳H。第三旋转轴TM3包括第一内齿圈R1、第二行星架PC2和第三太阳轮S3。第四旋转轴TM4包括第二太阳轮S2并且选择性地连接到输入轴IS。第五旋转轴TM5包括第三行星架PC3和第四内齿圈R4，该第五旋转轴TM5选择性地连接到输入轴IS，并且选择性地连接到变速器外壳H。第六旋转轴TM6包括第三内齿圈R3和第四行星架PC4并且直接连接到输出轴OS。第七旋转轴TM7包括第四太阳轮S4并且选择性地连接到变速器外壳H。此外，在旋转轴TM1-TM7之中的选择性地连接到输入轴IS并作为选择性输入构件进行操作的第四旋转轴TM4、第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5分别通过第一离合器Cl、第 二离合器C2和第三离合器C3而连接到输入轴IS。此外，在旋转轴TM1-TM7之中的选择性地连接到变速器外壳H并作为选择性固定构件进行操作的第二旋转轴TM2、第一旋转轴TM1、第五旋转轴TM5和第七旋转轴TM7通过第一制动器BI、第二制动器B2、第三制动器B3和第四制动器B4而连接到变速器外壳H。也即，第一离合器Cl插置在输入轴IS和第四旋转轴TM4之间，从而将第四旋转轴TM4作为选择性输入元件而进行操作。第二离合器C2插置在输入轴IS和第二旋转轴TM2之间，从而将第二旋转轴TM2作为选择性输入元件而进行操作。第三离合器C3插置在输入轴IS和第五旋转轴TM5之间，从而将第五旋转轴TM5作为选择性输入元件而进行操作。第一制动器BI插置在第二旋转轴TM2和变速器外壳H之间，从而将第二旋转轴TM2作为选择性固定元件而进行操作。此外，与第一制动器BI并联设置的单向离合器Fl进一步被包括在第二旋转轴TM2和变速器外壳H之间。第二制动器B2插置在第一旋转轴TMl和变速器外壳H之间，从而将第一旋转轴TMl作为选择性固定元件而进行操作。第三制动器B3插置在第五旋转轴TM5和变速器外壳H之间，从而将第五旋转轴TM5作为选择性固定元件而进行操作。第四制动器B4插置在第七旋转轴TM7和变速器外壳H之间，从而将第七旋转轴TM7作为选择性固定元件而进行操作。第一离合器Cl和第二离合器C2以及第一制动器BI和第二制动器B2应用于第一复合行星齿轮组CPGl，并且通过第一离合器Cl和第二离合器C2输入的扭矩根据第一制动器BI和第二制动器B2的操作而改变为四个速比。此时，四个速比包括两个减小的速比、一个直接联接的速比和一个增大的速比。此外，第三离合器C3以及第三制动器B3和第四制动器B4应用于第二复合行星齿轮组CPG2，并且通过第三离合器C3从输入轴IS直接输入的扭矩以及改变为四个速比并且从第二复合行星齿轮组CPG2输入的扭矩通过第三制动器B3和第四制动器B4的操作而改变为十个前进档和四个倒档。包括第一离合器Cl、第二离合器C2和第三离合器C3以及第一制动器BI、第二制动器B2、第三制动器B3和第四制动器B4的摩擦元件是通过液压操作的湿式常规多碟摩擦元件。在本申请中所描述的行星齿轮组、前进档、倒档、旋转轴、速比、离合器、制动器等的数目是示例性的。本领域技术人员将意识到，本发明并不限制于这些示例性数目，并且每一组的具体数目可以进行改变。图3为应用于根据本发明的示例性行星齿轮系的每一个换档速度处的摩擦构件的操作图表。参考图3，包括三个离合器C1、C2和C3以及四个制动器B1、B2、B3和B4的七个摩擦构件在每一个换档速度处选择性地进行操作。根据各个实施方案，在每一个换档速度处操作三个摩擦构件。在第一前进档处，第一离合器Cl以及第一制动器BI和第四制动器B4进行操作。第一离合器Cl以及第二制动器B2和第四制动器B4在第二前进档处进行操作，并且第一离合器Cl和第二离合器C2以及第四制动器B4在第三前进档处进行操作。 第二离合器C2以及第二制动器B2和第四制动器B4在第四前进档处进行操作，并且第三离合器C3以及第二制动器B2和第四制动器B4在第五前进档处进行操作。第二离合器C2和第三离合器C3以及第二制动器B2在第六前进档处进行操作，并且第一离合器Cl、第二离合器C2和第三离合器C3在第七前进档处进行操作。第一离合器Cl和第三离合器C3以及第二制动器B2在第八前进档处进行操作，并且第一离合器Cl和第三离合器C3以及第一制动器BI在第九前进档处进行操作。第三离合器C3以及第一制动器BI和第二制动器B2在第十前进档处进行操作，并且第一离合器Cl以及第一制动器BI和第三制动器B3在第一倒档处进行操作。第一离合器Cl以及第二制动器B2和第三制动器B3在第二倒档处进行操作，并且第一离合器Cl和第二离合器C2以及第三制动器B3在第三倒档处进行操作。此外，第二离合器C2以及第二制动器B2和第三制动器B3在第四倒档处进行操作。需要解释的是，第一离合器Cl以及第一制动器BI和第四制动器B4在第一前进档处进行操作，但是单向离合器Fl而非第一制动器BI在正常驱动下进行操作。图4为根据本发明的示例性行星齿轮系的杠杆图，并且显示了根据本发明的示例性行星齿轮系的换档过程。参考图4，较低水平线代表旋转速度为“0”，且较高水平线代表旋转速度为“1.0”，也就是说，其旋转速度与输入轴IS的旋转速度是相同的。第一复合行星齿轮组CPGl的四条竖直线从左到右依次代表第一旋转轴TM1、第二旋转轴TM2、第三旋转轴TM3和第四旋转轴TM4。在此，第一旋转轴TMl、第二旋转轴TM2、第三旋转轴TM3和第四旋转轴TM4之间的距离根据第一简单行星齿轮组PGl和第二简单行星齿轮组PG2的齿数比(太阳轮的齿数/内齿圈的齿数)进行设定。第二复合行星齿轮组CPG2的四条竖直线从左到右依次代表第三旋转轴TM3、第五旋转轴TM5、第六旋转轴TM6和第七旋转轴TM7。在此，第三旋转轴TM3、第五旋转轴TM5、第六旋转轴TM6和第七旋转轴TM7之间的距离根据第三简单行星齿轮组PG3和第四简单行星齿轮组PG4的齿数比(太阳轮的齿数/内齿圈的齿数)进行设定。第三旋转轴TM3被包括在第一复合行星齿轮组CPGl和第二复合行星齿轮组CPG2两者中的原因在于，第三旋转轴TM3与第一内齿圈R1、第二行星架PC2和第三太阳轮S3整体地形成。参考图3和图4，下面将描述根据各个实施方案的行星齿轮系中的每一个换档速度的换档过程。第一前进档参考图3，第一离合器Cl以及第一制动器BI和第四制动器B4在第一前进档处进行操作。如图4所示，在输入轴IS的旋转速度通过第一离合器Cl的操作而被输入到第四旋转轴TM4的状态下，第二旋转轴TM2通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第一制动器BI的操作而作为固定元件进行操作。
从而，第一复合行星齿轮组CPGl形成第一减小速度线Tl，并且通过第三旋转轴TM3输出第一减小速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，第七旋转轴TM7通过第四制动器B4的操作而作为固定元件来进行操作，从而形成第一换档线SPl。第一换档线SPl横穿了作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出D1。第二前进档在第二前进档处，松开在第一前进档处操作的第一制动器BI，并操作第二制动器B2。在输入轴IS的旋转速度通过第一离合器Cl的操作而被输入到第四旋转轴TM4的状态下，第一旋转轴TMl通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第二制动器B2的操作而作为固定元件进行操作。从而，第一复合行星齿轮组CPGl形成第二减小速度线T2，并且通过第三旋转轴TM3输出第二减小速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，第七旋转轴TM7通过第四制动器B4的操作而作为固定元件进行操作，从而形成第二换档线SP2。第二换档线SP2横穿了作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出D2。第三前进档在第三前进档处，松开在第二前进档处操作的第二制动器B2，并操作第二离合器C2。输入轴IS的旋转速度通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第一离合器Cl和第二离合器C2的操作而同时输入到第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4，并且第一复合行星齿轮组CPGl变为直接联接状态。因此，第一复合行星齿轮组CPGl形成直接联接速度线T3，并且通过第三旋转轴TM3输出输入轴IS的旋转速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，第七旋转轴TM7通过第四制动器B4的操作而作为固定元件进行操作，从而形成第三换档线SP3。第三换档线SP3横穿作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出D3。
第四前进档在第四前进档处，松开在第三前进档处操作的第一离合器Cl，并操作第二制动器B2。在输入轴IS的旋转速度通过第二离合器C2的操作而被输入到第二旋转轴TM2的状态下，第一旋转轴TMl通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第二制动器B2的操作而作为固定元件进行操作。从而，第一复合行星齿轮组CPGl形成增大速度线T4，并且通过第三旋转轴TM3输出增大速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，第七旋转轴TM7通过第四制动器B4的操作而作为固定元件进行操作，从而形成第四换档线SP4。第四换档线SP4横穿作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出D4。第五前进档在第五前进档处，松开在第四前进档处操作的第二离合器C2，并操作第三离合器C3。由于第一离合器Cl和第二离合器C2不进行操作，所以第一复合行星齿轮组CPGl并不影响换档。在输入轴IS的旋转速度通过第三离合器C3的操作而通过第五旋转轴TM5输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，第七旋转轴TM7通过第四制动器B4的操作而作为固 定元件进行操作，从而形成第五换档线SP5。第五换档线SP5横穿作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出D5。第六前进档在第六前进档处，松开在第五前进档处操作的第四制动器B4，并操作第二离合器C2。在输入轴IS的旋转速度通过第二离合器C2的操作而被输入到第二旋转轴TM2的状态下，第一旋转轴TMl通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第二制动器B2的操作而作为固定元件进行操作。从而，第一复合行星齿轮组CPGl形成增大速度线T4，并且通过第三旋转轴TM3输出增大速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，输入轴IS的旋转速度通过第三离合器C3的操作而输入到第五旋转轴TM5，从而形成第六换档线SP6。第六换档线SP6横穿作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出D6。第七前进档在第七前进档处，松开在第六前进档处操作的第二制动器B2，并操作第一离合器Cl。输入轴IS的旋转速度通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第一离合器Cl和第二离合器C2的操作而同时输入到第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4，并且第一复合行星齿轮组CPGl变为直接联接状态。
因此，第一复合行星齿轮组CPGl形成直接联接速度线T3，并且通过第三旋转轴TM3输出输入轴IS的旋转速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，输入轴IS的旋转速度通过第三离合器C3的操作而输入到第五旋转轴TM5，从而第二复合行星齿轮组CPG2变为直接联接状态，并且形成第七换档线SP7。第七换档线SP7横穿作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出D7。第八前进档在第八前进档处，松开在第七前进档处操作的第二离合器C2，并操作第二制动器B2。在输入轴IS的旋转速度通过第一离合器Cl的操作而被输入到第四旋转轴TM4的状态下，第一旋转轴TMl通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第二制动器B2的操作而作为 固定元件进行操作。从而，第一复合行星齿轮组CPGl形成第二减小速度线T2，并且通过第三旋转轴TM3输出第二减小速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，输入轴IS的旋转速度通过第三离合器C3的操作而输入到第五旋转轴TM5，从而形成第八换档线SP8。第八换档线SP8横穿作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出D8。第九前进档在第九前进档处，松开在第八前进档处操作的第二制动器B2，并操作第一制动器BI。在输入轴IS的旋转速度通过第一离合器Cl的操作而被输入到第四旋转轴TM4的状态下，第二旋转轴TM2通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第一制动器BI的操作而作为固定元件来进行操作。从而，第一复合行星齿轮组CPGl形成第一减小速度线Tl，并且通过第三旋转轴TM3输出第一减小速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，输入轴IS的旋转速度通过第三离合器C3的操作而输入到第五旋转轴TM5，从而形成第九换档线SP9。第九换档线SP9横穿作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出D9。第十前进档在第十前进档处，松开在第九前进档处操作的第一离合器Cl，并操作第二制动器B2。第一复合行星齿轮组CPGl停止，这是因为在第一离合器Cl和第二离合器C2不操作的状态下来操作第一制动器BI和第二制动器B2。在输入轴IS的旋转速度通过第三离合器C3的操作而通过第五旋转轴TM5输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，第三旋转轴TM3通过第一复合行星齿轮组CPGl的停止状态而作为固定元件进行操作，从而形成第十换档线SP10。第十换档线SPlO横穿作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出DlO。
第一倒档第一离合器Cl以及第一制动器BI和第三制动器B3在第一倒档处进行操作。在输入轴IS的旋转速度通过第一离合器Cl的操作而被输入到第四旋转轴TM4的状态下，第二旋转轴TM2通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第一制动器BI的操作而作为固定元件进行操作。从而，第一复合行星齿轮组CPGl形成第一减小速度线Tl，并且通过第三旋转轴TM3输出第一减小速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第 二复合行星齿轮组CPG2的状态下，第五旋转轴TM5通过第三制动器B3的操作而作为固定元件进行操作，从而形成第一后退换档线SRl。第一后退换档线SRl横穿了作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出REVl。第二倒档在第二倒档处，松开在第一倒档处操作的第一制动器BI，并操作第二制动器B2。在输入轴IS的旋转速度通过第一离合器Cl的操作而被输入到第四旋转轴TM4的状态下，第一旋转轴TMl通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第二制动器B2的操作而作为固定元件来进行操作。从而，第一复合行星齿轮组CPGl形成第二减小速度线T2，并且通过第三旋转轴TM3输出第二减小速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，第五旋转轴TM5通过第三制动器B3的操作而作为固定元件进行操作，从而形成第二后退换档线SR2。第二后退换档线SR2横穿作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出REV2。第三倒档在第三倒档处，松开在第二倒档处操作的第二制动器B2，并操作第二离合器C2。输入轴IS的旋转速度通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第一离合器Cl和第二离合器C2的操作而同时输入到第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4，并且第一复合行星齿轮组CPGl变为直接联接状态。因此，第一复合行星齿轮组CPGl形成直接联接速度线T3，并且通过第三旋转轴TM3输出输入轴IS的旋转速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，第五旋转轴TM5通过第三制动器B3的操作而作为固定元件进行操作，从而形成第三后退换档线SR3。第三后退换档线SR3横穿作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出REV3。第四倒档在输入轴IS的旋转速度通过第二离合器C2的操作而被输入到第二旋转轴TM2的状态下，第一旋转轴TMl通过第一复合行星齿轮组CPGl中的第二制动器B2的操作而作为固定元件进行操作。
从而，第一复合行星齿轮组CPGl形成增大速度线T4，并且通过第三旋转轴TM3输出增大速度。此外，在第三旋转轴TM3的旋转速度被输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，第五旋转轴TM5通过第三制动器B3的操作而作为固定元件来进行操作，从而形成第四后退换档线SR4。第四后退换档线SR4横穿作为输出元件的第六旋转轴TM6的竖直线，从而输出REV4。根据本发明的各个实施方案，由于四个简单行星齿轮组与七个摩擦构件组合，并且在每一个换档速度处操作三个摩擦构件，所以实现了十个前进档。因此可以提高动力输送性能和燃料经济性。此外，由于实现了四个倒档，所以可以提高倒档的性能。 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。
权利要求
1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括 输入轴，所述输入轴被构造为接收发动机的扭矩； 输出轴，所述输出轴被构造为输出已转换的扭矩； 第一复合行星齿轮组，所述第一复合行星齿轮组包括第一简单行星齿轮组和第二简单行星齿轮组，所述第一简单行星齿轮组具有作为该第一简单行星齿轮组的旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，所述第二简单行星齿轮组具有作为该第二简单行星齿轮组的旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈； 第二复合行星齿轮组，所述第二复合行星齿轮组包括第三简单行星齿轮组和第四简单行星齿轮组，所述第三简单行星齿轮组具有作为该第三简单行星齿轮组的旋转元件的第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，所述第四简单行星齿轮组具有作为该第四简单行星齿轮组的旋转元件的第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈； 七根旋转轴，每一根旋转轴连接到所述第一复合行星齿轮组和第二复合行星齿轮组的多个旋转元件之中的一个或更多旋转元件；以及 七个摩擦构件，所述七个摩擦构件包括三个离合器和四个制动器，每一个离合器插置于多根旋转轴之中选定的一根旋转轴和所述输入轴之间，从而对扭矩进行控制，每一个制动器将多根旋转轴之中选定的一根旋转轴选择性地连接到变速器外壳。
2.根据权利要求I所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一复合行星齿轮组包括所述七根旋转轴之中的四根旋转轴，并且该第一复合行星齿轮组适合于通过两条路径接收所述输入轴的扭矩，并输出四个速比。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述四个速比包括两个减小的速比、一个直接联接的速比和一个增大的速比。
4.根据权利要求2所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一复合行星齿轮组的第一简单行星齿轮组和第二简单行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组。
5.根据权利要求2所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中在所述第一复合行星齿轮组中，所述第一行星架直接连接到所述第二内齿圈，并且所述第一内齿圈直接连接到所述第二行星架。
6.根据权利要求2所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第二复合行星齿轮组连接到所述第一复合行星齿轮组中的四根旋转轴中的一个旋转轴，并且该第二复合行星齿轮组包括并不包含于所述第一复合行星齿轮组中的三个其它旋转轴，并且所述第二复合行星齿轮组适合于通过所述两条路径中的其中一条路径接收来自所述第一复合行星齿轮组的扭矩以及所述输入轴的扭矩，并且适合于输出十个前进档和四个倒档。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第二复合行星齿轮组的第三简单行星齿轮组和第四简单行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组。
8.根据权利要求6所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中在所述第二复合行星齿轮组中，所述第三行星架直接连接到所述第四内齿圈，所述第三内齿圈直接连接到所述第四行星架，并且所述第三太阳轮直接连接到所述第二行星架。
9.根据权利要求I所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述七根旋转轴包括 第一旋转轴，所述第一旋转轴包括所述第一太阳轮并且通过第一摩擦构件选择性地连接到所述变速器外壳； 第二旋转轴，所述第二旋转轴包括所述第一行星架和所述第二内齿圈，该第二旋转轴通过第二摩擦构件选择性地连接到所述输入轴，并且通过第三摩擦构件选择性地连接到所述变速器外壳； 第三旋转轴，所述第三旋转轴包括所述第一内齿圈、所述第二行星架和所述第三太阳轮； 第四旋转轴，所述第四旋转轴包括所述第二太阳轮并且通过第四摩擦构件选择性地连接到所述输入轴； 第五旋转轴，所述第五旋转轴包括所述第三行星架和所述第四内齿圈，该第五旋转轴通过第五摩擦构件选择性地连接到所述输入轴，并且通过第六摩擦构件选择性地连接到所述变速器外壳； 第六旋转轴，所述第六旋转轴包括所述第三内齿圈和所述第四行星架并且连接所述输出轴；以及 第七旋转轴，所述第七旋转轴包括所述第四太阳轮并且通过第七摩擦构件选择性地连接到所述变速器外壳。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中多个所述摩擦构件包括 第一离合器，所述第一离合器插置在所述输入轴和所述第四旋转轴之间； 第二离合器，所述第二离合器插置在所述输入轴和所述第二旋转轴之间； 第三离合器，所述第三离合器插置在所述输入轴和所述第五旋转轴之间； 第一制动器，所述第一制动器插置在所述第二旋转轴和所述变速器外壳之间； 第二制动器，所述第二制动器插置在所述第一旋转轴和所述变速器外壳之间； 第三制动器，所述第三制动器插置在所述第五旋转轴和所述变速器外壳之间；以及 第四制动器，所述第四制动器插置在所述第七旋转轴和所述变速器外壳之间。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，进一步包括单向离合器，所述单向离合器与所述第一制动器并联设置。
12.根据权利要求10所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一离合器以及所述第一制动器和第四制动器在第一前进档处操作， 所述第一离合器以及所述第二制动器和第四制动器在第二前进档处操作， 所述第一离合器和第二离合器以及所述第四制动器在第三前进档处操作， 所述第二离合器以及所述第二制动器和第四制动器在第四前进档处操作， 所述第三离合器以及所述第二制动器和第四制动器在第五前进档处操作， 所述第二离合器和第三离合器以及所述第二制动器在第六前进档处操作， 所述第一离合器、第二离合器和第三离合器在第七前进档处操作， 所述第一离合器和第三离合器以及所述第二制动器在第八前进档处操作， 所述第一离合器和第三离合器以及所述第一制动器在第九前进档处操作， 所述第三离合器以及所述第一制动器和第二制动器在第十前进档处操作， 所述第一离合器以及所述第一制动器和第三制动器在第一倒档处操作， 所述第一离合器以及所述第二制动器和第三制动器在第二倒档处操作，所述第一离合器和第二离合器以及所述第三制动器在第三倒档处操作，并且 所述第二离合器以及所述第二制动器和第三制动器在第四倒档处操作。
13.根据权利要求I所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一复合行星齿轮组的第一简单行星齿轮组和第二简单行星齿轮组以及第二复合行星齿轮组的第三简单行星齿轮组和第四简单行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组。
14.根据权利要求I所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中 在所述第一复合行星齿轮组中，所述第一行星架直接连接到所述第二内齿圈，并且所述第一内齿圈直接连接到所述第二行星架；并且 在所述第二复合行星齿轮组中，所述第三行星架直接连接到所述第四内齿圈，所述第三内齿圈直接连接到所述第四行星架，并且所述第三太阳轮直接连接到所述第二行星架。
全文摘要
本发明公开了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，其被构造为接收发动机的扭矩；输出轴，其被构造为输出已转换的扭矩；第一复合行星齿轮组，其包括第一和第二简单行星齿轮组，其具有作为旋转元件的第一和第二太阳轮、第一和第二行星架以及第一和第二内齿圈；第二复合行星齿轮组，其包括第三和第四简单行星齿轮组，其具有作为旋转元件的第三和第四太阳轮、第三和第四行星架以及第三和第四内齿圈；七根旋转轴，其连接到一个或更多旋转元件；以及七个摩擦构件，其包括三个离合器和四个制动器，所述离合器插置于旋转轴和所述输入轴之间，从而对扭矩进行控制，所述制动器将旋转轴选择性地连接到变速器外壳。
文档编号F16H37/02GK102748444SQ20111040652
公开日2012年10月24日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年4月21日
发明者徐罡寿, 沈烋台 申请人:现代自动车株式会社