用于车辆的自动变速器的行星齿轮系的制作方法
【专利摘要】一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。其包括：第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、三个传动齿轮以及摩擦元件，在第一轴上的第一行星齿轮组包括操作为输出元件或固定元件的第一太阳齿轮、操作为输出元件的第一行星架及操作为输入元件的第一环形齿轮；在第二轴上的第二行星齿轮组包括连接到第一行星架的第二太阳齿轮、第二行星架及接合第一行星架和第一环形齿轮的第二环形齿轮；在第二轴上的第三行星齿轮组包括连接到第二环形齿轮的第三太阳齿轮、接合第二行星架并且连接到输出齿轮的第三行星架及接合第一太阳齿轮的第三环形齿轮；摩擦元件相互连接第一行星齿轮组、第二行星齿轮组以及第三行星齿轮组和/或连接变速器壳体。
【专利说明】用于车辆的自动变速器的行星齿轮系
[0001]相关申请的交叉应用
[0002]本申请要求2012年11月5日提交的韩国专利申请第10_2012_0124112号的优先权，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】
[0003]本发明涉及一种用于车辆的自动变速器。更具体而言，本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其能够通过减小行星齿轮系的长度而改进安装性并且通过提高动力传输性能而降低燃料消耗。
【背景技术】
[0004]近来，由于全球高油价和的废气排放规定的加强，因此车辆制造商集中致力于提高燃料经济性。
[0005]可以在自动变速器中通过实现更多数量的换档速度的多重换档机构来实现燃料经济性的提高。通常，通过组合多个行星齿轮组和摩擦元件来实现行星齿轮系。
[0006]众所周知，当行星齿轮系实现更大数量的换档速度时，能够对该行星齿轮系的速度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。
[0007]虽然实现相同数量的速度，但是行星齿轮系根据旋转元件(S卩，太阳齿轮、行星架和环形齿轮)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、动力传输效率和尺寸。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。
[0008]然而，如果增加换档速度的数量，则也增加在自动变速器中零件的数量。因此，安装性、成本、重量和动力传输效率可能会变差。
[0009]特别地，由于具有很多零件的行星齿轮系难以安装在前轮驱动车辆中，因此已经开发了使零件的数量最少的研究。
[0010]公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体【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】
[0011]本发明的各个方面提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，由于其通过结合分别设置在第一轴和第二轴上的三个行星齿轮组、三个外部啮合齿轮以及五个摩擦元件而实现了具有极好的摩擦元件操作状态和级比(St印ratios)的八个前进速度和一个倒退速度，因此所述行星齿轮系具有通过缩短行星齿轮系的长度而改进安装性，并且通过提高动力传输性能而降低燃料消耗的优点。
[0012]本发明的各个方面提供了一种自动变速器的行星齿轮系，其包括:第一轴、第二轴、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、三个传动齿轮以及摩擦元件，所述第一轴接收发动机的转矩；所述第二轴设置为平行于所述第一轴；所述第一行星齿轮组设置在所述第一轴上，并且包括作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架以及第一环形齿轮，所述第一太阳齿轮作为输出元件或固定元件进行操作，所述第一行星架作为输出元件选择性地进行操作，所述第一环形齿轮直接连接到所述第一轴并且总是作为输入元件进行操作；所述第二行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架以及第二环形齿轮，所述第二太阳齿轮经由外部啮合齿轮连接到所述第一行星架，所述第二环形齿轮经由外部啮合齿轮选择性地连接到所述第一行星架和所述第一环形齿轮；所述第三行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架以及第三环形齿轮，所述第三太阳齿轮连接到所述第二环形齿轮，所述第三行星架选择性地连接到所述第二行星架并且直接连接到输出齿轮以便作为输出元件进行操作，所述第三环形齿轮经由外部啮合齿轮选择性地连接到所述第一太阳齿轮；所述三个传动齿轮形成所述外部啮合齿轮；所述摩擦元件使所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组以及所述第三行星齿轮组的旋转元件选择性地相互连接，或将所述旋转元件选择性地连接到变速器壳体。
[0013]所述第一行星齿轮组可以为双小齿轮行星齿轮组，而所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组。
[0014]所述三个传输齿轮可以包括:第一传动齿轮、第二传动齿轮以及第三传动齿轮，所述第一传动齿轮将所述第一环形齿轮连接到所述第二环形齿轮；所述第二传动齿轮将所述第一行星架直接连接到所述第二太阳齿轮并且选择性地连接到所述第二环形齿轮；所述第三传动齿轮将所述第一太阳齿轮选择性地连接到所述第三环形齿轮。
[0015]所述摩擦元件可以包括:第一制动器、第一离合器、第二离合器、第三离合器以及第四离合器，所述第一制动器设置在所述第一太阳齿轮和所述变速器壳体之间；所述第一离合器设置在所述第一太阳齿轮和所述第三传动齿轮之间；所述第二离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第二环形齿轮之间；所述第三离合器设置在所述第二行星架和所述第三行星架之间；所述第四离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第二环形齿轮之间。
[0016]可以在第一前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第四离合器，可以在第二前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第二离合器，可以在第三前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器，可以在第四前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器，可以在第五前进速度处操作所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器，可以在第六前进速度处操作所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器，可以在第七前进速度处操作所述第一制动器和所述第三离合器以及所述第四离合器，可以在第八前进速度处操作所述第一制动器和所述第二离合器以及所述第三离合器，以及可以在倒退速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及第三离合器。
[0017]本发明的各个方面提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其包括:第一轴、第二轴、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第一制动器、第一离合器、第二离合器、第三离合器以及第四离合器，所述第一轴接收发动机的转矩；所述第二轴设置为平行于所述第一轴；所述第一行星齿轮组设置在所述第一轴上，并且包括第一太阳齿轮、第一行星架以及第一环形齿轮，所述第一太阳齿轮作为输出元件或固定元件进行操作，所述第一行星架作为输出元件选择性的进行操作，第一环形齿轮直接连接到所述第一轴并且总是作为输入元件进行操作；所述第二行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括第二太阳齿轮、第二行星架以及第二环形齿轮，所述第二太阳齿轮连接到所述第一行星架，所述第二环形齿轮选择性地连接到所述第一行星架和所述第一环形齿轮；所述第三行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括第三太阳齿轮、第三行星架以及第三环形齿轮，所述第三太阳齿轮连接到所述第二环形齿轮，所述第三行星架选择性地连接到所述第二行星架并且直接连接到输出齿轮以便作为输出元件进行操作，所述第三环形齿轮选择性地连接到所述第一太阳齿轮；所述第一传动齿轮将所述第一环形齿轮连接到所述第二环形齿轮；所述第二传动齿轮将所述第一行星架直接连接到所述第二太阳齿轮并且选择性地连接到所述第二环形齿轮；所述第三传动齿轮将所述第一太阳齿轮选择性地连接到所述第三环形齿轮；所述第一制动器设置在所述第一太阳齿轮和所述变速器壳体之间；所述第一离合器设置在所述第一太阳齿轮和所述第三传动齿轮之间；所述第二离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第二环形齿轮之间；所述第三离合器设置在所述第二行星架和所述第三行星架之间；所述第四离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第二环形齿轮之间。
[0018]所述第一行星齿轮组可以为双小齿轮行星齿轮组，而所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组。
[0019]可以在第一前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第四离合器，可以在第二前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第二离合器，可以在第三前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器，可以在第四前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器，可以在第五前进速度处操作所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器，可以在第六前进速度处操作所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器，可以在第七前进速度处操作所述第一制动器和所述第三离合器以及所述第四离合器，可以在第八前进速度处操作所述第一制动器和所述第二离合器以及所述第三离合器，以及可以在倒退速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及第三离合器。
[0020]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。
[0022]图2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。
[0023]图3A为根据本发明的在第一前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
[0024]图3B为根据本发明的在第二前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
[0025]图3C为根据本发明的在第三前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
[0026]图3D为根据本发明的在第四前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
[0027]图3E为根据本发明的在第五前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。[0028]图3F为根据本发明的在第六前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
[0029]图3G为根据本发明的在第七前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
[0030]图3H为根据本发明的在第八前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
[0031]图31为根据本发明的在倒退速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
【具体实施方式】
[0032]下面将详细说明本发明的不同实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明将与示例性实施方案相组合进行描述，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替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
[0033]对于解释不同实施方案并不必要的部件的描述将被略去，并且在本说明书中同样的组成元件由同样的附图标记表示。
[0034]在具体描述中，使用序数区别具有相同术语而不具有特定含义的构成元件。
[0035]图1为根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0036]参考图1，根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系包括第一行星齿轮组PGl、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3，五个摩擦元件B1、Cl、C2、C3和C4，以及三个传动齿轮TF1、TF2和TF3。
[0037]第一行星齿轮组PGl设置在第一轴ISl上,而第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3设置在设置为远离并且平行于第一轴ISl的第二轴IS2上。
[0038]因此，从第一轴ISl输入的转矩通过第一行星齿轮组PGl传输到第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3，该转矩通过第一行星齿轮组PGl、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的操作而转换为八个前进速度和一个倒退速度,然后该转矩经由输出齿轮OG输出。
[0039]第一行星齿轮组PGl为双小齿轮行星齿轮组,并具有作为第一行星齿轮组PGl的旋转元件的第一太阳齿轮S1、第一环形齿轮Rl以及第一行星架PC1，第一行星架PCl可旋转地支撑与第一太阳齿轮SI和第一环形齿轮Rl接合的第一小齿轮Pl。
[0040]第二行星齿轮组PG2为单小齿轮行星齿轮组,并具有作为第二行星齿轮组PG2的旋转元件的第二太阳齿轮S2、第二环形齿轮R2和第二行星架PC2，第二行星架PC2可旋转地支撑与第二太阳齿轮S2和第二环形齿轮R2接合的第二小齿轮P2。
[0041]第三行星齿轮组PG3为单小齿轮行星齿轮组,并具有作为第三行星齿轮组PG3的旋转元件的第三太阳齿轮S3、第三环形齿轮R3和第三行星架PC3，第三行星架PC3可旋转地支撑与第三太阳齿轮S3和第三环形齿轮R3接合的第三小齿轮P3。
[0042]第一环形齿轮Rl直接连接到第一轴ISl并且总是作为输入元件进行操作。
[0043]此外，第二环形齿轮R2通过第二轴IS2连接到第三太阳齿轮S3，第二行星架PC2选择性地连接到第三行星架PC3，并且第三行星架PC3直接连接到输出齿轮OG并总是作为输出元件进行操作。
[0044]示出了(但并不限于)第二环形齿轮R2通过第二轴IS2连接到第三太阳齿轮S3。也即，第二环形齿轮R2可以通过设置在第二轴IS2的外圆周部分上的旋转构件连接到第三太阳齿轮S3，而不在该旋转构件和第二轴IS2之间产生旋转干扰。
[0045]此外，第一环形齿轮Rl以及第一轴ISl通过外部啮合齿轮选择性地连接到第二环形齿轮R2，第一太阳齿轮SI通过外部啮合齿轮选择性地连接到第三环形齿轮R3并选择性地连接到变速器壳体H，并且第一行星架PCl连接到第二太阳齿轮S2并通过外部啮合齿轮选择性地连接到第二环形齿轮R2。
[0046]作为外部啮合齿轮的第一传动齿轮TFl、第二传动齿轮TF2以及第三传动齿轮TF3可以为螺旋齿轮，并且分别具有相互外部啮合的第一传动驱动齿轮TFla、第二传动驱动齿轮TF2a和第三传动驱动齿轮TF3a以及第一传动从动齿轮TFlb、第二传动从动齿轮TF2b和第三传动从动齿轮TF3b。
[0047]第一传动齿轮TFl包括直接连接到第一环形齿轮Rl的第一传动驱动齿轮TFla和选择性地连接到第二环形齿轮R2的第一传动从动齿轮TFlb。
[0048]因此，第一传动齿轮TFl将第一环形齿轮Rl选择性地连接到第二环形齿轮R2。
[0049]第二传动齿轮TF2包括直接连接到第一行星架PCl的第二传动驱动齿轮TF2a和直接连接到第二太阳齿轮S2并且选择性地连接到第二环形齿轮R2的第二传动从动齿轮TF2b。
[0050]因此，第二传动齿轮TF2将第一行星架PCl直接连接到第二太阳齿轮S2并且选择性地连接到第二环形齿轮R2。
[0051]第三传动齿轮TF3包括选择性地连接到第一太阳齿轮SI的第三传动驱动齿轮TF3a和直接连接到第三环形齿轮R3的第三传动从动齿轮TF3b。
[0052]因此，第三传动齿轮TF3将第一太阳齿轮SI选择性地连接到第三环形齿轮R3。
[0053]通过第一传动齿轮TFl、第二传动齿轮TF2以及第三传动齿轮TF3彼此连接的旋转元件在与彼此相反的方向上旋转。根据换档速度所需求的速度比来设定第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2以及第三传动齿轮TF3的齿轮比。
[0054]将详细说明摩擦元件B1、C1、C2、C3及C4的布置。
[0055]第一制动器BI设置在第一太阳齿轮SI和变速器壳体H之间。
[0056]第一离合器Cl设置在第一太阳齿轮SI和第三传动齿轮TF3之间。
[0057]第二离合器C2设置在第二传动齿轮TF2和第二环形齿轮R2之间。
[0058]第三离合器C3设置在第二行星架PC2和第三行星架PC3之间。
[0059]第四离合器C4设置在第一传动齿轮TFl和第二环形齿轮R2之间。
[0060]包括第一离合器Cl、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BI的摩擦元件为通过液压操作的湿式常规多片摩擦元件。
[0061]图2为应用于根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的每一个换档速度处的摩擦构件的操作图表。
[0062]如图2所示，在根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系中，在每一个换档速度处操作三个摩擦元件。
[0063]在第一前进速度Ist下操作第一制动器BI和第一离合器Cl及第四离合器C4。
[0064]在第二前进速度2nd下操作第一制动器BI和第一离合器Cl及第二离合器C2。
[0065]在第三前进速度3rd下操作第一离合器Cl、第二离合器C2及第四离合器C4。
[0066]在第四前进速度4?下操作第一离合器Cl、第二离合器C2及第三离合器C3。[0067]在第五前进速度5?下操作第一离合器Cl、第三离合器C3及第四离合器C4。
[0068]在第六前进速度6?下操作第二离合器C2、第三离合器C3及第四离合器C4。
[0069]在第七前进速度7?下操作第一制动器BI和第三离合器C3及第四离合器C4。
[0070]在第八前进速度8?下操作第一制动器BI和第二离合器C2及第三离合器C3。
[0071]在倒退速度Rev下操作第一制动器BI和第一离合器Cl及第三离合器C3。
[0072]图3A到图31为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系在每个换档速度处的杠杆图，并且通过杠杆分析方法示出了根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的换档过程。
[0073]参考图3A到图31，第一行星齿轮组PGl的三个竖直线从左至右设定为作为第一旋转元件NI的第一太阳齿轮S1、作为第二旋转元件N2的第一环形齿轮R1，以及作为第三旋转元件N3的第一行星架PCl。
[0074]此外，根据第三离合器C3的操作，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3作为选择性的复合行星齿轮组进行操作。第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的四个竖直线从左至右设定为作为第四旋转元件N4的第二太阳齿轮S2、作为第五旋转元件N5的第三环形齿轮R3、作为第六旋转元件N6的第三行星架PC3或第二行星架PC2和第三行星架PC3，以及作为第七旋转元件N7的第二环形齿轮R2和第三太阳齿轮S3。
[0075]由于从第一前进速度到第三前进速度不操作第三离合器C3，因此第三行星架PC3设定为第六旋转元件N6。由于从第四前进速度到第八前进速度以及在倒退速度处操作第三离合器C3，然而，第二行星架PC2和第三行星架PC3设定为第六旋转元件N6。
[0076]另外，中间的水平线表示旋转速度为“0”，较高的水平线表示旋转速度为“1.0”，并且较低的水平线表示旋转速度为“-1.0”。
[0077]是指旋转元件在与发动机的旋转方向相反的方向上旋转。这是由于旋转元件通过第一传动齿轮TFl、第二传动齿轮TF2和第三传动齿轮TF3而不是通过空转齿轮而彼此外部哨合。
[0078]另外，旋转速度“1.0”表示与作为输入轴的第一轴ISl相同的旋转速度。第一行星齿轮组PGl、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的竖直线之间的距离根据各个齿轮比(太阳齿轮的齿数/环形齿轮的齿数)进行设定。
[0079]下面，将参考图2和图3A至图31对根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的换档过程进行详细描述。
[0080]第一前进速度
[0081]参考图2，在第一前进速度Ist处操作第一制动器BI和第一离合器Cl及第四离合器C4。
[0082]如图3A所示，第一轴ISl的旋转速度输入到第二旋转元件N2，并且通过第一制动器BI和第一离合器Cl的操作，第一旋转元件NI和第五旋转元件N5作为固定元件进行操作。
[0083]因此，根据第二传动齿轮TF2的齿轮比降低第三旋转元件N3的旋转速度，然后输入到第四旋转元件N4作为反向旋转速度，并且通过第四离合器C4的操作，根据第一传动齿轮TFl的齿轮比转换第一轴ISl的旋转速度，然后输入到第七旋转元件作为反向旋转速度。
[0084]因此，第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第一换档线SP1，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出Dl。
[0085]此时，第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成粗的虚线T，但对换档没有任何影响。
[0086]第二前进速度
[0087]释放在第一前进速度Ist处操作的第四离合器C4，并且在第二前进速度2nd处操作第二离合器C2。
[0088]如图3B所示，第一轴ISl的旋转速度输入到第二旋转元件N2，并且通过第一制动器BI和第一离合器Cl的操作使第一旋转元件NI和第五旋转元件N5作为固定元件进行操作。
[0089]因此，根据第二传动齿轮TF2的齿轮比降低第三旋转元件N3的旋转速度，然后输入到第四旋转元件作为反向旋转速度，并且通过第二离合器C2的操作使第二行星齿轮组PG2变为直接联接状态。
[0090]因此，第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第二换档线SP2，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D2。
[0091]此时，第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成粗的虚线T，但对换档没有任何影响。
[0092]第三前进速度
[0093]释放在第二前进速度2nd处操作的第一制动器BI，并且在第三前进速度3?处操作第四离合器C4。
[0094]如图3C所示，第一轴ISl的旋转速度输入到第二旋转元件N2 ;第三旋转元件N3经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4 ;通过第一离合器Cl的操作，第一旋转元件NI经由第三传动齿轮TF3连接到第五旋转元件N5 ;并且通过第四离合器C4的操作，第二旋转元件N2经由第一传动齿轮TFl连接到第七旋转元件N7。
[0095]因此，第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第三换档线SP3，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D3。
[0096]此时，第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成粗的虚线T，但对换档没有任何影响。
[0097]第四前进速度
[0098]释放在第三前进速度3rd处操作的第四离合器C4，并且在第四前进速度4?处操作第三离合器C3。
[0099]如图3D所示，第一轴ISl的旋转速度输入到第二旋转元件N2 ;第三旋转元件N3经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4 ;通过第一离合器Cl的操作，第一旋转元件NI经由第三传动齿轮TF3连接到第五旋转元件N5 ;并且通过第二离合器C2的操作，第三旋转元件N3经由第二传动齿轮TF2连接到第七旋转元件N7。
[0100]因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3变为直接联接状态，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第四换档线SP4，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D4。
[0101]第五前进速度
[0102]释放在第四前进速度4?处操作的第二离合器C2，并且在第五前进速度5?处操作第四离合器C4。
[0103]如图3E所示，第一轴ISl的旋转速度输入到第二旋转元件N2，并且通过第四离合器C4的操作，第一轴ISl的旋转速度经由第一传动齿轮TFl输入到第七旋转元件N7。[0104]另外，第三旋转元件N3经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4，并且通过第一离合器Cl的操作，第一旋转元件NI经由第三传动齿轮TF3连接到第五旋转元件N5。
[0105]因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第五换档线SP5，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D5。
[0106]第六前进速度
[0107]释放在第五前进速度5?处操作的第一离合器Cl，并且在第六前进速度6?处操作第二离合器C2。
[0108]如图3F所示，第一轴ISl的旋转速度输入到第二旋转元件N2，并且通过第四离合器C4的操作，第一轴ISl的旋转速度经由第一传动齿轮TFl输入到第七旋转元件N7。
[0109]另外，第三旋转元件N3经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4，并且通过第二离合器C2的操作而连接到第七旋转元件N7。
[0110]因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3变为直接联接状态，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第六换档线SP6，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D6。
[0111]第七前进速度
[0112]释放在第六前进速度6th处操作的第二离合器C2，并且在第七前进速度7?处操作第一制动器BI。
[0113]如图3G所示，第一轴ISl的旋转速度输入到第二旋转元件N2并通过第四离合器C4的操作，经由第一传动齿轮TFl输入到第七旋转元件N7，并且通过第一制动器BI的操作，第一旋转元件NI作为固定元件进行操作。
[0114]另外，第三旋转元件N3经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4。
[0115]因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第七换档线SP7,并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D7。
[0116]第八前进速度
[0117]释放在第七前进速度7?处操作的第四离合器C4，并且在第八前进速度8?处操作第二离合器C2。
[0118]如图3H所示，第一轴ISl的旋转速度输入到第二旋转元件N2，并且通过第一制动器BI的操作，第一旋转元件NI作为固定元件进行操作。
[0119]另外，第三旋转元件N3经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4，并且通过第二离合器C2的操作，第三旋转元件N3经由第二传动齿轮TF2连接到第七旋转元件N7。
[0120]因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3变为直接联接状态，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第八换档线SP8，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D8。
[0121]倒退速度
[0122]如图2所示，在倒退速度Rev处操作第一制动器BI和第一离合器Cl及第三离合器C3。
[0123]如图31所示，第一轴ISl的旋转速度输入到第二旋转元件N2，并且通过第一制动器BI和第一离合器Cl的操作，第一旋转元件NI和第五旋转元件N5作为固定元件进行操作。[0124]另外，第三旋转元件N3经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4。
[0125]因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成倒退换档线RS，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出REV。
[0126]由于在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中的三个行星齿轮组分别设置在设置为远离且彼此平行的第一轴和第二轴上，因此能够减少行星齿轮系的长度并且能够改进安装性。
[0127]此外，由于通过应用三个外部啮合齿轮以及行星齿轮组易于改变齿轮比，因此能够设定最佳齿轮比。由于能够根据目标性能改变齿轮比，因此能够改进起动性能。因此，可以应用起动离合器代替转矩变换器。
[0128]由于在每个换档速度处操作三个摩擦元件，因此能够使不操作的摩擦元件最小，并且能够降低阻力转矩。此外，能够通过增加动力传输效率而降低燃料消耗。
[0129]此外，由于能够降低每个摩擦元件的转矩负载，因此可以紧凑地设计。
[0130]为了方便解释并且精确限定所附权利要求，术语上或下、前等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。
[0131]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: 第一轴，所述第一轴接收发动机的转矩； 第二轴，所述第二轴平行于所述第一轴； 第一行星齿轮组，在所述第一轴上的所述第一行星齿轮组包括作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架以及第一环形齿轮，所述第一太阳齿轮作为输出元件或固定元件进行操作，所述第一行星架作为输出元件选择性地进行操作，所述第一环形齿轮直接连接到所述第一轴并且总是作为输入元件进行操作； 第二行星齿轮组，在所述第二轴上的所述第二行星齿轮组包括作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架以及第二环形齿轮，所述第二太阳齿轮经由外部啮合齿轮连接到所述第一行星架，所述第二环形齿轮经由外部啮合齿轮选择性地连接到所述第一行星架和所述第一环形齿轮； 第三行星齿轮组，在所述第二轴上的所述第三行星齿轮组包括作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架以及第三环形齿轮，所述第三太阳齿轮连接到所述第二环形齿轮，所述第三行星架选择性地连接到所述第二行星架并且直接连接到输出齿轮以便作为输出元件进行操作，所述第三环形齿轮经由外部啮合齿轮选择性地连接到所述第一太阳齿轮； 三个传动齿轮，所述三个传动齿轮形成所述外部啮合齿轮；以及摩擦元件，所述摩擦元件使所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组以及所述第三行星齿轮组的旋转元件选择性地相互连接，或将所述旋转元件选择性地连接到变速器壳体。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组 ，而所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述三个传动齿轮包括: 第一传动齿轮，所述第一传动齿轮将所述第一环形齿轮连接到所述第二环形齿轮；第二传动齿轮，所述第二传动齿轮将所述第一行星架直接连接到所述第二太阳齿轮，并且选择性地连接到所述第二环形齿轮；以及 第三传动齿轮，所述第三传动齿轮将所述第一太阳齿轮选择性地连接到所述第三环形齿轮。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述摩擦元件包括: 第一制动器，所述第一制动器设置在所述第一太阳齿轮和所述变速器壳体之间； 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一太阳齿轮和所述第三传动齿轮之间； 第二离合器，所述第二离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第二环形齿轮之间； 第三离合器，所述第三离合器设置在所述第二行星架和所述第三行星架之间；以及 第四离合器，所述第四离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第二环形齿轮之间。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中在第一前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第四离合器，在第二前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第二离合器， 在第三前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器， 在第四前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器， 在第五前进速度处操作所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器， 在第六前进速度处操作所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器， 在第七前进速度处操作所述第一制动器和所述第三离合器以及所述第四离合器， 在第八前进速度处操作所述第一制动器和所述第二离合器以及所述第三离合器，以及 在倒退速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第三离合器。
6.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括: 第一轴，所述第一轴接收发动机的转矩； 第二轴，所述第二轴平行于所述第一轴； 第一行星齿轮组，在所述第一轴上的所述第一行星齿轮组包括第一太阳齿轮、第一行星架以及第一环形齿轮，所述第一太阳齿轮作为输出元件或固定元件进行操作，所述第一行星架作为输出元件选择性地进行操作，第一环形齿轮直接连接到所述第一轴并且总是作为输入元件进行操作 ； 第二行星齿轮组，在所述第二轴上的所述第二行星齿轮组包括第二太阳齿轮、第二行星架以及第二环形齿轮，所述第二太阳齿轮连接到所述第一行星架，所述第二环形齿轮选择性地连接到所述第一行星架和所述第一环形齿轮； 第三行星齿轮组，在所述第二轴上的所述第三行星齿轮组包括第三太阳齿轮、第三行星架以及第三环形齿轮，所述第三太阳齿轮连接到所述第二环形齿轮，所述第三行星架选择性地连接到所述第二行星架并且直接连接到输出齿轮以便作为输出元件进行操作，所述第三环形齿轮选择性地连接到所述第一太阳齿轮； 第一传动齿轮，所述第一传动齿轮将所述第一环形齿轮连接到所述第二环形齿轮；第二传动齿轮，所述第二传动齿轮将所述第一行星架直接连接到所述第二太阳齿轮，并且选择性地连接到所述第二环形齿轮； 第三传动齿轮，所述第三传动齿轮将所述第一太阳齿轮选择性地连接到所述第三环形齿轮； 第一制动器，所述第一制动器设置在所述第一太阳齿轮和所述变速器壳体之间； 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一太阳齿轮和所述第三传动齿轮之间； 第二离合器，所述第二离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第二环形齿轮之间； 第三离合器，所述第三离合器设置在所述第二行星架和所述第三行星架之间；以及 第四离合器，所述第四离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第二环形齿轮之间。
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，其中所述第一行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组，而所述第二行星齿轮组和所述第三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，其中在第一前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第四离合器， 在第二前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第二离合器， 在第三前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器，在第四前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器，在第五前进速度处操作所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器，在第六前进速度处操作所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器，在第七前进速度处操作所述第一制动器和所述第三离合器以及所述第四离合器，在第八前进速度处操作所述第一制动器和所述第二离合器以及所述第三离合器，以及在倒退速度 处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及第三离合器。
【文档编号】F16H3/62GK103807376SQ201310537644
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2012年11月5日
【发明者】卢明勋, 沈烋台, 徐罡寿, 鞠再昌, 李昌郁, 朴钟述 申请人:现代自动车株式会社