用于车辆的自动变速器的行星齿轮系的制作方法

本申请要求在2015年11月27日提交的韩国专利申请第10-2015-0167993号的优先权及权益，通过该引用，上述申请的全部内容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。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，其通过在使用最少数量的构成元件的情况下实现八个前进速度挡位来改进动力传递性能和燃料经济性。

背景技术：

近期油价的上涨加剧了在优化车辆燃料消耗方面的竞争。

因此，许多致力于通过缩减发动机的尺寸来减少重量并提高燃料经济性的研究以及致力于通过自动变速器的多速度挡位来确保驾驶性能和燃料经济性的研究已经得到开展。

然而，在自动变速器中，随着速度挡位的数量的增加，内部部件的数量也增加，其结果为可安装性、成本、重量和传动效率等可能也会变差。

因此，为了通过多速度挡位来提高燃料经济性的增强效果，对于能够利用较小数量的部件而实现最大效率的行星齿轮系的开发将是重要的。

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，所述行星齿轮系具有优点在于：通过实现八个前进速度挡位和一个倒车挡位而改进动力传递性能和燃料经济性。

本发明的另一实施方案提供这样一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系进一步具有以下优点：通过使用处于发动机的低的转速范围的运行点而改善车辆的安静行驶性。

根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出经改变的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件；第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件以及第六旋转元件；第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件以及第九旋转元件；第一旋转轴，其直接地将第一旋转元件连接至第七旋转元件，并且能够选择性与输入轴连接；第二旋转轴，其直接地将第二旋转元件连接至第九旋转元件，并且能够选择性的连接至变速器壳体；第三旋转轴，其直接地连接至第三旋转元件；第四旋转轴，其直接地连接至第四旋转元件，并且能够选择性地与第二旋转轴连接或选择性地与第三旋转轴连接；第五旋转轴，其直接地连接至第五旋转元件，并且能够选择性地与输入轴连接或选择性地与第三旋转轴连接；第六旋转轴，其直接地连接至第六旋转元件，并且直接地连接至变速器壳体；以及第七旋转轴，其直接地连接至第八旋转元件并且直接地与输出轴连接。

第一行星齿轮组可以为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，而第三旋转元件是第一内齿圈。第二行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组，其中第四旋转元件是第二太阳轮，第五旋转元件是第二内齿圈，而第六旋转元件是第二行星架。第三行星齿轮组是为小齿轮行星齿轮组，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，而第九旋转元件是第三内齿圈。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其选择性地连接输入轴和第一旋转轴；第二离合器，其选择性连接输入轴和第五旋转轴；第三离合器，其选择性地连接第二旋转轴和第四旋转轴；第四离合器，其选择性地连接第三旋转轴和第四旋转轴；第五离合器，其选择性的连接第三旋转轴和第五旋转轴；以及第一制动器，其选择性地将第二旋转轴连接至变速器壳体。

可以通过第一离合器、第五离合器和第一制动器的同时工作来实现第一前进速度挡位，可以通过第一离合器、第四离合器和第五离合器的同时工作来实现第二前进速度挡位，可以通过第一离合器、第三离合器和第五离合器的同时工作来实现第三前进速度挡位，可以通过第一离合器、第三离合器和第四离合器的同时工作来实现第四前进速度挡位，可以通过第一离合器、第二离合器和第四离合器的同时工作来实现第五前进速度挡位，可以通过第一离合器、第二离合器和第三离合器的同时工作来实现第六前进速度挡位，可以通过第二离合器、第三离合器和第四离合器的同时工作来实现第七前进速度挡位，可以通过第二离合器、第三离合器和第五离合器的同时工作来实现第八前进速度挡位，以及可以通过第二离合器、第五离合器和第一制动器的同时工作来实现倒车挡位。

根据本发明另一示例性实施方案的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出经改变的扭矩；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，其中，第一旋转元件直接地连接至第七旋转元件，并且能够选择性地与输入轴连接，第二旋转元件直接地连接至第九旋转元件，并且能够选择性地连接至变速器壳体，第三旋转元件能够选择性地连接至第四旋转元件或选择性地连接至第五旋转元件，第四旋转元件能够选择性地连接至第九旋转元件，第五旋转元件能够选择性地与输入轴连接，第六旋转元件直接地连接至变速器壳体，第八旋转元件直接地与输出轴连接。

第一行星齿轮组可以为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，而第三旋转元件是第一内齿圈。第二行星齿轮组可以为双小齿轮行星齿轮组，其中第四旋转元件是第二太阳轮，第五旋转元件是第二内齿圈，而第六旋转元件是第二行星架。第三行星齿轮组可以为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，而第九旋转元件是第三内齿圈。

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其选择性地连接输入轴和第一旋转元件；第二离合器，其选择性连接输入轴和第五旋转元件；第三离合器，其选择性地连接第四旋转元件和第九旋转元件；第四离合器，其选择性地连接第三旋转元件和第四旋转元件；第五离合器，其选择性的连接第三旋转元件和第五旋转元件；以及第一制动器，其选择性地将第九旋转元件连接至变速器壳体。

可以通过第一离合器、第五离合器和第一制动器的同时工作来实现第一前进速度挡位，可以通过第一离合器、第四离合器和第五离合器的同时工作来实现第二前进速度挡位，可以通过第一离合器、第三离合器和第五离合器的同时工作来实现第三前进速度挡位，可以通过第一离合器、第三离合器和第四离合器的同时工作来实现第四前进速度挡位，可以通过第一离合器、第二离合器和第四离合器的同时工作来实现第五前进速度挡位，可以通过第一离合器、第二离合器和第三离合器的同时工作来实现第六前进速度挡位，可以通过第二离合器、第三离合器和第四离合器的同时工作来实现第七前进速度挡位，可以通过第二离合器、第三离合器和第五离合器的同时工作来实现第八前进速度挡位，以及可以通过第二离合器、第五离合器和第一制动器的同时工作来实现倒车挡位。

根据本发明的示例性实施方案能够通过将作为简单行星齿轮组的三个行星齿轮组和六个控制元件相结合而实现八个前进速度挡位和一个倒车挡位。

另外，因为自动变速器的多速度挡位实现了适合于发动机转速的速度挡位，所以根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系能够改善安静行驶性。

另外，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系能够最大化发动机的驱动效率并且改善动力传递性能和燃料消耗。

通过本发明的示例性实施方案所能得到或预期的其他效果将在具体实施方式部分中进行明确或隐含的描述。也就是说，通过本发明的示例性实施方案所能预期的各种效果将在具体实施方式部分中进行描述。

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实施方案的行星齿轮系的示意图。

图2为在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中，在每个挡位处的控制元件的工作图表。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记指代本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的各个实施方案，其示例将在附图中示出并且在下文进行描述。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，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形式、修改形式、等效形式以及其它实施方案。

下文将参考所附附图对本发明进行更为全面的描述，在这些附图中显示了本发明的示例性实施方案。如本领域技术人员将意识到的那样，可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不脱离本发明的精神或范围。

为了清楚地描述本发明的示例性实施方案，将省略与本说明不相关的部分，且在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的或类似的元件。

在以下描述中，因为部件的名称彼此相同而将部件的名称分为第一、第二等从而对名称进行区分，而名称的顺序并不受到特别限制。

图1为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。

参考图1，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系包括：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和第三行星齿轮组PG3；输入轴IS；输出轴OS；七个旋转轴TM1至TM7，其连接至第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件中的至少一个；六个控制元件C1至C5和B1；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的配合而改变，而经改变的扭矩通过输出轴OS输出。

行星齿轮组从发动机开始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的顺序进行设置。

输入轴IS为输入构件，来自发动机的曲轴的扭矩在通过扭矩变换器而转换扭矩后而输入至输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，所述输出轴与输入轴IS平行设置，并且通过差动装置而将驱动扭矩传输至驱动车轮。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括下述分别作为第一旋转元件N1、第二旋转元件N2和第三旋转元件N3的元件：第一太阳轮S1；第一行星架PC1，其可旋转地支撑第一小齿轮P1，所述第一小齿轮P1与第一太阳轮S1外啮合；以及第一内齿圈R1，其与第一小齿轮P1内啮合。

第二行星齿轮组PG2是双小齿轮行星齿轮组，并且包括下述分别作为第四旋转元件N4、第五旋转元件N5和第六旋转元件N6的元件：第二太阳轮S2；第二内齿圈R2，其与第二小齿轮P2内啮合，所述第二小齿轮P2与第二太阳轮S2外啮合；以及第二行星架PC2，其可旋转地支撑第二小齿轮P2。

第三行星齿轮组PG3是单小齿轮行星齿轮组，并且包括下述分别作为第七旋转元件N7、第八旋转元件N8和第九旋转元件N9的元件：第三太阳轮S3；第三行星架PC3，其可旋转地支撑第三小齿轮P3，所述第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外啮合；以及第三内齿圈R3，其与第三小齿轮P3内啮合。

第一旋转元件N1直接地连接至第七旋转元件N7，而第二旋转元件N2直接地连接至第九旋转元件N9，从而使得第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3包括七个旋转轴TM1至TM7。

将具体地对七个旋转轴TM1至TM7进行描述。

第一旋转轴TM1直接地连接第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)和第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)，并且能够选择性地与输入轴IS连接。

第二旋转轴TM2直接地连接第二旋转元件N2(第一行星架PC1)和第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)，并且能够选择性地连接至变速器壳体H。

第三旋转轴TM3直接地连接至第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)。

第四旋转轴TM4直接地连接至第四旋转元件N4(第二内齿圈S2)，并且能够选择性地与第二旋转轴TM2连接或选择性地与第三旋转轴TM3连接。

第五旋转轴TM5直接地连接至第五旋转元件N5(第二内齿圈R2)，并且能够选择性地与输入轴IS连接或选择性地与第三旋转轴TM3连接。

第六旋转轴TM6直接地连接至第六旋转元件N6(第二行星架PC2)，并且直接地连接至变速器壳体H。

第七旋转轴TM7直接地连接至第八旋转元件N8(第三行星架PC3)，并且直接地与输出轴OS连接。

另外，作为控制元件的五个离合器C1、C2、C3、C4和C5设置在这样的位置上，在该位置处，旋转轴TM1至TM7中的两个旋转轴能够选择性地彼此连接；而作为控制元件的制动器B1设置在这样的位置上，在该位置处，旋转轴TM1至TM7中的任意一个旋转轴能够选择性地连接至变速器壳体H。

将具体地描述六个控制元件C1至C5和B1的布置。

第一离合器C1设置在输入轴IS和第一旋转轴TM1之间，并且选择性地连接输入轴IS和第一旋转轴TM1。

第二离合器C2设置在输入轴IS和第五旋转轴TM5之间，并且选择性地连接输入轴IS和第五旋转轴TM5。

第三离合器C3设置在第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4之间，并且选择性地连接第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4。

第四离合器C4设置在第三旋转轴TM3和第四旋转轴TM4之间，并且选择性地连接第三旋转轴TM3和第四旋转轴TM4。

第五离合器C5设置在第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5之间，并且选择性地连接第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5。

第一制动器B1设置在第二旋转轴TM2和变速器壳H之间，并且选择性地将第二旋转轴TM2连接至变速器壳体H。

控制元件包括第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、第四离合器C4以及第五离合器C5与第一制动器B1，所述控制元件可以是通过液压操作的湿式多片式摩擦元件。

图2为在根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系中，在每个挡位的控制元件的工作图表。

如图2所示，在根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系中，在每个挡位下三个控制元件工作。

在第一前进速度挡位D1，第一离合器C1、第五离合器C5以及第一制动器B1同时工作。在通过第一离合器C1的工作使输入轴IS与第一旋转轴TM1连接，以及通过第五离合器C5的工作使第三旋转轴TM3与第五旋转轴TM5连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。另外，第六旋转轴TM6作为固定元件工作，而第二旋转轴TM2通过第一制动器B1的工作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变到第一前进速度挡位，且第一前进速度挡位通过第七旋转轴TM7而输出至输出轴OS。

在第二前进速度挡位D2，第一离合器C1、第四离合器C4以及第五离合器C5同时工作。在通过第一离合器C1的工作使输入轴IS与第一旋转轴TM1连接，通过第四离合器C4的工作使第三旋转轴TM3与第四旋转轴TM4连接，以及通过第五离合器C5的工作使第三旋转轴TM3与第五旋转轴TM5连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。另外，第六旋转轴TM6作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变到第二前进速度挡位，且第二前进速度挡位通过第七旋转轴TM7而输出至输出轴OS。

在第三前进速度挡位D3，第一离合器C1、第三离合器C3以及第五离合器C5同时工作。在通过第一离合器C1的工作使输入轴IS与第一旋转轴TM1连接，通过第三离合器C3的工作使第二旋转轴TM2与第四旋转轴TM4连接，以及通过第五离合器C5的工作使第三旋转轴TM3与第五旋转轴TM5连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。另外，第六旋转轴TM6作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变到第三前进速度挡位，且第三前进速度挡位通过第七旋转轴TM7而输出至输出轴OS。

在第四前进速度挡位D4，第一离合器C1、第三离合器C3以及第四离合器C4同时工作。在通过第一离合器C1的工作使输入轴IS与第一旋转轴TM1连接，通过第三离合器C3的工作使第二旋转轴TM2与第四旋转轴TM4连接，以及通过第四离合器C4的工作使第三旋转轴TM3与第四旋转轴TM4连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。另外，第六旋转轴TM6作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变到第四前进速度挡位，且第四前进速度挡位通过第七旋转轴TM7而输出至输出轴OS。在第四前进速度挡位，将与输入轴IS转速相同的旋转速度输出。

在第五前进速度挡位D5，第一离合器C1、第二离合器C2以及第四离合器C4同时工作。在通过第一离合器C1的工作使输入轴IS与第一旋转轴TM1连接，通过第二离合器C2的工作使输入轴IS与第五旋转轴TM5连接，以及通过第四离合器C4的工作使第三旋转轴TM3与第四旋转轴TM4连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1和第五旋转轴TM5。另外，第六旋转轴TM6作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变到第五前进速度挡位，且第五前进速度挡位通过第七旋转轴TM7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以及第三离合器C3同时工作。在通过第一离合器C1的工作使输入轴IS与第一旋转轴TM1连接，通过第二离合器C2的工作使输入轴IS与第五旋转轴TM5连接，以及通过第三离合器C3的工作使第二旋转轴TM2与第四旋转轴TM4连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1和第五旋转轴TM5。另外，第六旋转轴TM6作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变到第六前进速度挡位，且第六前进速度挡位通过第七旋转轴TM7而输出至输出轴OS。

在第七前进速度挡位D7，第二离合器C2、第三离合器C3以及第四离合器C4同时工作。在通过第二离合器C2的工作使输入轴IS与第五旋转轴TM5连接，通过第三离合器C3的工作使第二旋转轴TM2与第四旋转轴TM4连接，以及通过第四离合器C4的工作使第三旋转轴TM3与第四旋转轴TM4连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第五旋转轴TM5。另外，第六旋转轴TM6作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变到第七前进速度挡位，且第七前进速度挡位通过第七旋转轴TM7而输出至输出轴OS。

在第八前进速度挡位，第二离合器C2、第三离合器C3以及第五离合器C5同时工作。在通过第二离合器C2的工作使输入轴IS与第五旋转轴TM5连接，通过第三离合器C3的工作使第二旋转轴TM2与第四旋转轴TM4连接，以及通过第五离合器C5的工作使第三旋转轴TM3与第五旋转轴TM5连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第五旋转轴TM5。另外，第六旋转轴TM6作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变到第八前进速度挡位，且第八前进速度挡位通过第七旋转轴TM7而输出至输出轴OS。

在倒车挡位REV，第二离合器C2、第五离合器C5以及第一制动器B1同时工作。在通过第二离合器C2的工作使输入轴IS与第五旋转轴TM5连接，以及通过第五离合器C5的工作使第三旋转轴TM3与第五旋转轴TM5连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第五旋转轴TM5。另外，第六旋转轴TM6作为固定元件工作，以及第二旋转轴TM2通过第一制动器B1的工作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变到倒车挡位，且倒车挡位通过第七旋转轴TM7而输出至输出轴OS。

根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系能够通过将三个行星齿轮组PG1、PG2和PG3与五个离合器C1、C2、C3、C4和C5以及一个制动器B1相结合而实现至少八个前进速度挡位和一个倒车挡位。

另外，因为自动变速器的多速度挡位实现了适合于发动机转速的速度挡位，所以根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系能够改善安静行驶性。

另外，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系能够最大化发动机的驱动效率并且改善动力传递性能和燃料消耗。

为了便于解释以及在所附权利要求中进行精确限定，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前面”、“后部”、“后面”、“内”、“外”、“向内地”、“向外地”、“内部的”、“外部的”、“内部”、“外部”、“向前”以及“向后”被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方案的这些特征。

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。