用于车辆的自动变速器的行星齿轮系的制作方法

相关申请的交叉引证

本申请要求于2016年3月18日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2016-0032986号的优先权的权益，将其全部内容通过引证结合于此。

本公开涉及一种用于车辆的自动变速器。更具体地，本公开涉及这样的车辆自动变速器的行星齿轮系，即，该行星齿轮系通过利用最小数量的组成元件实现八个前进速度级来改进功率传递性能和燃料经济性，并且通过使用位于低发动机速度的操作点来改进车辆的无声驾驶。

背景技术：

通常，已开发出实现更多速度级的自动变速器以增强燃料经济性并优化可驾驶性。最近，油价的增加已引发增强车辆的燃料消耗的竞争。

因此，已进行了用于通过发动机小型化来降低重量并增强燃料经济性以及用于通过自动变速器的多个速度级来确保可驾驶性和燃料经济性的许多研究。

然而，在自动变速器中，随着速度级的数量增加，内部组件(具体地，行星齿轮组)的数量增加，并且因此，变速器的长度增加。因此，可安装性、成本、重量、传送效率等可劣化。

因此，为了通过多个速度来增加燃料经济性增强效果，可利用少量组件来实现最大效率的行星齿轮系的开发可能是重要的。

在这一方面，近年来已实现8速自动变速器，并且也已积极进行了能够实现更多速度级的行星齿轮系的研究和开发。

然而，传统8速自动变速器通常包括三到四个行星齿轮组以及五到六个控制元件(摩擦元件)。在该实施方式中，由于自动变速器的长度可能大，所以可安装性可劣化。

一个行星齿轮组通常布置在另一行星齿轮组上方，但是应用有并联行星齿轮组的自动变速器的结构被限制。

在另一方法中，使用爪形离合器而不是湿式控制元件。然而，在这种布置中，换档感受会变差。

本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解，并且因此本公开可包括不构成在该国中已为本领域普通技术人员所知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开致力于提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，该行星齿轮系具有通过实现至少八个前进速度级和一个倒退速度级来改进功率传递性能和燃料经济性的优点。

本公开的另一实施方式提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，该行星齿轮系具有通过使用位于发动机的低转速区的操作点来改进车辆的无声驾驶的其他优点。

根据本公开的一示例性实施方式的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可包括：输入轴，接收发动机的扭矩；输出轴，输出扭矩；第一行星齿轮组，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，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，包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；第一轴，将第一旋转元件连接至第十旋转元件；第二轴，连接至第二旋转元件并且直接连接至输入轴；第三轴，将第三旋转元件连接至第四旋转元件；第四轴，连接至第五旋转元件；第五轴，将第六旋转元件连接至第七旋转元件并且选择性连接至输入轴或第三轴；第六轴，将第八旋转元件连接至第十二旋转元件；第七轴，连接至第九旋转元件；以及第八轴，连接至第十一旋转元件，选择性连接至第四轴，并且直接连接至输出轴。

第一轴和第七轴可选择性连接至变速器壳体。

第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组从发动机侧可以第三行星齿轮组、第二行星齿轮组、第一行星齿轮组和第四行星齿轮组的顺序布置。

第一行星齿轮组的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可分别是第一恒星齿轮、第一行星架和第一环形齿轮，第二行星齿轮组的第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件可分别是第二恒星齿轮、第二行星架和第二环形齿轮，第三行星齿轮组的第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件可分别是第三恒星齿轮、第三行星架和第三环形齿轮，并且第四行星齿轮组的第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件可分别是第四恒星齿轮、第四行星架和第四环形齿轮。

与由第四行星架可旋转支撑的第四小齿轮外部啮合的第四恒星齿轮可划分为彼此分开的两个件，在这两个件之间形成一空间，并且穿过第四小齿轮且连接第四行星架的两个侧表面的连接构件可通过该空间连接至第八轴并且可直接连接至输出轴。

该行星齿轮系可进一步包括：第一离合器，将第四轴选择性连接至第八轴；第二离合器，将输入轴选择性连接至第五轴；第三离合器，将第三轴选择性连接至第五轴；第一制动器，将第七轴选择性连接至变速器壳体；以及第二制动器，将第一轴选择性连接至变速器壳体。

根据本公开的另一示例性实施方式的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可包括：输入轴，接收发动机的扭矩；输出轴，输出扭矩；第一行星齿轮组，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，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，包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；以及第四行星齿轮组，包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件，其中，输入轴直接连接至第二旋转元件，输出轴直接连接至第十一旋转元件，第一旋转元件直接连接至第十旋转元件，第三旋转元件直接连接至第四旋转元件，第六旋转元件直接连接至第七旋转元件并且选择性连接至输入轴或第四旋转元件，第八旋转元件直接连接至第十二旋转元件，并且第十一旋转元件选择性连接至第五旋转元件。

第九旋转元件和第十旋转元件可分别选择性连接至变速器壳体。

第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组从发动机侧以第三行星齿轮组、第二行星齿轮组、第一行星齿轮组和第四行星齿轮组的顺序布置。

第一行星齿轮组的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可分别是第一恒星齿轮、第一行星架和第一环形齿轮，第二行星齿轮组的第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件可分别是第二恒星齿轮、第二行星架和第二环形齿轮，第三行星齿轮组的第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件可分别是第三恒星齿轮、第三行星架和第三环形齿轮，并且第四行星齿轮组的第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件可分别是第四恒星齿轮、第四行星架和第四环形齿轮。

与由第四行星架可旋转支撑的第四小齿轮外部啮合的第四恒星齿轮可划分为彼此分开的两个件，在这两个件之间形成一空间，并且穿过第四小齿轮且连接第四行星架的两个侧表面的连接构件可通过该空间连接至第八轴并且可直接连接至输出轴。

该行星齿轮系可进一步包括：第一离合器，将第五旋转元件选择性连接至第十一旋转元件；第二离合器，将输入轴选择性连接至第七旋转元件；第三离合器，将第四旋转元件选择性连接至第七旋转元件；第一制动器，将第九旋转元件选择性连接至变速器壳体；以及第二制动器，将第十旋转元件选择性连接至变速器壳体。

根据本公开的该示例性实施方式的行星齿轮系可通过将作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组与五个控制元件结合来实现至少八个前进速度级和一个倒退速度级。

此外，根据本公开的该示例性实施方式的行星齿轮系由于自动变速器的多速度级可实现适于发动机的转速的速度级。具体地，可通过使用位于发动机的低转速区的操作点来改进车辆的无声驾驶。

此外，根据本公开的该示例性实施方式的行星齿轮系可使发动机的驱动效率最大化，并且可改进功率传递性能和燃料消耗。

在具体实施方式部分中将明确地或暗示性地描述从本公开的一示例性实施方式中可获得或可预测的其他效果。即，在具体实施方式部分中将描述从本公开的一示例性实施方式可预测的各种效果。

附图说明

图1是根据本公开的一示例性实施方式的行星齿轮系的示意图。

图2是根据本公开的一示例性实施方式的行星齿轮系中的控制元件在每个速度级的操作图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的一示例性实施方式。

然而，为了清楚地描述本公开的示例性实施例，可省去与本描述无关的组件，并且贯穿整个说明书，相同的参考标号可表示相同或相似的元件。

在以下描述中，将组件的名称划分为第一、第二等是为了划分名称，因为组件的名称彼此相同，并且其顺序不被特别地限制。

图1是根据本公开的一示例性实施方式的行星齿轮系的示意图。

参考图1，根据本公开的第一示例性实施方式的行星齿轮系可包括：分别布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以及第四行星齿轮组pg4；输入轴is；输出轴os；连接至第一行星齿轮组pg1、第二行星齿轮组pg2、第三行星齿轮组pg3以及第四行星齿轮组pg4的旋转元件中的至少一个的八个轴tm1至tm8；作为控制元件的三个离合器c1至c3和两个制动器b1和b2；以及变速器壳体h。

从输入轴is输入的扭矩可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以及第四行星齿轮组pg4的协作而改变，并且改变的扭矩可通过输出轴os输出。

本文中，行星齿轮组从发动机侧以第三行星齿轮组pg3、第二行星齿轮组pg2、第一行星齿轮组pg1和第四行星齿轮组pg4的顺序布置。

输入轴is可以是输入构件，并且来自发动机的曲柄轴的扭矩在通过扭矩变换器进行扭矩变换以输入至输入轴is。

输出轴os可以是输出构件，与输入轴is平行布置，并且通过差动装置将驱动扭矩传递至驱动轮。

第一行星齿轮组pg1可以是单个小齿轮行星齿轮组(pinionplanetarygearset)，并且包括：第一恒星齿轮s1；第一行星架pc1，可旋转地支撑与第一恒星齿轮s1外部啮合的第一小齿轮p1；以及第一环形齿轮r1，与第一小齿轮p1内部啮合，第一恒星齿轮、第一行星架以及第一环形齿轮分别作为第一旋转元件n1、第二旋转元件n2以及第三旋转元件n3。

第二行星齿轮组pg2可以是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括：第二恒星齿轮s2；第二行星架pc2，可旋转地支撑与第二恒星齿轮s2外部啮合的第二小齿轮p2；以及第二环形齿轮r2，与第二小齿轮p2内部啮合，第二恒星齿轮、第二行星架以及第二环形齿轮分别作为第四旋转元件n4、第五旋转元件n5以及第六旋转元件n6。

第三行星齿轮组pg3可以是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括：第三恒星齿轮s3；第三行星架pc3，可旋转地支撑与第三恒星齿轮s3外部啮合的第三小齿轮p3；以及第三环形齿轮r3，与第三小齿轮p3内部啮合，第三恒星齿轮、第三行星架以及第三环形齿轮分别作为第七旋转元件n7、第八旋转元件n8以及第九旋转元件n9。

第四行星齿轮组pg4可以是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括：第四恒星齿轮s4；第四行星架pc4，可旋转地支撑与第四恒星齿轮s4外部啮合的第四小齿轮p4；以及第四环形齿轮r4，与第四小齿轮p4内部啮合，第四恒星齿轮、第四行星架以及第四环形齿轮分别作为第十旋转元件n10、第十一旋转元件n11以及第十二旋转元件n12。

本文中，与由第四行星架pc4可旋转支撑的第四小齿轮p4外部啮合的第四恒星齿轮s4可划分为彼此分开的两个件，且在这两个件之间形成一空间。

此外，穿过第四小齿轮p4且连接第四行星架的两个侧表面的连接构件10可通过该空间连接至第八轴tm8并且可直接连接至输出轴os。

此时，由于第四恒星齿轮s4的两个件可以相同的齿轮比啮合至第四小齿轮p4，所以第四恒星齿轮s4的两个件可以相同的转速旋转。

第一旋转元件n1可直接连接至第十旋转元件n10，第三旋转元件n3可直接连接至第四旋转元件n4，第六旋转元件n6可直接连接至第七旋转元件n7，并且第八旋转元件n8可直接连接至第十二旋转元件n12，使得第一行星齿轮组pg1、第二行星齿轮组pg2、第三行星齿轮组pg3以及第四行星齿轮组pg4包括八个旋转轴tm1至tm8。

将详细描述八个旋转轴tm1至tm8。

八个轴tm1至tm8可直接连接行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4的旋转元件中的多个旋转元件，可以是可直接连接至行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4的旋转元件中的任一个并且可与任一个旋转元件一起旋转以传递扭矩的旋转构件，或者可以是将行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4的任一个旋转元件直接连接至变速器壳体h以固定任一个旋转元件的固定构件。

第一轴tm1可将第一旋转元件n1(第一恒星齿轮s1)直接连接至第十旋转元件n10(第四恒星齿轮s4)，并且可选择性连接至变速器壳体h以操作为选择性固定元件。

第二轴tm2可直接连接至第二旋转元件n2(第一行星架pc1)，并且可直接连接至输入轴is以始终操作为输入元件。

第三轴tm3可将第三旋转元件n3(第一环形齿轮r1)直接连接至第四旋转元件n4(第二恒星齿轮s2)。

第四轴tm4可直接连接至第五旋转元件n5(第二行星架pc2)。

第五轴tm5可将第六旋转元件n6(第二环形齿轮r2)直接连接至第七旋转元件n7(第三恒星齿轮s3)，可选择性连接至第三轴tm3，并且可选择性连接至输入轴is以操作为选择性输入元件。

第六轴tm6可将第八旋转元件n8(第三行星架pc3)直接连接至第十二旋转元件n12(第四环形齿轮r4)。

第七轴tm7可连接至第九旋转元件n9(第三环形齿轮r3)，并且可选择性连接至变速器壳体h。

第八轴tm8可连接至第十一旋转元件n11(第四行星架pc4)，可选择性连接至第四轴tm4，并且可直接连接至输出轴os以始终操作为输出元件。

此外，三个离合器c1、c2和c3可布置在八个轴tm1至tm8中的任两个轴(包括输入轴is和输出轴os)彼此选择性连接的部分处。

此外，两个制动器b1和b2可布置在八个轴tm1至tm8中的任一个轴选择性连接至变速器壳h的部分处。

将详细描述三个离合器c1至c3以及两个制动器b1和b2的布置。

第一离合器c1可布置在第四轴tm4与第八轴tm8之间，并且将第四轴tm4选择性连接至第八轴tm8。

第二离合器c2可布置在输入轴is与第五轴tm5之间，并且将输入轴is选择性连接至第五轴tm5。

第三离合器c3可布置在第三轴tm3与第五轴tm5之间，并且将第三轴tm3选择性连接至第五轴tm5。

第一制动器b1可布置在第七轴tm7与变速器壳体h之间，并且将第七轴tm7选择性连接至变速器壳体h。

第二制动器b2可布置在第一轴tm1与变速器壳体h之间，并且将第一轴tm1选择性连接至变速器壳体h。

分别包括第一离合器c1、第二离合器c2和第三离合器c3以及第一制动器b1和第二制动器b2的控制元件可以是通过液压操作的多片湿式摩擦元件。

图2是根据本公开的一示例性实施方式的行星齿轮系中的控制元件在每个速度级的操作图。

如图2所示，在根据本公开的一示例性实施方式的行星齿轮系中，分别可作为控制元件的第一离合器c1、第二离合器c2和第三离合器c3以及第一制动器b1和第二制动器b2中的三个控制元件可以每个速度级操作。

第一制动器b1和第二制动器b2以及第二离合器c2可以第一前进速度级d1同时操作。

在输入轴is通过第二离合器c2的操作连接至第五轴tm5的状态中，输入轴is的扭矩可输入至第二轴tm2和第五轴tm5。此外，第七轴tm7和第一轴tm1可通过第一制动器b1和第二制动器b2的操作而操作为固定元件。因此，输入轴is的扭矩可转换成第一前进速度级，并且第一前进速度级可通过连接至第八轴tm8的输出轴os输出。

第一制动器b1和第二制动器b2以及第三离合器c3可以第二前进速度级d2同时操作。

在第三轴tm3通过第三离合器c3的操作连接至第五轴tm5的状态中，输入轴is的扭矩可输入至第二轴tm2。此外，第七轴tm7和第一轴tm1可通过第一制动器b1和第二制动器b2的操作而操作为固定元件。因此，输入轴is的扭矩可转换成第二前进速度级，并且第二前进速度级可通过连接至第八轴tm8的输出轴os输出。

第二制动器b2以及第二离合器c2和第三离合器c3可以第三前进速度级d3同时操作。

在输入轴is通过第二离合器c2的操作连接至第五轴tm5并且第三轴tm3通过第三离合器c3的操作连接至第五轴tm5的状态中，输入轴is的扭矩可输入至第二轴tm2和第五轴tm5。此外，第一轴tm1可通过第二制动器b2的操作而操作为固定元件。因此，输入轴is的扭矩可转换成第三前进速度级，并且第三前进速度级可通过连接至第八轴tm8的输出轴os输出。

第二制动器b2以及第一离合器c1和第三离合器c3可以第四前进速度级d4同时操作。

在第四轴tm4通过第一离合器c1的操作连接至第八轴tm8并且第三轴tm3通过第三离合器c3的操作连接至第五轴tm5的状态中，输入轴is的扭矩可输入至第二轴tm2。此外，第一轴tm1可通过第二制动器b2的操作而操作为固定元件。因此，输入轴is的扭矩可转换成第四前进速度级，并且第四前进速度级可通过连接至第八轴tm8的输出轴os输出。

第二制动器b2以及第一离合器c1和第二离合器c2可以第五前进速度级d5同时操作。

在第四轴tm4通过第一离合器c1的操作连接至第八轴tm8并且输入轴is通过第二离合器c2的操作连接至第五轴tm5的状态中，输入轴is的扭矩可输入至第二轴tm2和第五轴tm5。此外，第一轴tm1可通过第二制动器b2的操作而操作为固定元件。因此，输入轴is的扭矩可转换成第五前进速度级，并且第五前进速度级可通过连接至第八轴tm8的输出轴os输出。

第一离合器c1、第二离合器c2和第三离合器c3可以第六前进速度级d6同时操作。

第四轴tm4可通过第一离合器c1的操作连接至第八轴tm8，输入轴is可通过第二离合器c2的操作连接至第五轴tm5，并且第三轴tm3可通过第三离合器c3的操作连接至第五轴tm5，使得所有行星齿轮组变为锁定状态。在该状态中，输入轴is的扭矩可输入至第二轴tm2和第五轴tm5，并且第六前进速度级可通过连接至第八轴tm8的输出轴os输出。在第六前进速度级，可输出与输入轴is相同的转速。

第一制动器b1以及第一离合器c1和第二离合器c2可以第七前进速度级d7同时操作。

在第四轴tm4通过第一离合器c1的操作连接至第八轴tm8并且输入轴is通过第二离合器c2的操作连接至第五轴tm5的状态中，输入轴is的扭矩可输入至第二轴tm2和第五轴tm5。此外，第七轴tm7可通过第一制动器b1的操作而操作为固定元件。因此，输入轴is的扭矩可转换成第七前进速度级，并且第七前进速度级可通过连接至第八轴tm8的输出轴os输出。

第一制动器b1以及第一离合器c1和第三离合器c3可以第八前进速度级d8同时操作。

在第四轴tm4通过第一离合器c1的操作连接至第八轴tm8并且第三轴tm3通过第三离合器c3的操作连接至第五轴tm5的状态中，输入轴is的扭矩可输入至第二轴tm2。此外，第七轴tm7可通过第一制动器b1的操作而操作为固定元件。因此，输入轴is的扭矩可转换成第八前进速度级，并且第八前进速度级可通过连接至第八轴tm8的输出轴os输出。

第一制动器b1和第二制动器b2以及第一离合器c1可以倒退速度级rev同时操作。

在第四轴tm4通过第一离合器c1的操作连接至第八轴tm8的状态中，输入轴is的扭矩可输入至第二轴tm2。此外，第七轴tm7和第一轴tm1可通过第一制动器b1和第二制动器b2的操作而操作为固定元件。因此，输入轴is的扭矩可转换成倒退速度级，并且倒退速度级可通过连接至第八轴tm8的输出轴os而输出为倒退转速。

根据本公开的一示例性实施方式的行星齿轮系可通过将四个行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4与三个离合器c1、c2和c3以及两个制动器b1和b2结合来实现至少八个前进速度级和一个倒退速度级。

此外，根据本公开的一示例性实施方式的行星齿轮系可根据发动机的转速实现适当的速度级。具体地，可通过使用位于发动机的低转速区的操作点来改进车辆的无声驾驶。

此外，根据本公开的一示例性实施方式的行星齿轮系可使发动机的驱动效率最大化，并且可改进功率传递性能和燃料消耗。

尽管已结合目前视为实际的示例性实施方式描述了本公开，然而，应理解的是，本公开并不限于所公开的实施方式，而是相反地，旨在覆盖包含在所附权利的精神和范围内的各种修改和等同布置。