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8日提交的韩国专利申请第10-2016-0027654号的优先权和权益，该申请的全部内容以引证方式结合于此。

本公开涉及用于车辆的自动变速器(transmission，传动装置)。更具体地，本公开涉及用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。

背景技术：

在这部分中的陈述只是为了提供与本公开相关的背景信息，因而可不构成现有技术。

在自动变速器的领域中，增加换挡级(shift-stage，变速级)的数量对于改善车辆的燃料消耗以及驾驶性能是有用的技术。油价上涨已触发在改善车辆的燃料消耗和效率上的竞争。

由于此类竞争，已经进行研究以通过所谓缩小尺寸来实现减重和改善燃料消耗。我们发现，希望在自动变速器上通过实现更多换挡级以同时提供更好驾驶性能和更低燃料消耗。

为了实现自动变速器的更多换挡级，部件的数量(尤其行星齿轮组的数量)通常增加，这可使可安装性、产品成本、重量和/或功率流效率退化。

因此，开发能够在减少部件数量的情况下实现经改进的效率的行星齿轮系可通过自动变速器的多个换挡级改进燃料消耗。

八个或更多换挡级的自动变速器通常包括三至四个行星齿轮组和五至六个控制元件(摩擦元件)，并可易于变长，从而使可安装性退化。

就这一点而言，有时尝试并行设置行星齿轮组或者采用爪式离合器取代湿式控制元件。然而，此类布置不可广泛适用，并且使用爪式离合器可容易使换挡手感退化。

在该背景部分中公开的上面信息仅为了强化理解本公开的背景，并且因此其可包含不构成已由本领域技术人员所知晓的现有技术的信息。

适用性的进一步范围通过本文提供的描述将显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在用于例证的目的，并不旨在限制本公开的范围。

技术实现要素：

本公开提供车辆的自动变速器的行星齿轮系，通过使用最小数量构成元件实现九个前进速度级(speedstage)和一个倒车速度级，该行星齿轮系具有改进功率输送性能和燃料经济性的优点，并使用位于低发动机速度的驱动点改进静驱动。

根据本公开的一种形式的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可包括：接收发动机扭矩的输入轴；输出扭矩的输出轴；包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件的第一行星齿轮组；包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件的第二行星齿轮组；包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件的第三行星齿轮组；包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件的第四行星齿轮组；与第一旋转元件连接并直接与变速器壳体连接的第一轴；连接第二旋转元件和第九旋转元件的第二轴；连接第三旋转元件和第六旋转元件的第三轴；与第四旋转元件连接、与第三轴连接选择性地连接并与输入轴直接连接的第四轴；与第五旋转元件连接的第五轴；连接第七旋转元件和第十旋转元件并与第四轴选择性地连接的第六轴；连接第八旋转元件和第十二旋转元件、与第四轴选择性地连接或与变速器壳体选择性地连接的第七轴；以及与第十一旋转元件连接并与输出轴直接连接的第八轴。

第二轴和第五轴可选择性地分别与变速器壳体连接。

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为第一太阳齿轮、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为第二太阳齿轮、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为第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮，而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为第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮。

行星齿轮系还可包括：选择性地连接第三轴和第四轴的第一离合器；选择性地连接第四轴和第六轴的第二离合器；选择性地连接第四轴和第七轴的第三离合器；选择性地连接第二轴和变速器壳体的第一制动器；选择性地连接第五轴和变速器壳体的第二制动器，和选择性地连接第七轴和变速器壳体的第三制动器。

本公开的一种形式可通过将作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组与六个控制元件组合而实现至少九个前进速度级和一个倒车速度级。

本公开的一种形式可通过将作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组与七个控制元件组合而实现至少十一个前进速度级和一个倒车速度级。

此外，根据本公开的一种形式的行星齿轮系可通过自动变速器的多级挡位改进发动机驱动效率，并且可改进功率输送性能和燃料消耗。

适用性的进一步范围通过本文提供的描述将显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在用于例证的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可以很好理解本公开，现将参考附图描述以举例方式给出的本公开的各种形式，在附图中：

图1为根据本公开的一种形式的行星齿轮系的示意图；以及

图2为根据本公开的一种形式的在行星齿轮系中在相应换挡级下用于相应控制元件的工作表。

本文描述的附图仅为了例证的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

<符号说明>

b1、b2、b3：第一制动器、第二制动器和第三制动器；

c1、c2、c3：第一离合器、第二离合器和第三离合器；

pg1、pg2、pg3、pg4：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；

s1、s2、s3、s4：第一太阳齿轮、第二太阳齿轮、第三太阳齿轮和第四太阳齿轮；

pc1、pc2、pc3、pc4：第一行星齿轮、第二行星齿轮、第三行星齿轮和第四行星齿轮；

r1、r2、r3、r4：第一环形齿轮、第二环形齿轮、第三环形齿轮和第四环形齿轮；

is：输入轴；

os：输出轴；

tm1、tm2、tm3、tm4、tm5、tm6、tm7、tm8：第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、第六轴、第七轴和第八轴。

具体实施方式

以下描述实质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，贯穿附图，对应的参考标号指示相同或对应的部件和特征。

在下文，将参考附图具体描述本公开的一种形式。

然而，将省略与描述无关的部件以便清晰描述本公开的形式，并且贯穿说明书同样参考标号是指同样或类似元件。

在以下描述中，将部件的名称划分成第一、第二等是为了区分名称，因为部件的名称彼此相同并且部件的顺序不具体地限制。如本文所用，“连接”及其变体包括用于传输力(诸如扭矩)的连接，例如第一部件连接至第二部件以便随其旋转，或第一部件连接至第二部件以便固定这些部件，例如制动或阻止运动。

图1为根据本公开的一种形式的行星齿轮系的示意图。

参考图1，行星齿轮系包括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和第四行星齿轮组pg4，输入轴is，输出轴os，将第一行星齿轮组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的旋转元件互相连接的八个轴tm1至tm8，作为控制元件的三个离合器c1至c3和三个制动器b1到b2，以及变速器壳体h。

来自输入轴is的扭矩输入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和第四行星齿轮组pg4的协同工作而转换，且然后通过输出轴os输出。

行星齿轮组从发动机侧起以第一行星齿轮组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的顺序布置。

输入轴is为输入构件，并且来自发动机的曲轴的扭矩在通过扭矩变换器经扭矩变换后输入到输入轴is中。

输出轴os为输出构件，并且与输入轴is并行地设置，并通过差速装置将驱动扭矩传输至驱动轮。

第一行星齿轮组pg1为单独的小齿轮行星齿轮组并包括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的第一太阳齿轮s1、第一行星架pc1和第一环形齿轮r1，所述第一行星架pc1旋转地支撑与第一太阳齿轮s1在外部啮合的第一小齿轮p1，所述第一环形齿轮r1与第一小齿轮p1在内部啮合。

第二行星齿轮组pg2为单独的小齿轮行星齿轮组并包括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的第二太阳齿轮s2、第二行星架pc2和第二环形齿轮r2，所述第二行星架pc2旋转地支撑与第二太阳齿轮s2在外部啮合的第二小齿轮p2，所述第二环形齿轮r2与第二小齿轮p2在内部啮合。

第三行星齿轮组pg3为单独的小齿轮行星齿轮组并包括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的第三太阳齿轮s3、第三行星架pc3和第三环形齿轮r3，所述第三行星架pc3旋转地支撑与第三太阳齿轮s3在外部啮合的第三小齿轮p3，所述第三环形齿轮r3与第三小齿轮p3在内部啮合。

第四行星齿轮组pg4为单独的小齿轮行星齿轮组并包括分别作为第十旋转元件n10、第十一旋转元件n11和第十二旋转元件n12的第四太阳齿轮s4、第四行星架pc4和第四环形齿轮r4，所述第四行星架pc4旋转地支撑与第四太阳齿轮s4在外部啮合的第四小齿轮p4，所述第四环形齿轮r4与第四小齿轮p4在内部啮合。

在第一行星齿轮组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中，第二旋转元件n2直接连接至第九旋转元件n9，第三旋转元件n3直接连接至第六旋转元件n6，第七旋转元件n7直接连接至第十旋转元件n10，并且第八旋转元件n8直接连接至第十二旋转元件n12，使得在具有总数八个轴tm1至tm8时使第一行星齿轮组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工作。

将更具体地描述八个轴tm1至tm8。

八个轴tm1至tm8直接连接行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4中的旋转元件中的多个旋转元件，是直接连接至行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4中的任何一个旋转元件并随着该任何一个旋转元件一起旋转以传输扭矩的旋转构件，或者是将行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4中的任何一个旋转元件直接连接至变速器壳体h以固定该任何一个旋转元件的固定构件。

第一轴tm1与第一旋转元件n1(第一太阳齿轮s1)连接且与变速器壳体h直接连接，从而充当固定元件。

第二轴tm2直接连接第二旋转元件n2(第一行星齿轮pc1)和第九旋转元件n9(第三环形齿轮r3)，并与变速器壳体h选择性地连接，从而选择性地充当固定元件。

第三轴tm3直接连接第三旋转元件n3(第一环形齿轮r1)和第六旋转元件n6(第二环形齿轮r2)。

第四轴tm4与第四旋转元件n4(第二太阳齿轮s2)连接且与输入轴is直接连接以便一直作为输入元件工作。

第四轴tm4与第三轴tm3选择性地连接，并与第三轴tm3和输入轴is选择性地连接，从而充当选择性输入元件。

第五轴tm5与第五旋转元件n5(第二行星齿轮pc2)连接并与变速器壳体h选择性地连接，从而充当选择性固定元件。

第六轴tm6直接连接第七旋转元件n7(第三太阳齿轮s3)和第十旋转元件n10(第四太阳齿轮s4)，与第四杆tm4选择性地连接，并与输入轴is选择性地连接，从而充当选择性输入元件。

第七轴tm7直接连接第八旋转元件n8(第三行星齿轮pc3)和第十二旋转元件n12(第四环形齿轮r4)，并与变速器壳体h选择性地连接，从而充当选择性固定元件。

第八轴tm8与第十一旋转元件n11(第四行星齿轮pc4)连接且与输出轴os直接连接，从而一直充当输出元件。

此外，三个离合器c1、c2和c3设置在这样的位置处，在该位置处包括输入轴is和输出轴os的八个轴tm1至tm8中的任何两个轴选择性地彼此连接。

此外，三个制动器b1、b2和b3设置在这样的位置处，在该位置处八个轴tm1至tm8中的任何一个轴选择性地连接至变速器壳体h。

具体描述三个离合器c1至c3和三个制动器b1至b3的布置。

第一离合器c1设置在输入轴is或第四轴tm4与第三轴tm3之间，并选择性地连接输入轴is、第四轴tm4和第三轴tm3。

第二离合器c2设置在输入轴is或第四轴tm4与第六轴tm6之间，并选择性地连接输入轴is、第四轴tm4和第六轴tm6。

第三离合器c3设置在输入轴is或第四轴tm4与第七轴tm7之间，并选择性地连接输入轴is、第四轴tm4和第七轴tm7。

第一制动器b1设置在第二轴tm2和变速器壳体h之间，并选择性地将第二轴tm2与变速器壳体h连接。

第二制动器b2设置在第五轴tm5和变速器壳体h之间，并选择性地将第五轴tm5与变速器壳体h连接。

第三制动器b3设置在第七轴tm7和变速器壳体h之间，并选择性地将第七轴tm7与变速器壳体h连接。

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、第二制动器b2和第三制动器b3的控制元件可为由液压操作的湿式多盘摩擦元件。

图2为根据本公开的一种形式的在行星齿轮系中在相应换挡级下用于相应控制元件的工作表。

参考图2，在第一离合器c1、第二离合器c2和第三离合器c3以及第一制动器b1、第二制动器b2和第三制动器b3中的两个控制元件在行星齿轮系中在每个速度级下工作。本公开的一种形式可实现至少一个倒车速度级和至少九个前进速度级。

在第一前进速度级d1下，第二制动器b2和第三制动器b3同时工作。

在输入轴is的扭矩输入至第四轴tm4且第一轴tm1一直充当固定元件的状态中，第五轴tm5和第七轴tm7通过第二制动器b2和第三制动器b3的工作而作为固定元件工作。因此，输入轴is的扭矩转移到第一前进速度级中，并且第一前进速度级输出至连接至第八轴tm8的输出轴os。

在第二前进速度级d2下，第二离合器c2和第三制动器b3同时工作。

在通过第二离合器c2的工作使第六轴tm6与第四轴tm4一起连接至输入轴is的状态下，输入轴is的扭矩输入至第四轴tm4和第六轴tm6。

此外，在第一轴tm1一直充当固定元件的状态下，通过第三制动器b3的工作，第七轴tm7作为固定元件工作。因此，通过相应轴的协同工作，输入轴is的扭矩转移到第二前进速度级中，并且第二前进速度级输出至连接至第八轴tm8的输出轴os。

在第三前进速度级d3下，第二离合器c2和第二制动器b2同时工作。

在通过第二离合器c2的工作使第六轴tm6与第四轴tm4一起连接至输入轴is的状态下，输入轴is的扭矩输入至第四轴tm4和第六轴tm6。

此外，在第一轴tm1一直充当固定元件的状态下，通过第二制动器b2工作，第五轴tm5作为固定元件工作。因此，通过相应轴的协同工作，输入轴is的扭矩转移到第三前进速度级中，并且第三前进速度级输出至连接至第八轴tm8的输出轴os。

在第四前进速度级d4下，第二离合器c2和第一制动器b1同时工作。

在通过第二离合器c2的工作使第六轴tm6与第四轴tm4一起连接至输入轴is的状态下，输入轴is的扭矩输入至第四轴tm4和第六轴tm6。

此外，在第一轴tm1一直充当固定元件的状态下，通过第一制动器b1工作，第二轴tm2作为固定元件工作。因此，通过相应轴的协同工作，输入轴is的扭矩转移到第四前进速度级中，并且第四前进速度级输出至连接至第八轴tm8的输出轴os。

在第五前进速度级d5下，第一离合器c1和第二离合器c2同时工作。

在通过第一离合器c1的工作使第三轴tm3与第四轴tm4一起连接至输入轴is以及通过第二离合器c2的工作使第六轴tm6与第四轴tm4一起连接至输入轴is的状态下，输入轴is的扭矩输入至第四轴tm4、第三轴tm3和第六轴tm6。

此外，第一轴tm1作为固定元件工作。因此，通过相应轴的协同工作，输入轴is的扭矩转移到第五前进速度级中，并且第五前进速度级输出至连接至第八轴tm8的输出轴os。

在第六前进速度级d6下，第二离合器c2及第三离合器c3和第一制动器b1同时工作。

在通过第二离合器c2的工作使第六轴tm6与第四轴tm4一起连接至输入轴is以及通过第三离合器c3的工作使第七轴tm7与第四轴tm4一起连接至输入轴is的状态下，输入轴is的扭矩输入至第四轴tm4、第六轴tm6和第七轴tm7。

此外，第一轴tm1作为固定元件工作。因此，通过相应轴的协同工作，输入轴is的扭矩转移到第六前进速度级中，并且第六前进速度级输出至连接至第八轴tm8的输出轴os。

在第七前进速度级d7下，第一离合器c1和第三离合器c3同时工作。

在通过第一离合器c1的工作使第三轴tm3与第四轴tm4一起连接至输入轴is以及通过第三离合器c3的工作使第七轴tm7与第四轴tm4一起连接至输入轴is的状态下，输入轴is的扭矩输入至第四轴tm4、第三轴tm3和第七轴tm7。

此外，第一轴tm1作为固定元件工作。因此，通过相应轴的协同工作，输入轴is的扭矩转移到第七前进速度级中，并且第七前进速度级输出至连接至第八轴tm8的输出轴os。

在第八前进速度级d8下，第三离合器c3和第一制动器b1同时工作。

在通过第三离合器c3的工作使第七轴tm7与第四轴tm4一起连接至输入轴is的状态下，输入轴is的扭矩输入至第四轴tm4和第七轴tm7。

此外，在第一轴tm1一直充当固定元件的状态下，通过第一制动器b1的工作，第二轴tm2作为固定元件工作。因此，通过相应轴的协同工作，输入轴is的扭矩转移到第八前进速度级中，并且第八前进速度级输出至连接至第八轴tm8的输出轴os。

在第九前进速度级d9下，第三离合器c3和第二制动器b2同时工作。

在通过第三离合器c3的工作使第七轴tm7与第四轴tm4一起连接至输入轴is的状态下，输入轴is的扭矩输入至第四轴tm4和第七轴tm7。

此外，在第一轴tm1一直充当固定元件的状态下，通过第二制动器b2的工作，第五轴tm5作为固定元件工作。因此，通过相应轴的协同工作，输入轴is的扭矩转移到第九前进速度级中，并且第九前进速度级输出至连接至第八轴tm8的输出轴os。

在倒车速度级rev下，第一离合器c1和第三制动器b3同时工作。

在通过第一离合器c1的工作使第三轴tm3与第四轴tm4一起连接至输入轴is的状态下，输入轴is的扭矩输入至第四轴tm4和第三轴tm3。

此外，在第一轴tm1一直充当固定元件的状态下，通过第三制动器b3的工作，第七轴tm7作为固定元件工作。因此，通过相应轴的协同工作，输入轴is的扭矩转移到倒车速度级中，并且倒车速度级输出至连接至第八轴tm8的输出轴os。

通过将四个行星齿轮系pg1、pg2、pg3和pg4与三个离合器c1、c2、c3以及三个制动器b1、b2和b3组合，根据本公开的一种形式的行星齿轮系可实现至少九个前进速度级和一个倒车速度级。

此外，根据本公开的一种形式的行星齿轮系由于自动变速器的多级挡位而获得适用于发动机旋转速度的换挡级，并且通过利用发动机的低旋转速度改进车辆的驾驶稳定性。

此外，根据本公开的一种形式的行星齿轮系通过自动变速器的多级挡位来改进发动机驱动效率，并且可改进功率输送性能和燃料消耗。

虽然已经结合被认为是实际形式的内容描述了本公开，但应当理解本公开不限于所公开的形式，而是相反，本公开旨在涵盖包括在本公开精神和范围内的各种修改和等同布置。

本公开的描述实质上仅是示例性的，并且因此不偏离本公开主旨的变型落在本公开的范围内。此类变型不被认为脱离本公开的精神和范围。