用于车辆的自动变速器的行星齿轮系的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月12日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2016-0132413的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本实施例涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。

背景技术：

在自动变速器领域中，更多变速挡位对于提高车辆的燃料消耗和驾驶性是有用的技术。近来，油价的上涨正引发在提高车辆的燃料消耗方面的激烈竞争。

在这种意义上，已经进行发动机的研究以实现重量减轻并且通过小型化来提高燃料消耗，并且已经进行关于自动变速器的研究以通过实现更多的变速挡位来同时提供更好的驾驶性和燃料消耗。

为了实现用于自动变速器的更多变速挡位，通常增加部件的数量，这样可能劣化可安装性、生产成本、重量和/或动力流效率。

因此，为了最大化的提高具有更多变速挡位的自动变速器的燃料消耗，重要的是通过较少的部件的数量来得到更好的效率。

在这种背景下，最近已经引入了八速自动变速器，并且正在研究用于实现更多变速挡位的自动变速器的行星齿轮系。

八或更多变速挡位的自动变速器通常包括三到四个行星齿轮组和五到七个控制元件(例如，摩擦元件)，并且可能容易变长，从而劣化可安装性。

在这方面，有时尝试平行地布置行星齿轮组或采用爪形离合器代替湿式控制元件。然而，这种布置可能不能广泛地应用，并且使用爪形离合器可能容易劣化变速感。

在该背景技术部分公开的以上信息仅用于增强本实施例的背景技术的理解，并且因此，背景技术部分可以包含不形成在该国本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本实施例致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其具有通过最小数量的部件获得十个前进速度和一个倒挡速度的变速挡位、通过自动变速器的多挡位提高动力传递性能和燃料消耗以及通过使用发动机的较低的旋转速度提高车辆的驾驶稳定性的优点。

根据实施例的行星齿轮系包括：用于接收发动机扭矩的输入轴；用于输出变换的扭矩的输出轴；具有第一、第二和第三旋转元件的第一行星齿轮组；以及具有第四、第五和第六旋转元件的第二行星齿轮组。行星齿轮系还包括：具有第七、第八和第九旋转元件的第三行星齿轮组；以及具有第十、第十一和第十二旋转元件的第四行星齿轮组。行星齿轮系包括：与第一旋转元件连接的第一轴；以及与第二旋转元件、第五旋转元件、第十一旋转元件连接并且与输入轴连接的第二轴。行星齿轮系还包括：与第三旋转元件连接的第三轴；与第四旋转元件连接的第四轴；以及与第六旋转元件连接并且与变速器壳体连接的第五轴。行星齿轮系包括：与第七旋转元件连接并且与第一轴和第三轴分别选择性地连接的第六轴；以及与第八旋转元件和第十二旋转元件连接并且与输出轴连接的第七轴。行星齿轮系还包括与第九旋转元件连接并且与第一轴和第四轴分别选择性地连接的第八轴；以及与第十旋转元件连接并且与第三轴选择性地连接的第九轴。

第八轴可以选择性地与变速器壳体连接。

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以分别是第一行星齿轮组的第一太阳齿轮、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以分别是第二行星齿轮组的第二太阳齿轮、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以分别是第三行星齿轮组的第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮。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以分别是第四行星齿轮组的第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮。

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

根据实施例的行星齿轮系进一步可以包括：选择性地连接第一轴和第六轴的第一离合器；选择性地连接第一轴和第八轴的第二离合器；选择性地连接第三轴和第六轴的第三离合器；选择性地连接第三轴和第九轴的第四离合器；选择性地连接第四轴和第八轴的第五离合器；以及选择性地连接第八轴和变速器壳体的第一制动器。

根据实施例的行星齿轮系可以通过控制六个控制元件通过操作简单行星齿轮组的四个行星齿轮组来实现至少十个前进速度和至少一个倒挡速度。

此外，根据实施例的行星齿轮系可以通过实现适于由于自动变速器的多挡位引起的发动机的旋转速度的变速挡位来显著地提高驾驶稳定性。

此外，根据实施例的行星齿轮系通过自动变速器的多挡位使发动机驱动效率最大化，并且可以提高动力传递性能和燃料消耗。

进一步地，在以下详细的描述中直接地或指示性地描述可以从实施例获得的或预期的效果。将以下详细的描述中描述从实施例预期的各种效果。

附图说明

图1是根据实施例的行星齿轮系的示意图。

图2是根据实施例的行星齿轮系中在各自变速挡位的各个控制元件的操作图。

具体实施方式

在下文中，将参照其中示出实施例的附图更全面地描述本实施例。

附图和描述被认为实质上是说明性的而不是限制性的，并且在整个说明书中相同的参考符号表示相同的元件。

在以下描述中，将组件的名称区分为第一、第二等是为了区分名称，因为组件的名称彼此相同并且其顺序没有特别地限制。

图1是根据实施例的行星齿轮系的示意图。

参照图1，根据实施例的行星齿轮系包括布置在同一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和输出轴os。行星齿轮系还包括与第一行星齿轮组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的旋转元件连接的九个轴tm1至tm9、五个离合器c1至c5和一个制动器b1的控制元件以及变速器壳体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、第三行星齿轮组pg3和第四行星齿轮组pg4的协作操作变换，并且然后通过输出轴os输出。

行星齿轮组从发动机侧以第一行星齿轮组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是输入构件，并且来自发动机的曲轴的扭矩在通过扭矩转换器被扭矩转换后输入到输入轴is中。

输出轴os是输出构件，并且布置在与输入轴is相同的轴线上，通过差速器装置(未示出)将变换的驱动扭矩传递到驱动轴。

第一行星齿轮组pg1是单小齿轮行星齿轮组并且包括第一太阳齿轮s1、可旋转地支撑与第一太阳齿轮s1外齿轮啮合的多个第一小齿轮p1的第一行星架pc1以及与多个第一小齿轮p1内齿轮啮合的第一环形齿轮r1。第一太阳齿轮s1用作第一旋转元件n1，第一行星架pc1用作第二旋转元件n2并且第一环形齿轮r1用作第三旋转元件n3。

第二行星齿轮组pg2是单小齿轮行星齿轮组并且包括第二太阳齿轮s2、可旋转地支撑与第二太阳齿轮s2外齿轮啮合的多个第二小齿轮p2的第二行星架pc2以及与多个第二小齿轮p2内齿轮啮合的第二环形齿轮r2。第二太阳齿轮s2用作第四旋转元件n4、第二行星架pc2用作第五旋转元件n5，并且第二环形齿轮r2用作第六旋转元件n6。

第三行星齿轮组pg3是单小齿轮行星齿轮组并且包括第三太阳齿轮s3、可旋转地支撑与第三太阳齿轮s3外齿轮啮合的多个第三小齿轮p3的第三行星架pc3以及与多个第三小齿轮p3内齿轮啮合的第三环形齿轮r3。第三太阳齿轮s3用作第七旋转元件n7、第三行星架pc3用作第八旋转元件n8并且第三环形齿轮r3用作第九旋转元件n9。

第四行星齿轮组pg4是单小齿轮行星齿轮组并且包括第四太阳齿轮s4、可旋转地支撑与第四太阳齿轮s4外齿轮啮合的多个第四小齿轮p4的第四行星架pc4以及与多个第四小齿轮p4内齿轮啮合的第四环形齿轮r4。第四太阳齿轮s4用作第十旋转元件n10、第四行星架pc4用作第十一旋转元件n11，并且第四环形齿轮r4用作第十二旋转元件n12。

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的布置中，通过九个轴tm1至tm9，第二旋转元件n2、第五旋转元件n5和第十一旋转元件n11直接地连接，第八旋转元件n8和第十二旋转元件n12直接地连接。

九个轴tm1至tm9布置如下。

九个轴tm1至tm9的每一个可以是将输入轴和输出轴与行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4的旋转元件直接互接的旋转构件，或可以是将旋转元件选择性地互连到变速器壳体h的旋转构件，或可以是固定到变速器壳体h的固定构件。

第一轴tm1与第一旋转元件n1(例如，第一太阳齿轮s1)连接。

第二轴tm2与第二旋转元件n2(例如，第一行星架pc1)、第五旋转元件n5(例如，第二行星架pc2)和第十一旋转元件n11(例如，第四行星架pc4)连接，并且与输入轴is直接连接，从而总是用作输入元件。

第三轴tm3与第三旋转元件n3(例如，第一环形齿轮r1)连接。

第四轴tm4与第四旋转元件n4(例如，第二太阳齿轮s2)连接。

第五轴tm5与第六旋转元件n6(例如，第二环形齿轮r2)连接，并且与变速器壳体h直接连接，从而总是用作固定元件。

第六轴tm6与第七旋转元件n7(例如，第三太阳齿轮s3)连接，并且与第一轴tm1和第三轴tm3分别选择性地连接。

第七轴tm7与第八旋转元件n8(例如，第三行星架pc3)和第十二旋转元件n12(例如，第四环形齿轮r4)连接，并且与输出轴os连接，从而总是用作输出元件。

第八轴tm8与第九旋转元件n9(例如第三环形齿轮r3)连接，与第一轴tm1和第四轴tm4分别选择性地连接，并且与变速器壳体h选择性地连接，从而选择性地用作固定元件。

第九轴tm9与第十旋转元件n10(例如，第四太阳齿轮s4)连接，并且与第三轴tm3选择性地连接。

九个轴tm1至tm9、输入轴is以及输出轴os可以通过五个离合器c1、c2、c3、c4和c5的控制元件选择性地彼此互连。

九个轴tm1至tm9可以通过一个制动器b1的控制元件与变速器壳体h选择性地连接。

五个离合器c1至c5和一个制动器b1布置如下。

第一离合器c1布置在第一轴tm1和第六轴tm6之间，并且选择性地连接第一轴tm1和第六轴tm6，从而控制它们之间的动力传递。

第二离合器c2布置在第一轴tm1和第八轴tm8之间，并且选择性地连接第一轴tm1和第八轴tm8，从而控制它们之间的动力传递。

第三离合器c3布置在第三轴tm3和第六轴tm6之间，并且选择性地连接第三轴tm3和第六轴tm6，从而控制它们之间的动力传递。

第四离合器c4布置在第三轴tm3和第九轴tm9之间，并且选择性地连接第三轴tm3和第九轴tm9，从而控制它们之间的动力传递。

第五离合器c5布置在第四轴tm4和第八轴tm8之间，并且选择性地连接第四轴tm4和第八轴tm8，从而控制它们之间的动力传递。

第一制动器b1布置在第八轴tm8和变速器壳体h之间，并且将第八轴tm8选择性地连接到变速器壳体h。

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的控制元件可以被实现为由液压摩擦地接合的多板液压摩擦装置。

图2是根据实施例的行星齿轮系中在各自变速挡位的各个控制元件的操作图。

参照图2，根据实施例的行星齿轮系在各自变速挡位通过操作第一离合器c1、第二离合器c2、第三离合器c3、第四离合器c4和第五离合器c5以及第一制动器b1中的三个控制元件实现十个前进速度和一个倒挡速度。

在前进第一速度d1中，第一离合器c1和第三离合器c3以及第一制动器b1同时操作。

结果，第一轴tm1通过第一离合器c1的操作与第六轴tm6连接，并且第三轴tm3通过第三离合器c3的操作与第六轴tm6连接。在这种状态下，输入轴is的扭矩被输入到第二轴tm2。

此外，在第五轴tm5总是用作固定元件时，第八轴tm8通过第一制动器b1的操作用作固定元件，从而通过各自轴的协同操作实现前进第一速度并且将变换的扭矩输出到与第七轴tm7连接的输出轴os。

在前进第二速度d2中，第二离合器c2和第三离合器c3以及第一制动器b1同时操作。

结果，第一轴tm1通过第二离合器c2的操作与第八轴tm8连接，并且第三轴tm3通过第三离合器c3的操作与第六轴tm6连接。在这种状态下，输入轴is的扭矩被输入到第二轴tm2。

此外，在第五轴tm5总是用作固定元件时，第八轴tm8通过第一制动器b1的操作而用作固定元件，从而通过各自轴的协同操作实现前进第二速度并且将变换的扭矩输出到与第七轴tm7连接的输出轴os。

在前进第三速度d3中，第三离合器c3和第四离合器c4以及第一制动器b1同时操作。

结果，第三轴tm3通过第三离合器c3的操作与第六轴tm6连接，并且第三轴tm3通过第四离合器c4的操作与第九轴tm9连接。在这种状态下，输入轴is的扭矩被输入到第二轴tm2。

此外，在第五轴tm5总是用作固定元件时，第八轴tm8通过第一制动器b1的操作而用作固定元件，从而通过各自轴的协同操作实现前进第三速度并且将变换的扭矩输出到与第七轴tm7连接的输出轴os。

在前进第四速度d4中，第二离合器c2和第四离合器c4以及第一制动器b1同时操作。

结果，第一轴tm1通过第二离合器c2的操作与第八轴tm8连接，并且第三轴tm3通过第四离合器c4的操作与第九轴tm9连接。在这种状态下，输入轴is的扭矩被输入到第二轴tm2。

此外，在第五轴tm5总是用作固定元件时，第八轴tm8通过第一制动器b1的操作而用作固定元件，从而通过各自轴的协同操作实现前进第四速度并且将变换的扭矩输出到与第七轴tm7连接的输出轴os。

在前进第五速度d5中，第二离合器c2、第三离合器c3和第四离合器c4同时操作。

结果，第一轴tm1通过第二离合器c2的操作与第八轴tm8连接，第三轴tm3通过第三离合器c3的操作与第六轴tm6连接，并且第三轴tm3通过第四离合器c4的操作与第九轴tm9连接。在这种状态下，输入轴is的扭矩被输入到第二轴tm2。

在这种情况下，第一行星齿轮组pg1、第三行星齿轮组pg3和第四行星齿轮组pg4一体地旋转，并且第五轴总是用作固定元件。因此，通过第二轴tm2输入的扭矩如被输入而被输出，从而形成前进第五速度并且将变换的扭矩输出到与第七轴tm7连接的输出轴os。

在前进第六速度d6中，第二离合器c2、第四离合器c4和第五离合器c5同时操作。

结果，第一轴tm1通过第二离合器c2的操作与第八轴tm8连接，第三轴tm3通过第四离合器c4的操作与第九轴tm9连接，并且第四轴tm4通过第五离合器c5的操作与第八轴tm8连接。在这种状态下，输入轴is的扭矩被输入到第二轴tm2。

此外，第五轴tm5总是用作固定元件，从而通过各自轴的协作操作实现作为超速挡的前进第六速度，并且将变换的扭矩输出到与第七轴tm7连接的输出轴os。

在前进第七速度d7中，第三离合器c3、第四离合器c4和第五离合器c5同时操作。

结果，第三轴tm3通过第三离合器c3的操作与第六轴tm6连接，第三轴tm3通过第四离合器c4的操作与第九轴tm9连接，并且第四轴tm4通过第五离合器c5的操作与第八轴tm8连接。在这种状态下，输入轴is的扭矩被输入到第二轴tm2。

此外，第五轴tm5总是用作固定元件，从而通过各自轴的协作操作实现作为超速挡的前进第七速度，并且将变换的扭矩输出到与第七轴tm7连接的输出轴os。

在前进第八速度d8中，第二离合器c2、第三离合器c3和第五离合器c5同时操作。

结果，第一轴tm1通过第二离合器c2的操作与第八轴tm8连接，第三轴tm3通过第三离合器c3的操作与第六轴tm6连接，并且第四轴tm4通过第五离合器c5的操作与第八轴tm8连接。在这种状态下，输入轴is的扭矩被输入到第二轴tm2。

此外，第五轴tm5总是用作固定元件，从而通过各自轴的协作操作实现作为超速挡的前进第八速度，并且将变换的扭矩输出到与第七轴tm7连接的输出轴os。

在前进第九速度d9中，第一离合器c1、第三离合器c3和第五离合器c5同时操作。

结果，第一轴tm1通过第一离合器c1的操作与第六轴tm6连接，第三轴tm3通过第三离合器c3的操作与第六轴tm6连接，并且第四轴tm4通过第五离合器c5的操作与第八轴tm8连接。在这种状态下，输入轴is的扭矩被输入到第二轴tm2。

此外，第五轴tm5总是用作固定元件，从而通过各自轴的协作操作实现作为超速挡的前进第九速度，并且将变换的扭矩输出到与第七轴tm7连接的输出轴os。

在前进第十速度d10中，第一离合器c1、第二离合器c2和第五离合器c5同时操作。

结果，第一轴tm1通过第一离合器c1的操作与第六轴tm6连接，第一轴tm1通过第二离合器c2的操作与第八轴tm8连接，并且第四轴tm4通过第五离合器c5的操作与第八轴tm8连接。在这种状态下，输入轴is的扭矩被输入到第二轴tm2。

此外，第五轴tm5总是用作固定元件，从而通过各自轴的协作操作实现作为最高挡的前进第七速度，并且将变换的扭矩输出到与第七轴tm7连接的输出轴os。

在倒挡速度rev中，第一离合器c1、第四离合器c4和第五离合器c5同时操作。

结果，第一轴tm1通过第一离合器c1的操作与第六轴tm6连接，第三轴tm3通过第四离合器c4的操作与第九轴tm9连接，并且第四轴tm4通过第五离合器c5的操作与第八轴tm8连接。在这种状态下，输入轴is的扭矩被输入到第二轴tm2。

此外，第五轴tm5总是用作固定元件，从而通过各自轴的协作操作实现倒挡速度并且将变换的扭矩输出到与第七轴tm7连接的输出轴os。

如上所述，根据实施例的行星齿轮系可以通过控制五个离合器c1、c2、c3、c4和c5和一个制动器b1并通过操作四个行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4来实现前进十个速度和一个倒挡速度。

此外，根据实施例的行星齿轮系可以实现适于由于自动变速器的多挡位引起的发动机的旋转速度的变速挡位并且通过使用发动机的低转速提高车辆的驾驶稳定性。

此外，根据实施例的行星齿轮系通过自动变速器的多挡位使发动机驱动效率最大化，并且可以提高动力传递性能和燃料消耗。尽管已经结合目前认为是实际的实施例描述本发明，但是应理解的是，本发明不限于公开的实施例。本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型方案和等同方案。