专利名称：用于车辆的自动变速器的齿轮系的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的齿轮系(gear train)，其通过将三个简单行星齿轮组与四个离合器及两个制动器组合，从而实现了至少八个前进速度和两个倒退速度。
背景技术：
自动变速器的典型的换档机构采用多个行星齿轮组的组合。包括多个行星齿轮组的这种自动变速器的齿轮系改变从该自动变速器的扭矩变换器接收到的旋转速度和扭矩， 并相应地将改变后的扭矩传递到输出轴。众所周知，当变速器所实现的换档速度的数目更大时，就能够对该变速器的速比进行更为优化的设计，从而车辆能够具有经济的燃油里程以及更好的性能。因为这个原因， 能够实现更多换档速度的自动变速器处于不断的研究中。此外，对于同样数目的速度，以耐用性、动力传递的效率以及尺寸为例的齿轮系的特征基本取决于所组合的行星齿轮组的布局。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。具有过多速度的手动变速器会给驾驶员带来不便。因此，具有更多换档速度的有利特征在自动变速器中更为重要，这是因为自动变速器自动控制换档操作。目前，四速和五速自动变速器在市场上最为常见。然而，六速自动变速器也已经被实现了，用于提高动力传递的性能，并用于增强车辆的燃料里程。此外，已经相当快地开发了七速自动变速器和八速自动变速器。公开于本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经为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
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齿轮系，其通过将三个简单行星齿轮组与四个离合器及两个制动器组合，从而实现了至少八个前进速度和两个倒退速度，因此取得了简化自动变速器结构并提高动力输送性能和节约燃料的优点。在本发明的一个方面，用于车辆的自动变速器的齿轮系可以包括第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮
6组具有作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；以及具有多个离合器和多个制动器的摩擦元件，所述多个离合器将所述第一、第二和第三行星齿轮组的至少一个旋转元件连接至其另一旋转元件或输入轴，所述多个制动器将至少一个旋转元件连接至变速器壳体，其中所述第一行星齿轮组具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，所述第一旋转元件总是作为固定元件进行操作，所述第二旋转元件形成第一中间输出路径，降低的旋转速度可以通过所述第一中间输出路径输出，所述第三旋转元件形成连接至输入轴的输入路径并且形成第二中间输出路径，所述输入轴的旋转速度可以通过所述第二中间输出路径输出，其中所述第二行星齿轮组的一个旋转元件可以固定地连接至所述第三行星齿轮组的一个旋转元件，所述第二行星齿轮组的另一个旋转元件可以选择性地连接至所述第三行星齿轮组的另一个旋转元件，从而使得所述第二和第三行星齿轮组作为具有四个旋转元件的复合行星齿轮组进行操作，并且其中所述四个旋转元件包括第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件和第七旋转元件，所述第四旋转元件形成选择性地连接至所述第一或第二中间输出路径并且选择性地连接至所述变速器壳体的第一可变输入路径从而作为选择性的固定元件进行操作，所述第五旋转元件形成选择性地连接至所述输入轴或者选择性地连接至所述变速器壳体的第二可变输入路径从而作为选择性的固定元件进行操作，所述第六旋转元件连接至输出齿轮并且形成最终输出路径，所述第七旋转元件形成固定连接至所述第一中间输出路径的中间输入路径。所述第一行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组，所述第二行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组，所述第三行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组。所述第一太阳轮可以作为所述第一旋转元件进行操作，所述第一内齿圈可以作为所述第二旋转元件进行操作，所述第一行星架可以作为所述第三旋转元件进行操作，所述第二太阳轮可以作为第四旋转元件进行操作，所述第二内齿圈和所述第三内齿圈可以作为所述第五旋转元件进行操作，所述第二行星架和所述第三行星架可以作为所述第六旋转元件进行操作，所述第三太阳轮可以作为所述第七旋转元件进行操作。所述摩擦元件可以包括第一离合器，所述第一离合器布置在形成所述第六旋转元件的所述第二行星架和所述第三行星架之间；第二离合器，所述第二离合器布置在所述第二旋转元件和所述第四旋转元件之间；第三离合器，所述第三离合器布置在所述第三旋转元件和所述第四旋转元件之间；第四离合器，所述第四离合器布置在所述输入轴和所述第五旋转元件之间；第一制动器，所述第一制动器布置在所述第五旋转元件和变速器壳体之间；以及第二制动器，所述第二制动器布置在所述第四旋转元件和所述变速器壳体之间。所述摩擦元件可以进一步包括与所述第一制动器并行布置的单向离合器。所述第一离合器和所述单向离合器可以在第一前进速度进行操作，所述第一离合器和所述第二制动器可以在第二前进速度进行操作，所述第一和第二离合器可以在第三前进速度进行操作，所述第一和第三离合器可以在第四前进速度进行操作，所述第一和第四离合器可以在第五前进速度进行操作，所述第三和第四离合器可以在第六前进速度进行操作，所述第二和第四离合器可以在第七前进速度进行操作，所述第四离合器和所述第二制动器可以在第八前进速度进行操作，所述第二离合器和所述第一制动器可以在第一倒退速度进行操作，所述第三离合器和所述第一制动器可以在第二倒退速度进行操作。所述第二和第三离合器以及所述第二制动器可以布置在所述第一行星齿轮组之前，所述第一离合器可以布置在所述第二和第三行星齿轮组之间，所述第一制动器和所述第四离合器可以布置在所述第三行星齿轮组之后。在本发明的另一方面中，所述第一行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组，所述第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，所述第三行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组。所述第一太阳轮可以作为所述第一旋转元件进行操作，所述第一内齿圈可以作为所述第二旋转元件进行操作，所述第一行星架可以作为所述第三旋转元件进行操作，所述第二太阳轮可以作为第四旋转元件进行操作，所述第二行星架和所述第三行星架可以作为所述第五旋转元件进行操作，所述第二内齿圈和所述第三内齿圈可以作为所述第六旋转元件进行操作，所述第三太阳轮可以作为所述第七旋转元件进行操作。所述摩擦元件可以包括第一离合器，所述第一离合器布置在形成所述第六旋转元件的所述第二内齿圈和所述第三内齿圈之间；第二离合器，所述第二离合器布置在所述第二旋转元件和所述第四旋转元件之间；第三离合器，所述第三离合器布置在所述第三旋转元件和所述第四旋转元件之间；第四离合器，所述第四离合器布置在所述输入轴和所述第五旋转元件之间；第一制动器，所述第一制动器布置在所述第五旋转元件和所述变速器壳体之间；以及第二制动器，所述第二制动器布置在所述第四旋转元件和所述变速器壳体之间。所述摩擦元件可以进一步包括与所述第一制动器并行布置的单向离合器。所述第二和第三离合器以及第二制动器可以布置在所述第一行星齿轮组之前，所述第一制动器可以布置在所述第一和第二行星齿轮组之间，所述第一离合器可以布置在所述第二和第三行星齿轮组之间，所述第四离合器可以布置在所述第三行星齿轮组之后。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变得清楚或更为具体地得以说明。
图1是根据本发明的第一示例性实施方式的齿轮系的示意图。图2是根据本发明的第一示例性实施方式的齿轮系的操作表，其中〇表示在滑行时候操作(operated at coast)。图3是根据本发明的第一和第二示例性实施方式的齿轮系的杠杆图。图4是根据本发明的第二示例性实施方式的齿轮系的示意图。应理解的是，附图呈现了阐述本发明基本原理的各个特征的一定程度的简化表示，从而不一定是按比例绘制的。本文所公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、定向、位置以及形状，将部分地由具体意图的应用以及使用环境所确定。在附图中，附图标记在全部的几个附图中表示本发明的相同或者等效的部分。
具体实施例方式现在将详细地参考本发明的各个实施方式，这些实施方式的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，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选择形式、修改形式、等效形式及其它实施方式。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式。本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方式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。对于解释本发明而言并不必要的那些部件的描述将被省略，并且在本说明书中同样的构成元件由相同的附图标记表示。在详细描述中，使用序数以区别具有相同术语而不具有特定含义的构成元件。图1是根据本发明的第一示例性实施方式的齿轮系的示意图。根据本发明的第一示例性实施方式的齿轮系包括设置在相同的轴线上的第一、第二和第三行星齿轮组PG1、 PG2和PG3，包括四个离合器Cl、C2、C3和C4的离合器装置，以及包括两个制动器Bl和B2 的制动器装置。相应地，从输入轴IS输入的旋转速度通过第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2 和PG3而改变，并经过输出齿轮OG而输出。第一行星齿轮组PGl接近发动机设置，且第二和第三行星齿轮组PG2和PG3依次设置在第一行星齿轮组PGl之后。输入轴IS是输入构件，并且表示扭矩转换器的涡轮轴。从发动机的曲柄轴传递的扭矩通过所述扭矩转换器进行转换，并经过输入轴IS而输入到所述齿轮系。输出齿轮OG 为输出构件，并且连接到公知的差动设备(未图示)，以便将所述齿轮系的输出传递到驱动轮。第一行星齿轮组PGl是双小齿轮行星齿轮组，并且具有包括太阳轮(sun gear)、 行星架(planet carrier)和内齿圈(ring gear)的三个旋转元件。为了更好地理解且便于描述，所述太阳轮由第一太阳轮Sl表示，所述行星架由第一行星架PCl表示，并且所述内齿圈由第一内齿圈Rl表示。在第一行星齿轮组PGl中，第一太阳轮Sl固定连接至变速器壳体H，第一行星架 PCl固定连接至所述输入轴IS。更具体而言，第一太阳轮Sl作为第一旋转元件m进行操作，并且固定连接至变速器壳体H，从而总是作为固定元件进行操作，第一内齿圈Rl作为第二旋转元件N2进行操作， 并且形成第一中间输出路径M0P1，从而作为输出元件进行操作，降低的旋转速度输出总是通过该输出元件输出，第一行星架PCl作为第三旋转元件N3进行操作。第一行星架PCl固定连接至输入轴IS以形成输入路径IP，并且形成第二中间输出路径M0P2，输入轴IS的旋转速度通过该第二中间输出路径M0P2输出。第二行星齿轮组PG2是双小齿轮行星齿轮组，并且具有包括太阳轮、行星架和内齿圈的三个操作元件。为了更好地理解且便于描述，所述太阳轮由第二太阳轮S2表示，所述行星架由第二行星架PC2表示，并且所述内齿圈由第二内齿圈R2表示。此外，第三行星齿轮组PG3是单小齿轮行星齿轮组，并且具有包括太阳轮、行星架和内齿圈的三个操作元件。为了更好地理解且便于描述，所述太阳轮由第三太阳轮S3表示，所述行星架由第三行星架PC3表示，并且所述内齿圈由第三内齿圈R3表示。在第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3中，第二内齿圈R2固定连接至第三内齿圈R3，第二行星架PC2和第三行星架PC3选择性地彼此连接，从而使得第二行星齿轮组 PG2和第三行星齿轮组PG3作为一个复合行星齿轮组进行操作，并且具有四个旋转元件。因此，第二太阳轮S2作为第四旋转元件N4进行操作，形成选择性地连接至第一中间输出路径MOPl和第二中间输出路径M0P2的第一可变输入路径VIPl，并且选择性地连接至变速器壳体H，以作为选择性的固定元件进行操作。第二内齿圈R2和第三内齿圈R3作为第五旋转元件N5进行操作，形成选择性地连接至输入轴IS的第二可变输入路径VIP2，并且选择性地连接至变声器壳体H，以作为选择性的固定元件进行操作。第二行星架PC2，或者在操作第一离合器Cl时彼此连接的第二行星架PC2和第三行星架PC3，作为第六旋转元件N6进行操作，并且连接至输出齿轮0G，以形成最终输出路径 OP。第三太阳轮S3作为第七旋转元件N7进行操作，并且形成固定连接至第一中间输出路径MOPl的中间输入路径MIP。第一离合器Cl布置在第二行星架PC2和第三行星架PC3之间，第二离合器C2布置在第二旋转元件N2和第四旋转元件N4之间，第三离合器C3布置在第三旋转元件N3和第四旋转元件N4之间，第四离合器C4布置在输入轴IS和第五旋转元件N5之间。与单向离合器Fl并行布置的第一制动器Bl布置在第五旋转元件N5和变速器壳体H之间，第二制动器B2布置在第四旋转元件N4和变速器壳体H之间。在将摩擦元件布置在变速器中的时候，第二和第三离合器C2和C3以及第二制动器B2布置在第一行星齿轮组PGl之前，第一离合器Cl布置在第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3之间，单向离合器Fl、第一制动器Bl和第四离合器C4布置在第三行星齿轮组PG3之后。如果摩擦元件如上文所述进行散布，那么可以简化用于为这些摩擦元件提供液压的液压管线的形式，并且可以增进自动变速器中的重量平衡。图2是根据本发明的示例性实施方式的齿轮系的操作表。也就是说，图2显示了在每一个换档速度对哪些离合器和制动器进行操作。如图2所示，根据本发明的示例性实施方式，在每一个换档速度对两个摩擦元件进行操作。也就是说，第一离合器Cl和单向离合器Fl在第一前进速度Dl进行操作，第一离合器Cl和第二制动器B2在第二前进速度D2进行操作，第一离合器Cl和第二离合器C2在第三前进速度D3进行操作，第一离合器Cl和第三离合器C3在第四前进速度D4进行操作， 第一离合器Cl和第四离合器C4在第五前进速度D5进行操作，第三离合器C3和第四离合器C4在第六前进速度D6进行操作，第二离合器C2和第四离合器C4在第七前进速度D7进行操作，第四离合器C4和第二制动器B2在第八前进速度D8进行操作，第二离合器C2和第一制动器Bl在第一倒退速度REVl进行操作，第三离合器C3和第一制动器Bl在第二倒退速度REV2进行操作。图3是根据本发明的第一和第二示例性实施方式的齿轮系的杠杆图。在附图中， 较低水平线代表旋转速度为“0”，且较高水平线代表旋转速度为“ 1. 0”，也就是说，其旋转速度与输入轴IS的旋转速度是相同的。第一行星齿轮组PGl的三条竖直线从左至右依次表示第一旋转元件m的第一太
10阳轮Si、第二旋转元件N2的第一内齿圈Rl以及第三旋转元件N3的第一行星架PC1，它们之间的距离根据第一行星齿轮组PGl的齿数比(太阳轮的齿数/内齿圈的齿数)而设置。第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的四条竖直线从左至右依次表示第四旋转元件N4的第二太阳轮S2、第五旋转元件N5的第二内齿圈R2和第三内齿圈R3、第六旋转元件N6的第二行星架PC2或者第二行星架PC2和第三行星架PC3以及第七旋转元件N7 的第三太阳轮S3，它们之间的距离根据第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的齿数比(太阳轮的齿数/内齿圈的齿数)而设置。在杠杆图中的每个旋转元件的位置对于设计齿轮系的本领域技术人员是公知的， 因此此处不再赘述。[第一前进速度]如图2所示，在第一前进速度D1，操作第一离合器Cl以及单向离合器F1。在输入轴IS的旋转速度输入至形成输入路径IP的第三旋转元件N3的状态下，第一旋转元件m作为固定元件进行操作，从而使得降低的旋转速度通过形成第一中间输出路径MOPl的第二旋转元件N2而输出。第一中间输出路径MOPl的降低的旋转速度通过形成中间输入路径MIP的第七旋转元件N7传递至第三行星齿轮组PG3，第二行星架PC2和第三行星架PC3通过第一离合器 Cl的操作而彼此连接以形成第六旋转元件N6。在降低的旋转速度输入至第七旋转元件N7的状态下，第五旋转元件N5通过单向离合器Fl的操作而作为固定元件进行操作。因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组 PG3的旋转元件形成第一换档线SP1，并且第一前进速度Dl通过作为输出元件的第六旋转元件N6而输出。[第二前进速度]在第二前进速度D2，松开在第一前进速度Dl操作的单向离合器F1，并且操作第二制动器B2。在第一中间输出路径MOPl的降低的旋转速度输入至第七旋转元件N7的情况下 (例如在第一前进速度Dl)，第四旋转元件N4通过第二制动器B2的操作而作为固定元件进行操作。因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第二换档线 SP2，并且第二前进速度D2通过作为输出元件的第六旋转元件N6而输出。[第三前进速度]在第三前进速度D3，松开在第二前进速度D2操作的第二制动器B2，并且操作第二尚合器C2 ο在第一中间输出路径MOPl的降低的旋转速度输入至第七旋转元件N7的情况下 (例如在第二前进速度D2)，第一中间输出路径MOPl的降低的旋转速度通过第二离合器C2 的操作输入至第四旋转元件N4。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的旋转元件形成第三换档线SP3。 相应地，第三前进速度D3通过作为输出元件的第六旋转元件N6而输出。[第四前进速度]在第四前进速度D4，松开在第三前进速度D3操作的第二离合器C2，并且操作第三尚合器C3 ο
在第一中间输出路径MOPl的降低的旋转速度输入至第七旋转元件N7的情况下 (例如在第三前进速度D3)，第三旋转元件N3的旋转速度(与输入轴IS的旋转速度相同) 通过第三离合器C3的操作输入至第四旋转元件N4。因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第四换档线SP4，并且第四前进速度D4通过作为输出元件的第六旋转元件N6而输出。[第五前进速度]在第五前进速度D5，松开在第四前进速度D4操作的第三离合器C3，并且操作第四尚合器C40在第一中间输出路径MOPl的降低的旋转速度输入至第七旋转元件N7的情况下 (例如在第四前进速度D4)，输入轴IS的旋转速度通过第四离合器C4的操作输入至第五旋转元件N5。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，并且第五前进速度D5通过作为输出元件的第六旋转元件N6而输出。[第六前进速度]在第六前进速度D6，松开在第五前进速度D5操作的第一离合器Cl，并且操作第三尚合器C3 ο由于输入轴IS的旋转速度通过第三离合器C3和第四离合器C4的操作分别输入至第四旋转元件N4和第五旋转元件N5，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。因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第六换档线SP6，并且第六前进速度D6通过作为输出元件的第六旋转元件N6而输出。此时，由于第二旋转元件N2的旋转速度总是输入至第七旋转元件N7，第一离合器 Cl被松开，从而使得第七旋转元件N7的旋转速度不会影响换档过程。[第七前进速度]在第七前进速度D7，松开在第六前进速度D6操作的第三离合器C3，并且操作第二尚合器C2 ο在输入轴IS的旋转速度通过第四离合器C4的操作输入至第五旋转元件N5的情况下，第二旋转元件N2的旋转速度通过第二离合器C2的操作输入至第四旋转元件N4。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，并且第七前进速度D7通过作为输出元件的第六旋转元件N6而出。[第八前进速度]在第八前进速度D8，松开在第七前进速度D7操作的第二离合器C2，并且操作第二制动器B2。在输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转元件N5的情况下(例如在第七前进速度 D7)，第四旋转元件N4通过第二制动器B2的操作而作为固定元件进行操作。因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第八换档线SP8，第八前进速度D8通过作为输出元件的第六旋转元件N6而输出。[第一倒退速度]如图2中所示，在第一倒退速度REVl，操作第二离合器C2和第一制动器Bi。在第二旋转元件N2的旋转速度通过第二离合器C2的操作而输入至第四旋转元件 N4的情况下，第五旋转元件N5通过第一制动器Bl的操作而作为固定元件进行操作。因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第一倒退换档线RS1，并且第一倒退速度REVl通过作为输出元件的第六旋转元件N6而输出。[第二倒退速度]在第二倒退速度REV2，松开在第一倒退速度REVl操作的第二离合器C2，并且操作弟二尚合器C3ο在第五旋转元件N5作为固定元件进行操作的情况下(例如在第一倒退速度 REV1)，输入轴IS的旋转速度通过第三离合器C3的操作输入至第四旋转元件N4。因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第二倒退换档线RS2，并且第二倒退速度REV2通过作为输出元件的第六旋转元件N6而输出。图4是根据本发明的第二示例性实施方式的齿轮系的示意图。根据第一示例性实施方式，第二行星齿轮组PG2是双小齿轮行星齿轮组，第三行星齿轮组PG3是单小齿轮行星齿轮组；但是根据第二示例性实施方式，第二行星齿轮组PG2是单小齿轮行星齿轮组，第三行星齿轮组PG3是双小齿轮行星齿轮组。相应地，在第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3中，第二太阳轮S2作为第四旋转元件N4进行操作，第二行星架PC2和第三行星架PC3作为第五旋转元件N5进行操作，第二内齿圈R2和第三内齿圈R3作为第六旋转元件N6进行操作，第三太阳轮S3作为第七旋转元件N7进行操作。如果将本发明的第二示例性实施方式与第一示例性实施方式进行比较，形成第五旋转元件N5和第六旋转元件N6的构成元件改变了，但是第二示例性实施方式的换档过程与第一示例性实施方式的换档过程相同。因此，省略其具体描述。如上文所述，通过将三个简单行星齿轮组与四个离合器及两个制动器组合，从而实现了八个前进速度和两个倒退速度。因此，可以改进动力输送性能和燃料经济性，特别地可以改进倒退速度中的性能。由于摩擦元件分散布置，可以简化液压管线的形式，可以增进自动变速器中的重
量平衡。为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“内，，和“外”用于参考在图中所示的示例性实施方式的特征的位置来对这些特征进行描述。前面对本发明具体示例性实施方式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。选择示例性实施方式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式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。
权利要求
1.一种用于车辆的自动变速器的齿轮系，包括第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；以及具有多个离合器和多个制动器的摩擦元件，所述多个离合器将所述第一、第二和第三行星齿轮组的至少一个旋转元件连接至其另一旋转元件或输入轴，所述多个制动器将至少一个旋转元件连接至变速器壳体，其中所述第一行星齿轮组具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，所述第一旋转元件总是作为固定元件进行操作，所述第二旋转元件形成第一中间输出路径，降低的旋转速度通过所述第一中间输出路径输出，所述第三旋转元件形成连接至输入轴的输入路径并且形成第二中间输出路径，所述输入轴的旋转速度通过所述第二中间输出路径输出，其中所述第二行星齿轮组的一个旋转元件固定地连接至所述第三行星齿轮组的一个旋转元件，所述第二行星齿轮组的另一个旋转元件选择性地连接至所述第三行星齿轮组的另一个旋转元件，从而使得所述第二行星齿轮组和第三行星齿轮组作为具有四个旋转元件的复合行星齿轮组进行操作，并且其中所述四个旋转元件包括第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件和第七旋转元件，所述第四旋转元件形成选择性地连接至所述第一或第二中间输出路径并且选择性地连接至所述变速器壳体的第一可变输入路径从而作为选择性的固定元件进行操作，所述第五旋转元件形成选择性地连接至所述输入轴或者选择性地连接至所述变速器壳体的第二可变输入路径从而作为选择性的固定元件进行操作，所述第六旋转元件连接至输出齿轮并且形成最终输出路径，所述第七旋转元件形成固定连接至所述第一中间输出路径的中间输入路径。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述第一行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组，所述第二行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组，所述第三行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述第一太阳轮作为所述第一旋转元件进行操作，所述第一内齿圈作为所述第二旋转元件进行操作，所述第一行星架作为所述第三旋转元件进行操作，所述第二太阳轮作为第四旋转元件进行操作，所述第二内齿圈和所述第三内齿圈作为所述第五旋转元件进行操作，所述第二行星架和所述第三行星架作为所述第六旋转元件进行操作，所述第三太阳轮作为所述第七旋转元件进行操作。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述摩擦元件包括 第一离合器，所述第一离合器布置在形成所述第六旋转元件的所述第二行星架和所述第三行星架之间；第二离合器，所述第二离合器布置在所述第二旋转元件和所述第四旋转元件之间；第三离合器，所述第三离合器布置在所述第三旋转元件和所述第四旋转元件之间； 第四离合器，所述第四离合器布置在所述输入轴和所述第五旋转元件之间； 第一制动器，所述第一制动器布置在所述第五旋转元件和变速器壳体之间；以及第二制动器，所述第二制动器布置在所述第四旋转元件和所述变速器壳体之间。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述摩擦元件进一步包括与所述第一制动器并行布置的单向离合器。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述第一离合器和所述单向离合器在第一前进速度进行操作，所述第一离合器和所述第二制动器在第二前进速度进行操作，所述第一离合器和第二离合器在第三前进速度进行操作，所述第一离合器和第三离合器在第四前进速度进行操作，所述第一离合器和第四离合器在第五前进速度进行操作，所述第三离合器和第四离合器在第六前进速度进行操作，所述第二离合器和第四离合器在第七前进速度进行操作，所述第四离合器和所述第二制动器在第八前进速度进行操作，所述第二离合器和所述第一制动器在第一倒退速度进行操作，所述第三离合器和所述第一制动器在第二倒退速度进行操作。
7.根据权利要求4所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述第二和第三离合器以及所述第二制动器布置在所述第一行星齿轮组之前，所述第一离合器布置在所述第二行星齿轮组和第三行星齿轮组之间，所述第一制动器和所述第四离合器布置在所述第三行星齿轮组之后。
8.根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述第一行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组，所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，所述第三行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述第一太阳轮作为所述第一旋转元件进行操作，所述第一内齿圈作为所述第二旋转元件进行操作，所述第一行星架作为所述第三旋转元件进行操作，所述第二太阳轮作为第四旋转元件进行操作，所述第二行星架和所述第三行星架作为所述第五旋转元件进行操作，所述第二内齿圈和所述第三内齿圈作为所述第六旋转元件进行操作，所述第三太阳轮作为所述第七旋转元件进行操作。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述摩擦元件包括 第一离合器，所述第一离合器布置在形成所述第六旋转元件的所述第二内齿圈和所述第三内齿圈之间；第二离合器，所述第二离合器布置在所述第二旋转元件和所述第四旋转元件之间； 第三离合器，所述第三离合器布置在所述第三旋转元件和所述第四旋转元件之间； 第四离合器，所述第四离合器布置在所述输入轴和所述第五旋转元件之间； 第一制动器，所述第一制动器布置在所述第五旋转元件和所述变速器壳体之间；以及第二制动器，所述第二制动器布置在所述第四旋转元件和所述变速器壳体之间。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述摩擦元件进一步包括与所述第一制动器并行布置的单向离合器。
12.根据权利要求10所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述第二和第三离合器以及第二制动器布置在所述第一行星齿轮组之前，所述第一制动器布置在所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组之间，所述第一离合器布置在所述第二行星齿轮组和第三行星齿轮组之间，所述第四离合器布置在所述第三行星齿轮组之后。
13.一种用于车辆的自动变速器的齿轮系，包括第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组，并且具有作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组，并且具有作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；以及第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，并且具有作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；四个离合器，以及两个制动器，其中所述第一行星架固定连接至输入轴，所述第一内齿圈固定连接至所述第三太阳轮，所述第二内齿圈和第三内齿圈彼此固定连接，所述第一太阳轮固定连接至变速器壳体， 并且所述第二行星架固定连接至输出齿轮，并且其中第一离合器选择性地将所述第二行星架连接至所述第三行星架，第二离合器选择性地将所述第一内齿圈连接至所述第二太阳轮，第三离合器选择性地将所述第一行星架连接至所述第二太阳轮，第四离合器选择性地将所述输入轴连接至所述第三内齿圈，第一制动器选择性地将所述第三内齿圈连接至所述变速器壳体，第二制动器选择性地将所述第二太阳轮连接至所述变速器壳体。
14.根据权利要求13所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述第二和第三离合器以及所述第二制动器布置在所述第一行星齿轮组之前，所述第一离合器布置在所述第二行星齿轮组和第三行星齿轮组之间，所述第一制动器和所述第四离合器布置在所述第三行星齿轮组之后。
15.一种用于车辆的自动变速器的齿轮系，包括第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组，并且具有作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，并且具有作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；以及第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组，并且具有作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；四个离合器，以及两个制动器，其中所述第一行星架固定连接至输入轴，所述第一内齿圈固定连接至所述第三太阳轮，所述第二行星架和第三行星架彼此固定连接，所述第一太阳轮固定连接至变速器壳体， 并且所述第二内齿圈固定连接至输出齿轮，并且其中第一离合器选择性地将所述第二内齿圈连接至所述第三内齿圈，第二离合器选择性地将所述第一内齿圈连接至所述第二太阳轮，第三离合器选择性地将所述第一行星架连接至所述第二太阳轮，第四离合器选择性地将所述输入轴连接至所述第三行星架，第一制动器选择性地将所述第二行星架连接至所述变速器壳体，第二制动器选择性地将所述第二太阳轮连接至所述变速器壳体。
16.根据权利要求15所述的用于车辆的自动变速器的齿轮系，其中所述第二和第三离合器以及第二制动器布置在所述第一行星齿轮组之前，所述第一制动器布置在所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组之间，所述第一离合器布置在所述第二行星齿轮组和第三行星齿轮组之间，所述第四离合器布置在所述第三行星齿轮组之后。
全文摘要
本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的齿轮系，其通过将三个简单行星齿轮组与四个离合器及两个制动器组合，从而实现了至少八个前进速度和两个倒退速度。此外，在每个换档速度对两个摩擦元件进行操作。因此，所述齿轮系具有简化自动变速器的结构以及改进动力输送性能和燃料经济性的优点。
文档编号F16H3/66GK102207175SQ20101055636
公开日2011年10月5日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年3月31日
发明者金右烈 申请人:现代自动车株式会社