用于车辆的自动变速器的行星齿轮系的制作方法
【专利摘要】一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其可包括输入轴、输出轴、复合行星齿轮组、三个传动齿轮以及摩擦元件，所述复合行星齿轮组设置在输出轴上，并且包括通过分别具有外部啮合的齿轮的两条路径选择性地连接至输入轴并且操作为选择的固定元件的第一旋转元件、通过具有外部啮合的齿轮的一条路径选择性地连接至输入轴并且操作为选择的固定元件的第二旋转元件、连接至输出轴的第三旋转元件，以及通过具有外部啮合的齿轮的一条路径选择性地连接至输入轴的第四旋转元件，所述三个传动齿轮形成外部啮合的齿轮，所述摩擦元件配置有选择性地将第一、第二和第四旋转元件连接至输入轴的离合器和选择性地将第一和第二旋转元件连接至变速器壳体的制动器。
【专利说明】用于车辆的自动变速器的行星齿轮系
[0001] 相关申请交叉引用
[0002] 本申请要求2013年4月1日提交的韩国专利申请No. 10-2013-0035371的优先权， 该申请的全部内容出于所有目的通过该引用结合于此。
【技术领域】
[0003] 本发明涉及一种用于车辆的自动变速器。更具体地，本发明涉及一种能够提高可 安装性和动力传递性能并降低燃料消耗的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。
【背景技术】
[0004] 近来，由于全球高油价和废气法规的加强，车辆制造商将他们的所有力量贯注于 提高燃料经济性。
[0005] 燃料经济性的提高可通过在自动变速器中实现更多数量的换档速度的多档机制 实现。典型地，行星齿轮系通过组合多个行星齿轮组和摩擦元件实现。
[0006] 众所周知，当行星齿轮系实现更多数量的换档速度时，能够更优地设计行星齿轮 系的速度比，因此车辆能够具有经济的燃料里程和更好的性能。出于该原因，能够实现更多 换档速度的行星齿轮系正处于不断的研究中。
[0007] 虽然实现相同数量的速度，但是行星齿轮系根据旋转元件（即，太阳齿轮、行星架 和环形齿轮)之间的连接而具有不同操作机制。此外，行星齿轮系具有不同特征，如耐久性、 动力传递效率，以及依赖于行星齿轮系的布局的尺寸。因此，用于组合齿轮系的结构的设计 也正处于不断的研究中。
[0008] 然而，如果换档速度的数量增加，则自动变速器中的部件的数量也增加。因此，可 安装性、成本、重量和动力传递效率可能恶化。
[0009] 具体地，由于具有大量部件的行星齿轮系难以安装到前轮驱动车辆中，因此已开 展用于最小化部件数量的研究。
[0010] 发明背景部分中公开的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解，而不应当被 视为承认或以任何方式暗示该信息形成本领域普通技术人员已知的现有技术。
【发明内容】
[0011] 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，其具有 这样的优点：通过最小化其长度和部件的数量来提高可安装性，这是通过将一个复合行星 齿轮组设置在输出轴上和通过将复合行星齿轮组的旋转元件经由多个外部啮合的齿轮连 接至输入轴来实现八个前进速度和两个倒档速度的结果。
[0012] 此外，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， 其进一步具有这样的优点：由于通过利用多个外部啮合的齿轮而易于改变齿数比，能够设 置最佳的齿数比，并因此提高了动力传递性能和燃料经济性。
[0013] 此外，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， 其进一步具有通过实现两个倒档速度而提高在倒档速度中的性能的优点。
[0014] 在本发明的一个方面中，用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，可包括输入轴、输 出轴、复合行星齿轮组、三个传动齿轮以及摩擦元件，所述输入轴接收发动机的转矩；所述 输出轴设置为远离输入轴并且与输入轴平行；所述复合行星齿轮组设置在输出轴上，并且 包括通过分别具有外部啮合的齿轮的两条路径选择性地连接至输入轴并且操作为选择的 固定元件的第一旋转元件、通过具有外部啮合的齿轮的一条路径选择性地连接至输入轴并 且操作为选择的固定元件的第二旋转元件、连接至输出轴以便操作为输出元件的第三旋转 元件，以及通过具有外部啮合的齿轮的一条路径选择性地连接至输入轴的第四旋转元件； 所述三个传动齿轮形成外部啮合的齿轮；所述摩擦元件包括选择性地将第一旋转元件、第 二旋转元件和第四旋转元件连接至输入轴的离合器和选择性地将第一旋转元件和第二旋 转元件连接至变速器壳体的制动器。
[0015] 复合行星齿轮组可包括作为双小齿轮行星齿轮组的第一行星齿轮组，以及作为单 小齿轮行星齿轮组并且具有共用的环形齿轮和行星架的第二行星齿轮组，其中第一旋转元 件为第二太阳齿轮，第二旋转元件为行星架，第三旋转元件为环形齿轮，以及第四旋转元件 为第一太阳齿轮。
[0016] 三个传动齿轮可包括第一传动齿轮、第二传动齿轮和第三传动齿轮，所述第一传 动齿轮包括连接至输入轴的第一传动驱动齿轮，和选择性地连接至第一旋转元件和第四旋 转元件的第一传动从动齿轮；所述第二传动齿轮包括连接至输入轴的第二传动驱动齿轮， 和连接至第一旋转元件的第二传动从动齿轮；所述第三传动齿轮包括连接至输入轴的第三 传动驱动齿轮，和连接至第二旋转元件的第三传动从动齿轮。
[0017] 离合器可包括第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器，所述第一离合 器设置在第一传动齿轮和第四旋转元件之间；所述第二离合器设置在第一传动齿轮和第一 旋转元件之间；所述第三离合器设置在输入轴和第二传动齿轮之间；所述第四离合器设置 在输入轴和第三传动齿轮之间，并且制动器可包括设置在第三传动齿轮和变速器壳体之间 的第一制动器，和设置在第二传动齿轮和变速器壳体之间的第二制动器。
[0018] 第一制动器设置在第三传动驱动齿轮和变速器壳体之间。
[0019] 第一制动器设置在第三传动从动齿轮和变速器壳体之间。
[0020] 第二制动器设置在第二传动驱动齿轮和变速器壳体之间。
[0021] 第二制动器设置在第二传动从动齿轮和变速器壳体之间。
[0022] 离合器可包括第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器，其中所述第一 离合器设置在第一传动齿轮和第四旋转元件之间；所述第二离合器设置在第一传动齿轮和 第一旋转元件之间；所述第三离合器设置在第二传动齿轮和第一旋转元件之间；所述第四 离合器设置在输入轴和第三传动齿轮之间，其中制动器可包括设置在第三传动齿轮和变速 器壳体之间的第一制动器，和设置在第二传动齿轮和变速器壳体之间的第二制动器。
[0023] 离合器可包括第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器，所述第一离合 器设置在第一传动齿轮和第四旋转元件之间；所述第二离合器设置在第一传动齿轮和第一 旋转元件之间；所述第三离合器设置在输入轴和第二传动齿轮之间；所述第四离合器设置 在第三传动齿轮和第二旋转元件之间，其中制动器可包括设置在第三传动齿轮和变速器壳 体之间的第一制动器，和设置在第二传动齿轮和变速器壳体之间的第二制动器。
[0024] 第一离合器和第一制动器在第一前进速度处操作、第一离合器和第二制动器在第 二前进速度处操作、第一离合器和第二离合器在第三前进速度处操作、第一离合器和第三 离合器在第四前进速度处操作、第一离合器和第四离合器在第五前进速度处操作、第三离 合器和第四离合器在第六前进速度处操作、第二离合器和第四离合器在第七前进速度处操 作、第四离合器和第二制动器在第八前进速度处操作、第二离合器和第一制动器在第一倒 档速度处操作，以及第三离合器和第一制动器在第二倒档速度处操作。
[0025] 在本发明的另一方面，用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，可包括输入轴、输出 轴、复合行星齿轮组、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮，以及摩擦元件，所述输 入轴接收发动机的转矩；所述输出轴设置为远离输入轴并且与输入轴平行；所述复合行星 齿轮组包括作为双小齿轮行星齿轮组的第一行星齿轮组，和作为单小齿轮行星齿轮组并且 具有共用的环形齿轮和行星架的第二行星齿轮组，并且包括作为第二太阳齿轮的第一旋转 元件、作为行星架的第二旋转元件、作为环形齿轮的第三旋转元件，和作为第一太阳齿轮的 第四旋转元件；所述第一传动齿轮包括连接至输入轴的第一传动驱动齿轮和选择性地连接 至第一旋转元件和第四旋转元件的第一传动从动齿轮；所述第二传动齿轮包括连接至输入 轴的第二传动驱动齿轮，和连接至第一旋转元件的第二传动从动齿轮；所述第三传动齿轮 包括连接至输入轴的第三传动驱动齿轮，和连接至第二旋转元件的第三传动从动齿轮；所 述摩擦元件包括选择性地将第一旋转元件、第二旋转元件和第四旋转元件连接至输入轴的 离合器，和选择性地将第一旋转元件和第二旋转元件连接至变速器壳体的制动器。
[0026] 离合器可包括第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器，所述第一离合 器设置在第一传动齿轮和第四旋转元件之间；所述第二离合器设置在第一传动齿轮和第一 旋转元件之间；所述第三离合器设置在输入轴和第二传动齿轮之间；所述第四离合器设置 在输入轴和第三传动齿轮之间，并且制动器可包括设置在第三传动齿轮和变速器壳体之间 的第一制动器，和设置在第二传动齿轮和变速器壳体之间的第二制动器。
[0027] 第一制动器设置在第三传动驱动齿轮和变速器壳体之间。
[0028] 第一制动器设置在第三传动从动齿轮和变速器壳体之间。
[0029] 第二制动器设置在第二传动驱动齿轮和变速器壳体之间。
[0030] 第二制动器设置在第二传动从动齿轮和变速器壳体之间。
[0031] 离合器可包括第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器，所述第一离合 器设置在第一传动齿轮和第四旋转元件之间；所述第二离合器设置在第一传动齿轮和第一 旋转元件之间；所述第三离合器设置在第二传动齿轮和第一旋转元件之间；所述第四离合 器设置在输入轴和第三传动齿轮之间，并且制动器可包括设置在第三传动齿轮和变速器壳 体之间的第一制动器，和设置在第二传动齿轮和变速器壳体之间的第二制动器。
[0032] 离合器可包括第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器，所述第一离合 器设置在第一传动齿轮和第四旋转元件之间；所述第二离合器设置在第一传动齿轮和第一 旋转元件之间；所述第三离合器设置在输入轴和第二传动齿轮之间；所述第四离合器设置 在第三传动齿轮和第二旋转元件之间，并且制动器可包括设置在第三传动齿轮和变速器壳 体之间的第一制动器，和设置在第二传动齿轮和变速器壳体之间的第二制动器。
[0033] 本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些其它特征和优点将从结合于此的 附图和以下【具体实施方式】中显而易见，或在附图和【具体实施方式】中详细陈述，附图和具体 实施方式共同用于解释本发明的某些原理。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 图1为根据本发明的各个示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0035] 图2为在应用于根据本发明的各个示例性实施方案的行星齿轮系的各个换档速 度处的摩擦元件的操作图表。
[0036] 图3为根据本发明的各个示例性实施方案的行星齿轮系的杠杆图。
[0037] 图4为根据本发明的各个示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0038] 图5为根据本发明的各个示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0039] 图6为根据本发明的各个示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0040] 图7为根据本发明的各个示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0041] 应当理解，附图不一定是按比例的，其呈现出说明本发明的基本原理的各个特征 的某种程度的简化表示。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。
[0042] 在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部 分。
【具体实施方式】
[0043] 现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出这些实施 方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但应当了解，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替换、修 改、等效形式以及其它实施方案。
[0044] 下面将参考所附附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。
[0045] 对于解释本示例性实施方案并不必要的部件的描述将被略去，并且在本说明书中 同样的构成元件由同样的附图标记表示。
[0046] 在具体描述中，使用序数区别具有相同术语而不具有特定含义的构成元件。
[0047] 图1为根据本发明的第一示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0048] 参考图1，根据本发明的第一示例性实施方案的行星齿轮系包括设置为彼此远离 并且互相平行的输入轴IS和输出轴0S、设置在输出轴0S上的复合行星齿轮组CPG、三个传 动齿轮TF1、TF2和TF3,以及包括四个离合器Cl、C2、C3和C4和两个制动器B1和B2的摩 擦元件。
[0049] 输入轴IS为输入构件，并且来自发动机的曲轴的转矩通过变扭器而改变并且被 输入到输入轴IS。
[0050] 输出轴0S为输出构件并且支撑复合行星齿轮组CPG，而在输出轴0S和复合行星齿 轮组CPG之间没有旋转干扰。通过复合行星齿轮组CPG改变的并且从复合行星齿轮组CPG 输出的转矩通过最终减速齿轮和差动装置传输到驱动轮。
[0051] 复合行星齿轮组CPG通过将作为双小齿轮行星齿轮组的第一行星齿轮组PG1与作 为单小齿轮行星齿轮组的第二行星齿轮组PG2组合而形成，以便作为具有共用的环形齿轮 和行星架的拉维略（Ravingneaux)型复合行星齿轮组。
[0052] 为了易于描述，环形齿轮由共用的环形齿轮R12表示，行星架由共用的行星架 PC12表示，与短小齿轮P1接合的太阳齿轮由第一太阳齿轮S1表示，以及与长小齿轮P2接 合的太阳齿轮由第二太阳齿轮S2表示。
[0053] 在这种情况下，复合行星齿轮组CPG包括作为第二太阳齿轮S2的第一旋转元件 N1、作为共用行星架PC12的第二旋转元件N2、作为共用环形齿轮R12的第三旋转元件N3， 以及作为第一太阳齿轮S1的第四旋转元件N4。
[0054] 此外，第三旋转元件N3为输出元件并且直接连接至输出轴0S，而且第一旋转元件 N1、第二旋转元件N2和第四旋转元件Μ通过三个传动齿轮TF1、TF2和TF3以及六个摩擦 元件Cl、C2、C3、C4、Β1和Β2选择性地连接至输入轴IS和变速器壳体Η。
[0055] 第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2和第三传动齿轮TF3分别具有外部彼此啮合 的第一传动驱动齿轮TFla、第二传动驱动齿轮TF2a和第三传动驱动齿轮TF3a以及第一传 动从动齿轮TFlb、第二传动从动齿轮TF2b和第三传动从动齿轮TF3b。
[0056] 第一传动齿轮TF1被布置成将输入轴IS的转矩传输到第一旋转元件N1和第四旋 转元件N4。
[0057] 第二传动齿轮TF2被布置成将输入轴IS的转矩传输到第一旋转元件N1。
[0058] 第三传动齿轮TF3被布置成将输入轴IS的转矩传输到第二旋转元件N2。
[0059] 因此，通过第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2和第三传动齿轮TF3连接至输入 轴IS的复合行星齿轮组CPG的旋转元件Nl、N2和Μ以与输入轴IS的旋转方向相反的方 向旋转。第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2和第三传动齿轮TF3的齿数比根据在每个换 档速度处的目标速度比设置。
[0060] 此外，第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4选择性地将 输入轴IS与选择的复合行星齿轮组CPG的旋转元件连接，以便将输入轴IS的转矩输入到 选择的复合行星齿轮组CPG的旋转元件。第一制动器B1和第二制动器B2选择性地将选择 的复合行星齿轮组CPG的旋转元件连接至变速器壳体H，以便将选择的旋转元件操作为固 定元件。
[0061] 第一离合器C1设置在第一传动齿轮TF1和第四旋转元件Μ之间并且选择性地将 输入轴IS的转矩传输至第四旋转元件M。
[0062] 第二离合器C2设置在第一传动齿轮TF1和第一旋转兀件N1之间并且选择性地将 输入轴IS的转矩传输至第一旋转元件N1。
[0063] 第三离合器C3设置在输入轴IS和第二传动齿轮TF2之间并且选择性地将输入轴 IS的转矩传输至第一旋转元件N1。
[0064] 第四离合器C4设置在输入轴IS和第三传动齿轮TF3之间并且选择性地将输入轴 IS的转矩传输至第二旋转元件N2。
[0065] 第一制动器B1设置在第二旋转元件N2和变速器壳体Η之间并且选择性地将第二 旋转元件Ν2操作为固定元件。为了这个目的，在第一示例性实施方案中第一制动器Β1设 置在第三传动驱动齿轮TF3a和变速器壳体Η之间。
[0066] 第二制动器Β2设置在第一旋转兀件Ν1和变速器壳体Η之间并且选择性地将第一 旋转元件Ν1操作为固定元件。为了这个目的，在第一示例性实施方案中第二制动器Β2设 置在第二传动驱动齿轮TF2a和变速器壳体Η之间。
[0067] 第二离合器C2和第三离合器C3两者选择性地将输入轴IS连接至第一旋转元件 N1，但是通过第二离合器C2传输到第一旋转兀件N1的旋转速度与通过第三离合器C3传输 至第一旋转元件N1的旋转速度不同，这是由于第一传动齿轮TF1的齿数比与第二传动齿轮 TF2的齿数比不同。
[0068] 此外，包括第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4以及第 一制动器B1和第二制动器B2的摩擦元件为通过液压操作的常规的湿式多片式摩擦元件。 [0069]图2为在应用于根据本发明的第一示例性实施方案的行星齿轮系的每个换档速 度处的摩擦构件的操作图表。
[0070] 如图2所示，两个摩擦元件在根据本发明的第一示例性实施方案的行星齿轮系的 每个换档速度处操作。
[0071] 第一离合器C1和第一制动器B1在第一前进速度D1处操作。
[0072] 第一离合器C1和第二制动器B2在第二前进速度D2处操作。
[0073] 第一离合器C1和第二离合器C2在第三前进速度D3处操作。
[0074] 第一离合器C1和第三离合器C3在第四前进速度D4处操作。
[0075] 第一离合器C1和第四离合器C4在第五前进速度D5处操作。
[0076] 第三离合器C3和第四离合器C4在第六前进速度D6处操作。
[0077] 第二离合器C2和第四离合器C4在第七前进速度D7处操作。
[0078] 第四离合器C4和第二制动器B2在第八前进速度D8处操作。
[0079] 第二离合器C2和第一制动器B1在第一倒档速度REV1处操作。
[0080] 第三离合器C3和第一制动器B1在第二倒档速度REV2处操作。
[0081] 图3为根据本发明的第一示例性实施方案的行星齿轮系的杠杆图，并且通过杠杆 分析方法示出了根据本发明的第一示例性实施方案的行星齿轮系的换档过程。
[0082] 参照图3,四条坚直线从右到左被设置为第一旋转元件N1、第二旋转元件N2、第三 旋转元件N3和第四旋转元件N4,中间水平线表示旋转速度为"0"，上部的水平线表示正旋 转速度以及下部的水平线表示负旋转速度。
[0083] 此外，图3中的意指旋转元件以与发动机的旋转方向相反的方向旋转。这是 因为输入轴is通过第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2和第三传动齿轮TF3而不通过空 转齿轮外部啮合至复合行星齿轮组CPG的旋转元件。
[0084] 并且，复合行星齿轮组CPG的坚直线之间的距离根据齿数比(太阳齿轮的齿数/环 形齿轮的齿数）设置。
[0085] 在下文中，参考图2和3,将详细描述根据本发明的第一示例性实施方案的行星齿 轮系的换档过程。
[0086] 第一前进速度
[0087] 参照图2,第一离合器C1和第一制动器B1在第一前进速度D1处操作。
[0088] 如图3所示，输入轴IS的转矩根据第一传动齿轮TF1的齿数比而改变，然后通过 第一离合器C1的操作输入到第四旋转元件Μ作为反向旋转速度。并且，第二旋转元件N2 通过第一制动器Β1的操作而操作为固定元件。
[0089] 因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第一换档线SP1，而且D1通过作为输出 元件的第三旋转元件N3输出。
[0090] 第二前进速度
[0091] 松开在第一前进速度D1处操作的第一制动器B1并且在第二前进速度D2处操作 第二制动器B2。
[0092] 如图3所示，输入轴IS的转矩根据第一传动齿轮TF1的齿数比而改变，然后通过 第一离合器C1的操作输入到第四旋转元件Μ作为反向旋转速度。第一旋转元件N1通过 第二制动器Β2的操作而操作为固定元件。
[0093] 因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第二换档线SP2,而且D2通过作为输出 元件的第三旋转元件Ν3输出。
[0094] 第三前进速度
[0095] 松开在第二前进速度D2处操作的第二制动器Β2,并且在第三前进速度D3处操作 第二离合器C2。
[0096] 如图3所示，输入轴IS的转矩根据第一传动齿轮TF1的齿数比而改变，然后通过 第一离合器C1的操作输入到第四旋转元件Μ作为反向旋转速度，并且根据第一传动齿轮 TF1的齿数比而改变,然后通过第二离合器C2的操作输入到第一旋转元件Ν1作为反向旋转 速度。
[0097] 因此，相同的旋转速度被输入到第一旋转元件Ν1和第四旋转元件M，复合行星齿 轮组CPG的旋转元件形成第三换档线SP3,而且D3通过作为输出元件的第三旋转元件Ν3输 出。
[0098] 第四前进速度
[0099] 松开在第三前进速度D3处操作的第二离合器C2,并且在第四前进速度D4处操作 第三离合器C3。
[0100] 如图3所示，输入轴IS的转矩根据第一传动齿轮TF1的齿数比而改变，然后通过 第一离合器C1的操作输入到第四旋转元件Μ作为反向旋转速度，并且根据第二传动齿轮 TF2的齿数比而改变,然后通过第三离合器C3的操作输入到第一旋转元件Ν1作为反向旋转 速度。
[0101] 因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第四换档线SP4,而且D4通过作为输出 元件的第三旋转元件Ν3输出。
[0102] 第五前进速度
[0103] 松开在第四前进速度D4处操作的第三离合器C3,并在第五前进速度D5处操作第 四尚合器C4。
[0104] 如图3所示，输入轴IS的转矩根据第一传动齿轮TF1的齿数比而改变，然后通过 第一离合器C1的操作输入到第四旋转元件Μ作为反向旋转速度，并且根据第三传动齿轮 TF3的齿数比而改变，然后通过第四离合器C4的操作输入到第二旋转元件Ν2作为反向旋转 速度。
[0105] 因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第五换档线SP5,而且D5通过作为输出 元件的第三旋转元件Ν3输出。
[0106] 第六前进速度
[0107] 松开在第五前进速度D5处操作的第一离合器C1，并且在第六前进速度D6处操作 第三离合器C3。
[0108] 如图3所示，输入轴IS的转矩根据第二传动齿轮TF2的齿数比而改变，然后通过 第三离合器C3的操作输入到第一旋转元件N1作为反向旋转速度，并且根据第三传动齿轮 TF3的齿数比而改变，然后通过第四离合器C4的操作输入到第二旋转元件N2作为反向旋转 速度。
[0109] 因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第六换档线SP6,而且D6通过作为输出 元件的第三旋转元件N3输出。
[0110] 第七前进速度
[0111] 松开在第六前进速度D6处操作的第三离合器C3,并且在第七前进速度D7处操作 第二离合器C2。
[0112] 如图3所示，输入轴IS的转矩根据第三传动齿轮TF3的齿数比而改变，然后通过 第四离合器C4的操作输入到第二旋转元件N2作为反向旋转速度，并且根据第一传动齿轮 TF1的齿数比而改变,然后通过第二离合器C2的操作输入到第一旋转元件N1作为反向旋转 速度。
[0113] 因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第七换档线SP7,而且D7通过作为输出 元件的第三旋转元件N3输出。
[0114] 第八前进速度
[0115] 松开在第七前进速度D7处操作的第二离合器C2,并且在第八前进速度D8处操作 第二制动器B2。
[0116] 如图3所示，输入轴IS的转矩根据第三传动齿轮TF3的齿数比而改变，然后通过 第四离合器C4的操作输入到第二旋转元件N2作为反向旋转速度。并且，第一旋转元件N1 通过第二制动器B2的操作而操作为固定元件。
[0117] 因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第八换档线SP8,而且D8通过作为输出 元件的第三旋转元件N3输出。
[0118] 第一倒档速度
[0119] 如图2所示，第二离合器C2和第一制动器B1在第一倒档速度REV1处操作。
[0120] 如图3所示，输入轴IS的转矩根据第一传动齿轮TF1的齿数比而改变，然后通过 第二离合器C2的操作输入到第一旋转元件N1作为反向旋转速度。并且，第二旋转元件N2 通过第一制动器B1的操作而操作为固定元件。
[0121] 因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第一反向换档线RS1，而且REV1通过作 为输出元件的第三旋转元件N3输出。
[0122] 第二倒档速度
[0123] 如图2所示，第三离合器C3和第一制动器B1在第二倒档速度REV2处操作。
[0124] 如图3所示，输入轴IS的转矩根据第二传动齿轮TF2的齿数比而改变，然后通过 第三离合器C3的操作输入到第一旋转元件N1作为反向旋转速度。并且，第二旋转元件N2 通过第一制动器B1的操作而操作为固定元件。
[0125] 因此，复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第二反向换档线RS2,而且REV2通过作 为输出元件的第三旋转元件N3输出。
[0126] 如上所述，根据本发明的第一示例性实施方案的行星齿轮系可通过组合一个复合 行星齿轮组CPG、三个传动齿轮TF1、TF2和TF3以及六个摩擦元件Cl、C2、C3、C4、B1和B2 来实现八个前进速度和两个倒档速度。
[0127] 并且，由于通过利用三个外部啮合的齿轮和行星齿轮组易于改变齿数比，能够设 置最佳的齿数比。由于可根据目标性能改变齿数比，因此可提高启动性能、动力传递性能和 燃料经济性。
[0128] 此外，由于实现了两个倒档速度，所以可以提高在倒档速度中的性能。
[0129] 并且，在每个换档速度处操作两个摩擦元件并松开一个摩擦元件以及操作另一摩 擦元件以便换档至相邻的换档速度。因此，完全满足换档控制条件。
[0130] 图4为根据本发明的第二示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0131] 参照图4,虽然在第一示例性实施方案中，第三离合器C3设置在输入轴IS和第二 传动齿轮TF2之间，而且第二制动器B2设置在第二传动齿轮TF2和变速器壳体Η之间，然 而在第二不例性实施方案中，第三离合器C3设置在第二传动齿轮TF2和第一旋转兀件Ν1 之间，而且第二制动器Β2设置在第一旋转元件Ν1和变速器壳体Η之间。
[0132] 也就是说，第二制动器Β2将第一旋转元件Ν1操作为固定元件，同时不操作第三离 合器C3。
[0133] 由于除第三离合器C3和第二制动器Β2的位置之外，第二示例性实施方案的功能 与第一不例性实施方案的功能相同，因此将省略其详细描述。
[0134] 图5为根据本发明的第三示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0135] 参照图5,虽然在第一示例性实施方案中，第四离合器C4设置在输入轴IS和第三 传动齿轮TF3之间，而且第一制动器B1设置在第三传动齿轮TF3和变速器壳体Η之间，然 而在第三示例性实施方案中，第四离合器C4设置在第三传动齿轮TF3和第二旋转元件Ν2 之间，而且第一制动器Β1设置在第二旋转元件Ν2和变速器壳体Η之间。
[0136] 也就是说，第一制动器Β1将第二旋转元件Ν2操作为固定元件，同时不操作第四离 合器C4。
[0137] 由于除第四离合器C4和第一制动器Β1的位置之外，第三示例性实施方案的功能 与第一不例性实施方案的功能相同，因此将省略其详细描述。
[0138] 图6为根据本发明的第四示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0139] 参照图6,虽然在第一示例性实施方案中，第一制动器Β1设置在第三传动驱动齿 轮TF3a和变速器壳体Η之间，然而在第四示例性实施方案中，第一制动器Β1设置在第三传 动从动齿轮TF3b和变速器壳体Η之间。
[0140] 由于除第一制动器Β1的位置之外，第四示例性实施方案的功能与第一示例性实 施方案的功能相同，因此将省略其详细描述。
[0141] 图7为根据本发明的第五示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。
[0142] 参照图7,虽然在第一示例性实施方案中，第二制动器Β2设置在第二传动驱动齿 轮TF2a和变速器壳体Η之间，然而在第五示例性实施方案中，第二制动器Β2设置在第二传 动从动齿轮TF2b和变速器壳体Η之间。
[0143] 由于除第二制动器Β2的位置之外，第五示例性实施方案的功能与第一示例性实 施方案的功能相同，因此将省略其详细描述。
[0144] 根据本发明的示例性实施方案，通过组合一个复合行星齿轮组、三个传动齿轮和 六个摩擦元件能够实现八个前进速度和两个倒档速度。
[0145] 此外，由于复合行星齿轮组设置在与输入轴平行设置的输出轴上并且通过作为外 部啮合的齿轮的传动齿轮连接至输入轴，因此可减少复合行星齿轮组的长度和提高可安装 性。
[0146] 并且，由于通过利用三个外部啮合的齿轮和行星齿轮组易于改变齿数比，可以设 置最佳的齿数比。由于可根据目标性能改变齿数比，因此可提高启动性能、动力传递性能和 燃料经济性。
[0147] 此外，由于实现了两个倒档速度，所以可以改善在倒档速度中的性能。
[0148] 并且，在每个换档速度处操作两个摩擦元件并松开一个摩擦元件以及操作另一摩 擦元件以便换档至相邻的换档速度。因此，完全满足换档控制条件。
[0149] 为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语"上"、"下"、"内"和"外"被用于参 考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
[0150] 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述 并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导， 可以进行很多改变和变化。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 方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式 所限定。
【权利要求】
1. 一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括： 输入轴，所述输入轴接收发动机的转矩； 输出轴，所述输出轴设置为远离所述输入轴并且与所述输入轴平行； 复合行星齿轮组，所述复合行星齿轮组设置在所述输出轴上，并且所述复合行星齿轮 组包括： 第一旋转元件，所述第一旋转元件通过分别具有外部啮合的齿轮的两条路径选择性地 连接至所述输入轴并且操作为选择的固定元件； 第二旋转元件，所述第二旋转元件通过具有外部啮合的齿轮的一条路径选择性地连接 至所述输入轴并且操作为选择的固定元件； 第三旋转元件，所述第三旋转元件连接至输出轴以便操作为输出元件；以及 第四旋转元件，所述第四旋转元件通过具有外部啮合的齿轮的一条路径选择性地连接 至所述输入轴； 三个传动齿轮，所述三个传动齿轮形成外部啮合的齿轮；以及 摩擦元件，所述摩擦元件包括： 离合器，所述离合器选择性地将第一旋转元件、第二旋转元件和第四旋转元件连接至 所述输入轴；以及 制动器，所述制动器选择性地将所述第一旋转元件和第二旋转元件连接至变速器壳 体。
2. 根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系， 其中所述复合行星齿轮组包括： 第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组；以及 第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且具有共用的环形齿 轮和行星架，以及 其中所述第一旋转元件为第二太阳齿轮，所述第二旋转元件为行星架，第三旋转元件 为环形齿轮，以及第四旋转元件为第一太阳齿轮。
3. 根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述三个传动齿 轮包括： 第一传动齿轮，所述第一传动齿轮包括： 第一传动驱动齿轮，所述第一传动驱动齿轮连接至所述输入轴；以及 第一传动从动齿轮，所述第一传动从动齿轮选择性地连接至所述第一旋转元件和所述 第四旋转元件； 第二传动齿轮，所述第二传动齿轮包括： 第二传动驱动齿轮，所述第二传动驱动齿轮连接至所述输入轴；以及 第二传动从动齿轮，所述第二传动从动齿轮连接至所述第一旋转元件；以及 第三传动齿轮，所述第三传动齿轮包括： 第三传动驱动齿轮，所述第三传动驱动齿轮连接至所述输入轴；以及 第三传动从动齿轮，所述第三传动从动齿轮连接至所述第二旋转元件。
4. 根据权利要求3所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系， 其中所述离合器包括： 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第四旋转元件之间； 第二离合器，所述第二离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第一旋转元件之间； 第三离合器，所述第三离合器设置在所述输入轴和所述第二传动齿轮之间； 第四离合器，所述第四离合器设置在所述输入轴和所述第三传动齿轮之间；以及 其中所述制动器包括： 第一制动器，所述第一制动器设置在所述第三传动齿轮和所述变速器壳体之间；以及 第二制动器，所述第二制动器设置在所述第二传动齿轮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行星齿轮系，其中所述第一制动器 设置在所述第三传动驱动齿轮和所述变速器壳体之间。
6. 根据权利要求4所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一制动器 设置在所述第三传动从动齿轮和所述变速器壳体之间。
7. 根据权利要求4所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第二制动器 设置在所述第二传动驱动齿轮和所述变速器壳体之间。
8. 根据权利要求4所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第二制动器 设置在所述第二传动从动齿轮和所述变速器壳体之间。
9. 根据权利要求3所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系， 其中所述离合器包括： 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第四旋转元件之间； 第二离合器，所述第二离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第一旋转元件之间； 第三离合器，所述第三离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第一旋转元件之间； 第四离合器，所述第四离合器设置在所述输入轴和所述第三传动齿轮之间；以及 其中所述制动器包括： 第一制动器，所述第一制动器设置在所述第三传动齿轮和所述变速器壳体之间；以及 第二制动器，所述第二制动器设置在所述第二传动齿轮和所述变速器壳体之间。
10. 根据权利要求3所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系， 其中所述离合器包括： 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第四旋转元件之间； 第二离合器，所述第二离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第一旋转元件之间； 第三离合器，所述第三离合器设置在所述输入轴和所述第二传动齿轮之间； 第四离合器，所述第四离合器设置在所述第三传动齿轮和所述第二旋转元件之间；以 及 其中所述制动器包括： 第一制动器，所述第一制动器设置在所述第三传动齿轮和所述变速器壳体之间；以及 第二制动器，所述第二制动器设置在所述第二传动齿轮和所述变速器壳体之间。
11. 根据权利要求4所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中 所述第一离合器和所述第一制动器在第一前进速度处操作， 所述第一离合器和所述第二制动器在第二前进速度处操作， 所述第一离合器和所述第二离合器在第三前进速度处操作， 所述第一离合器和所述第三离合器在第四前进速度处操作， 所述第一离合器和所述第四离合器在第五前进速度处操作， 所述第三离合器和所述第四离合器在第六前进速度处操作， 所述第二离合器和所述第四离合器在第七前进速度处操作， 所述第四离合器和所述第二制动器在第八前进速度处操作， 所述第二离合器和所述第一制动器在第一倒档速度处操作，以及 所述第三离合器和所述第一制动器在第二倒档速度处操作。
12. -种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括： 输入轴，所述输入轴接收发动机的转矩； 输出轴，所述输出轴设置为远离所述输入轴并且与所述输入轴平行； 复合行星齿轮组，所述复合行星齿轮组包括： 第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组；以及 第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且具有共用的环形齿 轮和行星架，并且包括为第二太阳齿轮的第一旋转元件、为行星架的第二旋转元件、为环形 齿轮的第三旋转元件，以及为第一太阳齿轮的第四旋转元件； 第一传动齿轮，所述第一传动齿轮包括： 第一传动驱动齿轮，所述第一传动驱动齿轮连接至所述输入轴；以及 第一传动从动齿轮，所述第一传动从动齿轮选择性地连接至所述第一旋转元件和所述 第四旋转元件； 第二传动齿轮，所述第二传动齿轮包括： 第二传动驱动齿轮，所述第二传动驱动齿轮连接至所述输入轴；以及 第二传动从动齿轮，所述第二传动从动齿轮连接至所述第一旋转元件； 第三传动齿轮，所述第三传动齿轮包括： 第三传动驱动齿轮，所述第三传动驱动齿轮连接至所述输入轴；以及 第三传动从动齿轮，所述第三传动从动齿轮连接至所述第二旋转元件；以及 摩擦元件，所述摩擦元件包括： 离合器，所述离合器选择性地将第一旋转元件、第二旋转元件和第四旋转元件连接至 所述输入轴；以及 制动器，所述制动器选择性地将所述第一旋转元件和第二旋转元件连接至变速器壳 体。
13. 根据权利要求12所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系， 其中所述离合器包括： 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第四旋转元件之间； 第二离合器，所述第二离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第一旋转元件之间； 第三离合器，所述第三离合器设置在所述输入轴和所述第二传动齿轮之间； 第四离合器，所述第四离合器设置在所述输入轴和所述第三传动齿轮之间；以及 其中所述制动器包括： 第一制动器，所述第一制动器设置在所述第三传动齿轮和所述变速器壳体之间；以及 第二制动器，所述第二制动器设置在所述第二传动齿轮和所述变速器壳体之间。
14. 根据权利要求13所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一制动 器设置在所述第三传动驱动齿轮和所述变速器壳体之间。
15. 根据权利要求13所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一制动 器设置在所述第三传动从动齿轮和所述变速器壳体之间。
16. 根据权利要求13所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第二制动 器设置在所述第二传动驱动齿轮和所述变速器壳体之间。
17. 根据权利要求13所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第二制动 器设置在所述第二传动从动齿轮和所述变速器壳体之间。
18. 根据权利要求12所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系， 其中所述离合器包括： 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第四旋转元件之间； 第二离合器，所述第二离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第一旋转元件之间； 第三离合器，所述第三离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第一旋转元件之间； 第四离合器，所述第四离合器设置在所述输入轴和所述第三传动齿轮之间；以及 其中所述制动器包括： 第一制动器，所述第一制动器设置在所述第三传动齿轮和所述变速器壳体之间；以及 第二制动器，所述第二制动器设置在所述第二传动齿轮和所述变速器壳体之间。
19. 根据权利要求12所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系， 其中所述离合器包括： 第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第四旋转元件之间； 第二离合器，所述第二离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第一旋转元件之间； 第三离合器，所述第三离合器设置在所述输入轴和所述第二传动齿轮之间； 第四离合器，所述第四离合器设置在所述第三传动齿轮和所述第二旋转元件之间；以 及 其中所述制动器包括： 第一制动器，所述第一制动器设置在所述第三传动齿轮和所述变速器壳体之间；以及 第二制动器，所述第二制动器设置在所述第二传动齿轮和所述变速器壳体之间。
【文档编号】F16H3/44GK104100683SQ201310674629
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年4月1日
【发明者】李昌郁, 徐罡寿, 鞠再昌, 朴钟述, 卢明勋 申请人:现代自动车株式会社