用于车辆的自动变速器的行星齿轮系的制作方法

本申请要求2015年5月13日提交的韩国专利申请第10-2015-0066915号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的自动变速器。更具体而言，本发明涉及一种车辆的自动变速器的行星齿轮系：其能够通过使用最少量的构成元件来实现前进挡位，从而提高动力传递性能并减少燃料消耗。

背景技术：

近些年来，油价的上涨导致人们投入了对提高燃料效率的无休止竞争中。

结果，就发动机而言已经进行了通过缩小尺寸而减小重量和增高燃料效率的研究，而就自动变速器而言已经进行了利用多挡位来同时确保可操作性和燃料效率竞争性的研究。

然而，在自动变速器中，随着挡位的增加，内部构件的数量也增加，因而自动变速器可能会难以安装，制造成本和重量可能会增加，并且动力传输效率可能会变差。

因此，为了利用多挡位来增大燃料效率提高的效果，对于能够利用较少数量的构件来实现最大效率的行星齿轮系的开发是至关重要的。

在这个方面，近些年来，已经趋于应用8速和9速自动变速器，并且对能够实现更多挡位的行星齿轮系的研究和开发也在活跃地进行中。

公开于该本发明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 成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

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，所述行星齿轮系的优点在于，通过利用设置在较低发动机转速下的驱动点来实现十个前进挡位和一个倒车挡位，从而提高动力传递性能和燃料效率。

根据本发明的各个方面，用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出改变了的发动机的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；第一旋转轴，其包括第一太阳轮和第三行星架，并且直接地连接至输入轴；第二旋转轴，其包括第一行星架和第三内齿圈，并且选择性地连接至变速器壳体；第三旋转轴，其包括第一内齿圈和第二行星架；第四旋转轴，其包括第二太阳轮；第五旋转轴，其包括第二内齿圈，并且直接连接至变速器壳体；第六旋转轴，其包括第三太阳轮；第七旋转轴，其包括第四太阳轮，选择性地连接至第四旋转轴，并且选择性地连接至变速器壳体；第八旋转轴，其包括第四行星架，选择性地连接至第三旋转轴，并且直接地连接至输出轴；以及第九旋转轴，其包括第四内齿圈，并且选择性地连接至第二旋转轴以及选择性地连接至第六旋转轴。

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每个可以是单小齿轮行星齿轮组。

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顺序地设置。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其介于第三旋转轴和第八旋转轴之间；第二离合器，其介于第二旋转轴和第九旋转轴之间；第三离合器，其介于第四旋转轴和第七旋转轴之间；第四离合器，其介于第六旋转轴和第九旋转轴之间；第一制动器，其介于第二 旋转轴和变速器壳体之间；以及第二制动器，其介于第七旋转轴和变速器壳体之间。

可以通过第二离合器和第三离合器以及第二制动器的操作而实现第一前进挡位，可以通过第一离合器和第二离合器以及第二制动器的操作而实现第二前进挡位，可以通过第二离合器和第四离合器以及第二制动器的操作而实现第三前进挡位，可以通过第一离合器和第四离合器以及第二制动器的操作而实现第四前进档位，可以通过第一离合器、第二离合器和第四离合器的操作而实现第五前进档位，可以通过第三离合器和第四离合器以及第一制动器的操作而实现第六前进挡位，可以通过第三离合器和第四离合器以及第二制动器的操作而实现第七前进挡位，可以通过第二离合器、第三离合器和第四离合器的操作而实现第八前进挡位，可以通过第四离合器以及第一制动器和第二制动器的操作而实现第九前进挡位，可以通过第一离合器、第三离合器和第四离合器的操作而实现第十前进档位，而可以通过第一离合器、第二离合器和第三离合器的操作而实现倒车挡位。

根据本发明的各个方面，用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出改变了的发动机的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；第一离合器，其选择性地将第二行星架连接至第四行星架；第二离合器，其选择性地将第三内齿圈连接至第四内齿圈；第三离合器，其选择性地将第二太阳轮连接至第四太阳轮；第四离合器，其选择性地将第三太阳轮连接至第四内齿圈；第一制动器，其选择性地将第一行星架连接至变速器壳体；第二制动器，其选择性地将第四太阳轮连接至变速器壳体，其中，输入轴可以直接地连接至第一太阳轮，输出轴可以直接地连接至第四行星架，第一太阳轮可以直接地连接至第三行星架，第一行星架可以直接地连接至第三内齿圈，第一内齿圈可以直接地连接至第二行星架，而第二内齿圈可以直接地连接至变速器壳体。

本发明的各个实施方案能够通过结合四个行星齿轮组和六个摩擦元件而实现十个前进挡位。由此，能够提高动力传递性能和燃料效率。

由于利用多挡位能够实现适合于发动机转速的挡位，因此能够提高安静行驶性。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如具有汽油动力和电力动力两者的车辆。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。

图2为根据本发明的示例性行星齿轮系的摩擦元件在每个挡位下的操作图。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。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。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的各个实施方案，其示例将在附图中示出并且在下文进行描述。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，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 形式、修改形式、等效形式以及其它实施方案。

图1为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。

参考图1，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系包括：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，各行星齿轮组设置在相同轴线上；输入轴IS；输出轴OS；九个旋转轴TM1至TM9，其包括第一行星齿轮组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的旋转元件的至少一个；六个摩擦元件C1至C4与B1至B2；以及变速器壳体H。

因此，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的配合而改变，并且改变了的扭矩通过输出轴OS输出。

行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4从发动机侧顺序地设置。

输入轴IS为输入构件，来自发动机的曲轴的动力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为输出构件，并且通过差动装置而将驱动扭矩传递至驱动车轮。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括以下元件作为其旋转元件：第一太阳轮S1；第一行星架PC1，其可旋转地支撑第一小齿轮P1，所述第一小齿轮P1与第一太阳轮S1外啮合；以及第一内齿圈R1，其与第一小齿轮P1内啮合。

第二行星齿轮组PG2是单小齿轮行星齿轮组，并且包括以下元件作为其旋转元件：第二太阳轮S2；第二行星架PC2，其可旋转地支撑第二小齿轮P2，所述第二小齿轮P2与第二太阳轮S2外啮合；以及第二内齿圈R2，其与第二小齿轮P2内啮合。

第三行星齿轮组PG3是单小齿轮行星齿轮组，并且包括以下元件作为其旋转元件：第三太阳轮S3；第三行星架PC3，其可旋转地支撑第三小齿轮P3，所述第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外啮合；以及第三内齿圈R3，其与第三小齿轮P3内啮合。

第四行星齿轮组PG4是单小齿轮行星齿轮组，并且包括以下元件作为其旋转元件：第四太阳轮S4；第四行星架PC4，其可旋转地支撑 第四小齿轮P4，所述第四小齿轮P4与第四太阳轮S4外啮合；以及第四内齿圈R4，其与第四小齿轮P4内啮合。

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，一个或多个旋转元件互相连接，以随九个旋转轴TM1至TM9一同运转。

将更具体地对九个旋转轴TM1至TM9进行描述。

第一旋转轴TM1包括第一太阳轮S1以及第三行星架PC3，并且直接地连接至输入轴IS，以始终作为输入元件工作。

第二旋转轴TM2包括第一行星架PC1和第三内齿圈R3，并且选择性地连接至变速器壳体H。

第三旋转轴TM3包括第一内齿圈R1和第二行星架PC2。

第四旋转轴TM4包括第二太阳轮S2。

第五旋转轴TM5包括第二内齿圈R2，并且直接地连接至变速器壳体H，以始终作为固定元件工作。

第六旋转轴TM6包括第三太阳轮S3。

第七旋转轴TM7包括第四太阳轮S4，选择性地连接至第四旋转轴TM4，并且选择性地连接至变速器壳体H。

第八旋转轴TM8包括第四行星架PC4，选择性地连接至第三旋转轴TM3，并且直接地连接至输出轴OS，从而始终作为输出元件工作。

第九旋转轴TM9包括第四内齿圈R4，并且选择性地连接至第二旋转轴TM2以及选择性地连接至第六旋转轴TM6。

另外，是摩擦元件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置在任意两个旋转轴之间的连接部分。

另外，是摩擦元件的两个制动器B1和B2设置在任意一个旋转轴和变速器壳体H之间的连接部分。

下面将更具体地描述六个摩擦元件C1至C4和B1至B2。

第一离合器C1介于第三旋转轴TM3和第八旋转轴TM8之间，并且选择性地将第三旋转轴TM3连接至第八旋转轴TM8。

第二离合器C2介于第二旋转轴TM2和第九旋转轴TM9之间，并且选择性地将第二旋转轴TM2连接至第九旋转轴TM9。

第三离合器C3介于第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7之间，并 且选择性地将第四旋转轴TM4连接至第七旋转轴TM7。

第四离合器C4介于第六旋转轴TM6和第九旋转轴TM9之间，并且选择性地将第六旋转轴TM6连接至第九旋转轴TM9。

第一制动器B1介于第二旋转轴TM2和变速器壳H之间，并且使第二旋转轴TM2作为选择性固定元件工作。

第二制动器B2介于第七旋转轴TM7和变速器壳H之间，并且使第七旋转轴TM7作为选择性固定元件工作。

摩擦元件可以是通过液压操作的湿式多片摩擦元件，所述摩擦元件包括第一离合器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。

图2为在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中，在每个挡位下的摩擦元件的操作图。

如图2所示，在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中，在每个挡位下有三个摩擦元件操作。

第二离合器C2和第三离合器C3以及第二制动器B2在第一前进挡位1ST下操作。

第一离合器C1和第二离合器C2以及第二制动器B2在第二前进挡位2ND下操作。

第二离合器C2和第四离合器C4以及第二制动器B2在第三前进挡位3RD下操作。

第一离合器C1和第四离合器C4以及第二制动器B2在第四前进挡位4TH下操作。

第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4在第五前进挡位5TH下操作。

第三离合器C3和第四离合器C4以及第一制动器B1在第六前进挡位6TH下操作。

第三离合器C3和第四离合器C4以及第二制动器B2在第七前进挡位7TH下操作。

第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4在第八前进挡位8TH下操作。

第四离合器C4以及第一制动器B1和第二制动器B2在第九前进 挡位9TH下操作。

第一离合器C1、第三离合器C3和第四离合器C4在第十前进挡位10TH下操作。

第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3在倒车挡位REV下操作。

下面将更具体地对本发明的各个实施方案的换挡过程进行描述。

如果第二离合器C2和第三离合器C3以及第二制动器B2在第一前进挡位1ST操作，则第二旋转轴TM2连接至第九旋转轴TM9，第四旋转轴TM4连接至第九旋转轴TM9，输入轴IS的旋转速度被输入至第一旋转轴TM1，而第五旋转轴TM5、第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，实现第一前进挡位。

如果第一离合器C1和第二离合器C2以及第二制动器B2在第二前进挡位2ND操作，则第三旋转轴TM3连接至第八旋转轴TM8，第二旋转轴TM2连接至第九旋转轴TM9，输入轴IS的旋转速度被输入至第一旋转轴TM1，而第五旋转轴TM5和第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，实现第二前进挡位。

如果第二离合器C2和第四离合器C4以及第二制动器B2在第三前进挡位3RD操作，则第二旋转轴TM2连接至第九旋转轴TM9，第六旋转轴TM6连接至第九旋转轴TM9，输入轴IS的旋转速度被输入至第一旋转轴TM1，而第五旋转轴TM5和第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，实现第三前进挡位。

如果第一离合器C1和第四离合器C4以及第二制动器B2在第四前进挡位4TH操作，则第三旋转轴TM3连接至第八旋转轴TM8，第六旋转轴TM6连接至第九旋转轴TM9，输入轴IS的旋转速度被输入至第一旋转轴TM1，而第五旋转轴TM5和第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，实现第四前进挡位。

如果第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4在第五前进挡位5TH操作，则第三旋转轴TM3连接至第八旋转轴TM8，第九旋转轴TM9连接至第二旋转轴TM2和第六旋转轴TM6，输入轴IS的旋转速度被输入至第一旋转轴TM1，而第五旋转轴TM5作为固定元件工作。由此，实现第五前进挡位。

如果第三离合器C3和第四离合器C4以及第一制动器B1在第六前进挡位6TH操作，则第四旋转轴TM4连接至第七旋转轴TM7，第六旋转轴TM6连接至第九旋转轴TM9，输入轴IS的旋转速度被输入至第一旋转轴TM1，而第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5作为固定元件工作。由此，实现第六前进挡位。

如果第三离合器C3和第四离合器C4以及第二制动器B2在第七前进挡位7TH操作，则第四旋转轴TM4连接至第七旋转轴TM7，第六旋转轴TM6连接至第九旋转轴TM9，输入轴IS的旋转速度被输入至第一旋转轴TM1，而第五旋转轴TM5、第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，实现第七前进挡位。

如果第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4在第八前进挡位8TH操作，则第二旋转轴TM2连接至第九旋转轴TM9，第四旋转轴TM4连接至第七旋转轴TM7，第六旋转轴TM6连接至第九旋转轴TM9，输入轴IS的旋转速度被输入至第一旋转轴TM1，而第五旋转轴TM5作为固定元件工作。由此，实现第八前进挡位。

如果第四离合器C4以及第一制动器B1和第二制动器B2在第九前进挡位9TH操作，则第六旋转轴TM6连接至第九旋转轴TM9，输入轴IS的旋转速度被输入至第一旋转轴TM1，而第五旋转轴TM5、第二旋转轴TM2和第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，实现第九前进挡位。

如果第一离合器C1、第三离合器C3和第四离合器C4在第10前进挡位10TH操作，则第三旋转轴TM3连接至第八旋转轴TM8，第四旋转轴TM4连接至第七旋转轴TM7，第六旋转轴TM6连接至第九旋转轴TM9，输入轴IS的旋转速度被输入至第一旋转轴TM1，而第五旋转轴TM5作为固定元件工作。由此，实现第十前进挡位。

如果第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3在倒车挡位REV操作，则第三旋转轴TM3连接至第八旋转轴TM8，第二旋转轴TM2连接至第九旋转轴TM9，第四旋转轴TM4连接至第七旋转轴TM7，输入轴IS的旋转速度被输入至第一旋转轴TM1，而第五旋转轴TM5作为固定元件工作。由此，实现倒车挡位。

根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以通过对四个行星齿 轮组PG1、PG2、PG3和PG4，四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2进行控制而实现十个前进挡位和一个倒车挡位。

由此，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够提高动力传递性能和燃料效率。

由于利用多挡位能够实现适合于发动机转速的挡位，因此能够提高安静行驶性。

另外，由于在每个挡位有三个摩擦元件操作，并且不操作的摩擦元件的数量得到最小化，所以能够减小摩擦阻力损失。因此，能够提高动力传递效率和燃料效率。

前面对本发明具体示例性实施方案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。