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10-2015-0066907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，本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其能够利用最简化的配置来实现十一个前进速度挡位，并能够提高动力传递性能以降低燃料消耗。

背景技术：

近来，油价的上涨迫使制造商生产更高燃料效率的车辆。具体地，就发动机而言，制造商在努力通过缩小发动机尺寸等等来降低重量并提高车辆的燃料效率。

其结果是，就发动机而言，人们正在进行通过缩减尺寸来降低重量并提高燃料效率的研究；就自动变速器而言，人们正在进行通过提供多个速度挡位来同时提高燃料效率、可操作性以及燃料效率的竞争力的研究。

然而，在自动变速器中，随着变速器的速度级或挡位的增加，其内部构件的数量也会增加，从而，会导致自动变速器难以安装，其制造成本和重量也会增加，并且动力传递效率亦会变差。

因此，为了利用多个速度挡位来增加燃料效率提升的效果，对于能够利用少量的构件来产生最大化效率的行星齿轮系的开发是至关重要的。

在这方面，近年来，八速和九速的自动变速器已经趋向于实施，对于能够实现更多变速器挡位的行星齿轮系的研究和开发也在积极地 进行着。

公开于本发明的背景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，其优点在于：通过利用简化的配置来实现十一个前进速度挡位和一个倒车挡位，以提高动力传递性能并降低燃料成本；并且利用在发动机的较低的每分钟转数(RPM)范围内的驱动点来改善车辆的安静行驶性能。

根据本发明的各个方面，一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的动力；输出轴，其输出改变了的发动机的动力；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、第二行星架以及第二内齿圈；第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架以及第三内齿圈；第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架以及第四内齿圈；第一旋转轴，其包括所述第一太阳轮和所述第二太阳轮，并且与变速器壳体选择性地连接；第二旋转轴，其包括所述第一行星架和所述第四内齿圈；第三旋转轴，其包括所述第一内齿圈，并且与变速器壳体选择性地连接；第四旋转轴，其包括所述第二行星架，并且与所述输入轴直接地连接以作为输入元件而持续性地工作；第五旋转轴，其包括所述第二内齿圈和所述第三太阳轮，并且与所述第二旋转轴选择性地连接；第六旋转轴，其包括所述第三行星架，并且与所述第二旋转轴选择性地连接；第七旋转轴，其包括所述第三内齿圈和所述第四行星架，并且与所述输出轴直接地连接以作为输出元件而持续性地工作；第八旋转轴，其包括所述第四太阳轮，与所述输入轴选择性地连接，以及与所述第六旋转轴选择性地连接；以及六个摩擦元件，其设置为使得至少两个旋转轴彼此选择性地连接并且使得至少一个旋转轴与变速器壳体彼此选择性地连接。

所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮 组以及所述第四行星齿轮组中的每个行星齿轮组可以分别为单小齿轮行星齿轮组。

所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组以及所述第四行星齿轮组可以从发动机侧顺序地布置。

所述六个摩擦元件可以包括：第一离合器，其插置在所述输入轴和所述第八旋转轴之间；第二离合器，其插置在所述第二旋转轴与所述第五旋转轴之间；第三离合器，其插置在所述第二旋转轴与所述第六旋转轴之间；第四离合器，其插置在所述第六旋转轴与所述第八旋转轴之间；第一制动器，其插置在所述第一旋转轴与变速器壳体之间；第二制动器，其插置在所述第三旋转轴与变速器壳体之间。

通过选择性地操作所述六个摩擦元件的每个摩擦元件而实现的挡位可以包括：第一前进速度挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器而实现；第二前进速度挡位，其通过同时操作所述第三离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器而实现；第三前进速度挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器而实现；第四前进速度挡位，其通过同时操作所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器而实现；第五前进速度挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第二制动器而实现；第六前进速度挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器而实现；第七前进速度挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器而实现；第八前进速度挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器而实现；第九前进速度挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第一制动器而实现；第十前进速度挡位，其通过同时操作所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器而实现；第十一前进速度挡位，其通过同时操作所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器而实现；以及倒车挡位，其通过同时操作所述第四离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器而实现。

根据本发明的各个方面，一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的动力；输出轴，其输出改变了 的发动机的动力；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、第二行星架以及第二内齿圈；第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架以及第三内齿圈；第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架以及第四内齿圈；第一离合器，其将所述输入轴与所述第四太阳轮选择性地连接；第二离合器，其将所述第一行星架和所述第四内齿圈与所述第二内齿圈和所述第三太阳轮选择性地连接；第三离合器，其将所述第一行星架和所述第四内齿圈与所述第三行星架选择性地连接；第四离合器，其将所述第三行星架与所述第四太阳轮选择性地连接；第一制动器，其将所述第一太阳轮选择性地连接至变速器壳体；以及第二制动器，其将所述第一内齿圈选择性地连接至变速器壳体，其中，所述输入轴可以与所述第二行星架直接地连接，所述输出轴可以与所述第四行星架直接地连接，所述第一太阳轮可以与所述第二太阳轮直接地连接，所述第一行星架可以与所述第四内齿圈直接地连接，所述第二内齿圈可以与所述第三太阳轮直接地连接，并且所述第三内齿圈可以与所述第四行星架直接地连接。

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，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电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，根据并入本文中的附图和随后的具体实施方案，这些特性和优点将是显而易见的，或者将进行详细陈述，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为用于根据本发明的示例性行星齿轮系的各个摩擦元件在每 个挡位的操作图。

应当理解，所附附图并非是按照比例，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。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

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示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案相结合进行描述，应当理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选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

图1为根据本发明各个实施方案的行星齿轮系的示意图。

参见图1，根据本发明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的轴线上；输入轴IS；输出轴OS；八个旋转轴TM1至TM8，其使第一行星齿轮组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的各个旋转元件彼此直接地连接；六个摩擦元件C1至C4和B1至B2；以及变速器壳体H。

从而，从输入轴IS输入的旋转动力由第一行星齿轮组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的协同作用而改变，并且改变了的旋转动力经由输出轴OS输出。

此外，各个简单的行星齿轮组从发动机侧按照第一行星齿轮组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的次序进行布置。

输入轴IS为输入构件，其中来自发动机曲轴的旋转动力通过扭矩变换器而变换为扭矩，并且被输入至输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，以将改变了的驱动力经由差动装置传递至驱动轴。

第一行星齿轮组PG1(其为单小齿轮行星齿轮组)包括这样的旋转元件：第一太阳轮S1、第一行星架PC1和第一内齿圈R1。第一行星架PC1支撑第一小齿轮P1，第一小齿轮P1与第一太阳轮S1外啮合，所述第一内齿圈R1与第一小齿轮P1内啮合。

第二行星齿轮组PG2(其为单小齿轮行星齿轮组)包括第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二内齿圈R2，第二行星架PC2支撑第二小齿轮P2，第二小齿轮P2与第二太阳轮S2外啮合，第二内齿圈R2与第二小齿轮P2内啮合。

第三行星齿轮组PG3(其为单小齿轮行星齿轮组)包括第三太阳轮S3、第三行星架PC3以及第三内齿圈R3，第三行星架PC3支撑第三小齿轮P3，第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外啮合，第三内齿圈R3与第三小齿轮P3内啮合。

第四行星齿轮组PG4(其为单小齿轮行星齿轮组)包括第四太阳轮S4、第四行星架PC4以及第四内齿圈R4，第四行星架PC4支撑第四小齿轮P4，第四小齿轮P4与第四太阳轮S4外啮合，第四内齿圈R4与第四小齿轮P4内啮合。

此外，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具有一个或多个彼此直接连接的旋转元件，以随着所具有的八个旋转轴TM1至TM8工作。

下面将对八个旋转轴TM1至TM8的配置进行描述。

第一旋转轴TM1配置为包括第一太阳轮S1和第二太阳轮S2，并且选择性地连接至变速器壳体H。

第二旋转轴TM2配置为包括第一行星架PC1和第四内齿圈R4。

第三旋转轴TM3配置为包括第一内齿圈R1，并且选择性地连接至变速器壳体H。

第四旋转轴TM4配置为包括第二行星架PC2，并且与输入轴IS直接地连接以作为输入元件工作。

第五旋转轴TM5配置为包括第二内齿圈R2和第三太阳轮S3，并且与第二旋转轴TM2选择性地连接。

第六旋转轴TM6配置为包括第三行星架PC3，并且与第二旋转轴TM2选择性地连接。

第七旋转轴TM7配置为包括第三内齿圈R3和第四行星架PC4，并且与输出轴OS直接地连接以始终的作为输出元件。

第八旋转轴TM8配置为包括第四太阳轮S4，并且与输入轴IS选择性地连接以及与第六旋转轴TM6选择性地连接。

此外，作为摩擦元件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置在旋转轴TM1至TM8中的任意两个旋转轴彼此选择性地连接的部分。

此外，作为摩擦元件的两个制动器B1和B2设置在旋转轴TM1至TM8中的任意一个旋转轴选择性地连接至变速器壳体H的部分。

下面将对六个摩擦元件C1至C4和B1至B2设置的位置进行描述。

第一离合器C1插置在输入轴IS与第八旋转轴TM8之间，用以使得输入轴IS与第八旋转轴TM8彼此选择性地结合。

第二离合器C2插置在第二旋转轴TM2与第五旋转轴TM5之间，用以使得第二旋转轴TM2与第五旋转轴TM5彼此选择性地结合。

第三离合器C3插置在第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6之间，用以使得第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6彼此选择性地结合。

第四离合器C4插置在第六旋转轴TM6与第八旋转轴TM8之间，用以使得第六旋转轴TM6与第八旋转轴TM8彼此选择性地结合。

第一制动器B1插置在第一旋转轴TM1与变速器壳体H之间，用以使得第一旋转轴TM1选择性地作为固定元件。

第二制动器B2插置在第三旋转轴TM3与变速器壳体H之间，用以使得第三旋转轴TM3选择性地作为固定元件。

各个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，所述摩擦元件可以由利用液压而摩擦性地接合的多片式液压摩擦接合单元形成。

图2为用于根据本发明各个实施方案的示例性行星齿轮系的各个摩擦元件在每个挡位的操作图。

如图2中所示，通过在每个挡位操作三个摩擦元件，而使根据本发明各个实施方案的行星齿轮系执行换挡。

第一前进速度挡位1ST通过同时操作第一离合器C1、第一制动器B1以及第二制动器B2来实现。

第二前进速度挡位2ND通过同时操作第三离合器C3、第一制动器B1以及第二制动器B2来实现。

第三前进速度挡位3RD通过同时操作第一离合器C1、第三离合器C3以及第二制动器B2来实现。

第四前进速度挡位4TH通过同时操作第二离合器C2、第三离合器C3以及第二制动器B2来实现。

第五前进速度挡位5TH通过同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2来实现。

第六前进速度挡位6TH通过同时操作第一离合器C1、第四离合器C4以及第二制动器B2来实现。

第七前进速度挡位7TH通过同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第四离合器C4来实现。

第八前进速度挡位8TH通过同时操作第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1来实现。

第九前进速度挡位9TH通过同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第一制动器B1来实现。

第十前进速度挡位10TH通过同时操作第二离合器C2、第三离合器C3以及第一制动器B1来实现。

第十一前进速度挡位11TH通过同时操作第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1来实现。

倒车挡位REV通过同时操作第四离合器C4、第一制动器B1以及第二制动器B2来实现。

下面将更详细地描述换挡过程。

在第一前进速度挡位1ST，当第一离合器C1、第一制动器B1以及第二制动器B2同时操作时，在输入轴IS与第八旋转轴TM8连接的状态下，经由第四旋转轴TM4和第八旋转轴TM8执行输入，并且第一旋转轴TM1和第三旋转轴TM3作为固定元件工作，从而实现向第一前进速度挡位的换挡。

在第二前进速度挡位2ND，当第三离合器C3、第一制动器B1以及第二制动器B2同时操作时，在第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6连接的状态下，经由第四旋转轴TM4执行输入，并且第一旋转轴TM1 和第三旋转轴TM3作为固定元件工作，从而实现向第二前进速度挡位的换挡。

在第三前进速度挡位3RD，当第一离合器C1、第三离合器C3以及第二制动器B2同时操作时，在输入轴IS与第八旋转轴TM8连接以及第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6连接的状态下，经由第四旋转轴TM4执行输入，并且第三旋转轴TM3作为固定元件工作，从而实现向第三前进速度挡位的换挡。

在第四前进速度挡位4TH，当第二离合器C2、第三离合器C3以及第二制动器B2同时操作时，在第二旋转轴TM2与第五旋转轴TM5连接以及第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6连接的状态下，经由第四旋转轴TM4执行输入，并且第三旋转轴TM3作为固定元件工作，从而实现向第四前进速度挡位的换挡。

在第五前进速度挡位5TH，当第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2同时操作时，在输入轴IS与第八旋转轴TM8连接以及第二旋转轴TM2与第五旋转轴TM5连接的状态下，经由第四旋转轴TM4和第八旋转轴TM8执行输入，并且第三旋转轴TM3作为固定元件工作，从而实现向第五前进速度挡位的换挡。

在第六前进速度挡位6TH，当第一离合器C1、第四离合器C4以及第二制动器B2同时操作时，在输入轴IS与第八旋转轴TM8连接并且第六旋转轴TM6与第八旋转轴TM8连接的状态下，经由第四旋转轴TM4和第八旋转轴TM8执行输入，并且第三旋转轴TM3作为固定元件工作，从而实现向第六前进速度挡位的换挡。

在第七前进速度挡位7TH，当第一离合器C1、第二离合器C2以及第四离合器C4同时操作时，在输入轴IS与第八旋转轴TM8连接，第二旋转轴TM2与第五旋转轴TM5连接，以及第六旋转轴TM6与第八旋转轴TM8连接，从而使得上述所有的构件都整体地连接的状态下，经由第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7执行输入，从而实现向第七前进速度挡位的换挡。

在第八前进速度挡位8TH，当第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1同时操作时，在输入轴IS与第八旋转轴TM8连接以及第六旋转轴TM6与第八旋转轴TM8连接的状态下，经由第四旋转 轴TM4和第七旋转轴TM7执行输入，并且第一旋转轴TM1作为固定元件工作，从而实现向第八前进速度挡位的换挡。

在第九前进速度挡位9TH，当第一离合器C1、第二离合器C2以及第一制动器B1同时操作时，在输入轴IS与第八旋转轴TM8连接以及第二旋转轴TM2与第五旋转轴TM5连接的状态下，经由第四旋转轴TM4和第八旋转轴TM8执行输入，并且第一旋转轴TM1作为固定元件工作，从而实现向第九前进速度挡位的换挡。

在第十前进速度挡位10TH，当第二离合器C2、第三离合器C3以及第一制动器B1同时操作时，在第二旋转轴TM2与第五旋转轴TM5连接以及第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6连接的状态下，经由第四旋转轴TM4执行输入，并且第一旋转轴TM1作为固定元件工作，从而实现向第十前进速度挡位的换挡。

在第十一前进速度挡位11TH，当第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1同时操作时，在输入轴IS与第八旋转轴TM8连接以及第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6连接的状态下，经由第四旋转轴TM4执行输入，并且第一旋转轴TM1作为固定元件工作，从而实现向第十一前进速度挡位的换挡。

在倒车挡位REV，当第四离合器C4、第一制动器B1以及第二制动器B2同时操作时，在第六旋转轴TM6与第八旋转轴TM8连接的状态下，经由第四旋转轴TM4执行输入，并且第一旋转轴TM1和第三旋转轴TM3作为固定元件工作，从而实现向倒车挡位的换挡。

如上所述，根据本发明各个实施方案，通过对四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2进行操作控制，具有四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3及PG4的行星齿轮系可以实现十一个前进速度挡位和一个倒车挡位。

根据本发明的各个实施方案，利用自动变速器的多个速度挡位，能够提高动力传递效率和燃料效率。

此外，由于利用自动变速器的多个挡位实现了基于发动机RPM的合适的挡位，因此能够显著地改善行驶安静性。

进一步的，由于每个挡位有三个摩擦元件操作，因此最少化了不操作的摩擦元件的数量，以减小摩擦阻力的损失，因此能够更好的改 善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。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在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不同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价形式所限定。