CN103807373A

CN103807373A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系

Info

Publication number: CN103807373A
Application number: CN201310394949.XA
Authority: CN
Inventors: 卢明勋; 沈烋台; 徐罡寿; 鞠再昌; 李昌郁; 朴钟述
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2014-05-21
Also published as: JP2014092272A; DE102013109041A1; US20140128206A1; US8974343B2

Abstract

一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，可包括第一轴、第二轴、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、三个传动齿轮和摩擦元件，第一轴接收发动机的转矩；第二轴与第一轴基本平行设置；第一行星齿轮组设置在第一轴上并且包括作为旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮；第二行星齿轮组设置在第二轴上并且包括作为旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮；第三行星齿轮组设置在第二轴上并且包括作为旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮；三个传动齿轮形成外部啮合齿轮；摩擦元件与第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组的旋转元件选择性地互连或选择性地将旋转元件连接到变速器外壳。

Description

用于车辆的自动变速器的行星齿轮系

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月5日提交的韩国专利申请第10-2012-0124111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，本发明涉及用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，能够通过缩短其长度而改进可安装性，并且通过提高动力传递性能来降低燃料消耗。

背景技术

近来，由于全球高油价和排放气体法规的加强，车辆制造商将其全部力量都投入在提高燃料经济性上。

可以通过在自动变速器内实现更大数量的换档速度的多档位机构来实现燃料经济性的提高。典型地，通过结合多个行星齿轮组和摩擦元件来实现行星齿轮系。

众所周知，当行星齿轮系实现了更大数量的换档速度时，就能够对行星齿轮系的速度比进行更为优化的设计，因而车辆能够具有经济的燃料里程以及更好的性能。出于这一原因，能够实现更多换档速度的行星齿轮系处于不断的研究中。

尽管实现了相同数量的速度，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的操作机构。此外，行星齿轮系依据其布局而具有不同的特征，例如耐久性、动力传递效率和尺寸。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。

但是，如果换档速度的数量增加，在自动变速器中的组件的数量同样增加。因此，可安装性、成本、重量和动力传递效率可能变差。

特别地，由于具有许多组件的行星齿轮系难以安装在前轮驱动车辆内，因此已经开展了对最小化组件数量的研究。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，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一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，作为通过结合设置在第一轴和第二轴上的三个行星齿轮组、三个外部啮合齿轮和五个摩擦元件而实现具有优良的摩擦元件的操作条件和级比的八个前进速度和一个倒档速度的结果，其具有通过缩短其长度而改进可安装性并通过提高动力传递性能来降低燃料消耗的优点。

根据本发明的各个方面的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：第一轴、第二轴、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、三个传动齿轮、摩擦元件，其中所述第一轴接收发动机的转矩；所述第二轴与所述第一轴基本平行地设置；所述第一行星齿轮组设置在所述第一轴上，并且包括作为输出元件或固定元件操作的第一太阳齿轮、直接地连接到所述第一轴并作为输入元件操作的第一行星架以及作为输出元件操作的第一环形齿轮，其中所述第一太阳齿轮、所述第一行星架和所述第一环形齿轮是所述第一行星齿轮组的旋转元件；所述第二行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括通过外部啮合齿轮连接到所述第一环形齿轮的第二太阳齿轮、第二行星架以及通过外部啮合齿轮选择性地连接到所述第一行星架和所述第一环形齿轮的第二环形齿轮，其中所述第二太阳齿轮、所述第二行星架以及所述第二环形齿轮是所述第二行星齿轮组的旋转元件；所述第三行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括连接到所述第二环形齿轮的第三太阳齿轮、选择性地连接到所述第二行星架并直接地连接到输出齿轮以作为输出元件操作的第三行星架以及通过外部啮合齿轮选择性地连接到所述第一太阳齿轮的第三环形齿轮，其中所述第三太阳齿轮、所述第三行星架和所述第三环形齿轮是所述第三行星齿轮组的旋转元件；所述三个传动齿轮形成所述外部啮合齿轮；所述摩擦元件与所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组的旋转元件选择性地互连，或者选择性地将至少一个旋转元件连接到变速器外壳。

所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组的每一个都可以是单小齿轮行星齿轮组。

所述三个传动齿轮可以包括：第一传动齿轮、第二传动齿轮和第三传动齿轮，其中所述第一传动齿轮选择性地将所述第一行星架连接到所述第二环形齿轮；所述第二传动齿轮将所述第一环形齿轮直接地连接到所述第二太阳齿轮，并且选择性地连接到所述第二环形齿轮；所述第三传动齿轮选择性地将所述第一太阳齿轮连接到所述第三环形齿轮。

所述摩擦元件可以包括：第一制动器，第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器，其中所述第一制动器设置在所述第一太阳齿轮和所述变速器外壳之间；所述第一离合器设置在所述第一太阳齿轮和所述第三传动齿轮之间；所述第二离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第二环形齿轮之间；所述第三离合器设置在所述第二行星架和所述第三行星架之间；所述第四离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第二环形齿轮之间。

所述第一制动器以及所述第一离合器和所述第四离合器可以在第一前进速度处进行操作，所述第一制动器以及所述第一离合器和第二离合器可以在第二前进速度处进行操作，所述第一离合器、第二离合器和第四离合器可以在第三前进速度处进行操作，所述第一离合器、第二离合器和第三离合器可以在第四前进速度处进行操作，所述第一离合器、第三离合器和第四离合器可以在第五前进速度处进行操作，所述第二离合器、第三离合器和第四离合器可以在第六前进速度处进行操作，所述第一制动器以及所述第三离合器和第四离合器可以在第七前进速度处进行操作，所述第一制动器以及所述第二离合器和第三离合器可以在第八前进速度处进行操作，并且所述第一制动器以及所述第一离合器和第三离合器可以在倒档速度处进行操作。

根据本发明的各个其他方面的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：第一轴、第二轴、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第一制动器、第一离合器、第二离合器、第三离合器以及第四离合器，其中所述第一轴接收发动机的转矩；所述第二轴与所述第一轴基本平行地设置；所述第一行星齿轮组设置在所述第一轴上，并且包括作为输出元件或固定元件操作的第一太阳齿轮、直接地连接到所述第一轴并总是作为输入元件操作的第一行星架以及作为输出元件操作的第一环形齿轮；所述第二行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括连接到所述第一环形齿轮的第二太阳齿轮、第二行星架以及选择性地连接到所述第一行星架和所述第一环形齿轮的第二环形齿轮；所述第三行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括连接到所述第二环形齿轮的第三太阳齿轮、选择性地连接到所述第二行星架并直接地连接到输出齿轮以作为输出元件操作的第三行星架以及选择性地连接到所述第一太阳齿轮的第三环形齿轮；所述第一传动齿轮选择性地将所述第一行星架连接到所述第二环形齿轮；所述第二传动齿轮将所述第一环形齿轮直接地连接到所述第二太阳齿轮，并且选择性地连接到所述第二环形齿轮；所述第三传动齿轮选择性地将所述第一太阳齿轮连接到所述第三环形齿轮；所述第一制动器设置在所述第一太阳齿轮和所述变速器外壳之间；所述第一离合器设置在所述第一太阳齿轮和所述第三传动齿轮之间；所述第二离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第二环形齿轮之间；所述第三离合器设置在所述第二行星架和所述第三行星架之间；所述第四离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第二环形齿轮之间。

所述第一制动器以及所述第一离合器和第四离合器可以在第一前进速度处进行操作，所述第一制动器以及所述第一离合器和第二离合器可以在第二前进速度处进行操作，所述第一离合器、第二离合器和第四离合器可以在第三前进速度处进行操作，所述第一离合器、第二离合器和第三离合器可以在第四前进速度处进行操作，所述第一离合器、第三离合器和第四离合器可以在第五前进速度处进行操作，所述第二离合器、第三离合器和第四离合器可以在第六前进速度处进行操作，所述第一制动器以及所述第三离合器和第四离合器可以在第七前进速度处进行操作，所述第一制动器以及所述第二离合器和第三离合器可以在第八前进速度处进行操作，并且所述第一制动器以及所述第一离合器和第三离合器可以在倒档速度处进行操作。

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他特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

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为应用于根据本发明的示例性行星齿轮系的每一个换档速度处的摩擦构件的操作图表。

图3A为根据本发明的在第一前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。

图3B为根据本发明的在第二前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。

图3C为根据本发明的在第三前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。

图3D为根据本发明的在第四前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。

图3E为根据本发明的在第五前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。

图3F为根据本发明的在第六前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。

图3G为根据本发明的在第七前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。

图3H为根据本发明的在第八前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。

图3I为根据本发明的在倒档速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。

具体实施方式

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了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。

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，并且在本说明书中相同的构成元件由相同的附图标记表示。在具体描述中，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为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。参照图1，行星齿轮系包括第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3、五个摩擦元件B1、C1、C2、C3和C4，以及三个传动齿轮TF1、TF2和TF3。

第一行星齿轮组PG1设置在第一轴IS1上，并且第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3设置在第二轴IS2上，第二轴IS2设置为与第一轴IS1分开并与第一轴IS1基本平行。

因此，来自第一轴IS1的转矩输入通过第一行星齿轮组PG1被传递至第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3，通过第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的操作被转换成八个前进速度和一个倒档速度，然后通过输出齿轮OG输出。

第一行星齿轮组PG1为单小齿轮行星齿轮组，并且具有第一太阳齿轮S1、第一环形齿轮R1，以及以可旋转的方式支持与第一太阳齿轮S1和第一环形齿轮R1接合的第一小齿轮P1的第一行星架PC1。第一太阳齿轮S1、第一环形齿轮R1和/或第一行星架PC1为第一行星齿轮组PG1的旋转元件。

第二行星齿轮组PG2为单小齿轮行星齿轮组，并且具有第二太阳齿轮S2、第二环形齿轮R2，以及以可旋转的方式支持与第二太阳齿轮S2和第二环形齿轮R2接合的第二小齿轮P2的第二行星架PC2。第二太阳齿轮S2、第二环形齿轮R2和/或第二行星架PC2为第二行星齿轮组PG2的旋转元件。

第三行星齿轮组PG3为单小齿轮行星齿轮组，并且具有第三太阳齿轮S3、第三环形齿轮R3，以及以可旋转的方式支持与第三太阳齿轮S3和第三环形齿轮R3接合的第三小齿轮P3的第三行星架PC3。第三太阳齿轮S3、第三环形齿轮R3和/或第三行星架PC3为第三行星齿轮组PG3的旋转元件。

第一行星架PC1直接地连接到第一轴IS1，并作为输入元件操作（并且在一些情况下总是作为输入元件来操作）。

此外，第二环形齿轮R2通过第二轴IS2连接到第三太阳齿轮S3，第二行星架PC2选择性地连接到第三行星架PC3，并且第三行星架PC3直接地连接到输出齿轮OG，并作为输出元件操作（并且在一些情况下总是作为输出元件来操作）。

显示的是（但不限于此）第二环形齿轮R2通过第二轴IS2连接到第三太阳齿轮S3。也即，在一些情况下，第二环形齿轮R2可以通过设置在第二轴IS2的外圆周部分之上的旋转构件连接到第三太阳齿轮S3，而没有在旋转构件和第二轴IS2之间的旋转干扰。

此外，第一行星架PC1和第一轴IS1通过外部啮合齿轮选择性地连接到第二环形齿轮R2，第一太阳齿轮S1通过外部啮合齿轮选择性地连接到第三环形齿轮R3并且选择性地连接到变速器外壳H，并且第一环形齿轮R1通过外部啮合齿轮连接到第二太阳齿轮S2并且通过外部啮合齿轮选择性地连接到第二环形齿轮R2。

作为外部啮合齿轮的第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2和第三传动齿轮TF3可以为螺旋齿轮，并且分别具有彼此外部啮合的第一传动驱动齿轮TF1a、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TF1b、第二传动从动齿轮TF2b和第三传动从动齿轮TF3b。

第一传动齿轮TF1包括直接地连接到第一行星架PC1的第一传动驱动齿轮TF1a以及选择性地连接到第二环形齿轮R2的第一传动从动齿轮TF1b。因此，第一传动齿轮TF1选择性地将第一行星架PC1与第二环形齿轮R2连接。

第二传动齿轮TF2包括直接地连接到第一环形齿轮R1的第二传动驱动齿轮TF2a以及直接地连接到第二太阳齿轮S2并且选择性地连接到第二环形齿轮R2的第二传动从动齿轮TF2b。因此，第二传动齿轮TF2将第一环形齿轮R1直接地连接到第二太阳齿轮S2，并且选择性地连接到第二环形齿轮R2。

第三传动齿轮TF3包括选择性地连接到第一太阳齿轮S1的第三传动驱动齿轮TF3a以及直接地连接到第三环形齿轮R3的第三传动从动齿轮TF3b。因此，第三传动齿轮TF3选择性地将第一太阳齿轮S1连接到第三环形齿轮R3。

通过第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2和第三传动齿轮TF3彼此连接的旋转元件相对于彼此在相反的方向上旋转。根据在换档速度处需要的速度比设定第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2和第三传动齿轮TF3的齿数比。

将对摩擦元件B1、C1、C2、C3和C4的布置进行具体的描述。

第一制动器B1设置在第一太阳齿轮S1和变速器外壳H之间。第一离合器C1设置在第一太阳齿轮S1和第三传动齿轮TF3之间。第二离合器C2设置在第二传动齿轮TF2和第二环形齿轮R2之间。第三离合器C3设置在第二行星架PC2和第三行星架PC3之间。第四离合器C4设置在第一传动齿轮TF1和第二环形齿轮R2之间。

由第一离合器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组成的摩擦元件是传统的通过液压操作的湿式多片摩擦元件。

图2为应用于根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的每一个换档速度处的摩擦构件的操作图表。如图2所示，根据本发明的各个实施方案，在每一个换档速度处操作三个摩擦元件。

第一制动器B1、第一离合器C1和第四离合器C4在第一前进速度1^ST处操作。第一制动器B1、第一离合器C1和第二离合器C2在第二前进速度2^ND处操作。第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4在第三前进速度3^RD处操作。第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3在第四前进速度4^TH处操作。第一离合器C1、第三离合器C3和第四离合器C4在第五前进速度5^TH处操作。第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4在第六前进速度6^TH处操作。第一制动器B1、第三离合器C3和第四离合器C4在第七前进速度7^TH处操作。第一制动器B1、第二离合器C2和第三离合器C3在第八前进速度8^TH处操作。第一制动器B1、第一离合器C3和第三离合器C3在倒档速度Rev处操作。

图3A至图3I为根据本发明的各个实施方案的在每一个换档速度处的行星齿轮系的杠杆图，并且通过杠杆分析方法示出了行星齿轮系的换档过程。

参照图3A至图3I，第一行星齿轮组PG1的三条竖直线被设定为从左到右图形化地表示作为第一旋转元件N1的第一太阳齿轮S1，作为第二旋转元件N2的第一行星架PC1，以及作为第三旋转元件N3的第一环形齿轮R1。

此外，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3根据第三离合器C3的操作而作为可选的复合行星齿轮组来操作。第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的四条竖直线被设定为从左到右图形化地表示作为第四旋转元件N4的第二太阳齿轮S2，作为第五旋转元件N5的第三环形齿轮R3，作为第六旋转元件N6的第三行星架PC3或第二行星架PC2和第三行星架PC3，以及作为第七旋转元件N7的第二环形齿轮R2和第三太阳齿轮S3。

由于从第一前进速度至第三前进速度没有操作第三离合器C3，因此第三行星架PC3被设定为第六旋转元件N6。然而，由于从第四前进速度至第八前进速度以及在倒档速度处操作了第三离合器C3，因此第二行星架PC2和第三行星架PC3被设定为第六旋转元件N6。

此外，中间水平线表示旋转速度为“0”，上水平线表示旋转速度为“1.0”，并且下水平线表示旋转速度为“-1.0”。

“-”意味着旋转元件在发动机的旋转方向的相反方向上旋转。这是因为旋转元件通过第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2和第三传动齿轮TF3而非空转齿轮彼此外部啮合。

此外，旋转速度为“1.0”表示与作为

输入轴的第一轴IS1相同的旋转速度。根据每一个齿数比（太阳齿轮的齿数/环形齿轮的齿数）近似地或大致地设定在第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的竖直线之间的距离。

接下来，参考图2以及图3A至图3I，将具体描述根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的换档过程。

第一前进速度

参考图2，在第一前进速度1^ST处操作第一制动器B1以及第一离合器C1和第四离合器C4。

如图3A所示，第一轴IS1的旋转速度输入至第二旋转元件N2，并且通过第一制动器B1和第一离合器C1的操作将第一旋转元件N1和第五旋转元件N5作为固定元件来操作。

因此，根据第二传动齿轮TF2的齿数比降低第三旋转元件N3的旋转速度，然后将第三旋转元件N3的旋转速度作为反相旋转速度输入至第四旋转元件N4，并且通过第四离合器C4的操作，根据第一传动齿轮TF1的齿数比改变第一轴IS1的旋转速度，然后将第一轴IS1的旋转速度作为反相旋转速度输入至第七旋转元件N7。

因此，第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第一换档线SP1，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D1。此时，第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成了粗虚线T，但是对换档不具有任何影响。

第二前进速度

在第二前进速度2^ND处，松开在第一前进速度1^ST处操作的第四离合器C4，并操作第二离合器C2。

如图3B所示，第一轴IS1的旋转速度输入至第二旋转元件N2，并且通过第一制动器B1和第一离合器C1的操作将第一旋转元件N1和第五旋转元件N5作为固定元件来操作。

因此，根据第二传动齿轮TF2的齿数比降低第三旋转元件N3的旋转速度，然后将第三旋转元件N3的旋转速度作为反相旋转速度输入至第四旋转元件N4，并且通过第二离合器C2的操作使第二行星齿轮组PG2变为直接联接状态。

因此，第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第二换档线SP2，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D2。此时，第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成了粗虚线T，但是对换档不具有任何影响。

第三前进速度

在第三前进速度3^RD处，松开在第二前进速度2^ND处操作的第一制动器B1，并操作第四离合器C4。

如图3C所示，第一轴IS1的旋转速度输入至第二旋转元件N2，第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4，第一旋转元件N1通过第一离合器C1的操作通过第三传动齿轮TF3连接到第五旋转元件N5，并且第二旋转元件N2通过第四离合器C4的操作通过第一传动齿轮TF1连接到第七旋转元件N7。

因此，第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成第三换档线SP3，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D3。此时，第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成了粗虚线T，但是对换档不具有任何影响。

第四前进速度

在第四前进速度4^TH处，松开在第三前进速度3^RD处操作的第四离合器C4，并操作第三离合器C3。

如图3D所示，第一轴IS1的旋转速度输入至第二旋转元件N2，第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4，第一旋转元件N1通过第一离合器C1的操作通过第三传动齿轮TF3连接到第五旋转元件N5，并且第三旋转元件N3通过第二离合器C2的操作通过第二传动齿轮TF2连接到第七旋转元件N7。

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的旋转元件形成第四换档线SP4，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D4。

第五前进速度

在第五前进速度处5^TH，松开在第四前进速度4^TH处操作的第二离合器C2，并操作第四离合器C4。

如图3E所示，第一轴IS1的旋转速度输入至第二旋转元件N2，并且通过第四离合器C4的操作经由第一传动齿轮TF1输入至第七旋转元件N7。

此外，第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4，并且第一旋转元件N1通过第一离合器C1的操作通过第三传动齿轮TF3连接到第五旋转元件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，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D5。

第六前进速度

在第六前进速度6^TH处，松开在第五前进速度5^TH处操作的第一离合器C1，并操作第二离合器C2。

如图3F所示，第一轴IS1的旋转速度输入至第二旋转元件N2，并且通过第四离合器C4的操作经由第一传动齿轮TF1输入至第七旋转元件N7。

此外，第三旋转元件N3连接到第四旋转元件N4，并且通过第二传动齿轮TF2通过第二离合器C2的操作连接到第七旋转元件N7。

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的旋转元件形成第六换档线SP6，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D6。

第七前进速度

在第七前进速度7^TH处，松开在第六前进速度6^TH处操作的第二离合器C2，并操作第一制动器B1。

如图3G所示，第一轴IS1的旋转速度输入至第二旋转元件N2，并且通过第四离合器C4的操作通过第一传动齿轮TF1输入至第七旋转元件N7，并且通过第一制动器B1的操作将第一旋转元件N1作为固定元件来操作。

此外，第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件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，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D7。

第八前进速度

在第八前进速度8^TH处，松开在第七前进速度7^TH处操作的第四离合器C4，并操作第二离合器C2。

如图3H所示，第一轴IS1的旋转速度输入至第二旋转元件N2，并且通过第一制动器B1的操作将第一旋转元件N1作为固定元件来操作。

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的旋转元件形成第八换档线SP8，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出D8。

倒档速度

如图2所示，在倒档速度Rev处操作第一制动器B1以及第一离合器C1和第三离合器C3。

如图3I所示，第一轴IS1的旋转速度输入至第二旋转元件N2，并且通过第一制动器B1和第一离合器C1的操作将第一旋转元件N1和第五旋转元件N5作为固定元件来操作。

因此，第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的旋转元件形成倒档线RS，并且通过作为输出元件的第六旋转元件N6输出REV。

在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中，由于三个行星齿轮组被分别地设置在第一轴和第二轴上，所述第一轴和所述第二轴设置为彼此分开并且彼此基本平行，因此可以缩短其长度并可以改进可安装性。

此外，由于通过使用三个外部啮合齿轮和行星齿轮组易于改变齿数比，因此可以设定最优的齿数比。由于能够根据目标性能改变齿数比，因此可以提高启动性能。因此，可以使用启动离合器代替转矩转换器。

由于在每一个换档速度处操作三个摩擦元件，因此可以使未操作的摩擦元件最少化并可以降低牵引转矩。此外，可以通过提高动力传递效率来降低燃料消耗。另外，由于能够降低每一个摩擦元件的转矩负荷，因此可以紧凑设计。

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。对示例性实施方案进行选择和描述的目的在于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不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。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。

Claims

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

第一轴，所述第一轴接收发动机的转矩；

第二轴，所述第二轴与所述第一轴基本平行地设置；

第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组设置在所述第一轴上，并且包括作为输出元件或固定元件操作的第一太阳齿轮、直接地连接到所述第一轴并作为输入元件操作的第一行星架以及作为输出元件操作的第一环形齿轮，其中所述第一太阳齿轮、所述第一行星架和所述第一环形齿轮是所述第一行星齿轮组的旋转元件；

第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括通过外部啮合齿轮连接到所述第一环形齿轮的第二太阳齿轮、第二行星架以及通过外部啮合齿轮选择性地连接到所述第一行星架和所述第一环形齿轮的第二环形齿轮，其中所述第二太阳齿轮、所述第二行星架以及所述第二环形齿轮是所述第二行星齿轮组的旋转元件；

第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括连接到所述第二环形齿轮的第三太阳齿轮、选择性地连接到所述第二行星架并直接地连接到输出齿轮以作为输出元件操作的第三行星架以及通过外部啮合齿轮选择性地连接到所述第一太阳齿轮的第三环形齿轮，其中所述第三太阳齿轮、所述第三行星架和所述第三环形齿轮是所述第三行星齿轮组的旋转元件；

三个传动齿轮，所述三个传动齿轮形成所述外部啮合齿轮；以及

摩擦元件，所述摩擦元件与所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组的旋转元件选择性地互连，或者选择性地将至少一个旋转元件连接到变速器外壳。

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，其中所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和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，所述第一传动齿轮选择性地将所述第一行星架连接到所述第二环形齿轮；

第二传动齿轮，所述第二传动齿轮将所述第一环形齿轮直接地连接到所述第二太阳齿轮，并且选择性地连接到所述第二环形齿轮；以及

第三传动齿轮，所述第三传动齿轮选择性地将所述第一太阳齿轮连接到所述第三环形齿轮。

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，其中所述摩擦元件包括：

第一制动器，所述第一制动器设置在所述第一太阳齿轮和所述变速器外壳之间；

第一离合器，所述第一离合器设置在所述第一太阳齿轮和所述第三传动齿轮之间；

第二离合器，所述第二离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第二环形齿轮之间；

第三离合器，所述第三离合器设置在所述第二行星架和所述第三行星架之间；以及

第四离合器，所述第四离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第二环形齿轮之间。

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：

所述第一制动器以及所述第一离合器和所述第四离合器在第一前进速度处进行操作，

所述第一制动器以及所述第一离合器和所述第二离合器在第二前进速度处进行操作，

所述第一离合器、所述第二离合器和所述第四离合器在第三前进速度处进行操作，

所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器在第四前进速度处进行操作，

所述第一离合器、所述第三离合器和所述第四离合器在第五前进速度处进行操作，

所述第二离合器、所述第三离合器和所述第四离合器在第六前进速度处进行操作，

所述第一制动器以及所述第三离合器和所述第四离合器在第七前进速度处进行操作，

所述第一制动器以及所述第二离合器和所述第三离合器在第八前进速度处操作，

所述第一制动器以及所述第一离合器和所述第三离合器在倒档速度处操作。

6.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

第一轴，所述第一轴接收发动机的转矩；

第二轴，所述第二轴与所述第一轴基本平行地设置；

第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组设置在所述第一轴上，并且包括作为输出元件或固定元件操作的第一太阳齿轮、直接地连接到所述第一轴并作为输入元件操作的第一行星架以及作为输出元件操作的第一环形齿轮；

第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括连接到所述第一环形齿轮的第二太阳齿轮、第二行星架以及选择性地连接到所述第一行星架和所述第一环形齿轮的第二环形齿轮；

第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组设置在所述第二轴上，并且包括连接到所述第二环形齿轮的第三太阳齿轮、选择性地连接到所述第二行星架并直接地连接到输出齿轮以作为输出元件操作的第三行星架以及选择性地连接到所述第一太阳齿轮的第三环形齿轮；

第二传动齿轮，所述第二传动齿轮将所述第一环形齿轮直接地连接到所述第二太阳齿轮，并且选择性地连接到所述第二环形齿轮；

第三传动齿轮，所述第三传动齿轮选择性地将所述第一太阳齿轮连接到所述第三环形齿轮；

7.根据权利要求6所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组。

8.根据权利要求6所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中：

所述第一制动器以及所述第一离合器和所述第二离合器在第二前进速度处操作，

所述第一制动器以及所述第一离合器和第三离合器在倒档速度处操作。