CN106812885A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其可以包括:输入轴,其接收发动机的扭矩;输出轴,其输出经改变的发动机的扭矩;第一行星齿轮组,其包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件;第二行星齿轮组,其包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件;第三行星齿轮组,其包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件;第四行星齿轮组,其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件;以及六个摩擦元件,其选择性地连接旋转元件,或选择性地连接旋转元件中的至少一个与变速器壳体。

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2015年12月2日提交的韩国专利申请第10-2015-0171008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的行星齿轮系。更具体而言,本发明涉及这样一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其通过使用最少数量的构成元件来实现十个前进速度挡位,从而依据多速度挡位来提高动力传递性能和燃料效率,以及通过使用在低发动机转速的驱动点来改善安静行驶性能。
背景技术
近期油价的上涨使得车辆制造商需要满足提高燃料效率的全球需求。
由此,已经对发动机在通过缩减尺寸而降低重量和提高燃料效率方面进行了研究,还对通过实现具有多速度挡位的自动变速器而同时确保驾驶性能和对于最大化燃料效率的竞争性两者进行着研究。
然而,就自动变速器而言,随着挡位数量的增加,内部构件的数量也会增加,由此,自动变速器可能会难以安装,其制造成本和重量可能会增加,并且其动力传递效率可能会变差。
因此,就自动变速器而言,为了使通过多速度挡位来提升燃料效率的效果增强,对于能够利用少数量的构件而带来最大效率的行星齿轮系的开发会是重要的。
在这个方面,近些年来,趋向于将高于8速的自动变速器应用和安装在车辆上,并且对于能够实现更多速度挡位的行星齿轮系的研究和开发也已经在积极地进行中。
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。
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行星齿轮系,其通过使用最少数量的构成元件来实现十个前进速度挡位和两个倒车挡位,从而依据多挡位来提高动力传递性能和燃料效率,以及通过使用在低发动机转速的驱动点来改善安静行驶性能。
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,其接收发动机的扭矩;输出轴,其输出经改变的发动机的扭矩;第一行星齿轮组,其包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件;第二行星齿轮组,其包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件;第三行星齿轮组,其包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件;第四行星齿轮组,其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件;以及六个摩擦元件,其选择性地连接旋转元件,或选择性地连接旋转元件中的至少一个与变速器壳体,其中用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以进一步包括:第一旋转轴,其包括第一旋转元件,并且直接地连接至输入轴;第二旋转轴,其包括第二旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;第三旋转轴,其包括第三旋转元件、第六旋转元件和第九旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;第四旋转轴,其包括第四旋转元件和第八旋转元件;第五旋转轴,其包括第五旋转元件,并且选择性地连接至第二旋转元件;第六旋转轴,其包括第七旋转元件和第十旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;第七旋转轴,其包括第十一旋转元件,并且直接地连接至输出轴;以及第八旋转轴,其包括第十二旋转元件,并且选择性地连接至第二旋转轴,以及选择性地连接至第四旋转轴。
第一行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,并且包括为第一旋转元件的第一太阳轮、为第二旋转元件的第一行星架以及为第三旋转元件的第一内齿圈,第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,并且包括为第四旋转元件的第二太阳轮、为第五旋转元件的第二行星架以及为第六旋转元件的第二内齿圈,第三行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,并且包括为第七旋转元件的第三太阳轮、为第八旋转元件的第三行星架以及为第九旋转元件的第三内齿圈,第四行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组,并且包括为第十旋转元件的第四太阳轮、为第十一旋转元件的第四行星架以及为第十二旋转元件的第四内齿圈。
六个摩擦元件可以包括:第一离合器,其选择性地连接第四旋转轴和第八旋转轴;第二离合器,其选择性地连接第二旋转轴和第八旋转轴;第三离合器,其选择性地连接第二旋转轴和第五旋转轴;第一制动器,其选择性地连接第三旋转轴和变速器壳体;第二制动器,其选择性地连接第六旋转轴和变速器壳体;以及第三制动器,其选择性地连接第二旋转轴和变速器壳体。
通过摩擦元件的选择性操作所实现的速度挡位包括:第一前进速度挡位,其通过第二离合器、第一制动器和第二制动器的同时操作而实现;第二前进速度挡位,其通过第一离合器、第二离合器和第三制动器的同时操作而实现;第三前进速度挡位,其通过第一离合器、第二离合器和第一制动器的同时操作而实现;第四前进速度挡位,其通过第一离合器、第三离合器和第二制动器的同时操作而实现;第五前进速度挡位,其通过第二离合器、第三离合器和第二制动器的同时操作而实现;第六前进速度挡位,其通过第一离合器、第二离合器和第三离合器的同时操作而实现;第七前进速度挡位,其通过第二离合器、第三离合器和第一制动器的同时操作而实现;第八前进速度挡位,其通过第二离合器、第三离合器和第三制动器的同时操作而实现;第九前进速度挡位,其通过第一离合器、第三离合器和第一制动器的同时操作而实现;第十前进速度挡位,其通过第一离合器、第三离合器和第三制动器的同时操作而实现;第一倒车挡位,其通过第一离合器、第二制动器和第三制动器的同时操作而实现;第二倒车挡位,其通过第一离合器、第二离合器和第二制动器的同时操作而实现。
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,其接收发动机的扭矩;输出轴,其输出经改变的发动机的扭矩;第一行星齿轮组,其是单小齿轮行星齿轮组,并且包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件;第二行星齿轮组,其是单小齿轮行星齿轮组,并且包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件;第三行星齿轮组,其是单小齿轮行星齿轮组,并且包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件;以及第四行星齿轮组,其是单小齿轮行星齿轮组,并且包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件,其中,用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括:第一旋转轴,其包括第一旋转元件,并且直接地连接至输入轴;第二旋转轴,其包括第二旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;第三旋转轴,其包括第三旋转元件、第六旋转元件和第九旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;第四旋转轴,其包括第四旋转元件和第八旋转元件;第五旋转轴,其包括第五旋转元件,并且择性地连接至第二旋转轴;第六旋转轴,其包括第七旋转元件和第十旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;第七旋转轴,其包括第十一旋转元件,并且直接地连接至输出轴;第八旋转轴,其包括第十二旋转元件,并且选择性地连接至第二旋转轴,以及选择性地连接至第四旋转轴;第一离合器,其选择性地连接第四旋转轴和第八旋转轴;第二离合器,其选择性地连接第二旋转轴和第八旋转轴;第三离合器,其选择性地连接第二旋转轴和第五旋转轴;第一制动器,其选择性地连接第三旋转轴和变速器壳体;第二制动器,其选择性地连接第六旋转轴和变速器壳体;第三制动器,其选择性地连接第二旋转轴和变速器壳体。
第一行星齿轮组可以包括为第一旋转元件的第一太阳轮,为第二旋转元件的第一行星架,以及为第三旋转元件的第一内齿圈;第二行星齿轮组包括为第四旋转元件的第二太阳轮,为第五旋转元件的第二行星架,以及为第六旋转元件的第二内齿圈;第三行星齿轮组包括为第七旋转元件的第三太阳轮,为第八旋转元件的第三行星架,以及为第九旋转元件的第三内齿圈;第四行星齿轮组包括为第十旋转元件的第四太阳轮,为第十一旋转元件的第四行星架,以及为第十二旋转元件的第四内齿圈。
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,其接收发动机的扭矩;输出轴,其输出经改变的发动机的扭矩;第一行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,并且包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈;第二行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,并且包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;第三行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,并且包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈;第四行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,且包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿,并且其中,用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括:第一旋转轴,其包括第一太阳轮,并且直接地连接至输入轴;第二旋转轴,其包括第一行星架,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、第二内齿圈和第三内齿圈,并且选择性地连接至变速器壳体;第四旋转轴,其包括第二太阳轮和第三行星架;第五旋转轴,其包括第二行星架,并且选择性地连接至第二旋转轴;第六旋转轴,其包括第三太阳轮和第四太阳轮,并且选择性地连接至变速器壳体;第七旋转轴,其包括第四行星架,并且直接地连接至输出轴;第八旋转轴,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四旋转轴;以及六个摩擦元件,其选择性地连接旋转轴,或选择性地连接至少一个旋转轴与变速器壳体。
根据本发明的各个实施方案的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系通过将为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组和六个摩擦元件相结合,而能够实现多于十个前进速度挡位和两个倒车挡位。
此外,根据本发明的各个实施方案的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系通过利用自动变速器的多速度挡位来实现适合于发动机转数的速度挡位,从而能够极大地改善安静行驶性能。
此外,根据本发明的各个实施方案的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系能够通过高效率的多速度挡位而最大化发动机工作的效率,以及改善动力传递性能和燃料效率。
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实施方案的行星齿轮系的示意图。
图2为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系中,摩擦元件在每个挡位的操作图表。
应当理解,附图不一定是按照比例绘制的,而是呈现各种特征的简化表示,以对本发明的基本原理进行说明。本发明所公开的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)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呈现在附图中并描述如下。尽管将结合示例性的实施方案来描述本发明,但是应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性的实施方案。相反,本发明旨在不但覆盖这些示例性的实施方案,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选形式、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:设置在相同轴线上的第一行星齿轮组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;输入轴IS;输出轴OS;八个旋转轴TM1至TM8,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的至少一个旋转元件;六个摩擦元件C1至C3与B1至B3;以及变速器壳体H。
由此,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的协作而改变,并且经改变的扭矩通过输出轴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,其与输入轴IS平行地设置,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为单小齿轮行星齿轮组,并且包括:作为第一旋转元件N1的第一太阳轮S1;作为第二旋转元件N2的第一行星架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;以及作为第三旋转元件N3的第一内齿圈R1,其与第一小齿轮P1内啮合。
第二行星齿轮组PG2为单小齿轮行星齿轮组,并且包括:作为第四旋转元件N4的第二太阳轮S2;作为第五旋转元件N5的第二行星架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;以及作为第六旋转元件N6的第二内齿圈R2,其与第二小齿轮P2内啮合。
第三行星齿轮组PG3为单小齿轮行星齿轮组,并且包括:作为第七旋转元件N7的第三太阳轮S3;作为第八旋转元件N8的第三行星架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;以及作为第九旋转元件N9的第三内齿圈R3,其与第三小齿轮P3内啮合。
第四行星齿轮组PG4为单小齿轮行星齿轮组,并且包括:作为第十旋转元件N10的第四太阳轮S4;作为第十一旋转元件N11的第四行星架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;以及作为第十二旋转元件N12的第四内齿圈R4,其与第四小齿轮P4内啮合。
第三旋转元件N3直接地连接至第六旋转元件N6和第九旋转元件N9,第四旋转元件N4直接地连接至第八旋转元件N8,第七旋转元件N7直接地连接至第十旋转元件N10,而第一行星齿轮组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利用八个旋转轴TM1至TM8而工作。
将更具体地对八个旋转轴TM1至TM8进行描述。
第一旋转轴TM1包括第一旋转元件N1,并且直接地连接至输入轴IS,从而始终作为输入元件工作。
第二旋转轴TM2包括和第二旋转元件N2,并且选择性地连接至变速器壳体H,从而作为选择性固定元件工作。
第三旋转轴TM3包括第三旋转元件N3、第六旋转元件N6以及第九旋转元件N9,并且选择性地连接至变速器壳体H,从而作为选择性固定元件工作。
第四旋转轴TM4包括第四旋转元件N4以及第八旋转元件N8,并且直接地连接至输入轴IS,从而始终作为输入元件工作。
第五旋转轴TM5包括第五旋转元件N5,并且选择性地连接至第二旋转轴TM2。
第六旋转轴TM6包括和第七旋转元件N7以及第十旋转元件N10,并且选择性地连接至变速器壳体H,从而作为选择性固定元件工作。
第七旋转轴TM7包括第十一旋转元件N11,并且直接地连接至输出轴OS,从而始终作为输出元件工作。
第八旋转轴TM8包括第十二旋转元件N12,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四旋转轴TM4。
另外,为摩擦元件的三个离合器C1、C2和C3设置在任意两个旋转轴之间的连接部分处。
另外,为摩擦元件的三个制动器B1、B2和B3设置在任意一个旋转轴和变速器壳体H之间的连接部分处。
将更具体地对六个摩擦元件C1至C3和B1至B3进行描述。
第一离合器C1设置在第四旋转轴TM4和第八旋转轴TM8之间,并且选择性地连接第四旋转轴TM4和第八旋转轴TM8。
第二离合器C2设置在第二旋转轴TM2和第八旋转轴TM8之间,并且选择性地连接第二旋转轴TM2和第八旋转轴TM8。
第三离合器C3设置在第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5之间,并且选择性地连接第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5。
第一制动器B1设置在第三旋转轴TM3和变速器壳体H之间,从而使第三旋转轴TM3作为选择性固定元件工作。
第二制动器B2设置在第六旋转轴TM6和变速器壳体H之间,从而使第六旋转轴TM6作为选择性固定元件工作。
第三制动器B3设置在第二旋转轴TM2和变速器壳H之间,从而使第二旋转轴TM2作为选择性固定元件工作。
摩擦元件包括第一离合器C1、第二离合器C2以及第三离合器C3和第一制动器B1、第二制动器B2以及第三制动器B3,所述摩擦元件可以是通过液压操作的湿式多片式摩擦元件。
图2为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中,摩擦元件在每个挡位的操作图表。
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,三个摩擦元件在每个挡位操作。将更具体地对本发明的各个实施方案中的换挡过程进行描述。
在第一前进速度挡位D1,第二离合器C2、第一制动器B1和第二制动器B2同时操作。据此,在通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第八旋转轴TM8的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。此外,在通过第一制动器B1的操作而第三旋转轴TM3用作固定元件,以及通过第二制动器B2的操作而第六旋转轴TM6用作固定元件的情况下,扭矩输入通过每个旋转轴的协作而改变至第一前进速度挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
在第二前进速度挡位D2,第一离合器C1、第二离合器C2和第三制动器B3同时操作。据此,在通过第一离合器C1的操作而第四旋转轴TM4连接至第八旋转轴TM8,通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第八旋转轴TM8的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。此外,在通过第三制动器B3的操作而第二旋转轴TM2作为固定元件工作的情况下,扭矩输入通过每个旋转轴的协作而改变至第二前进速度挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
在第三前进速度挡位D3,第一离合器C1、第二离合器C2和第一制动器B1同时操作。据此,在通过第一离合器C1的操作而第四旋转轴TM4连接至第八旋转轴TM8,通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第八旋转轴TM8的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。此外,在通过第一制动器B1的操作而第三旋转轴TM3作为固定元件工作的情况下,扭矩输入通过每个旋转轴的协作而改变至第三前进速度挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
在第四前进速度挡位D4,第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2同时操作。据此,在通过第一离合器C1的操作而第四旋转轴TM4连接至第八旋转轴TM8,通过第三离合器C3的操作而第二旋转轴TM2连接至第五旋转轴TM5的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。此外,在通过第二制动器B2的操作而第六旋转轴TM6作为固定元件工作的情况下,扭矩输入通过每个旋转轴的协作而改变至第四前进速度挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
在第五前进速度挡位D5,第二离合器C2、第三离合器C3和第二制动器B2同时操作。据此,在通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第八旋转轴TM8,通过第三离合器C3的操作而第二旋转轴TM2连接至第五旋转轴TM5的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。此外,在通过第二制动器B2的操作而第六旋转轴TM6作为固定元件工作的情况下,扭矩输入通过每个旋转轴的协作而改变至第五前进速度挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
在第六前进速度挡位D6,第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3同时操作。据此,在通过第一离合器C1的操作而第四旋转轴TM4连接至第八旋转轴TM8,通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第八旋转轴TM8,通过第三离合器C3的操作而第二旋转轴TM2连接至第五旋转轴TM5的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。于是,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彼此直接连接的情况下,扭矩输入改变至第六前进速度挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
在第七前进速度挡位D7,第二离合器C2、第三离合器C3和第一制动器B1同时操作。据此,在通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第八旋转轴TM8,通过第三离合器C3的操作而第二旋转轴TM2连接至第五旋转轴TM5的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。此外,在通过第一制动器B1的操作而第三旋转轴TM3作为固定元件工作的情况下,扭矩输入通过每个旋转轴的协作而改变至第七前进速度挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
在第八前进速度挡位D8,第二离合器C2、第三离合器C3和第三制动器B3同时操作。据此,在通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第八旋转轴TM8,通过第三离合器C3的操作而第二旋转轴TM2连接至第五旋转轴TM5的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。此外,在通过第三制动器B3的操作而第二旋转轴TM2作为固定元件工作的情况下,扭矩输入通过每个旋转轴的协作而改变至第八前进速度挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
在第九前进速度挡位D9,第一离合器C1、第三离合器C3和第一制动器B1同时操作。据此,在通过第一离合器C1的操作而第四旋转轴TM4连接至第八旋转轴TM8,通过第三离合器C3的操作而第二旋转轴TM2连接至第五旋转轴TM5的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。此外,在通过第一制动器B1的操作而第三旋转轴TM3作为固定元件工作的情况下,扭矩输入通过每个旋转轴的协作而改变至第九前进速度挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
在第十前进速度挡位D10,第一离合器C1、第三离合器C3和第三制动器B3同时操作。据此,在通过第一离合器C1的操作而第四旋转轴TM4连接至第八旋转轴TM8,通过第三离合器C3的操作而第二旋转轴TM2连接至第五旋转轴TM5的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。此外,在通过第三制动器B3的操作而第二旋转轴TM2作为固定元件工作的情况下,扭矩输入通过每个旋转轴的协作而改变至第十前进速度挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
在第一倒车挡位REV1,第一离合器C1、第二制动器B2和第三制动器B3同时操作。据此,在通过第一离合器C1的操作而第四旋转轴TM4连接至第八旋转轴TM8的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。此外,在通过第二制动器B2的操作而第六旋转轴TM6用作固定元件以及通过第三制动器B3的操作而第二旋转轴TM2用作固定元件的情况下,扭矩输入通过每个旋转轴的协作而改变至第一倒车挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
在第二倒车挡位REV2,第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2同时操作。据此,在通过第一离合器C1的操作而第四旋转轴TM4连接至第八旋转轴TM8,通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第八旋转轴TM8的情况下,输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1。此外,在通过第二制动器B2的操作而第六旋转轴TM6作为固定元件工作的情况下,扭矩输入通过每个旋转轴的协作而改变至第二倒车挡位,并且经改变的扭矩通过包括第七旋转轴TM7的输出轴OS而输出。
根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够通过利用三个离合器C1、C2和C3以及三个制动器B1、B2和B3来对四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4进行控制,从而实现至少十个前进速度挡位和两个倒车挡位。
此外,根据本发明的各个实施方案的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系通过利用自动变速器的多速度挡位来实现适合于发动机转数的速度挡位,从而能够极大地改善安静行驶性能。
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。

Claims (10)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其包括:
输入轴,其接收发动机的扭矩;
输出轴,其输出经改变的发动机的扭矩;
第一行星齿轮组,其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件;
第二行星齿轮组,其包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件;
第三行星齿轮组,其包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件;
第四行星齿轮组,其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件;
六个摩擦元件,其选择性地连接旋转元件,或者选择性地连接旋转元件中的至少一个与变速器壳体,
其中,用于车辆的自动变速器的行星齿轮系进一步包括:
第一旋转轴,其包括第一旋转元件,并且直接地连接至输入轴;
第二旋转轴,其包括第二旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;
第三旋转轴,其包括第三旋转元件、第六旋转元件和第九旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;
第四旋转轴,其包括第四旋转元件和第八旋转元件;
第五旋转轴,其包括第五旋转元件,并且选择性地连接至第二旋转轴;
第六旋转轴,其包括第七旋转元件和第十旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;
第七旋转轴,其包括第十一旋转元件,并且直接地连接至输出轴;
第八旋转轴,其包括第十二旋转元件,并且选择性地连接至第二旋转轴,以及选择性地连接至第四旋转轴。
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:
第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,并且包括为第一旋转元件的第一太阳轮、为第二旋转元件的第一行星架、以及为第三旋转元件的第一内齿圈;
第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,并且包括为第四旋转元件的第二太阳轮、为第五旋转元件的第二行星架、以及为第六旋转元件的第二内齿圈;
第三行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,并且包括为第七旋转元件的第三太阳轮、为第八旋转元件的第三行星架、以及为第九旋转元件的第三内齿圈;
第四行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,并且包括为第十旋转元件的第四太阳轮、为第十一旋转元件的第四行星架、以及为第十二旋转元件的第四内齿圈。
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,六个摩擦元件包括:
第一离合器,其选择性地连接第四旋转轴和第八旋转轴;
第二离合器,其选择性地连接第二旋转轴和第八旋转轴;
第三离合器,其选择性地连接第二旋转轴和第五旋转轴;
第一制动器,其选择性地连接第三旋转轴和变速器壳体;
第二制动器,其选择性地连接第六旋转轴和变速器壳体;
第三制动器,其选择性地连接第二旋转轴和变速器壳体。
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,通过摩擦元件的选择性操作所实现的速度挡位包括:
第一前进速度挡位,其通过第二离合器、第一制动器以及第二制动器的同时操作而实现;
第二前进速度挡位,其通过第一离合器、第二离合器以及第三制动器的同时操作而实现;
第三前进速度挡位,其通过第一离合器、第二离合器以及第一制动器的同时操作而实现;
第四前进速度挡位,其通过第一离合器、第三离合器以及第二制动器的同时操作而实现;
第五前进速度挡位,其通过第二离合器、第三离合器以及第二制动器的同时操作而实现;
第六前进速度挡位,其通过第一离合器、第二离合器以及第三离合器的同时操作而实现;
第七前进速度挡位,其通过第二离合器、第三离合器以及第一制动器的同时操作而实现;
第八前进速度挡位,其通过第二离合器、第三离合器以及第三制动器的同时操作而实现;
第九前进速度挡位,其通过第一离合器、第三离合器以及第一制动器的同时操作而实现;
第十前进速度挡位,其通过第一离合器、第三离合器以及第三制动器的同时操作而实现;
第一倒车挡位,其通过第一离合器、第二制动器以及第三制动器的同时操作而实现;
第二倒车挡位,其通过第一离合器、第二离合器以及第二制动器的同时操作而实现。
5.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其包括:
输入轴,其接收发动机的扭矩;
输出轴,其输出经改变的发动机的扭矩;
第一行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,并且包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件;
第二行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,并且包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件;
第三行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,并且包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件;
第四行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,并且包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件,
其中,用于车辆的自动变速器的行星齿轮系包括:
第一旋转轴,其包括第一旋转元件,并且直接地连接至输入轴;
第二旋转轴,其包括第二旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;
第三旋转轴,其包括第三旋转元件、第六旋转元件和第九旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;
第四旋转轴,其包括第四旋转元件和第八旋转元件;
第五旋转轴,其包括第五旋转元件,并且选择性地连接至第二旋转轴;
第六旋转轴,其包括第七旋转元件和第十旋转元件,并且选择性地连接至变速器壳体;
第七旋转轴,其包括第十一旋转元件,并且直接地连接至输出轴;
第八旋转轴,其包括第十二旋转元件,并且选择性地连接至第二旋转轴,以及选择性地连接至第四旋转轴;
第一离合器,其选择性地连接第四旋转轴和第八旋转轴;
第二离合器,其选择性地连接第二旋转轴和第八旋转轴;
第三离合器,其选择性地连接第二旋转轴和第五旋转轴;
第一制动器,其选择性地连接第三旋转轴和变速器壳体;
第二制动器,其选择性地连接第六旋转轴和变速器壳体;
第三制动器,其选择性地连接第二旋转轴和变速器壳体。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中
第一行星齿轮组包括为第一旋转元件的第一太阳轮、为第二旋转元件第一行星架、以及为第三旋转元件的第一内齿圈;
第二行星齿轮组包括为第四旋转元件的第二太阳轮、为第五旋转元件的第二行星架、以及为第六旋转元件的第二内齿圈;
第三行星齿轮组包括为第七旋转元件的第三太阳轮、为第八旋转元件的第三行星架、以及为第九旋转元件的第三内齿圈;
第四行星齿轮组包括为第十旋转元件的第四太阳轮、为第十一旋转元件的第四行星架、以及为第十二旋转元件的第四内齿圈。
7.根据权利要求5所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中,通过包括三个离合器和三个制动器的六个摩擦元件中的三个摩擦元件的选择性操作所实现的速度挡位包括:
第一前进速度挡位,其通过第二离合器、第一制动器以及第二制动器的同时操作而实现;
第二前进速度挡位,其通过第一离合器、第二离合器以及第三制动器的同时操作而实现;
第三前进速度挡位,其通过第一离合器、第二离合器以及第一制动器的同时操作而实现;
第四前进速度挡位,其通过第一离合器、第三离合器以及第二制动器的同时操作而实现;
第五前进速度挡位,其通过第二离合器、第三离合器以及第二制动器的同时操作而实现;
第六前进速度挡位,其通过第一离合器、第二离合器以及第三离合器的同时操作而实现;
第七前进速度挡位,其通过第二离合器、第三离合器以及第一制动器的同时操作而实现;
第八前进速度挡位,其通过第二离合器、第三离合器以及第三制动器的同时操作而实现;
第九前进速度挡位,其通过第一离合器、第三离合器以及第一制动器的同时操作而实现;
第十前进速度挡位,其通过第一离合器、第三离合器以及第三制动器的同时操作而实现;
第一倒车挡位,其通过第一离合器、第二制动器以及第三制动器的同时操作而实现;
第二倒车挡位,其通过第一离合器、第二离合器以及第二制动器的同时操作而实现。
8.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其包括:
输入轴,其接收发动机的扭矩;
输出轴,其输出经改变的发动机的扭矩;
第一行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,并且包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈;
第二行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,并且包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈;
第三行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,并且包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈;
第四行星齿轮组,其为单小齿轮行星齿轮组,并且包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈;
其中,用于车辆的自动变速器的行星齿轮系包括:
第一旋转轴,其包括第一太阳轮,并且直接地连接至输入轴;
第二旋转轴,其包括第一行星架,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、第二内齿圈和第三内齿圈,并且选择性地连接至变速器壳体;
第四旋转轴,其包括第二太阳轮和第三行星架;
第五旋转轴,其包括第二行星架,并且选择性地连接至第二旋转轴;
第六旋转轴,其包括第三太阳轮和第四太阳轮,并且选择性地连接至变速器壳体;
第七旋转轴,其包括第四行星架,并且直接地连接至输出轴;
第八旋转轴,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四旋转轴;
六个摩擦元件,其选择性地连接旋转轴,或者选择性地连接至少一个旋转轴与变速器壳体。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中,六个摩擦元件包括:
第一离合器,其选择性地连接第四旋转轴和第八旋转轴;
第二离合器,其选择性地连接第二旋转轴和第八旋转轴;
第三离合器,其选择性地连接第二旋转轴和第五旋转轴;
第一制动器,其选择性地连接第三旋转轴和变速器壳体;
第二制动器,其选择性地连接第六旋转轴和变速器壳体;
第三制动器,其选择性地连接第二旋转轴和变速器壳体。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中,通过六个摩擦元件中的三个摩擦元件的选择性操作所实现的速度挡位包括:
第一前进速度挡位,其通过第二离合器、第一制动器以及第二制动器的同时操作而实现;
第二前进速度挡位,其通过第一离合器、第二离合器以及第三制动器的同时操作而实现;
第三前进速度挡位,其通过第一离合器、第二离合器以及第一制动器的同时操作而实现;
第四前进速度挡位,其通过第一离合器、第三离合器以及第二制动器的同时操作而实现;
第五前进速度挡位,其通过第二离合器、第三离合器以及第二制动器的同时操作而实现;
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第二倒车挡位,其通过第一离合器、第二离合器以及第二制动器的同时操作而实现。
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