車輛自動變速器的行星齒輪系的製作方法

2023-07-22 14:07:41 1

專利名稱：車輛自動變速器的行星齒輪系的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛的自動變速器。更特別地，本發明涉及提高傳動性能以及減小燃料消耗的車輛自動變速器的行星齒輪系。
背景技術：
通常，通過組合多個行星齒輪組來實現行星齒輪系，包括多個行星齒輪組的行星齒輪系接收來自於扭矩轉換器的扭矩以及改變和傳輸該扭矩至輸出軸。·
公知的是當變速器實現了更大數量的換檔速度時，可以更優化地設計變速器的速度比，因此車輛可以具有經濟的燃油裡程和更好的性能。為此，一直在研究能夠實現更高換檔速度的行星齒輪系。雖然獲得了相同數量的速度，但是根據轉動元件(即太陽輪、行星架和內齒圈)之間的連接，行星齒輪系具有不同的操作機構。此外，根據行星齒輪系的布局，行星齒輪系具有不同的特徵，例如耐久性、傳動效率、以及尺寸。因此，也一直在研究用於組合齒輪系的結構的設計。此外，行星齒輪系實現了多個換檔速度。但是，從換檔控制的觀點來說，在釋放一個摩擦構件之後必須操作另一個摩擦構件，從而換檔到相鄰的檔速。此外,應當根據行星齒輪系適當地控制相鄰的檔速之間的臺階比(step ratio)。目前，市場上最常見的是四速和五速自動變速器。但是，也已經實現了六速自動變速器，以提高車輛的傳動性能和提高車輛的燃油裡程。此外，也相當快地開發了八速自動變速器和十速自動變速器。韓國專利申請公開第10-2008-0033789號公開了通過組合四個簡單的行星齒輪組和七個摩擦構件(四個離合器和三個制動器)獲得九個前進速度和三個後退速度的行星齒輪系。但是，由於根據韓國專利申請公開第10-2008-0033789號使用四個簡單的行星齒輪組和七個摩擦構件，行星齒輪系可能是笨重和長的，難以安裝該行星齒輪系。此外，由於使用七個摩擦構件，用於控制它們的液壓控制系統可能是複雜的。公開於該發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容
本發明的各個方面提供一種車輛自動變速器的行星齒輪系，其優點在於通過摩擦構件的改進的可控性獲得九個前進速度和一個後退速度，以及通過組合多個行星齒輪組與多個摩擦構件獲得適當的臺階比、改進的性能以及燃油經濟性。根據本發明的各個方面的車輛自動變速器的行星齒輪系可包括輸入軸，所述輸入軸適於接收發動機扭矩；輸出齒輪，所述輸出齒輪適於輸出換檔扭矩；第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組適於總是通過使用從所述輸入軸輸入的轉速輸出負的轉速；第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組適於輸出從所述第一行星齒輪組輸入的負的轉速，或者將所述負的轉速轉化為正的轉速並輸出所述正的轉速；複合行星齒輪組，所述複合行星齒輪組通過組合第三行星齒輪組和第四行星齒輪組而形成，並且適於將通過兩個路徑從所述輸入軸選擇性地輸入的轉速以及從所述第二行星齒輪組輸入的轉速改變為九個前進速度和一個後退速度，並且輸出所述九個前進速度和一個後退速度；八個轉動構件，所述轉動構件由所述第一行星齒輪組、所述第二行星齒輪組、以及所述複合行星齒輪組的轉動元件中的彼此連接的兩個轉動元件或者一個轉動元件構成；以及六個摩擦構件，所述摩擦構件由離合器和制動器構成，所述離合器插入所述轉動構件中的選定轉動構件與所述輸入軸之間，或者插入選定的轉動構件之間，所述制動器插入所述轉動構件中的選定轉動構件和變速器外 殼之間。根據本發明的各個實施例，一種車輛自動變速器的行星齒輪系，用於獲得多個換檔速度，所述行星齒輪系可以包括輸入軸，所述輸入軸適於接收發動機扭矩；輸出齒輪，所述輸出齒輪適於輸出換檔扭矩；第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組具有第一太陽輪、第一行星架和第一內齒圈；第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組具有第二太陽輪、第二行星架和第二內齒圈；複合行星齒輪組，所述複合行星齒輪組通過組合具有第三太陽輪、第三行星架和第三內齒圈的第三行星齒輪組和具有第四太陽輪、第四行星架和第四內齒圈的第四行星齒輪組而形成；第一轉動構件，所述第一轉動構件由第一太陽輪構成，並且適於直接連接至所述輸入軸；第二轉動構件，所述第二轉動構件由第一行星架構成，並且適於直接連接至變速器外殼；第三轉動構件，所述第三轉動構件由第一內齒圈和第二行星架構成;第四轉動構件，所述第四轉動構件由第二太陽輪和第三太陽輪構成；第五轉動構件，所述第五轉動構件由第二內齒圈構成，並且適於選擇性地連接至所述變速器外殼；第六轉動構件，所述第六轉動構件由第三行星架和第四內齒圈構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸或者所述變速器外殼；第七轉動構件，所述第七轉動構件由第三內齒圈和第四行星架構成，並且適於直接連接至所述輸出齒輪；第八轉動構件，所述第八轉動構件由第四太陽輪構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸；以及六個摩擦構件，所述摩擦構件由離合器和制動器構成，所述離合器插入所述轉動構件中的選定轉動構件與所述輸入軸之間，或者插入選定的轉動構件之間，所述制動器插入所述轉動構件中的選定轉動構件和變速器外殼之間。所述第一行星齒輪組可以是單小齒輪行星齒輪組，所述第二行星齒輪組可以是雙小齒輪行星齒輪組，所述第三行星齒輪組可以是單小齒輪行星齒輪組，以及所述第四行星齒輪組可以是單小齒輪行星齒輪組。所述六個摩擦構件可以包括第一離合器，所述第一離合器插入所述輸入軸和所述第八轉動構件之間；第二離合器，所述第二離合器插入所述輸入軸和所述第六轉動構件之間；第三離合器，所述第三離合器插入所述第三轉動構件和所述第四轉動構件之間;第一制動器，所述第一制動器插入所述第五轉動構件和所述變速器外殼之間；第二制動器，所述第二制動器插入所述第六轉動構件和所述變速器外殼之間；以及第三制動器，所述第三制動器插入所述第四轉動構件和所述變速器外殼之間。所述多個換檔速度可以包括通過操作所述第三離合器和所述第二制動器獲得的第一前進速度；通過操作所述第一離合器和所述第二制動器獲得的第二前進速度；通過操作所述第一離合器和所述第三離合器獲得的第三前進速度；通過操作所述第一離合器和所述第三制動器獲得的第四前進速度；通過操作所述第一離合器和所述第一制動器獲得的第五前進速度；通過操作所述第一離合器和所述第二離合器獲得的第六前進速度；通過操作所述第二離合器和所述第一制動器獲得的第七前進速度；通過操作所述第二離合器和所述第三制動器獲得的第八前進速度；通過操作所述第二離合器和所述第三離合器獲得的第九前進速度；通過操作所述第一制動器和所述 第二制動器獲得的後退速度。根據本發明的其他方面，一種車輛自動變速器的行星齒輪系可以包括輸入軸，所述輸入軸適於接收發動機扭矩；輸出齒輪，所述輸出齒輪適於輸出換檔扭矩；第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組具有第一太陽輪、第一行星架和第一內齒圈；第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組具有第二太陽輪、第二行星架和第二內齒圈；複合行星齒輪組，所述複合行星齒輪組通過組合具有第三太陽輪、第三行星架和第三內齒圈的第三行星齒輪組和具有第四太陽輪、第四行星架和第四內齒圈的第四行星齒輪組而形成；第一轉動構件，所述第一轉動構件由第一太陽輪構成，並且適於直接連接至所述輸入軸；第二轉動構件，所述第二轉動構件由第一行星架構成，並且適於直接連接至變速器外殼；第三轉動構件，所述第三轉動構件由第一內齒圈和第二內齒圈構成；第四轉動構件，所述第四轉動構件由第二太陽輪和第三太陽輪構成；第五轉動構件，所述第五轉動構件由第二行星架構成，並且適於選擇性地連接至所述變速器外殼；第六轉動構件，所述第六轉動構件由第三行星架和第四內齒圈構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸或者所述變速器外殼；第七轉動構件，所述第七轉動構件由第三內齒圈和第四行星架構成，並且適於直接連接至所述輸出齒輪；第八轉動構件，所述第八轉動構件由第四太陽輪構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸；以及六個摩擦構件，所述摩擦構件由離合器和制動器構成，所述離合器插入所述轉動構件中的選定轉動構件與所述輸入軸之間，或者插入選定的轉動構件之間，所述制動器插入所述轉動構件中的選定轉動構件和變速器外殼之間。所述第一行星齒輪組可以是單小齒輪行星齒輪組，所述第二行星齒輪組可以是單小齒輪行星齒輪組，所述第三行星齒輪組可以是單小齒輪行星齒輪組，以及所述第四行星齒輪組可以是單小齒輪行星齒輪組。所述六個摩擦構件可以包括第一離合器，所述第一離合器插入所述輸入軸和所述第八轉動構件之間；第二離合器，所述第二離合器插入所述輸入軸和所述第六轉動構件之間；第三離合器，所述第三離合器插入所述第三轉動構件和所述第四轉動構件之間;第一制動器，所述第一制動器插入所述第五轉動構件和所述變速器外殼之間；第二制動器，所述第二制動器插入所述第六轉動構件和所述變速器外殼之間；以及第三制動器，所述第三制動器插入所述第四轉動構件和所述變速器外殼之間。根據本發明的其他方面，一種車輛自動變速器的行星齒輪系可以包括輸入軸，所述輸入軸適於接收發動機扭矩；輸出齒輪，所述輸出齒輪適於輸出換檔扭矩；第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組具有第一太陽輪、第一行星架和第一內齒圈；第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組具有第二太陽輪、第二行星架和第二內齒圈；複合行星齒輪組，所述複合行星齒輪組具有第三太陽輪、第四太陽輪、共同行星架和共同內齒圈；第一轉動構件，所述第一轉動構件由第一太陽輪構成，並且適於直接連接至所述輸入軸；第二轉動構件，所述第二轉動構件由第一行星架構成，並且適於直接連接至變速器外殼；第三轉動構件，所述第三轉動構件由第一內齒圈和第二行星架構成；第四轉動構件，所述第四轉動構件由第二太陽輪和第三太陽輪構成；第五轉動構件，所述第五轉動構件由第二內齒圈構成，並且適於選擇性地連接至所述變速器外殼；第六轉動構件，所述第六轉動構件由共同行星架構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸或者所述變速器外殼；第七轉動構件，所述第七轉動構件由共同內齒圈構成，並且適於直接連接至所述輸出齒輪；第八轉動構件，所述第八轉動構件由第四太陽輪構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸；以及六個摩擦構件，所述摩擦構件由離合器和制動器構成，所述離合器插入所述轉動構件中的選定轉動構件與所述輸入軸之間，或者插入選定的轉動構件之間，所述制動器插入所述轉動構件中的選定轉動構件和變速器外殼之間。所述第一行星齒輪組可以是單小齒輪行星齒輪組，所述第二行星齒輪組可以是雙小齒輪行星齒輪組，以及通過組合為單小齒輪行星齒輪組的所述第三行星齒輪組和為雙小 齒輪行星齒輪組的所述第四行星齒輪組來形成所述複合行星齒輪組。所述六個摩擦構件可以包括第一離合器，所述第一離合器插入所述輸入軸和所述第六轉動構件之間；第二離合器，所述第二離合器插入所述輸入軸和所述第八轉動構件之間；第三離合器，所述第三離合器插入所述第三轉動構件和所述第四轉動構件之間;第一制動器，所述第一制動器插入所述第五轉動構件和所述變速器外殼之間；第二制動器，所述第二制動器插入所述第六轉動構件和所述變速器外殼之間；以及第三制動器，所述第三制動器插入所述第四轉動構件和所述變速器外殼之間。通過納入本文的附圖以及隨後與附圖一起用於說明本發明的某些原理的具體實施方式
，本發明的方法和裝置所具有的其它特徵和優點將變得清楚或更為具體地得以闡明。


圖I是根據本發明的示例性行星齒輪系的示意圖。圖2是顯示圖I的行星齒輪系的連接的視圖。圖3是在應用於圖I的行星齒輪系的每個檔速下的摩擦構件的操作圖表。圖4是根據本發明的示例性行星齒輪系的示意圖。圖5是根據本發明的示例性行星齒輪系的示意圖。
具體實施例方式現在，將詳細參考本發明的不同實施例，其實例顯示在附圖和以下描述中。雖然將結合示例性的實施例描述本發明，但應當理解該描述並非要把本發明限制於該示例性的實施例。相反，本發明將不僅覆蓋該示例性的實施例，而且還覆蓋各種替換的、改變的、等效的和其他實施例，其可包含在所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍內。將省略解釋各個實施例所不必要的部件的描述，而且在本說明書中相同的構成元件用相同的附圖標記表示。
在具體描述中，使用序號來區分具有相同術語的構成元件，序號不具有特定意義。圖I是根據本發明的各個實施例的示例性行星齒輪系的示意圖，圖2是顯示根據本發明的這些實施例的行星齒輪系的連接的視圖。參考圖I和圖2，根據本發明的各個實施例的行星齒輪系包括設置在相同軸上的第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2、第三行星齒輪組PG3和第 四行星齒輪組PG4，輸入軸IS，輸出軸OS，直接或者選擇性連接第一行星齒輪組PGl、第二行星齒輪組PG2、第三行星齒輪組PG3和第四行星齒輪組PG4的轉動元件和六個摩擦構件C1-C3以及B1-B3的八個可轉動構件TM1-TM8，以及變速器外殼H。第一行星齒輪組PGl和第二行星齒輪組PG2獨立操作。第三行星齒輪組PG3的兩個轉動元件固定連接至第四行星齒輪組PG4的兩個轉動元件，從而第三行星齒輪組PG3和第四行星齒輪組PG4作為一個複合行星齒輪組CPG操作。從輸入軸IS輸入的轉速被第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2和複合行星齒輪組CPG改變，並通過輸出軸OS被輸出。此外，從發動機到後端，行星齒輪組以第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2和複合行星齒輪組CPG的順序來設置。輸入軸IS是輸入構件，來自於發動機的曲軸的扭矩通過扭矩轉換器被改變並被輸入輸入軸IS。輸出軸OS是輸出構件並傳送驅動扭矩，從而通過不同的裝置運行驅動輪。第一行星齒輪組PGl是單小齒輪行星齒輪組，並且包括第一太陽輪SI、第一內齒圈R1、可轉動地支撐與第一太陽輪SI和第一內齒圈Rl接合的第一小齒輪Pl的第一行星架PCl。第二行星齒輪組PG2是雙小齒輪行星齒輪組，並且包括第二太陽輪S2、第二內齒圈R2、可轉動地支撐與第二太陽輪S2和第二內齒圈R2接合的一對第二小齒輪P2的第二行星架PC2。第三行星齒輪組PG3是單小齒輪行星齒輪組，並且包括第三太陽輪S3、第三內齒圈R3、可轉動地支撐與第三太陽輪S3和第三內齒圈R3接合的第三小齒輪P3的第三行星架PC3。第四行星齒輪組PG4是單小齒輪行星齒輪組，並且包括第四太陽輪S4、第四內齒圈R4、可轉動地支撐與第四太陽輪S4和第四內齒圈R4接合的第四小齒輪P4的第四行星架PC4。第一行星齒輪組PGl和第二行星齒輪組PG2以及形成複合行星齒輪組CPG的第三行星齒輪組PG3和第四行星齒輪組PG4的至少一個轉動元件彼此直接連接。更具體而言，第一行星齒輪組PGl的第一內齒圈Rl直接連接至第二行星齒輪組PG2的第二行星架PC2。第二行星齒輪組PG2的第二太陽輪S2直接連接至第三行星齒輪組PG3的第三太陽輪S3。第三行星齒輪組PG3的第三內齒圈R3直接連接至第四行星齒輪組PG4的第四行星架PC4，第三行星齒輪組PG3的第三行星架PC3直接連接至第四行星齒輪組PG4的第四內齒圈R4。
相應地，根據各個實施例的行星齒輪系可以包括八個轉動構件TM1-TM8。第一轉動構件TMl由第一太陽輪SI構成，並且適於連接至輸入軸IS以及總是作為輸入元件操作。第二轉動構件TM2由第一行星架PCl構成，並且適於直接連接至變速器外殼H以及總是作為固定元件操作。第三轉動構件TM3由第一內齒圈Rl和第二行星架PC2構成,並且適於作為第一行星齒輪組PGl的輸出元件和第二行星齒輪組PG2的輸入元件操作。第四轉動構件TM4由第二太陽輪S2和第三太陽輪S3構成，並且適於選擇性地連接至第三轉動構件TM3以及作為複合行星齒輪組CPG的選擇性輸入元件而操作，或者選擇 性地連接至變速器外殼H以及作為選擇性固定元件而操作。第五轉動構件TM5由第二內齒圈R2構成，並且適於選擇性地連接至變速器外殼H以及作為選擇性固定元件操作。第六轉動構件TM6由第三行星架PC3和第四內齒圈R4構成，並且適於選擇性地連接至輸入軸IS以及作為選擇性輸入元件操作，或者選擇性地連接至變速器外殼H以及作為選擇性固定元件操作。第七轉動構件TM7由第三內齒圈R3和第四行星架PC4構成，並且適於直接連接至輸出軸OS以及作為最終輸出元件操作。第八轉動構件TM8由第四太陽輪S4構成，並且適於選擇性地連接至輸入軸IS以及作為選擇性輸入元件操作。離合器Cl、C2和C3分別插入轉動構件TM1-TM8中的選擇性地進行連接的轉動構件之間。轉動構件TM1-TM8中作為選擇性固定元件操作的轉動構件通過其與變速器外殼H之間所插入的制動器BI、B2和B3連接至變速器外殼H。第一離合器Cl插入輸入軸IS和第八轉動構件TM8之間，從而操作第八轉動構件TM8作為選擇性輸入元件。第二離合器C2插入輸入軸IS和第六轉動構件TM6之間，從而操作第六轉動構件TM6作為選擇性輸入元件。第三離合器C3插入第三轉動構件TM3和第四轉動構件TM4之間，從而第二行星齒輪組PG2可以處於直接耦合狀態，而且第二行星齒輪組PG2的扭矩可以輸入到第四轉動構件 TM4。第一制動器BI插入第五轉動構件TM5和變速器外殼H之間，從而操作第五轉動構件TM5作為選擇性固定元件。第二制動器B2插入第六轉動構件TM6和變速器外殼H之間，從而操作第六轉動構件TM6作為選擇性固定元件。第三制動器B3插入第四轉動構件TM4和變速器外殼H之間，從而操作第四轉動構件TM4作為選擇性固定元件。由第一離合器Cl、第二離合器C2、第三離合器C3以及第一制動器BI、第二制動器B2、第三制動器B3構成的摩擦構件通常是由液壓操作的溼式多片式摩擦元件。圖3是在應用於根據本發明的各個實施例的行星齒輪系的每個檔速下的摩擦構件的操作圖表。參考圖3，根據本發明的各個實施例，在每個檔速下操作兩個摩擦構件。在第一前進速度Dl，操作第三離合器C3和第二制動器B2。在第二前進速度D2，操作第一離合器Cl和第二制動器B2。在第三前進速度D3，操作第一離合器Cl和第三離合器C3。在第四前進速度D4，操作第一離合器Cl和第三制動器B3。在第五前進速度D5,操作第一離合器Cl和第一制動器BI。在第六前進速度D6，操作第一離合器Cl和第二離合器C2。
在第七前進速度D7，操作第二離合器C2和第一制動器BI。在第八前進速度D8，操作第二離合器C2和第三制動器B3。在第九前進速度D9，操作第二離合器C2和第三離合器C3。在後退速度REV，操作第一制動器BI和第二制動器B2。在輸入軸IS的轉速被輸入第一轉動構件TMl的狀態下，第二轉動構件TM2總是作為固定元件操作。因此，第一行星齒輪組PGl總是輸出負的轉速。第二行星齒輪組PG2直接輸出從第一行星齒輪組PGl輸入的負的轉速，或者將該負的轉速轉化為正的轉速並輸出正的轉速。複合行星齒輪組CPG將從第二行星齒輪組PG2輸入的正的轉速和負的轉速以及通過兩個路徑TM6和TM8輸入的輸入軸IS的轉速轉化為九個前進速度和一個後退速度，並且輸入九個前進速度和一個後退速度。根據本發明的各個實施例的行星齒輪系組合四個行星齒輪組與六個摩擦構件，從而可以通過操作在每個檔速下選擇的兩個摩擦構件獲得九個前進速度和一個後退速度。由於使用六個摩擦構件，可以簡化控制摩擦構件的液壓控制系統，並且可以降低成本和重量。此外，容易安裝行星齒輪系。通過釋放一個摩擦構件和操作另一個摩擦構件來執行連續換檔。因此可有利於換檔控制。此外，如圖3所示，車輛動力性能所要求的低傳動比/高傳動比下的相鄰換檔速度之間的速度比特性和臺階比幾乎是均勻的。圖4是根據本發明的各個實施例的行星齒輪系的示意圖。參考圖4，各個實施例的第二行星齒輪組PG2可以是雙小齒輪行星齒輪組，在其他實施例中，第二行星齒輪組PG2可以是單小齒輪行星齒輪組。因此，圖4的示例性實施例的轉動構件與圖I所示的示例性實施例的轉動構件不同。即，第一轉動構件TMl由第一太陽輪SI構成，並且適於連接至輸入軸IS以及總是作為輸入元件操作。第二轉動構件TM2由第一行星架PCl構成，並且適於直接連接至變速器外殼H以及總是作為固定元件操作。第三轉動構件TM3由第一內齒圈Rl和第二內齒圈R2構成,並且適於作為第一行星齒輪組PGl的輸出元件和第二行星齒輪組PG2的輸入元件操作。第四轉動構件TM4由第二太陽輪S2和第三太陽輪S3構成，並且適於選擇性地連接至第三轉動構件TM3以及作為複合行星齒輪組CPG的選擇性輸入元件而操作，或者選擇性地連接至變速器外殼H以及作為選擇性固定元件而操作。第五轉動構件TM5由第二行星架PC2構成，並且適於選擇性地連接至變速器外殼H以及作為選擇性固定元件操作。第六轉動構件TM6由第三行星架PC3和第四內齒圈R4構成，並且適於選擇性地連接至輸入軸IS以及作為選擇性輸入元件操作，或者選擇性地連接至變速器外殼H以及作為選擇性固定元件操作。第七轉動構件TM7由第三內齒圈R3和第四行星架PC4構成，並且適於直接連接至輸出軸OS以及作為最終輸出元件操作。第八轉動構件TM8由第四太陽輪S4構成，並且適於選擇性地連接至輸入軸IS以及作為選擇性輸入元件操作。
離合器Cl、C2和C3分別插入轉動構件TM1-TM8中的選擇性地進行連接的轉動構件之間。轉動構件TM1-TM8中作為選擇性固定元件操作的轉動構件通過其與變速器外殼H之間所插入的制動器BI、B2和B3連接至變速器外殼H。第一離合器Cl插入輸入軸IS和第八轉動構件TM8之間，從而操作第八轉動構件TM8作為選擇性輸入元件。第二離合器C2插入輸入軸IS和第六轉動構件TM6之間，從而操作第六轉動構件TM6作為選擇性輸入元件。第三離合器C3插入第三轉動構件TM3和第四轉動構件TM4之間，從而第二行星齒輪組PG2可以處於直接耦合狀態，而且第二行星齒輪組PG2的扭矩可以輸入到第四轉動構件 TM4。第一制動器BI插入第五轉動構件TM5和變速器外殼H之間，從而操作第五轉動構件TM5作為選擇性固定元件。第二制動器B2插入第六轉動構件TM6和變速器外殼H之間，從而操作第六轉動構件TM6作為選擇性固定元件。第三制動器B3插入第四轉動構件TM4和變速器外殼H之間，從而操作第四轉動構件TM4作為選擇性固定元件。圖4的示例性實施例與圖I中顯示的示例性實施例的不同之處在於第三轉動構件TM3和第五轉動構件TM5，但是圖4的示例性實施例中的每個檔速下的摩擦構件的操作以及換檔過程與圖I中顯示的示例性實施例相同。因此，將省略具體描述。圖5是根據本發明的各個實施例的行星齒輪系的示意圖。參考圖5，與圖I中所示的類似，複合行星齒輪組CPG由兩個單小齒輪行星齒輪組構成，但是根據圖5的示例性實施例，複合行星齒輪組CPG是拉維略型(Ravingneaux)複合行星齒輪組。S卩，各個實施例中使用的複合行星齒輪組CPG是通過組合為單小齒輪行星齒輪組的第三行星齒輪組PG3和為雙小齒輪行星齒輪組的第四行星齒輪組PG4而形成的，從而成為具有共同的內齒圈和行星架的拉維略型複合行星齒輪組。因此，通過包括內齒圈、行星架和兩個太陽輪的四個轉動元件來操作複合行星齒輪組CPG。為了便於解釋，內齒圈被稱為共同內齒圈R34，行星架被稱為共同行星架PC34，與長小齒輪P3接合的太陽輪被稱為第三太陽輪S3，與短小齒輪P4接合的太陽輪被稱為第四太陽輪S4。複合行星齒輪組CPG包括第四轉動構件TM4、第六轉動構件TM6、第七轉動構件TM7和第八轉動構件TM8。因此，圖5的示例性實施例的轉動構件與圖I顯示的示例性實施例的轉動構件不同。S卩，第一轉動構件TMl由第一太陽輪SI構成，並且適於連接至輸入軸IS以及總是作為輸入元件操作。第二轉動構件TM2由第一行星架PCl構成，並且適於直接連接至變速器外殼H以 及總是作為固定元件操作。第三轉動構件TM3由第一內齒圈Rl和第二行星架PC2構成,並且適於作為第一行星齒輪組PGl的輸出元件和第二行星齒輪組PG2的輸入元件操作。第四轉動構件TM4由第二太陽輪S2和第三太陽輪S3構成。第五轉動構件TM5由第二內齒圈R2構成，並且適於選擇性地連接至變速器外殼H以及作為選擇性固定元件操作。第六轉動構件TM6由共同行星架PC34構成，並且適於選擇性地連接至輸入軸IS或者變速器外殼H。第七轉動構件TM7由共同內齒圈R34構成，並且適於直接連接至輸出軸OS。第八轉動構件TM8由第四太陽輪S4構成，並且適於選擇性地連接至輸入軸IS。 離合器Cl、C2和C3分別插入轉動構件TM1-TM8中的選擇性地進行連接的轉動構件之間。轉動構件TM1-TM8中作為選擇性固定元件操作的轉動構件通過其與變速器外殼H之間所插入的制動器BI、B2和B3連接至變速器外殼H。第一離合器Cl插入輸入軸IS和第六轉動構件TM6之間，從而操作第六轉動構件TM6作為選擇性輸入元件。第二離合器C2插入輸入軸IS和第八轉動構件TM8之間，從而操作第八轉動構件TM8作為選擇性輸入元件。第三離合器C3插入第三轉動構件TM3和第四轉動構件TM4之間，從而第二行星齒輪組PG2可以處於直接耦合狀態，而且第二行星齒輪組PG2的扭矩可以輸入到第四轉動構件 TM4。第一制動器BI插入第五轉動構件TM5和變速器外殼H之間，從而操作第五轉動構件TM5作為選擇性固定元件。第二制動器B2插入第六轉動構件TM6和變速器外殼H之間，從而操作第六轉動構件TM6作為選擇性固定元件。第三制動器B3插入第四轉動構件TM4和變速器外殼H之間，從而操作第四轉動構件TM4作為選擇性固定元件。圖5的示例性實施例與圖I中顯示的示例性實施例的不同之處在於第六轉動構件TM6、第七轉動構件TM7、以及第一離合器Cl和第二離合器C2的位置，但是圖5的示例性實施例中的每個檔速下的摩擦構件的操作以及換檔過程與圖I中顯示的示例性實施例相同。因此，將省略具體描述。根據本發明的示例性實施例的行星齒輪系組合四個行星齒輪組和六個摩擦構件，從而可以通過操作在每個檔速下選擇的兩個摩擦構件獲得九個前進速度和一個後退速度。由於使用六個摩擦構件，可以簡化控制摩擦構件的液壓控制系統，並且可以降低成本和重量。此外，容易安裝行星齒輪系。通過釋放一個摩擦構件和操作另一個摩擦構件來執行連續換檔。因此可有利於換檔控制。此外，車輛動力性能所要求的低傳動比/高傳動比下的相鄰換檔速度之間的速度比特性和臺階比幾乎是均勻的。為了便於在所附權利要求中解釋和精確定義，術語「後」等等用於參考在圖中所示的示例性實施方案的特徵的位置來對這些特徵進行描述。 以上出於說明和描述的目的呈現了本發明的特定示例性實施例。但是其並非窮盡性的，或者要把本發明限制於所公開的精確形式，顯然，在上述教導的啟示下可以進行許多修改和變化。示例性實施例的選擇和描述是為了解釋本發明的特定原理和它們的實際應用，從而使本領域的其他技術人員獲得並利用本發明的各個示例性實施例和它們的各種替換和修改。本發明的範圍由所附的權利要求及其等效形式限定。
權利要求
1.一種車輛自動變速器的行星齒輪系,包括 輸入軸，所述輸入軸適於接收發動機扭矩； 輸出齒輪，所述輸出齒輪適於輸出換檔扭矩； 第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組適於總是通過使用從所述輸入軸輸入的轉速輸出負的轉速； 第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組適於輸出從所述第一行星齒輪組輸入的負的轉速，或者將所述負的轉速轉化為正的轉速並輸出所述正的轉速； 複合行星齒輪組，所述複合行星齒輪組通過組合第三行星齒輪組和第四行星齒輪組而形成，並且適於將通過兩個路徑從所述輸入軸選擇性地輸入的轉速以及從所述第二行星齒輪組輸入的轉速改變為九個前進速度和一個後退速度，並且輸出所述九個前進速度和一個後退速度； 八個轉動構件，所述轉動構件由所述第一行星齒輪組、所述第二行星齒輪組、以及所述複合行星齒輪組的轉動元件中的彼此連接的兩個轉動元件或者一個轉動元件構成；以及六個摩擦構件，所述摩擦構件由離合器和制動器構成，所述離合器插入所述轉動構件中的選定轉動構件與所述輸入軸之間，或者插入選定的轉動構件之間，所述制動器插入所述轉動構件中的選定轉動構件和變速器外殼之間。
2.—種車輛自動變速器的行星齒輪系，獲得多個換檔速度，所述行星齒輪系包括 輸入軸，所述輸入軸適於接收發動機扭矩； 輸出齒輪，所述輸出齒輪適於輸出換檔扭矩； 第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組具有第一太陽輪、第一行星架和第一內齒圈； 第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組具有第二太陽輪、第二行星架和第二內齒圈； 複合行星齒輪組，所述複合行星齒輪組通過組合具有第三太陽輪、第三行星架和第三內齒圈的第三行星齒輪組和具有第四太陽輪、第四行星架和第四內齒圈的第四行星齒輪組而形成； 第一轉動構件，所述第一轉動構件由第一太陽輪構成，並且適於直接連接至所述輸入軸； 第二轉動構件，所述第二轉動構件由第一行星架構成，並且適於直接連接至變速器外殼; 第三轉動構件，所述第三轉動構件由第一內齒圈和第二行星架構成； 第四轉動構件，所述第四轉動構件由第二太陽輪和第三太陽輪構成； 第五轉動構件，所述第五轉動構件由第二內齒圈構成，並且適於選擇性地連接至所述變速器外殼； 第六轉動構件，所述第六轉動構件由第三行星架和第四內齒圈構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸或者所述變速器外殼； 第七轉動構件，所述第七轉動構件由第三內齒圈和第四行星架構成，並且適於直接連接至所述輸出齒輪； 第八轉動構件，所述第八轉動構件由第四太陽輪構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸；以及 六個摩擦構件，所述摩擦構件由離合器和制動器構成，所述離合器插入所述轉動構件中的選定轉動構件與所述輸入軸之間，或者插入選定的轉動構件之間，所述制動器插入所述轉動構件中的選定轉動構件和變速器外殼之間。
3.根據權利要求2所述的車輛自動變速器的行星齒輪系，其中所述第一行星齒輪組是單小齒輪行星齒輪組，所述第二行星齒輪組是雙小齒輪行星齒輪組，所述第三行星齒輪組是單小齒輪行星齒輪組，以及所述第四行星齒輪組是單小齒輪行星齒輪組。
4.根據權利要求2所述的車輛自動變速器的行星齒輪系，其中所述六個摩擦構件包括 第一離合器，所述第一離合器插入所述輸入軸和所述第八轉動構件之間； 第二離合器，所述第二離合器插入所述輸入軸和所述第六轉動構件之間； 第三離合器，所述第三離合器插入所述第三轉動構件和所述第四轉動構件之間； 第一制動器，所述第一制動器插入所述第五轉動構件和所述變速器外殼之間； 第二制動器，所述第二制動器插入所述第六轉動構件和所述變速器外殼之間；以及 第三制動器，所述第三制動器插入所述第四轉動構件和所述變速器外殼之間。
5.根據權利要求4所述的車輛自動變速器的行星齒輪系，其中所述多個換檔速度包括 通過操作所述第三離合器和所述第二制動器獲得的第一前進速度； 通過操作所述第一離合器和所述第二制動器獲得的第二前進速度； 通過操作所述第一離合器和所述第三離合器獲得的第三前進速度； 通過操作所述第一離合器和所述第三制動器獲得的第四前進速度； 通過操作所述第一離合器和所述第一制動器獲得的第五前進速度； 通過操作所述第一離合器和所述第二離合器獲得的第六前進速度； 通過操作所述第二離合器和所述第一制動器獲得的第七前進速度； 通過操作所述第二離合器和所述第三制動器獲得的第八前進速度； 通過操作所述第二離合器和所述第三離合器獲得的第九前進速度； 通過操作所述第一制動器和所述第二制動器獲得的後退速度。
6.—種車輛自動變速器的行星齒輪系,包括 輸入軸，所述輸入軸適於接收發動機扭矩； 輸出齒輪，所述輸出齒輪適於輸出換檔扭矩； 第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組具有第一太陽輪、第一行星架和第一內齒圈； 第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組具有第二太陽輪、第二行星架和第二內齒圈； 複合行星齒輪組，所述複合行星齒輪組通過組合具有第三太陽輪、第三行星架和第三內齒圈的第三行星齒輪組和具有第四太陽輪、第四行星架和第四內齒圈的第四行星齒輪組而形成； 第一轉動構件，所述第一轉動構件由第一太陽輪構成，並且適於直接連接至所述輸入軸； 第二轉動構件，所述第二轉動構件由第一行星架構成，並且適於直接連接至變速器外殼; 第三轉動構件，所述第三轉動構件由第一內齒圈和第二內齒圈構成； 第四轉動構件，所述第四轉動構件由第二太陽輪和第三太陽輪構成；第五轉動構件，所述第五轉動構件由第二行星架構成，並且適於選擇性地連接至所述變速器外殼； 第六轉動構件，所述第六轉動構件由第三行星架和第四內齒圈構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸或者所述變速器外殼； 第七轉動構件，所述第七轉動構件由第三內齒圈和第四行星架構成，並且適於直接連接至所述輸出齒輪； 第八轉動構件，所述第八轉動構件由第四太陽輪構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸；以及 六個摩擦構件，所述摩擦構件由離合器和制動器構成，所述離合器插入所述轉動構件中的選定轉動構件與所述輸入軸之間，或者插入選定的轉動構件之間，所述制動器插入所述轉動構件中的選定轉動構件和變速器外殼之間。
7.根據權利要求6所述的車輛自動變速器的行星齒輪系，其中所述第一行星齒輪組是單小齒輪行星齒輪組，所述第二行星齒輪組是單小齒輪行星齒輪組，所述第三行星齒輪組是單小齒輪行星齒輪組，以及所述第四行星齒輪組是單小齒輪行星齒輪組。
8.根據權利要求6所述的車輛自動變速器的行星齒輪系，其中所述六個摩擦構件包括 第一離合器，所述第一離合器插入所述輸入軸和所述第八轉動構件之間； 第二離合器，所述第二離合器插入所述輸入軸和所述第六轉動構件之間； 第三離合器，所述第三離合器插入所述第三轉動構件和所述第四轉動構件之間； 第一制動器，所述第一制動器插入所述第五轉動構件和所述變速器外殼之間； 第二制動器，所述第二制動器插入所述第六轉動構件和所述變速器外殼之間；以及 第三制動器，所述第三制動器插入所述第四轉動構件和所述變速器外殼之間。
9.一種車輛自動變速器的行星齒輪系,包括 輸入軸，所述輸入軸適於接收發動機扭矩； 輸出齒輪，所述輸出齒輪適於輸出換檔扭矩； 第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組具有第一太陽輪、第一行星架和第一內齒圈； 第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組具有第二太陽輪、第二行星架和第二內齒圈； 複合行星齒輪組，所述複合行星齒輪組具有第三太陽輪、第四太陽輪、共同行星架和共同內齒圈； 第一轉動構件，所述第一轉動構件由第一太陽輪構成，並且適於直接連接至所述輸入軸； 第二轉動構件，所述第二轉動構件由第一行星架構成，並且適於直接連接至變速器外殼; 第三轉動構件，所述第三轉動構件由第一內齒圈和第二行星架構成； 第四轉動構件，所述第四轉動構件由第二太陽輪和第三太陽輪構成； 第五轉動構件，所述第五轉動構件由第二內齒圈構成，並且適於選擇性地連接至所述變速器外殼； 第六轉動構件，所述第六轉動構件由共同行星架構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸或者所述變速器外殼；第七轉動構件，所述第七轉動構件由共同內齒圈構成，並且適於直接連接至所述輸出齒輪； 第八轉動構件，所述第八轉動構件由第四太陽輪構成，並且適於選擇性地連接至所述輸入軸；以及 六個摩擦構件，所述摩擦構件由離合器和制動器構成，所述離合器插入所述轉動構件中的選定轉動構件與所述輸入軸之間，或者插入選定的轉動構件之間，所述制動器插入所述轉動構件中的選定轉動構件和變速器外殼之間。
10.根據權利要求6所述的車輛自動變速器的行星齒輪系，其中所述第一行星齒輪組是單小齒輪行星齒輪組，所述第二行星齒輪組是雙小齒輪行星齒輪組，以及通過組合為單小齒輪行星齒輪組的所述第三行星齒輪組和為雙小齒輪行星齒輪組的所述第四行星齒輪組來形成所述複合行星齒輪組。
11.根據權利要求9所述的車輛自動變速器的行星齒輪系，其中所述六個摩擦構件包括 第一離合器，所述第一離合器插入所述輸入軸和所述第六轉動構件之間； 第二離合器，所述第二離合器插入所述輸入軸和所述第八轉動構件之間； 第三離合器，所述第三離合器插入所述第三轉動構件和所述第四轉動構件之間； 第一制動器，所述第一制動器插入所述第五轉動構件和所述變速器外殼之間； 第二制動器，所述第二制動器插入所述第六轉動構件和所述變速器外殼之間；以及 第三制動器，所述第三制動器插入所述第四轉動構件和所述變速器外殼之間。
全文摘要
一種車輛自動變速器的行星齒輪系，可包括輸入軸；輸出齒輪；第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組總是通過從輸入軸輸入的轉速輸出負的轉速；第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組輸出從所述第一行星齒輪組輸入的負的轉速，或者將所述負的轉速轉化為正的轉速並輸出所述正的轉速；複合行星齒輪組，所述複合行星齒輪組通過第三行星齒輪組和第四行星齒輪組而形成，並且將通過兩個路徑選擇性地輸入的轉速改變為九個前進速度和一個後退速度；八個轉動構件，所述轉動構件包括所述第一行星齒輪組、所述第二行星齒輪組、以及所述複合行星齒輪組的轉動元件中的彼此連接的兩個轉動元件或者一個轉動元件；六個摩擦構件；以及變速器外殼。
文檔編號F16H3/62GK102900815SQ20111043947
公開日2013年1月30日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年7月27日
發明者樸鍾述, 徐泰錫, 李赫浚 申請人:現代自動車株式會社