CN104879456B - 用于车辆的自动变速器 - Google Patents

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Abstract

自动变速器包括第一至第三行星齿轮机构(P1、P2和P3)；在采用单小齿轮类型的行星齿轮机构作为第二行星齿轮机构的情况下，第二恒星齿轮(S2)、第二托架(C2)和第二环形齿轮(R2)在速度图中分别被限定为第一元件、第二元件和第三元件；在采用双小齿轮类型的行星齿轮机构作为第二行星齿轮机构的情况下，第二托架(C2)、第二环形齿轮(R2)和第二恒星齿轮(S2)在速度图中分别被限定为第一元件、第二元件和第三元件。当形成向后速度时，第一制动器(B1)将第一恒星齿轮(S1)固定到壳体(H)，第二离合器(CL2)连接第一恒星齿轮(S1)和第三元件(R2、S2)，并且第四离合器(CL4)连接第二元件(C2、R2)和第三托架(C3)。

Description

用于车辆的自动变速器
技术领域
本公开主要涉及一种用于车辆的自动变速器。
背景技术
在美国专利No.7,828,688(下文称为专利文献1)和美国专利No.7,131,926(下文称为专利文献2)中公开了已知的用于车辆的自动变速器。专利文献1和2中公开的已知的自动变速器包括三个单小齿轮(pinion)类型的行星齿轮机构和包括两个制动器和四个离合器的六个接合元件，并且通过接合六个接合元件中的三个元件形成十个向前速度和一个向后速度。如图14所例示的，第一至第三行星齿轮机构P11至P13从输入轴N侧到输出轴T侧按照该顺序布置成一排。构成第一至第三行星齿轮机构P11至P13的元件称为可旋转地支撑第一至第三小齿轮Q11至Q13的第一至第三托架C11至C13、第一至第三恒星齿轮S11至S13以及第一至第三环形齿轮R11至R13。
第二托架C12连接到输入轴N。第二环形齿轮R12连接到第三恒星齿轮S13。第二恒星齿轮S12通过第一制动器B11选择性地固定到壳体H，并通过第二离合器CL12选择性地连接到第一恒星齿轮S11。第二托架C12通过第一离合器CL11选择性地连接到第一恒星齿轮S11。
第二环形齿轮R12通过第三离合器CL13选择性地连接到第一托架C11。第一环形齿轮R11连接到第三托架C13。第一托架C11通过第四离合器CL14选择性地连接到第三环形齿轮R13。第三环形齿轮R13通过第二制动器B12选择性地固定到壳体H。第三托架C13连接到输出轴T。
图15示出了离合器CL11至CL14以及制动器B11和B12的运行状态，各个运行状态对应于每个速度档位。图15中设置的圆指示该元件被致动(该元件处于ON状态)。图16示出了速度图，其中，当形成向后速度或向后速度档位时，作为用于构成第一至第三行星齿轮机构P11至P13的元件的恒星齿轮S11至S13、托架C11至C13以及环形齿轮R11至R13在横轴方向以与齿数比λ1至λ3对应的间隔布置，与元件对应的转速比布置在纵轴方向上。
如图16所示，根据专利文献1和2中公开的用于车辆的自动变速器10，当形成向后速度时，第一离合器CL11运行在ON状态，从而输入轴N的旋转驱动力被输入到第一恒星齿轮S11。此外，通过形成第四离合器CL14的ON状态来连接第一托架C11和第三环形齿轮R13以及通过形成第二制动器B12的ON状态来固定第一托架C11，在第一环形齿轮R11处产生用于反向旋转的驱动力。用于第一环形齿轮R11的反向旋转的驱动力经由第三托架C13输出到输出轴T。也就是说，根据用于车辆的自动变速器10，仅通过对第一行星齿轮机构P11的制动操作以及对第一行星齿轮机构P11的输入产生用于反向旋转的驱动力。
接着，由于第三环形齿轮R13是固定的并且第三托架C13以反方向旋转，因而第三恒星齿轮S13以比第三托架C13更快的速度被动地反向旋转。并且，由于第二环形齿轮R12连接到第三恒星齿轮S13，因而第二环形齿轮R12以反方向旋转。由于输入轴N的旋转被输入到第二托架C12，第二恒星齿轮S12高速旋转。也就是说，第二恒星齿轮S12的转速比对应于值H，值H是通过将输入转速比与通过将齿数比λ2(＝第二恒星齿轮S12的齿数/第二环形齿轮R12的齿数)的倒数乘以第二环形齿轮R12的转速比的绝对值和输入转速比的和所得的值相加计算所得。
因此，由于相对转速增加，选择性地将第二恒星齿轮S12与第一恒星齿轮S11接合的第二离合器CL12以及选择性地将第二恒星齿轮S12接合到壳体H的第一制动器B11可能容易产生烧损。并且，支撑第二恒星齿轮S12的轴承或类似部件的耐久性显著降低。在连接到第二恒星齿轮S12的轴处形成油道的情况下，设置在轴上的密封件的耐久性可能降低。
因此，存在对当形成向后速度时抑制齿轮高速旋转的用于车辆的自动变速器的需求。
发明内容
有鉴于上述内容，本公开提供一种用于车辆的自动变速器，该用于车辆的自动变速器包括壳体；包括第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构的三个行星齿轮机构，第一行星齿轮机构是单小齿轮类型的行星齿轮机构，第二行星齿轮机构是单小齿轮类型的行星齿轮机构和双小齿轮类型的行星齿轮机构之一，第三行星齿轮机构是单小齿轮类型的行星齿轮机构，第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构由壳体支撑并且与旋转轴共轴；在采用单小齿轮类型的行星齿轮机构作为第二行星齿轮机构时，第二恒星齿轮、第二托架和第二环形齿轮按照速度图中的布置顺序分别被限定为第一元件、第二元件和第三元件；在采用双小齿轮类型的行星齿轮机构作为第二行星齿轮机构时，第二托架、第二环形齿轮和第二恒星齿轮按照速度图中的布置顺序分别被限定为第一元件、第二元件和第三元件；第一行星齿轮机构的第一环形齿轮和第三行星齿轮机构的第三恒星齿轮彼此连接，以及第二行星齿轮机构的第一元件和第三行星齿轮机构的第三环形齿轮彼此连接；输入轴，由壳体支撑为可绕着旋转轴旋转，输入轴连接到第一行星齿轮机构的第一托架；输出轴，由壳体支撑为可绕着旋转轴旋转，输出轴连接到第三行星齿轮机构的第三托架；第一制动器，选择性地将第一行星齿轮机构的第一恒星齿轮固定到壳体；第二制动器，选择性地将彼此连接的第一元件和第三环形齿轮固定到壳体；第一离合器，选择性地连接第一托架和第三元件；第二离合器，选择性地连接第一恒星齿轮和第三元件；第三离合器，选择性地连接第一环形齿轮和第二元件；以及第四离合器，选择性地连接第二元件和第三托架。当形成向后速度时，第一制动器将第一恒星齿轮固定至壳体，第二离合器连接第一恒星齿轮和第三元件，并且第四离合器连接第二元件和第三托架。
根据本公开的自动变速器，当形成向后速度档位时，通过第一制动器和第二离合器的致动(ON状态)以固定第一行星齿轮机构的第一恒星齿轮和第二行星齿轮机构的第三元件，并且通过第四离合器的致动(ON状态)以连接第二行星齿轮机构的第二元件和第三行星齿轮机构的第三托架，在第二行星齿轮机构的第二元件处生成用于反向旋转的驱动力。用于反向旋转的驱动力经由第三行星齿轮机构的第三托架输出至输出轴。
第二行星齿轮机构的第一元件和第三行星齿轮机构的第三环形齿轮以相同转速(旋转数)旋转，并且以比第三行星齿轮机构的第三托架的旋转(输出旋转)更高的速度旋转。然而，由于第二行星齿轮机构的第三元件是固定的并且第二行星齿轮机构的第二元件对应于输出旋转，因此与已知的用于车辆的自动变速器相比，第二行星齿轮机构的第一元件的旋转达不到高速旋转。
根据本公开，单小齿轮类型的行星齿轮机构的第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构从输入轴的一侧到输出轴的一侧按上述顺序放置成一排，或者第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构中的其中一个径向放置在第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构中另外一个的外侧，从而第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构中的其中一个的内边缘面对第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构中的另外一个的外边缘。第一制动器经由连接到第一恒星齿轮的第一制动器连接部件对第一恒星齿轮的旋转进行制动。第二离合器经由第二离合器连接部件的连接到第一制动器连接部件的第一部分连接到第一恒星齿轮，第二离合器经由第二离合器连接部件的连接到第三元件的第二部分选择性地连接第一恒星齿轮和第三元件。第四离合器经由第四离合器连接部件的第一部分连接到第三托架，第四离合器经由第四离合器连接部件的在输入轴侧连接到第二元件的第二部分选择性地连接第二元件和第三托架。
除了上述优点和效果外，根据用于车辆的自动变速器的构造，还可以获得下述优点和效果。除了连接到第一制动器的第一制动器连接部件之外，第一行星齿轮机构的第一恒星齿轮不必与行星齿轮机构的其他元件以及其他接合元件连接。因此，通过靠近壳体的内周面放置的路径可以布置连接到第一行星齿轮机构的第一托架的输入轴连接部件，该第一托架连接到输入轴。从而，不论选择的速度档位如何，与输入旋转始终具有相同旋转数的旋转的动力都可以被传送，或者可以作为来自连接到第一行星齿轮机构的第一托架的输入轴连接部件的动力输出(power take off,PTO)被抽取出。
根据本公开，用于车辆的自动变速器自动变速器包括第五离合器，第五离合器选择性地连接第三元件和第二元件，并选择性地连接第三元件和第一元件或者第三元件和第三环形齿轮。单小齿轮类型的行星齿轮机构的第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构从输入轴的一侧到输出轴的一侧按描述的顺序放置成一排，或者第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构中的其中一个径向放置在第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构中另外一个的外侧，从而第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构中的其中一个的内边缘面对第二行星齿轮机构和第三行星齿轮机构中的另外一个的外边缘。第一制动器经由连接到第一恒星齿轮的第一制动器连接部件对第一恒星齿轮的旋转进行制动。第二离合器经由第二离合器连接部件的连接到第一制动器连接部件的第一部分连接到第一恒星齿轮，第二离合器经由第二离合器连接部件的连接到第三元件的第二部分选择性地连接第一恒星齿轮和第三元件。第四离合器经由第四离合器连接部件的第一部分连接到第三托架，第四离合器经由第四离合器连接部件的在输入轴侧连接到第二元件的第二部分选择性连接第二元件和第三托架。第五离合器经由第五离合器连接部件的连接到第三元件的第一部分连接到第三元件，第五离合器选择性连接第三元件和第二元件，并且经由第五离合器连接部件的连接到第二元件和第一元件或第三环形齿轮的第二部分选择性连接第三元件和第一元件或者第三元件和第三环形齿轮。在形成额外的向前速度的状态下，第一制动器将第一恒星齿轮固定到壳体，第一离合器连接第一托架和第三元件，第五离合器连接第三元件和第二元件，并且连接第三元件和第一元件或者第三元件和第三环形齿轮。
根据用于车辆的自动变速器的构造，除了上述优点和效果外，还可以获得下述优点和效果。通过第一离合器和第五离合器的致动，第一行星齿轮机构的第一托架、第二行星齿轮机构的所有元件和第三行星齿轮机构的第三环形齿轮一体地旋转。由于第一行星齿轮机构的第一环形齿轮被第一制动器固定，因此从第一行星齿轮机构的第一恒星齿轮输出的输入轴的旋转驱动力从第一行星齿轮机构的第一环形齿轮传送到第三行星齿轮机构的第三恒星齿轮。接着，基于被传送到第三行星齿轮机构的第三环形齿轮的旋转驱动力和被传送到第三行星齿轮机构的第三恒星齿轮的旋转驱动力，第三行星齿轮机构的第三托架可以将额外速度档位的旋转驱动力传送到输出轴。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，本公开的上述和额外的特征和特性将变得更加显而易见，在附图中：
图1是根据本文公开的第一实施例的用于车辆的自动变速器的示意图；
图2示出根据本文公开的第一实施例制动器和离合器在每个速度档位的运行状态；
图3示出速度图，该速度图示出根据本文公开的第一实施例构成行星齿轮机构的每个元件在每个速度档位的转速比；
图4示出速度图，该速度图示出根据本文公开的第一实施例在形成向后速度时构成行星齿轮机构的每个元件的转速比；
图5是根据本文公开的第一实施例的第一修改示例的用于车辆的自动变速器的示意图；
图6是根据本文公开的第一实施例的第二修改示例的用于车辆的自动变速器的示意图；
图7是根据本文公开的第一实施例的第三修改示例的用于车辆的自动变速器的示意图；
图8是根据本文公开的第一实施例的第四修改示例的用于车辆的自动变速器的示意图；
图9是根据本文公开的第一实施例的第五修改示例的用于车辆的自动变速器的示意图；
图10示出速度图，该速度图示出根据本文公开的第一实施例的第五修改示例构成行星齿轮机构的每个元件在每个速度档位的转速比；
图11示出根据本文公开的第二实施例的用于车辆的自动变速器的示意图；
图12示出根据本文公开的第二实施例制动器和离合器在每个速度档位的运行状态；
图13示出速度图，该速度图示出根据本文公开的第二实施例构成行星齿轮机构的每个元件在每个速度档位的转速比；
图14示出已知的用于车辆的自动变速器的示意图；
图15示出根据已知的用于车辆的自动变速器制动器和离合器在每个速度档位的运行状态；以及
图16示出速度图，该速度图示出了根据已知的用于车辆的自动变速器在形成向后速度时构成行星齿轮机构的每个元件的转速比。
具体实施方式
将参照下面附图的说明来描述用于车辆的自动变速器的实施例。用于车辆的自动变速器用作用于改变安装到车辆的发动机输出的旋转驱动力的速度的设备。其速度由用于车辆的自动变速器改变的旋转驱动力经由例如差速装置被传送到驱动轮，并且车辆以通过用于车辆的自动变速器所形成的预定速度档位向前或向后移动。
将参照图1说明根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1。用于车辆的自动变速器1包括在从输入侧(即，图1中的左手侧)到输出侧(即，图1中的右手侧)的轴向上布置的三个单小齿轮类型的行星齿轮机构P1至P3(第一至第三行星齿轮机构P1至P3)、选择性地连接构成每个行星齿轮机构P1至P3的元件的四个离合器CL1至CL4(第一至第四离合器CL1至CL4)、选择性地将预定元件接合到壳体H的两个制动器B1和B2(第一和第二制动器B1和B2)、连接预定元件的连接部件5和6、连接各个元件和离合器CL1至CL4的连接部件U11、U21、U31、U41、U12、U22、U32、U42、用于固定制动器B1和B2以及预定元件的固定部件V1和V2、输入轴N和输出轴T。
并且，根据用于车辆的自动变速器1，基于来自车辆控制ECU(电子控制单元)2的控制信号来控制包括第一至第四离合器CL1至CL4和制动器B1和B2的接合元件的运行状态。根据实施例，通过致动包括第一至第四离合器CL1至CL4以及制动器B1和B2的上述接合元件中的三个接合元件，从输入轴N输入的旋转驱动力的速度被改变为将要从输出轴T输出的十一个向前速度和一个向后速度之一。将在下文描述根据用于车辆的自动变速器1要形成的速度档位的细节以及接合元件的运行状态。
输入轴N和输出轴T由壳体H支撑为可绕着旋转轴L旋转。输入轴N是经由例如离合器装置将发动机的旋转驱动力输入到用于车辆的自动变速器1的轴部件。输出轴T与输入轴N共轴放置，并且经由例如差速装置将已改变速度的旋转驱动力输出到驱动轮。
每一个行星齿轮机构P1至P3均是单小齿轮类型的行星齿轮机构，其中由托架C1至C3分别可旋转地支撑的小齿轮Q1至Q3分别与恒星齿轮S1至S3以及环形齿轮R1至R3啮合。第一至第三行星齿轮机构P1至P3从输入侧开始按上述顺序布置。每一个行星齿轮机构P1至P3的元件分别被限定为第一至第三恒星齿轮S1至S3、第一至第三托架C1至C3以及第一至第三环形齿轮R1至R3。根据第一实施例，由于采用了为单小齿轮类型的行星齿轮机构的第二行星齿轮机构P2，所以按照图3所示的速度图中的布置顺序，第二恒星齿轮S2对应于本公开的第一元件，第二托架C2对应于本公开的第二元件，第二环形齿轮R2对应于本公开的第三元件。
第一行星齿轮机构P1包括被可旋转地支撑为与旋转轴L共轴的第一恒星齿轮S1、第一环形齿轮R1以及第一托架C1，该第一托架C1可旋转地支撑与第一恒星齿轮S1和第一环形齿轮R1啮合的第一小齿轮Q1。第二行星齿轮机构P2包括被可旋转地支撑为与旋转轴L共轴的第二恒星齿轮S2、第二环形齿轮R2以及第二托架C2，该第二托架C2可旋转地支撑与第二恒星齿轮S2和第二环形齿轮R2啮合的第二小齿轮Q2。第三行星齿轮机构P3包括被可旋转地支撑为与旋转轴L共轴的第三恒星齿轮S3、第三环形齿轮R3以及第三托架C3，该第三托架C3可旋转地支撑与第三恒星齿轮S3和第三环形齿轮R3啮合的第三小齿轮Q3。
每个制动器B1和B2是设置在壳体H处的接合元件，并对预定元件的旋转进行制动。根据实施例，与离合器C1至C4类似，由在壳体H上形成的油道所施加的液压压力进行致动的液压类型制动器用作每个制动器B1和B2。因此，每个制动器B1和B2在由液压压力泵施加液压压力时通过将垫片施加到盘片(disc)上来对目标预定元件的旋转进行制动，其中液压压力泵由控制ECU2基于例如控制指令进行致动。接着，当阻断由液压压力泵施加液压压力时，从盘片释放垫片以允许预定元件的旋转。
离合器CL1至CL4中的每一个均是选择性地连接多个元件的接合元件。根据实施例，常开类型且在接收施加的液压压力时被致动的液压压力类型的离合器被用作每个离合器CL1至CL4。因此，离合器CL1至CL4中的每一个使得多个离合器片彼此接触以连接元件，从而，在由控制ECU2基于例如控制指令进行致动的液压压力泵经由在输入轴N和壳体H上形成的油道施加液压压力时，在目标元件之间传送驱动力。接着，当阻断由液压压力泵施加液压压力时，离合器片分离并且元件彼此脱离，从而在目标元件之间不传送驱动力。
输入轴N经由穿过相对于第一环形齿轮R1的外侧在轴向上延伸的输入轴连接部件3连接到第一托架C1。输入轴连接部件3设置有用于将动力取出到外部的动力输出部件(power take off member)M。输出轴T经由输出轴连接部件4连接到第三托架C3。第一环形齿轮R1和第三恒星齿轮S3经由穿过相对于第一恒星齿轮S1的内侧在轴向上延伸的第一齿轮连接部件5相连接。第二恒星齿轮S2和第三环形齿轮R3经由第二齿轮连接部件6相连接。
第一制动器B1经由第一制动器连接部件V1对连接到第一制动器连接部件V1的第一恒星齿轮S1的旋转进行制动。第二制动器B2经由第二制动器连接部件V2对连接到第二制动器连接部件V2的第三环形齿轮R3的旋转进行制动。
第一离合器CL1经由第一离合器连接部件的第一部分U11连接到第二环形齿轮R2，并且第一离合器CL1经由第一离合器连接部件的穿过相对于第一恒星齿轮S1的内侧沿轴向延伸的第二部分U12选择性地连接第一托架C1和第二环形齿轮R2。第二离合器CL2经由第二离合器连接部件的第一部分U21连接到第一制动器连接部件V1，并且经由第二离合器连接部件的连接到第一离合器连接部件的第一部分U11的第二部分U22选择性地连接第一恒星齿轮S1和第二环形齿轮R2。
第三离合器CL3经由第三离合器连接部件的第一部分U31连接到第二托架C2，并且第三离合器CL3经由第三离合器连接部件的第二部分U32选择性地连接第一环形齿轮R1和第三恒星齿轮S3以及第二托架C2。第四离合器CL4经由第四离合器连接部件的第一部分U41连接到第三托架C3，并且第四离合器CL4经由第四离合器连接部件的连接至第三离合器连接部件的第一部分U31的第二部分U42选择性地连接第二托架C2和第三托架C3。
根据具有上述构造的自动变速器1，通过选择性地致动第一至第四离合器CL1至CL4以及第一和第二制动器B1和B2来限制第一至第三行星齿轮机构P1至P3的元件的旋转，可以形成十一个向前速度和一个向后速度。图2示出了第一至第四离合器CL1至CL4以及第一和第二制动器B1和B2的与每个速度档位对应的运行状态。图2中标记的圆指示所选择的离合器和制动器处于ON状态(被致动状态)。
通常，根据单小齿轮类型的行星齿轮机构，恒星齿轮转速Ns、托架转速Nc、环形齿轮转速Nr和行星齿轮机构的齿数比(＝恒星齿轮的齿数/环形齿轮的齿数)λ的关系被描述为公式1。基于公式1计算每个换挡档位(速度)的齿数比。假设第一至第三行星齿轮机构P1至P3的第一至第三恒星齿轮S1至S3的齿数被限定为Zs1至Zs3，第一至第三环形齿轮R1至R3的齿数被限定为Zr1至Zr3，则第一至第三行星齿轮机构P1至P3的齿数比λ1至λ3被限定为：λ1＝Zs1/Zr1，λ2＝Zs2/Zr2，λ3＝Zs3/Zr3。
Ns＝(1+1/λ)·Nc-1/λ·Nr 公式1
当选择性地致动第一至第四离合器CL1至CL4以及第一和第二制动器B1和B2时，第一至第三行星齿轮机构P1至P3的每个元件的转速比被假定为如图3中速度图所示。在速度图中，包括恒星齿轮、托架和环形齿轮的行星齿轮机构元件以与齿数比对应的间隔布置在横轴方向，与元件对应的转速比布置在纵轴方向。
例如，在第一恒星齿轮S1和第二环形齿轮R2经由第二离合器CL2连接为单个刚性部件的情况下，第一恒星齿轮S1和第二环形齿轮R2共同的速率比可以指示在单个垂直线上，表示为S1、R2。并且，在第一环形齿轮R1、第二托架C2和第三恒星齿轮S3经由第三离合器CL3连接为单个刚性部件的情况下，相连接的第一环形齿轮R1、第二托架C2和第三恒星齿轮S3共同的速率比可以指示在单个线上，表示为R1、C2、S3。第一托架C1的速率比可以指示在单个线上，表示为C1。此外，由于第二恒星齿轮S2和第三环形齿轮R3总是连接为单个刚性部件，因此相连接的第二恒星齿轮S2和第三环形齿轮R3共同的速率比可以指示在单个线上，表示为S2、R3。在这些情况下，速率比是相对于输入轴N的转速的比率。
由于单小齿轮类型的行星齿轮机构被用作第一行星齿轮机构P1，所以用于第一恒星齿轮S1的垂直线与用于第一托架C1的垂直线之间的距离被限定为1，用于第一环形齿轮R1的垂直线放置在相对于用于第一托架C1的垂直线与用于第一恒星齿轮S1的垂直线相反的位置，用于第一环形齿轮R1的垂直线被放置为与用于第一托架C1的垂直线相隔距离λ1。由于单小齿轮类型的行星齿轮机构被用作第二行星齿轮机构P2，所以用于第二恒星齿轮S2的垂直线与用于第二托架C2的垂直线之间的距离被限定为1，用于第二环形齿轮R2的垂直线放置在相对于用于第二托架C2的垂直线与用于第二恒星齿轮S2的垂直线相反的位置，用于第二环形齿轮R2的垂直线被放置为与用于第二托架C2的垂直线相隔距离λ2。由于单小齿轮类型的行星齿轮机构被用作第三行星齿轮机构P3，用于第三恒星齿轮S3的垂直线与用于第三托架C3的垂直线之间的距离被限定为单位1，用于第三环形齿轮R3的垂直线放置在相对于用于第三托架C3的垂直线与用于第三恒星齿轮S3的垂直线相反的位置，用于第三环形齿轮R3的垂直线被放置为与用于第三托架C3的垂直线相隔距离λ3。
例如，在根据用于车辆的自动变速器1的第一速度(第一换挡档位)中，根据图2所示的运行接合表，第一离合器CL1、第三离合器CL3和第二制动器B2处于运行中(ON状态)。在这些情况下，首先，通过第一离合器CL1的致动使第一托架C1和第二环形齿轮R2一体地旋转，并且通过第三离合器CL3的致动使第一环形齿轮R1、第二托架C2和第三恒星齿轮S3一体地旋转。由于第二恒星齿轮S2被第二制动器B2固定，输入轴N的从第一托架C1输出的旋转驱动力从第二托架C2传送至第三恒星齿轮S3并从第一环形齿轮R1传送至第三恒星齿轮S3。由于第三环形齿轮R3被第二制动器B2固定，所以从第三恒星齿轮S3输入的旋转驱动力的速度随着基于齿数的齿数比而降低，并且旋转驱动力经由输出轴连接部件4从第三托架C3传送至输出轴T。
为了将换挡档位从第一速度(第一换挡档位)改变为第二速度(第二换挡档位)，根据用于车辆的自动变速器1，在保持第三离合器CL3和第二制动器B2的致动的同时，被致动的接合元件从第一离合器CL1变换为第二离合器CL2。在这种状态下，首先，通过第二离合器CL2的致动，使第一恒星齿轮S1和第二环形齿轮R2一体地旋转，并且通过第三离合器CL3的致动，使第一环形齿轮R1、第二托架C2和第三恒星齿轮S3一体地旋转。从第一托架C1输出的输入轴N的旋转驱动力由第一恒星齿轮S1和第一环形齿轮R1分担。由于第二恒星齿轮S2被第二制动器B2固定，所以从第一恒星齿轮S1输出的旋转驱动力从第二托架C2传送至第三恒星齿轮S3。由于第三环形齿轮R3被第二制动器B2固定，所以从第三恒星齿轮S3输入的旋转驱动力的速度随着基于齿数的齿数比而降低，并且旋转驱动力经由输出轴连接部件4从第三托架C3传送至输出轴T。
根据用于车辆的自动变速器1，通过选择性的致动六个接合元件中的三个接合元件，如图3的速度图中所例示的，形成了具有彼此不同的齿数比的多个速度(多个换挡档位)。并且，根据用于车辆的自动变速器1，如图2示出的运行接合表所示，通过改变三个被致动的接合元件中的一个，换挡档位变为相邻换挡档位。
如背景技术说明的，根据已知的用于车辆的自动变速器10，如图16例示的，由于当形成向后速度档位时第二恒星齿轮S12以高速(转速比H)旋转，因此存在缺点，例如由于分别相对于壳体H和第一恒星齿轮S11的相对转速的增加，在第一制动器B11和第二离合器CL12处容易产生烧损。然而，根据实施例的用于车辆的自动变速器1的构造，如图4例示的，通过第一制动器B1和第二离合器CL2的致动(第一制动器B1和第二离合器CL2的ON状态)来固定第一恒星齿轮S1和第二环形齿轮R2以及通过第四离合器CL4的致动(第四离合器CL4的ON状态)来连接第二托架C2和第三托架C3，在第三托架C3处产生用于反向旋转的驱动力。用于反向旋转的驱动力经由第三托架C3输出至输出轴T。
第二恒星齿轮S2和第三环形齿轮R3以相同的转速(旋转数)旋转，并且以比第三托架C3的旋转(输出旋转)更高的速度旋转。计算第二行星齿轮机构P2的第二恒星齿轮S2的转速比时，由于第二环形齿轮R2是固定的并且第二托架C2产生输出旋转，所以获得第二恒星齿轮S2的转速比为值h，值h是通过将输出转速比乘以齿数比λ2(＝第二恒星齿轮S2的齿数/第二环形齿轮R2的齿数)的倒数与1的和而获得的。因此，根据实施例的用于车辆的自动变速器1，第二恒星齿轮S2的转速比h达不到与已知自动变速器10的第二恒星齿轮S12的转速比H一样高的旋转，也就是，第二恒星齿轮S12的转速比h被降低了。
此外，根据实施例的用于车辆的自动变速器1，当形成向后速度时，由于输入轴N的旋转被输入至第一托架C1并且第一恒星齿轮S1由第一制动器B1固定，所以第一环形齿轮R1接收增加了速率的旋转(用以增加速率的旋转)，并且第一环形齿轮R1接收与形成向前速度中的第五、第七、第九、第十和第十一速度的情况相同的旋转(接收具有与当形成向前速度中的第五、第七、第九、第十和第十一速度时的速率相同速率的旋转)，所以不会发生在已知的自动变速器10中当形成向后速度时产生的异常旋转。
根据第一实施例的自动变速器1，由于壳体H相对于第二恒星齿轮S2和第三环形齿轮R3的相对转速不增加，所以阻止了被配置为选择性地将第二恒星齿轮S2和第三环形齿轮R3连接到壳体H的第二制动器B2烧坏。并且，部件(例如，支撑第二恒星齿轮S2的轴承)的耐久性增强。此外，在连接到第二恒星齿轮S2的轴上形成油道的情况下，设置在轴上的密封件的耐久性增强。
下面将说明第一实施例的第一修改示例。将参照图5说明根据第一实施例的第一修改示例的自动变速器11的构造。在图5中，对图1所示的部件设置相同的标号，将不再重复对与图1所示第一实施例的共同部件的说明。用于车辆的自动变速器11的构造不同于根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1的构造在于：输入轴N从第一行星齿轮机构P1的径向内侧连接到第一托架C1的构造。也就是，输入轴N经由穿过相对于第一恒星齿轮S1的内侧在轴向上延伸的输入轴连接部件7连接到第一托架C1。根据具有上述构造的用于车辆的自动变速器11，可以获得与根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1相似的效果和优点。
下面将说明第一实施例的第二修改示例。将参照图6说明根据第一实施例的第二修改示例的用于车辆的自动变速器12。在图6中，对图1所示的部件设置相同的标号，将不再重复对与图1所示第一实施例的共同部件的说明。用于车辆的自动变速器12的构造不同于根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1的构造在于：第二行星齿轮机构P2和第三行星齿轮机构P3的定位被交换的构造。也就是，在用于车辆的自动变速器12中，第一行星齿轮机构P1、第三行星齿轮机构P3和第二行星齿轮机构P2在轴向上从输入侧(图1的左手侧)到输出侧(图1的右手侧)按所述顺序布置。输入轴N经由穿过相对于第一恒星齿轮S1的内侧在轴向上延伸的输入轴连接部件7连接到第一托架C1。根据具有上述构造的用于车辆的自动变速器12，可以获得与根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1相似的效果和优点。
下面将说明第一实施例的第三修改示例。将参照图7说明根据第一实施例的第三修改示例的用于车辆的自动变速器13。在图7中，对图1所示的部件设置相同的标号，将不再重复对与图1所示第一实施例的共同部件的说明。用于车辆的自动变速器13的构造不同于根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1的构造在于：第一行星齿轮机构P1和第二行星齿轮机构P2的定位被交换的构造以及输入轴N和输出轴T布置在相同方向上的构造。也就是，根据用于车辆的自动变速器13，第二行星齿轮机构P2、第一行星齿轮机构P1和第三行星齿轮机构P3从输入侧(图1的左手侧)到输出侧(图1的右手侧)按所述顺序布置。从输出侧开始延伸的输入轴N经由穿过相对于第三恒星齿轮S3的内侧在轴向上延伸的输入轴连接部件8连接到第一托架C1。根据具有上述构造的用于车辆的自动变速器13，可以获得与根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1相似的效果和优点。
下面将说明第一实施例的第四修改示例。将参照图8说明根据第一实施例的第四修改示例的用于车辆的自动变速器14。在图8中，对图1所示的部件设置相同的标号，将不再重复对与图1所示第一实施例的共同部件的说明。用于车辆的自动变速器14的构造不同于根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1的构造在于：第二行星齿轮机构P2和第三行星齿轮机构P3以第二行星齿轮机构P2径向放置在第三行星齿轮机构P3外的方式共轴布置的构造。换句话讲，第二行星齿轮机构P2在与轴L正交的方向上放置在第三行星齿轮机构P3外部。也就是，第二行星齿轮机构P2的第二环形齿轮R2和第三行星齿轮机构P3的第三恒星齿轮S3彼此啮合并连接到第二制动器连接部件V2。根据具有上述构造的用于车辆的自动变速器14，可以获得与根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1相似的效果和优点。
下面将说明第一实施例的第五修改示例。将参照图9和图10说明根据第一实施例的第五修改示例的用于车辆的自动变速器15。在图9中，对图1所示的部件设置相同的标号，将不再重复对与图1所示第一实施例的共同部件的说明。用于车辆的自动变速器15的构造不同于根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1的构造在于：采用双小齿轮类型的行星齿轮机构代替单小齿轮类型的行星齿轮机构作为第二行星齿轮机构P2的构造。根据第一实施例的第五修改示例，由于采用了双小齿轮类型的第二行星齿轮机构P2，第二行星齿轮机构P2的每个元件按照图10中速度图所示的顺序布置，并且第二托架C2对应于本公开的第一元件，第二环形齿轮R2对应于本公开的第二元件，以及第二恒星齿轮S2对应于本公开的第三元件。
在用于车辆的自动变速器15中，第二托架C2和第三环形齿轮R3经由第三齿轮连接部件9连接。第一离合器CL1经由第一离合器连接部件的第一部分U11连接到第一托架C1，并经由第一离合器连接部件的穿过相对于第一恒星齿轮S1的内侧在轴向上延伸的第二部分U12选择地连接第一托架C1和第二恒星齿轮S2。根据具有上述构造的用于车辆的自动变速器15，可以获得与根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1相似的效果和优点。
下面将参照图11至图13说明第二实施例。根据第二实施例的用于车辆的自动变速器21除第一实施例的用于车辆的自动变速器1的构造之外还设置有第五离合器CL5。根据第二实施例的连接部、离合器和制动器的连接与第一实施例的连接基本上相同。下面将参照图11至图13说明与根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1的构造不同的用于车辆的自动变速器21的构造。
在用于车辆的自动变速器21中，第五离合器CL5经由第五离合器连接部件的第一部分U51连接到第二环形齿轮R2，以及第五离合器CL5经由第五离合器连接部件的第二部分U52选择性地连接第二环形齿轮R2和第二托架C2。如图12所例示的，根据用于车辆的自动变速器21，通过第一离合器CL1、第一制动器B1和第五离合器CL5的致动，在第一实施例的用于车辆的自动变速器1的第八速度和第九速度之间新增加第九速度，因此可以形成十二个向前速度。
也就是，当第一离合器CL1、第一制动器B1和第五离合器CL5被致动(即，ON状态)时，第一离合器CL1和第五离合器CL5的致动使得第一托架C1、第二环形齿轮R2、第二托架C2、第二恒星齿轮S2和第三环形齿轮R3一体地旋转。由于第一恒星齿轮S1由第一制动器B1固定，所以输入轴N的从第一托架C1输出的旋转驱动力的速度增加，并且输入轴N的从第一托架C1输出的增加的旋转驱动力从第一环形齿轮R1传送到第三恒星齿轮S3。如图13中的粗实线所指示的，第三托架C3基于传送到第三恒星齿轮S3的旋转驱动力和传送到第三环形齿轮R3的旋转驱动力经由输出轴连接部件4将新速度档位(即，图12中的第九速度)的旋转驱动力传送到输出轴T。
通过第一离合器CL1、第四离合器CL4和第五离合器CL5的致动(当形成第一离合器CL1、第四离合器CL4和第五离合器CL5的ON状态时)，可以形成与通过第一离合器CL1、第三离合器CL3和第四离合器CL4的致动所获得的第八速度相类似的第八速度。并且，通过第四离合器CL4、第五离合器CL5和第一制动器B1的致动或者通过第三离合器CL3、第五离合器CL5和第一制动器B1的致动(第四离合器CL4、第五离合器CL5和第一制动器B1的ON状态或者第三离合器CL3、第五离合器CL5和第一制动器B1的ON状态)，可以形成与通过第三离合器CL3、第四离合器CL4和第一制动器B1的致动(第三离合器CL3、第四离合器CL4和第一制动器B1的ON状态)所获得的第十速度相类似的第十速度。
根据第二实施例，第五离合器CL5选择性地连接第二环形齿轮R2和第二托架C2，但是构造并不限于此。例如，可选地，第五离合器CL5可以选择性连接第二环形齿轮R2和第三环形齿轮R3(或者第二恒星齿轮S2)。由于第三环形齿轮R3和第二恒星齿轮S2始终彼此连接，第三环形齿轮R3和第二恒星齿轮S2以相同的转速或者旋转数旋转。因此，在这里，第五离合器CL5可以选择性地连接第二环形齿轮R2和第二恒星齿轮S2。
根据构造为如上说明的用于车辆的自动变速器21，与根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1相似，通过第一至第五离合器CL1至CL5以及第一和第二制动器B1和B2的选择性致动以调节或限制第一至第三行星齿轮机构P1至P3的元件的旋转，可以形成十二个向前速度和一个向后速度。根据第二实施例的用于车辆的自动变速器21的构造，可以获得与根据第一实施例的用于车辆的自动变速器1相似的效果和优点。除非另有指明，显然在公开了多个实施例的情况下可以组合多个实施例的特征。

Claims (3)

1.一种用于车辆的自动变速器，包括：
壳体(H)；
三个行星齿轮机构，包括第一行星齿轮机构(P1)、第二行星齿轮机构(P2)和第三行星齿轮机构(P3)，所述第一行星齿轮机构(P1)是单小齿轮类型的行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构(P2)是单小齿轮类型的行星齿轮机构和双小齿轮类型的行星齿轮机构之一，所述第三行星齿轮机构(P3)是单小齿轮类型的行星齿轮机构，所述第一行星齿轮机构(P1)、所述第二行星齿轮机构(P2)和所述第三行星齿轮机构(P3)由所述壳体(H)支撑并且与旋转轴(L)共轴，其特征在于，
在采用单小齿轮类型的行星齿轮机构作为所述第二行星齿轮机构的情况下，第二恒星齿轮(S2)、第二托架(C2)和第二环形齿轮(R2)按照速度图中的布置顺序分别被限定为第一元件、第二元件和第三元件；在采用双小齿轮类型的行星齿轮机构作为所述第二行星齿轮机构的情况下，所述第二托架(C2)、所述第二环形齿轮(R2)和所述第二恒星齿轮(S2)按照速度图中的布置顺序分别被限定为第一元件、第二元件和第三元件；所述第一行星齿轮机构(P1)的第一环形齿轮(R1)和所述第三行星齿轮机构(P3)的第三恒星齿轮(S3)彼此连接，以及所述第二行星齿轮机构的第一元件和所述第三行星齿轮机构(P3)的第三环形齿轮(R3)彼此连接；
输入轴(N)，由所述壳体支撑为可绕着所述旋转轴(L)旋转，所述输入轴(N)连接到所述第一行星齿轮机构(P1)的第一托架(C1)；
输出轴(T)，由所述壳体支撑为可绕着所述旋转轴(L)旋转，所述输出轴(T)连接到所述第三行星齿轮机构(P3)的第三托架(C3)；
第一制动器(B1)，选择性地将所述第一行星齿轮机构(P1)的第一恒星齿轮(S1)固定到所述壳体(H)；
第二制动器(B2)，选择性地将彼此连接的所述第一元件(S2、C2)和所述第三环形齿轮(R3)固定到所述壳体(H)；
第一离合器(CL1)，选择性地连接所述第一托架(C1)和所述第三元件(R2、S2)；
第二离合器(CL2)，选择性地连接所述第一恒星齿轮(S1)和所述第三元件(R2、S2)；
第三离合器(CL3)，选择性地连接所述第一环形齿轮(R1)和所述第二元件(C2、R2)；以及
第四离合器(CL4)，选择性地连接所述第二元件(C2、R2)和所述第三托架(C3)；其中
当形成向后速度时，所述第一制动器(B1)将所述第一恒星齿轮(S1)固定至所述壳体(H)，所述第二离合器(CL2)连接所述第一恒星齿轮(S1)和所述第三元件(R2、S2)，并且所述第四离合器(CL4)连接所述第二元件(C2、R2)和所述第三托架(C3)。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器，其中所述单小齿轮类型的行星齿轮机构的所述第一行星齿轮机构(P1)、所述第二行星齿轮机构(P2)和所述第三行星齿轮机构(P3)从所述输入轴(N)的一侧到所述输出轴(T)的一侧按以上描述顺序放置成一排，或者所述第二行星齿轮机构(P2)和所述第三行星齿轮机构(P3)中的其中一个径向放置在所述第二行星齿轮机构(P2)和所述第三行星齿轮机构(P3)中另外一个的外侧，从而所述第二行星齿轮机构(P2)和所述第三行星齿轮机构(P3)中的所述其中一个的内边缘面对所述第二行星齿轮机构(P2)和所述第三行星齿轮机构(P3)中的所述另外一个的外边缘；
所述第一制动器(B1)经由连接到所述第一恒星齿轮(S1)的第一制动器连接部件(V1)对所述第一恒星齿轮(S1)的旋转进行制动；
所述第二离合器(CL2)经由第二离合器连接部件的连接到所述第一制动器连接部件(V1)的第一部分(U21)连接到所述第一恒星齿轮(S1)，所述第二离合器(CL2)经由所述第二离合器连接部件的连接到所述第三元件(R2)的第二部分(U22)选择性地连接所述第一恒星齿轮(S1)和所述第三元件(R2)；
所述第四离合器(CL4)经由第四离合器连接部件的第一部分(U41)连接到所述第三托架(C3)，所述第四离合器(CL4)经由所述第四离合器连接部件的在所述输入轴侧连接到所述第二元件(C2)的第二部分(U42)选择性地连接第二元件(C2)和第三托架(C3)。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器，还包括：
第五离合器(CL5)，选择性地连接所述第三元件(R2)和所述第二元件(C2)，并选择性地连接所述第三元件(R2)和所述第一元件(S2)或者所述第三元件(R2)和所述第三环形齿轮(R3)；
其中所述单小齿轮类型的行星齿轮机构的所述第一行星齿轮机构(P1)、所述第二行星齿轮机构(P2)和所述第三行星齿轮机构(P3)从所述输入轴(N)的一侧到所述输出轴(T)的一侧按描述顺序放置成一排，或者所述第二行星齿轮机构(P2)和所述第三行星齿轮机构(P3)中的其中一个径向放置在所述第二行星齿轮机构(P2)和所述第三行星齿轮机构(P3)中另外一个的外侧，从而所述第二行星齿轮机构(P2)和所述第三行星齿轮机构(P3)中的所述其中一个的内边缘面对所述第二行星齿轮机构(P2)和所述第三行星齿轮机构(P3)中的所述另外一个的外边缘；
所述第一制动器(B1)经由连接到所述第一恒星齿轮(S1)的第一制动器连接部件(V1)对所述第一恒星齿轮(S1)的旋转进行制动；
所述第二离合器(CL2)经由第二离合器连接部件的连接到所述第一制动器连接部件(V1)的第一部分(U21)连接到所述第一恒星齿轮(S1)，所述第二离合器(CL2)经由所述第二离合器连接部件的连接到所述第三元件(R2)的第二部分(U22)选择性地连接所述第一恒星齿轮(S1)和所述第三元件(R2)；
所述第四离合器(CL4)经由第四离合器连接部件的第一部分(U41)连接到所述第三托架(C3)，所述第四离合器(CL4)经由所述第四离合器连接部件的在所述输入轴侧连接到所述第二元件(C2)的第二部分(U42)选择性地连接第二元件(C2)和第三托架(C3)；
所述第五离合器(CL5)经由第五离合器连接部件的连接到所述第三元件(R2)的第一部分(U51)连接到所述第三元件(R2)，所述第五离合器(CL5)选择性地连接所述第三元件(R2)和所述第二元件(C2)，并且经由所述第五离合器连接部件的连接到所述第二元件(C2)和所述第一元件(S2)或所述第三环形齿轮(R3)的第二部分(U52)选择性地连接所述第三元件(R2)和所述第一元件(S2)或者所述第三元件(R2)和所述第三环形齿轮(R3)；并且其中
在形成额外的向前速度的情况下，所述第一制动器(B1)将所述第一恒星齿轮(S1)固定到所述壳体(H)，所述第一离合器(CL1)连接所述第一托架(C1)和所述第三元件(R2)，所述第五离合器(CL5)连接所述第三元件(R2)和所述第二元件(C2)，并且连接所述第三元件(R2)和所述第一元件(S2)或者所述第三元件(R2)和所述第三环形齿轮(R3)。
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