CN106594194B - 车辆用自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

一种车辆用自动变速器的行星齿轮系，包括：接收发动机扭矩的输入轴；输出改变后扭矩的输出轴；具有第一至第三旋转元件的第一行星齿轮组；具有第四至第六旋转元件的第二行星齿轮组；具有第七至第九旋转元件的第三行星齿轮组；包括第一和第九旋转元件并选择性连接至输入轴的第一旋转轴；包括第二和第五旋转元件的第二旋转轴；包括第三旋转元件并选择性连接至输入轴或变速器壳体的第三旋转轴；包括第四旋转元件并选择性连接至第一旋转轴的第四旋转轴；包括第六旋转元件并直接连接至变速器壳体的第五旋转轴；包括第七旋转元件并选择性连接至第二旋转轴的第六旋转轴；以及包括第八旋转元件并直接连接至输出轴、选择性连接至第四旋转轴的第七旋转轴。

Description

车辆用自动变速器的行星齿轮系

技术领域

本发明涉及车辆用自动变速器。更具体地，本发明涉及一种车辆用自动变速器的行星齿轮系，其能够通过使用最小数目的构成元件实现八个前进挡位而提高动力传输性能并降低燃料消耗。

背景技术

近年来，原油价格的上升已经引起对于提高燃料效率的无限竞争。

结果，在发动机的情况下正在进行通过减小尺寸而减轻重量并提高燃料效率的研究，并且在自动变速器的情况下正在进行通过多级同时确保操作性和燃料效率竞争力的研究。

然而，在自动变速器中，随着变速器挡位的数目增加，内部部件的数目增加，结果，安装性、成本、重量、传输效率等等仍可能劣化。

因此，为了增加通过多级实现的燃料效率提高效果，能够以小部件数带来最大效率的行星齿轮系的开发是重要的。

在本背景技术部分中公开的信息仅仅是为了增强对本发明的一般背景的理解，并且不应被认为是以任何形式承认或暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种车辆用自动变速器的行星齿轮系，其具有通过使用位于低发动机转速的驱动点实现八个前进挡位和一个倒车挡位而提高动力传输性能和燃料效率的优点。

根据本发明的示例性实施例的车辆用自动变速器的行星齿轮系可包括：输入轴，接收发动机的扭矩；输出轴，输出改变后的扭矩；第一行星齿轮组，具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第一旋转轴，包括第一旋转元件和第九旋转元件，并且能够选择性地连接至输入轴；第二旋转轴，包括第二旋转元件和第五旋转元件；第三旋转轴，包括第三旋转元件，并且能够选择性地连接至输入轴或变速器壳体；第四旋转轴，包括第四旋转元件，并且能够选择性地连接至第一旋转轴；第五旋转轴，包括第六旋转元件，并且直接连接至变速器壳体；第六旋转轴，包括第七旋转元件，并且能够选择性地连接至第二旋转轴；以及第七旋转轴，包括第八旋转元件，并且直接连接至输出轴，以便能够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，其中第一旋转元件可以是第一太阳齿轮，第二旋转元件可以是第一行星齿轮架，并且第三旋转元件可以是第一环形齿轮，第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，其中第四旋转元件可以是第二太阳齿轮，第五旋转元件可以是第二行星齿轮架，并且第六旋转元件可以是第二环形齿轮，而且第三行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，其中第七旋转元件可以是第三太阳齿轮，第八旋转元件可以是第三行星齿轮架，并且第九旋转元件可以是第三环形齿轮。

行星齿轮系还可包括：第一离合器，选择性地连接输入轴和第一旋转轴；第二离合器，选择性地连接输入轴和第三旋转轴；第三离合器，选择性地连接第四旋转轴和第七旋转轴；第四离合器，选择性地连接第一旋转轴和第四旋转轴；第五离合器，选择性地连接第二旋转轴和第六旋转轴；以及第一制动器，选择性地连接第三旋转轴和变速器壳体。

第一前进挡位可由第一离合器和第五离合器以及第一制动器的操作实现，第二前进挡位可由第一离合器、第三离合器以及第五离合器的操作实现，第三前进挡位可由第一离合器、第四离合器以及第五离合器的操作实现，第四前进挡位可由第一离合器、第二离合器以及第五离合器的操作实现，第五前进挡位可由第二离合器、第四离合器以及第五离合器的操作实现，第六前进挡位可由第二离合器、第三离合器以及第五离合器的操作实现，第七前进挡位可由第二离合器、第三离合器以及第四离合器的操作实现，第八前进挡位可由第一离合器、第二离合器以及第三离合器的操作实现，并且倒车挡位可由第一离合器和第三离合器以及第一制动器的操作实现。

本发明的示例性实施例可通过组合三个行星齿轮组与六个摩擦元件实现八个前进挡位和一个倒车挡位。因此，可提高动力传输性能和燃料效率。

因为可由于多个挡位实现适于发动机速度的挡位，所以可改进安静行驶。

因为可由于多个挡位实现发动机驱动效率，所以可提高动力传输性能和燃料效率。

此外，可从本发明的示例性实施例获得或预期的效果在以下具体实施方式中被直接地或暗示地说明。即，从本发明的示例性实施例预期的各种效果将在以下具体实施方式中予以说明。

本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点从结合在本文中的附图和以下具体实施方式中将会显而易见或在其中得以更详细地阐明，附图和具体实施方式一同用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1是根据本发明的第一示例性实施例的行星齿轮系的构造图。

图2是表示由应用于根据本发明的示例性实施例的行星齿轮系的各摩擦元件实现的各变速挡位的操作的表。

应当理解的是，附图不一定按比例绘制，而是呈现出说明本发明的基本原理的各种特征的某种简化表示。本文所公开的包括例如具体尺寸、方向、位置和形状的本发明的具体设计特征将部分地由具体期望的应用和使用环境来确定。

在附图中，贯穿附图的多幅图中相同的附图标记指代本发明的相同或等效的部件。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的各种实施例，其实例在附图中示出且在下面予以说明。虽然将结合示例性实施例说明本发明，但是应当理解，本说明并非意在将本发明限制于这些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅涵盖这些示例性实施例，而且涵盖可包括在由随附权利要求所限定的本发明的思想和范围内的各种替换形式、改型、等效形式和其他实施例。

在下文中将参照示出本发明的示例性实施例的附图更充分地说明本发明。如本领域技术人员将会意识到的，所述实施例可以各种不同方式进行修改，而均不脱离本发明的思想或范围。

与说明无关的部件将被省略，以便明显地说明本发明，并且贯穿说明书，同样的附图标记将用于说明同样的部件。

在以下说明中，将部件的名称区分为第一、第二等以便区分名称，因为这些部件的名称彼此相同，然而其顺序不受具体限制。

图1是根据本发明的第一示例性实施例的行星齿轮系的构造图。

参照图1，根据本发明的示例性实施例的行星齿轮系包括配置在同一轴线上的第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2、PG3，输入轴IS，输出轴OS，包括第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2、PG3的旋转元件中的至少一者的七个旋转轴TM1～TM7，六个摩擦元件C1～C5和B1，以及变速器壳体H。

结果，从输入轴IS输入的扭矩通过第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2、PG3的协作被改变，并且改变后的扭矩通过输出轴OS输出。

各行星齿轮组PG1、PG2和PG3从发动机侧起被顺序地配置。

输入轴IS是输入构件，并且来自发动机的曲轴的动力通过扭矩变换器进行扭矩变换，并输入至输入轴IS。

输出轴OS是输出构件，与输入轴IS平行配置，并将驱动扭矩通过差动装置传递至驱动轮。

作为单小齿轮行星齿轮组的第一行星齿轮组PG1包括作为旋转元件的以下部件：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的第一行星齿轮架PC1，其支承与作为第一旋转元件N1的第一太阳齿轮S1外接合的第一小齿轮P1；以及作为第三旋转元件N3的第一环形齿轮R1，其与第一小齿轮P1内接合。

作为单小齿轮行星齿轮组的第二行星齿轮组PG2包括作为旋转元件的以下部件：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的第二行星齿轮架PC2，其支承与作为第四旋转元件N4的第二太阳齿轮S2外接合的第二小齿轮P2；以及作为第六旋转元件N6的第二环形齿轮R2，其与第二小齿轮P2内接合。

作为单小齿轮行星齿轮组的第三行星齿轮组PG3包括作为旋转元件的以下部件：作为第七旋转元件N7的第三太阳齿轮S3；作为第八旋转元件N8的第三行星齿轮架PC3，其支承与作为第七旋转元件N7的第三太阳齿轮S3外接合的第三小齿轮P3；以及作为第九旋转元件N9的第三环形齿轮R3，其与第三小齿轮P3内接合。

在第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2、PG3中，第一旋转元件N1直接连接至第九旋转元件N9，以便利用总共七个旋转轴TM1～TM7来操作。

七个旋转轴TM1～TM7的构造将在下面进行说明。

第一旋转轴TM1包括第一旋转元件N1(第一太阳齿轮S1)，并且能够选择性地连接至第九旋转元件N9(第三环形齿轮R3)。

第二旋转轴TM2包括第二旋转元件N2(第一行星齿轮架PC1)和第五旋转元件N5(第二行星齿轮架PC2)。

第三旋转轴TM3包括第三旋转元件N3(第一环形齿轮R1)，并且能够选择性地连接至输入轴IS或变速器壳体H。

第四旋转轴TM4包括第四旋转元件N4(第二太阳齿轮S2)，并且能够选择性地连接至第一旋转轴TM1。

第五旋转轴TM5包括第六旋转元件N6(第二环形齿轮R2)，并且直接连接至变速器壳体H。

第六旋转轴TM6包括第七旋转元件N7(第三太阳齿轮S3)，并且能够选择性地连接至第二旋转轴TM2。

第七旋转轴TM7包括第八旋转元件N8(第三行星齿轮架PC3)，并且直接连接至输出轴OS，而且能够选择性地连接至第四旋转轴TM4。

另外，在旋转轴TM1～TM7中，作为摩擦元件的五个离合器C1、C2、C3、C4和C5配置在旋转轴彼此连接的连接部分。

另外，在旋转轴TM1～TM7中，作为摩擦元件的一个制动器B1配置在任何一个旋转轴与变速器壳体H之间的连接部分。

现在将进一步详细说明六个摩擦元件C1～C5和B1。

第一离合器C1插置在输入轴IS与第一旋转轴TM1之间，并且选择性地连接输入轴IS和第一旋转轴TM1。

第二离合器C2插置在输入轴IS与第三旋转轴TM3之间，并且选择性地连接输入轴IS和第三旋转轴TM3。

第三离合器C3插置在第四旋转轴TM4与第七旋转轴TM7之间，并且选择性地连接第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7。

第四离合器C4插置在第一旋转轴TM1与第四旋转轴TM4之间，并且选择性地连接第一旋转轴TM1和第四旋转轴TM4。

第五离合器C5插置在第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6之间，并且选择性地连接第二旋转轴TM2和第六旋转轴TM6。

第一制动器B1插置在第三旋转轴TM3与变速器壳体H之间，并且使第三旋转轴TM3作为选择性的固定元件来操作。

包括第一、第二、第三、第四、第五离合器C1、C2、C3、C4、C5和第一制动器B1的摩擦元件可以是由液压操作的湿式多片式摩擦元件。

图2是表示由应用于根据本发明的示例性实施例的行星齿轮系的各摩擦元件实现的各变速挡位的操作的表。

如图2中所示，在根据本发明的示例性实施例的行星齿轮系中的各挡位，三个摩擦元件进行操作。

在第一前进挡位D1，第一和第五离合器C1、C5以及第一制动器B1操作。在输入轴IS连接至第一旋转轴TM1并且第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的旋转速度输入至第一旋转轴TM1，并且第五旋转轴TM5和第三旋转轴TM3作为固定元件操作。因此，实现第一前进挡位。

在第二前进挡位D2，第一、第三和第五离合器C1、C3、C5操作。在输入轴IS连接至第一旋转轴TM1，第四旋转轴TM4连接至第七旋转轴TM7，并且第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的旋转速度输入至第一旋转轴TM1，并且第五旋转轴TM5作为固定元件操作。因此，实现第二前进挡位。

在第三前进挡位D3，第一、第四和第五离合器C1、C4、C5操作。在输入轴IS连接至第一旋转轴TM1，第一旋转轴TM1连接至第四旋转轴TM4，并且第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的旋转速度输入至第一旋转轴TM1，并且第五旋转轴TM5作为固定元件操作。因此，实现第三前进挡位。

在第四前进挡位D4，第一、第二和第五离合器C1、C2、C5操作。在输入轴IS连接至第一旋转轴TM1，输入轴IS连接至第三旋转轴TM3，并且第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的旋转速度输入至第一旋转轴TM1和第三旋转轴TM3，并且第五旋转轴TM5作为固定元件操作。因此，实现第四前进挡位。

在第五前进挡位D5，第二、第四和第五离合器C2、C4、C5操作。在输入轴IS连接至第三旋转轴TM3，第一旋转轴TM1连接至第四旋转轴TM4，并且第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的旋转速度输入至第一旋转轴TM1和第三旋转轴TM3，并且第五旋转轴TM5作为固定元件操作。因此，实现第五前进挡位。

在第六前进挡位D6，第二、第三和第五离合器C2、C3、C5操作。在输入轴IS连接至第三旋转轴TM3，第四旋转轴TM4连接至第七旋转轴TM7，并且第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的旋转速度输入至第三旋转轴TM3，并且第五旋转轴TM5作为固定元件操作。因此，实现第六前进挡位。

在第七前进挡位D7，第二、第三和第四离合器C2、C3、C4操作。在输入轴IS连接至第三旋转轴TM3，第四旋转轴TM4连接至第七旋转轴TM7，并且第一旋转轴TM1连接至第四旋转轴TM4的状态下，输入轴IS的旋转速度输入至第三旋转轴TM3，并且第五旋转轴TM5作为固定元件操作。因此，实现第七前进挡位。

在第八前进挡位D8，第一、第二和第三离合器C1、C2、C3操作。在输入轴IS连接至第一旋转轴TM1，输入轴IS连接至第三旋转轴TM3，并且第四旋转轴TM4连接至第七旋转轴TM7的状态下，输入轴IS的旋转速度输入至第一旋转轴TM1和第三旋转轴TM3，并且第五旋转轴TM5作为固定元件操作。因此，实现第八前进挡位。

在倒车挡位REV，第一和第三离合器C1、C3以及第一制动器B1操作。在输入轴IS连接至第一旋转轴TM1并且第四旋转轴TM4连接至第三旋转轴TM3的状态下，输入轴IS的旋转速度输入至第一旋转轴TM1，并且第五旋转轴TM5、第三旋转轴TM3和第一制动器B1作为固定元件操作。因此，实现倒车挡位。

根据本发明的示例性实施例的行星齿轮系可通过利用五个离合器C1、C2、C3、C4、C5和一个制动器B1对三个行星齿轮组PG1、PG2、PG3的控制，实现八个前进挡位和一个倒车挡位。

因为可由于多个挡位实现适于发动机速度的挡位，所以可改进安静行驶。

因为可由于多个挡位实现发动机驱动效率，所以可提高动力传输性能和燃料效率。

为了便于在所附权利要求中解释和准确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”用于参照示例性实施例的特征在附图中显示的位置来描述这些特征。

为了例示和说明的目的，已经呈现出关于本发明的具体示例性实施例的前述说明。该说明并非旨在穷尽或将本发明限制于所公开的确切形式，并且在上述教导的启示之下，显然多种修改和变型是可能的。选择和说明示例性实施例是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能够实现和利用本发明的各种示例性实施例及其各种替换形式和改型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等效形式来限定。

Claims (6)

1.一种车辆用自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，接收发动机的扭矩；

输出轴，输出改变后的扭矩；

第一行星齿轮组，具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；

第二行星齿轮组，具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；

第三行星齿轮组，具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；

第一旋转轴，包括所述第一旋转元件和所述第九旋转元件，并且能够选择性地连接至所述输入轴；

第二旋转轴，包括所述第二旋转元件和所述第五旋转元件；

第三旋转轴，包括所述第三旋转元件，并且能够选择性地连接至所述输入轴或变速器壳体；

第四旋转轴，包括所述第四旋转元件，并且能够选择性地连接至所述第一旋转轴；

第五旋转轴，包括所述第六旋转元件，并且直接连接至所述变速器壳体；

第六旋转轴，包括所述第七旋转元件，并且能够选择性地连接至所述第二旋转轴；以及

第七旋转轴，包括所述第八旋转元件，并且直接连接至所述输出轴，以便能够选择性地连接至所述第四旋转轴,

其中，

所述第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，其中所述第一旋转元件是第一太阳齿轮，所述第二旋转元件是第一行星齿轮架，并且所述第三旋转元件是第一环形齿轮，

所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，其中所述第四旋转元件是第二太阳齿轮，所述第五旋转元件是第二行星齿轮架，并且所述第六旋转元件是第二环形齿轮，并且

所述第三行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，其中所述第七旋转元件是第三太阳齿轮，所述第八旋转元件是第三行星齿轮架，并且所述第九旋转元件是第三环形齿轮。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮系，还包括：

第一离合器，选择性地连接所述输入轴和所述第一旋转轴；

第二离合器，选择性地连接所述输入轴和所述第三旋转轴；

第三离合器，选择性地连接所述第四旋转轴和所述第七旋转轴；

第四离合器，选择性地连接所述第一旋转轴和所述第四旋转轴；

第五离合器，选择性地连接所述第二旋转轴和所述第六旋转轴；以及

第一制动器，选择性地连接所述第三旋转轴和所述变速器壳体。

3.根据权利要求2所述的行星齿轮系，其中

第一前进挡位由所述第一离合器和所述第五离合器以及所述第一制动器的操作实现，

第二前进挡位由所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第五离合器的操作实现，

第三前进挡位由所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第五离合器的操作实现，

第四前进挡位由所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第五离合器的操作实现，

第五前进挡位由所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第五离合器的操作实现，

第六前进挡位由所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第五离合器的操作实现，

第七前进挡位由所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器的操作实现，

第八前进挡位由所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器的操作实现，并且

倒车挡位由所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第一制动器的操作实现。

4.一种车辆用自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，接收发动机的扭矩；

输出轴，输出改变后的扭矩；

第一行星齿轮组，是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳齿轮、第一行星齿轮架和第一环形齿轮；

第二行星齿轮组，是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第二太阳齿轮、第二行星齿轮架和第二环形齿轮；

第三行星齿轮组，是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳齿轮、第三行星齿轮架和第三环形齿轮；

第一旋转轴，包括所述第一太阳齿轮和所述第三环形齿轮，并且能够选择性地连接至所述输入轴；

第二旋转轴，包括所述第一行星齿轮架和所述第二行星齿轮架；

第三旋转轴，包括所述第一环形齿轮，并且能够选择性地连接至所述输入轴和变速器壳体；

第四旋转轴，包括所述第二太阳齿轮，并且能够选择性地连接至所述第一旋转轴；

第五旋转轴，包括所述第二环形齿轮，并且直接连接至所述变速器壳体；

第六旋转轴，包括所述第三太阳齿轮，并且能够选择性地连接至所述第二旋转轴；以及

第七旋转轴，包括所述第三行星齿轮架，并且选择性地连接至所述第四旋转轴，而且直接连接至所述输出轴。

5.根据权利要求4所述的行星齿轮系，还包括：

第一离合器，选择性地连接所述输入轴和所述第一旋转轴；

第二离合器，选择性地连接所述输入轴和所述第三旋转轴；

第三离合器，选择性地连接所述第四旋转轴和所述第七旋转轴；

第四离合器，选择性地连接所述第一旋转轴和所述第四旋转轴；

第五离合器，选择性地连接所述第二旋转轴和所述第六旋转轴；以及

第一制动器，选择性地连接所述第三旋转轴和所述变速器壳体。

6.根据权利要求5所述的行星齿轮系，其中

第一前进挡位由所述第一离合器和所述第五离合器以及所述第一制动器的操作实现，

第二前进挡位由所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第五离合器的操作实现，

第三前进挡位由所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第五离合器的操作实现，

第四前进挡位由所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第五离合器的操作实现，

第五前进挡位由所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第五离合器的操作实现，

第六前进挡位由所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第五离合器的操作实现，

第七前进挡位由所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器的操作实现，

第八前进挡位由所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器的操作实现，并且

倒车挡位由所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第一制动器的操作实现。

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