CN108302168A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。行星齿轮系可包括：输入轴，其从发动机接收扭矩；输出轴，其输出扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一、第二和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其包括第四、第五和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其包括第七、第八和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其包括第十、第十一和第十二旋转元件；第五行星齿轮组，其包括第十三、第十四和第十五旋转元件。另外，行星齿轮系包括九个轴，其可操作地连接到至少一个旋转元件以提供十个前进速度档位和一个后退速度档位，使得实现更有效的动力传输性能和更平稳的速度档位变换。

Description

用于车辆的自动变速器的行星齿轮系

相关申请的交叉引证

本申请要求2017年1月13日提交的韩国专利申请No.10-2017-0006059的优先权及权益，其全部内容通过引证的方式结合于此。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的改进动力传输性能及燃油经济性的自动变速器。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本发明相关的信息，并且可能不构成现有技术。

通常，已经开发了实现更多速度档位(speed stage，速度档位级)的自动变速器，以增强燃油效率并提高驾驶性能。

希望这种带有更多速度档位的自动变速器能够在追求发动机小型化的同时，改进功率性能和驾驶效率。特别地，希望高效的多速变速器具有非常好的阶比(step ratio)线性关系，其与驾驶性能紧密相关，例如换挡之前和之后的加速度以及有节奏的发动机转速。认为这些特征可保证自动变速器领域中的竞争性。

然而，在自动变速器中，当速度档位的数量增加时，内部部件的数量增加，结果，可安装性、成本、重量、传动效率等可能更变差。

因此，发展可以具有少量部件的行星齿轮系可能是重要的，以增加燃油效率。

传统的八速自动变速器具有6.5-7.5的齿轮比跨度(齿轮比跨度是保证阶比的线性关系的重要因素)，因此功率性能和燃油经济性的改进可能不大。

另外，如果八速自动变速器具有大于9.0的齿轮比跨度，那么便难以保证阶比的线性关系。因此，发动机的驾驶效率和车辆的驾驶性能可能变差。

此背景技术部分中公开的以上信息仅是为了增强本发明的背景技术的理解，因此其可能包含并不形成在本国对于本领域普通技术人员来说已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种具有以下优点的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系：通过十个前进速度档位和一个后退速度档位来改进动力传输性能和燃油效率，以及使用五个行星齿轮组和六个接合元件来减小离合器和制动器的阻力损失。

本发明的另一种形式提供一种具有以下进一步优点的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系：通过使用扭矩并联型的行星齿轮组来改进扭矩传输效率和耐久性，及减小每个行星齿轮组和每个接合元件的扭矩份额。

而且，本发明提供一种具有以下进一步优点的用于车辆的自动变速器的高效行星齿轮系：通过使用五个行星齿轮组来增加输出齿轮比的灵活性并改进阶比的线性关系，以实现十个前进速度档位和一个后退速度档位。

根据本发明的一个示例性形式的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可包括：输入轴，其从发动机接收扭矩；输出轴，其输出扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一、第二和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其包括第四、第五和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其包括第七、第八和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其包括第十、第十一和第十二旋转元件；第五行星齿轮组，其包括第十三、第十四和第十五旋转元件；第一轴，其连接到第一旋转元件和输入轴；第二轴，其连接到第十四旋转元件和输出轴；第三轴，其连接到第六旋转元件和第十三旋转元件；第四轴，其连接到第十一旋转元件和第十五旋转元件；第五轴，其连接到第五旋转元件和第八旋转元件；第六轴，其连接到第九旋转元件；第七轴，其连接到第三旋转元件、第七旋转元件和第十旋转元件；第八轴，其连接到第二旋转元件和第四旋转元件；以及第九轴，其连接到第十二旋转元件。

另外，行星齿轮系可进一步包括六个接合元件，其使九个轴中的任意一个轴选择性地连接到另一个轴或连接到变速器壳体，其中，通过操作六个接合元件中的三个接合元件来实现每个前进档位或后退档位。

在操作中，这六个接合元件可包括三个离合器和三个制动器，并且三个离合器中的每个均构造为使九个轴中的两个轴彼此连接。三个制动器中的每个均构造为使变速器壳体选择性地连接到九个轴中的未与输入轴或输出轴连接的另一个轴。

另外，这六个接合元件可包括：第一离合器，其设置在第六轴和第二轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第五轴之间；第三离合器，其设置在第一轴和第三轴之间；第一制动器，其设置在第八轴和变速器壳体之间；第二制动器，其设置在第七轴和变速器壳体之间；以及第三制动器，其设置在第九轴和变速器壳体之间。

这六个接合元件可包括：第一离合器，其设置在第六轴和第四轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第五轴之间；第三离合器，其设置在第一轴和第三轴之间；第一制动器，其设置在第八轴和变速器壳体之间；第二制动器，其设置在第七轴和变速器壳体之间；以及第三制动器，其设置在第九轴和变速器壳体之间。

另外，第一、第二和第三旋转元件可以分别是第一太阳齿轮、第一行星齿轮架和第一环形齿轮，第四、第五和第六旋转元件可以分别是第二太阳齿轮、第二行星齿轮架和第二环形齿轮，第七、第八和第九旋转元件可以分别是第三太阳齿轮、第三行星齿轮架和第三环形齿轮，第十、第十一和第十二旋转元件可以分别是第四太阳齿轮、第四行星齿轮架和第四环形齿轮，并且，第十三、第十四和第十五旋转元件可以分别是第五太阳齿轮、第五行星齿轮架和第五环形齿轮。

另外，第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组可以从发动机一侧开始按第一、第四、第三、第二和第五行星齿轮组的顺序设置。

根据本发明的一个示例性形式，可通过使五个行星齿轮组(其是简单的行星齿轮组)与六个接合元件组合来实现十个前进速度档位和一个后退速度档位。

另外，由于提供大于8.5的齿轮比跨度，所以可提高发动机的驾驶效率。另外，由于可对多个速度档位提供阶比的线性关系，所以可改善驾驶性能，例如，换挡之前和之后的加速度、有节奏的发动机转速，等等。

另外，由于通过使用五个行星齿轮组来实现十个前进速度档位和一个后退速度档位，但是减小接合元件的数量，所以可减小离合器和制动器的阻力损失，并且可改善动力传输效率和燃油效率。

另外，由于在输出侧上使用扭矩并联型的行星齿轮组且扭矩均匀分享给每个行星齿轮组和每个接合元件，所以可改善扭矩传输效率和耐久性。

另外，由于使用五个行星齿轮组来实现十个前进速度档位和一个后退速度档位，所以可增加输出齿轮比的灵活性，并且可改进阶比的线性关系。

从本文提供的说明书中，进一步的适用领域将变得显而易见。应理解，说明书和具体实例旨在仅为了例证的目的，而非旨在限制本发明的范围。

附图说明

为了可很好地理解本发明，现在将参考附图，描述其通过实例给出的各种形式，其中：

图1是根据本发明的第一示例性形式的行星齿轮系的示意图；

图2是根据本发明的第一示例性形式的行星齿轮系中的每个速度档位处控制元件的操作图表的一个实例；

图3是根据本发明的第一示例性形式的行星齿轮系中的每个速度档位处控制元件的操作图表的另一实例；

图4是根据本发明的第二示例性形式的行星齿轮系的示意图；

图5是根据本发明的第二示例性形式的行星齿轮系中的每个速度档位处控制元件的操作图表的一个实例；并且

图6是根据本发明的第二示例性形式的行星齿轮系中的每个速度档位处控制元件的操作图表的另一实例。

本文描述的图仅是为了例证的目的，而非旨在以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并非旨在限制本发明、应用或用途。应理解，在这些图中，对应的参考数字表示相同的或对应的零件及特征。

在下文中，将参考附图详细地描述本发明的示例性形式。

然而，为了清楚地描述本发明的示例性形式，省略与描述无关的零件。

在以下描述中，因为部件的名称彼此相同，故将部件的名称分成第一、第二等以便区分名称，并且不特别限制其顺序。

图1是根据本发明的第一示例性形式的行星齿轮系的示意图。

参考图1，行星齿轮系包括：第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5，其设置在相同的轴线上；输入轴IS；及输出轴OS；九个轴TM1至TM9，其连接到第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组(即，PG1、PG2、PG3、PG4和PG5)的至少一个旋转元件；接合元件，其包括三个离合器C1至C3及三个制动器B1至B3；以及变速器壳体H。

通过第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5的配合，来改变从发动机到输入轴IS的扭矩输入，并且通过输出轴OS来输出所改变的扭矩。

根据本发明的第一示例性形式，从发动机开始按第一、第四、第三、第二和第五行星齿轮组PG1、PG4、PG3、PG2和PG5的顺序设置行星齿轮组。

输入轴IS是输入件，并且来自发动机的曲轴的扭矩通过扭矩转换器进行扭矩转换以输入到输入轴IS中。

输出轴OS是输出件，设置在与输入轴IS相同的轴线上，并且将驱动扭矩通过差动设备传递至驱动轮。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括：第一太阳齿轮S1，其是第一旋转元件N1；第一行星齿轮架PC1，其是第二旋转元件N2，并且可旋转地支撑与第一旋转元件N1的第一太阳齿轮S1接合的第一小齿轮P1；以及第一环形齿轮R1，其是第三旋转元件N3并与第一小齿轮P1接合。

第二行星齿轮组PG2是单小齿轮行星齿轮组，并且包括：第二太阳齿轮S2，其是第四旋转元件N4；第二行星齿轮架PC2，其是第五旋转元件N5，并且可旋转地支撑与第四旋转元件N4的第二太阳齿轮S2接合的第二小齿轮P2；以及第二环形齿轮R2，其是第六旋转元件N6并与第二小齿轮P2接合。

第三行星齿轮组PG3是单小齿轮行星齿轮组，并且包括：第三太阳齿轮S3，其是第七旋转元件N7；第三行星齿轮架PC3，其是第八旋转元件N8，并且可旋转地支撑与第七旋转元件N7的第三太阳齿轮S3接合的第三小齿轮P3；以及第三环形齿轮R3，其是第九旋转元件N9并与第三小齿轮P3接合。

第四行星齿轮组PG4是单小齿轮行星齿轮组，并且包括：第四太阳齿轮S4，其是第十旋转元件N10；第四行星齿轮架PC4，其是第十一旋转元件N11，并且可旋转地支撑与第十旋转元件N10的第四太阳齿轮S4接合的第四小齿轮P4；以及第四环形齿轮R4，其是第十二旋转元件N12并与第四小齿轮P4接合。

第五行星齿轮组PG5是单小齿轮行星齿轮组，并且包括：第五太阳齿轮S5，其是第十三旋转元件N13；第五行星齿轮架PC5，其是第十四旋转元件N14，并且可旋转地支撑与第十三旋转元件N13的第五太阳齿轮S5接合的第五小齿轮P5；以及第五环形齿轮R5，其是第十五旋转元件N15并与第五小齿轮P5接合。

第二旋转元件N2直接连接到第四旋转元件N4，第三旋转元件N3直接连接到第七旋转元件N7和第十旋转元件N10，第五旋转元件N5直接连接到第八旋转元件N8，第六旋转元件N6直接连接到第十三旋转元件N13，并且第十一旋转元件N11直接连接到第十五旋转元件N15，使得通过九个轴TM1至TM9操作第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5。

将进一步详细描述九个轴TM1至TM9。

九个轴TM1至TM9可使行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5的旋转元件中的旋转元件直接彼此连接。九个轴TM1至TM9可以是连接到任意一个旋转元件并随着该任意一个旋转元件旋转以传递扭矩的旋转元件，或者是使任意一个旋转元件选择性地连接到变速器壳体H的旋转元件。在一种形式中，九个轴TM1至TM9可以是使任意一个旋转元件直接连接到变速器壳体H的固定件。

第一轴TM1直接连接到第一旋转元件N1(第一太阳齿轮S1)，并且直接连接到输入轴IS以总是作为输入元件操作。

第二轴TM2直接连接到第十四旋转元件N14(第五行星齿轮架PC5)，并且直接连接到输出轴OS以总是作为输出元件操作。

第三轴TM3直接连接到第六旋转元件N6(第二环形齿轮R2)和第十三旋转元件N13(第五太阳齿轮S5)。

第四轴TM4直接连接到第十一旋转元件N11(第四行星齿轮架PC4)和第十五旋转元件N15(第五环形齿轮R5)。

第五轴TM5直接连接到第五旋转元件N5(第二行星齿轮架PC2)和第八旋转元件N8(第三行星齿轮架PC3)。

第六轴TM6直接连接到第九旋转元件N9(第三环形齿轮R3)。

第七轴TM7直接连接到第三旋转元件N3(第一环形齿轮R1)、第七旋转元件N7(第三太阳齿轮S3)和第十旋转元件N10(第四太阳齿轮S4)。

第八轴TM8直接连接到第二旋转元件N2(第一行星齿轮架PC1)和第四旋转元件N4(第二太阳齿轮S2)。

第九轴TM9直接连接到第十二旋转元件N12(第四环形齿轮R4)。

在本文中，第二轴TM2选择性地连接到第六轴TM6，并且，第三轴TM3和第五轴TM5中的每个选择性地连接到第一轴TM1，以作为选择性输入元件操作。

另外，第七轴TM7、第八轴TM8和第九轴TM9中的每个选择性地连接到变速器壳体H，以作为选择性固定元件操作。

将三个离合器C1、C2和C3(其是接合元件)设置在这样的部分处，在该部分处，九个轴TM1至TM9包括输入轴IS和输出轴OS中的任意两个轴选择性地彼此连接。

另外，将三个制动器B1、B2和B3(其是接合元件)设置在这样的部分处，在该部分处，九个轴TM1至TM9中的任意一个轴选择性地连接到变速器壳体H。

将详细地描述六个接合元件(三个离合器C1至C3及三个制动器B1至B3)的布置。

第一离合器C1设置在第二轴TM2和第六轴TM6之间，并且使第二轴TM2选择性地连接到第六轴TM6。

第二离合器C2设置在第一轴TM1和第五轴TM5之间，并且使第一轴TM1选择性地连接到第五轴TM5。

第三离合器C3设置在第一轴TM1和第三轴TM3之间，并且使第一轴TM1选择性地连接到第三轴TM3。

第一制动器B1设置在第八轴TM8和变速器壳体H之间，并且使第八轴TM8选择性地连接到变速器壳体H。

第二制动器B2设置在第七轴TM7和变速器壳体H之间，并且使第七轴TM7选择性地连接到变速器壳体H。

第三制动器B3设置在第九轴TM9和变速器壳体H之间，并且使第九轴TM9选择性地连接到变速器壳体H。

参考图1，示出了第二离合器C2和第三离合器C3分别使第五轴TM5和第三轴TM3选择性地连接到第一轴TM1。由于第一轴TM1直接连接到输入轴IS，所以第二离合器C2可构造为使输入轴IS选择性地连接到第五轴TM5，并且第三离合器C3可构造为使输入轴IS选择性地连接到第三轴TM3。

包括第一、第二和第三离合器(即，C1、C2和C3)及第一、第二和第三制动器(即，B1、B2和B3)的接合元件可以是通过液压操作的湿型多片式摩擦元件。

图2是根据本发明的第一示例性形式的行星齿轮系中每个速度档位处控制元件的操作图表的一个实例。

参考图2，在行星齿轮系中的每个速度档位处操作第一、第二和第三离合器C1、C2和C3及第一、第二和第三制动器B1、B2和B3中的三个接合元件。

第三离合器C3和第一及第三制动器B1及B3在第一前进速度档位D1处同时操作。

在通过第三离合器C3的操作而使第一轴TM1连接到第三轴TM3的状态中，将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1和第三轴TM3中。另外，通过第一和第三制动器B1和B3的操作，将第八轴TM8和第九轴TM9作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的扭矩转移到第一前进速度档位中，并且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出第一前进速度档位。

第三离合器C3和第二及第三制动器B2及B3在第二前进速度档位D2处同时操作。

在通过第三离合器C3的操作而使第一轴TM1连接到第三轴TM3的状态中，将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1和第三轴TM3中。另外，通过第二和第三制动器B2和B3的操作，将第七轴TM7和第九轴TM9作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的扭矩转移到第二前进速度档位中，并且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出第二前进速度档位。

第二离合器C2和第二及第三制动器B2及B3在第三前进速度档位D3处同时操作。

在通过第二离合器C2的操作而使第一轴TM1连接到第五轴TM5的状态中，将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1和第五轴TM5中。另外，通过第二和第三制动器B2和B3的操作，将第七轴TM7和第九轴TM9作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的扭矩转移到第三前进速度档位中，并且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出第三前进速度档位。

第二及第三离合器C2及C3和第三制动器B3在第四前进速度档位D4处同时操作。

在通过第二离合器C2的操作而使第一轴TM1连接到第五轴TM5且通过第三离合器C3的操作而使第一轴TM1连接到第三轴TM3的状态中，将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1、第五轴TM5和第三轴TM3中。另外，通过第三制动器B3的操作，将第九轴TM9作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的扭矩转移到第四前进速度档位中，并且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出第四前进速度档位。

第一及第二离合器C1及C2和第三制动器B3在第五前进速度档位D5处同时操作。

在通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6且通过第二离合器C2的操作而使第一轴TM1连接到第三轴TM5的状态中，将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1和第五轴TM5中。另外，通过第三制动器B3的操作，将第九轴TM9作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的扭矩转移到第五前进速度档位中，并且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出第五前进速度档位。

第一及第三离合器C1及C3和第三制动器B3在第六前进速度档位D6处同时操作。

在通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6且通过第三离合器C3的操作而使第一轴TM1连接到第三轴TM3的状态中，将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1和第三轴TM3中。另外，通过第三制动器B3的操作，将第九轴TM9作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的扭矩转移到第六前进速度档位中，并且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出第六前进速度档位。

第一、第二及第三离合器C1、C2及C3在第七前进速度档位D7处同时操作。

如果通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6，通过第二离合器C2的操作而使第一轴TM1连接到第五轴TM5，并且通过第三离合器C3的操作而使第一轴TM1连接到第三轴TM3，那么所有行星齿轮组变成锁定状态。在此状态中，如果将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1、第五轴TM5和第三轴TM3中，那么输入轴IS的扭矩不变且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出第七前进速度档位。

第一及第三离合器C1及C3和第二制动器B2在第八前进速度档位D8处同时操作。

在通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6且通过第三离合器C3的操作而使第一轴TM1连接到第三轴TM3的状态中，将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1和第三轴TM3中。另外，通过第二制动器B2的操作，将第七轴TM7作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的扭矩转移到第八前进速度档位中，并且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出第八前进速度档位。

第一及第二离合器C1及C2和第二制动器B2在第九前进速度档位D9处同时操作。

在通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6且通过第二离合器C2的操作而使第一轴TM1连接到第五轴TM5的状态中，将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1和第五轴TM5中。另外，通过第二制动器B2的操作，将第七轴TM7作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的扭矩转移到第九前进速度档位中，并且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出第九前进速度档位。

第一及第二离合器C1及C2和第一制动器B1在第十前进速度档位D10处同时操作。

在通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6且通过第二离合器C2的操作而使第一轴TM1连接到第五轴TM5的状态中，将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1和第五轴TM5中。另外，通过第一制动器B1的操作，将第八轴TM8作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的扭矩转移到第十前进速度档位中，并且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出第十前进速度档位。

第一离合器C1和第一及第三制动器B1及B3在后退速度档位REV处同时操作。

在通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2与第六轴TM6连接的状态中，将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1中。另外，通过第一和第三制动器B1和B3的操作，将第八轴TM8和第九轴TM9作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的扭矩转移到后退速度档位中，并且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出后退速度档位，作为反向转速。

图3是根据本发明的第一示例性形式的行星齿轮系中每个速度档位处控制元件的操作图表的另一实例。

参考图3，操作图表的另一实例表明，第二前进速度档位D2处的接合元件与图2所示的一个实例中的那些不同。

也就是说，参考图3，第二离合器C2和第一及第三制动器B1及B3在第二前进速度档位D2处同时操作。

在通过第二离合器C2的操作而使第一轴TM1连接到第五轴TM5的状态中，将输入轴IS的扭矩输入到第一轴TM1和第五轴TM5中。另外，通过第一和第三制动器B1和B3的操作，将第八轴TM8和第九轴TM9作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的扭矩转移到第二前进速度档位中，并且通过与第二轴TM2连接的输出轴OS来输出第二前进速度档位。

此时，可参考图2和图3所示的操作表来适当地调节每个速度档位处的齿轮比、阶比和齿轮比跨度。

图4是根据本发明的第二示例性形式的行星齿轮系的示意图。

参考图1和图4，在根据本发明的第一示例性形式的行星齿轮系中，第一离合器C1设置在第二轴TM2和第六轴TM6之间，并且使第二轴TM2选择性地连接到第六轴TM6，反之，在根据本发明的第二示例性形式的行星齿轮系中，第一离合器C1设置在第四轴TM4和第六轴TM6之间，并且使第四轴TMR选择性地连接到第六轴TM6。

除了第一离合器C1的布置以外，第二示例性形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C2和C3及三个制动器B1至B3的布置、功能和操作与第一示例性形式的那些相同。

图5和图6是根据本发明的第二示例性形式的行星齿轮系中每个速度档位处控制元件的操作图表的两个实例。

图5和图6中示例出的操作图表分别与图2和图3中示例出的那些相同。

由于根据本发明的第二示例性形式的第一离合器C1的布置与根据第一示例性形式的那些不同，所以可参考图5和图6适当地调节每个速度档位处的齿轮比、阶比和齿轮比跨度。

根据本发明的第一和第二示例性形式，可通过使用五个行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5及六个接合元件(包括三个离合器C1、C2和C3及三个制动器B1、B2和B3)，来实现十个前进速度档位和一个后退速度档位。

另外，由于保证大于8.5的齿轮比跨度，所以可改善发动机的驾驶效率。另外，因为由于多个速度档位的原因而可保证阶比的线性关系，所以可改善驾驶性能，例如换挡之前和之后的加速度、有节奏的发动机转速，等等。

另外，由于通过使用减少数量的接合元件来实现十个前进速度档位和一个后退速度档位，所以可减小离合器和制动器的阻力损失，从而可改善动力传输效率和燃油经济性。

另外，由于在输出侧上使用扭矩并联型的行星齿轮组且扭矩均匀分享给每个行星齿轮组和每个接合元件，所以可改善扭矩传输效率和耐久性。

另外，由于使用五个行星齿轮组来实现十个前进速度档位和一个后退速度档位，所以可增加输出齿轮比的灵活性，并且可改进阶比的线性关系。

虽然已经结合目前认为是实际形式的内容来描述本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的形式，而是相反，旨在覆盖各种包含在本发明的实质和范围内的改进和等效布置。

<符号的描述>

PG1、PG2、PG3、PG4、PG5：第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组和第五行星齿轮组

S1、S2、S3、S4、S5：第一太阳齿轮、第二太阳齿轮、第三太阳齿轮、第四太阳齿轮和第五太阳齿轮

PC1、PC2、PC3、PC4、PC5：第一行星齿轮架、第二行星齿轮架、第三行星齿轮架、第四行星齿轮架和第五行星齿轮架

R1、R2、R3、R4、R5：第一环形齿轮、第二环形齿轮、第三环形齿轮、第四环形齿轮和第五环形齿轮

C1、C2、C3：第一离合器、第二离合器和第三离合器

B1、B2、B3：第一制动器、第二制动器和第三制动器

IS：输入轴

OS：输出轴

TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM6、TM7、TM8、TM9：第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、第六轴、第七轴、第八轴和第九轴。

Claims (20)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系包括：

输入轴，构造成从发动机接收扭矩；

输出轴，构造成输出改变的扭矩；

第一行星齿轮组，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，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，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，包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；

第五行星齿轮组，包括第十三旋转元件、第十四旋转元件和第十五旋转元件；

第一轴，连接到所述第一旋转元件和所述输入轴；

第二轴，连接到所述第十四旋转元件和所述输出轴；

第三轴，连接到所述第六旋转元件和所述第十三旋转元件；

第四轴，连接到所述第十一旋转元件和所述第十五旋转元件；

第五轴，连接到所述第五旋转元件和所述第八旋转元件；

第六轴，连接到所述第九旋转元件；

第七轴，连接到所述第三旋转元件、所述第七旋转元件和所述第十旋转元件；

第八轴，连接到所述第二旋转元件和所述第四旋转元件；以及

第九轴，连接到所述第十二旋转元件。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮系，进一步包括六个接合元件，六个所述接合元件构造为使包括所述第一轴至所述第九轴的九个轴中的一个轴选择性地连接到变速器壳体或连接到所述九个轴中的其他一个轴，

其中，通过操作六个所述接合元件中的三个所述接合元件来实现前进速度档位中的每个或后退速度档位。

3.根据权利要求2所述的行星齿轮系，其中，六个所述接合元件包括三个离合器和三个制动器，并且

其中，三个所述离合器中的每个均构造成使所述九个轴中的两个轴彼此连接，并且三个所述制动器中的每个均构造为使所述变速器壳体选择性地连接到所述九个轴中的未与所述输入轴或所述输出轴连接的其他一个轴。

4.根据权利要求2所述的行星齿轮系，其中，所述六个接合元件包括：

第一离合器，设置在所述第六轴和所述第二轴之间；

第二离合器，设置在所述第一轴和所述第五轴之间；

第三离合器，设置在所述第一轴和所述第三轴之间；

第一制动器，设置在所述第八轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第七轴和所述变速器壳体之间；以及

第三制动器，设置在所述第九轴和所述变速器壳体之间。

5.根据权利要求2所述的行星齿轮系，其中，所述六个接合元件包括：

第一离合器，设置在所述第六轴和所述第四轴之间；

第二离合器，设置在所述第一轴和所述第五轴之间；

第三离合器，设置在所述第一轴和所述第三轴之间；

第一制动器，设置在所述第八轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第七轴和所述变速器壳体之间；以及

第三制动器，设置在所述第九轴和所述变速器壳体之间。

6.根据权利要求1所述的行星齿轮系，其中，所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件分别是第一太阳齿轮、第一行星齿轮架和第一环形齿轮，

所述第四旋转元件、所述第五旋转元件和所述第六旋转元件分别是第二太阳齿轮、第二行星齿轮架和第二环形齿轮，

所述第七旋转元件、所述第八旋转元件和所述第九旋转元件分别是第三太阳齿轮、第三行星齿轮架和第三环形齿轮，

所述第十旋转元件、所述第十一旋转元件和所述第十二旋转元件分别是第四太阳齿轮、第四行星齿轮架和第四环形齿轮，并且

所述第十三旋转元件、所述第十四旋转元件和所述第十五旋转元件分别是第五太阳齿轮、第五行星齿轮架和第五环形齿轮。

7.根据权利要求1所述的行星齿轮系，其中，所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组、所述第四行星齿轮组和所述第五行星齿轮组从所述发动机一侧开始按所述第一行星齿轮组、所述第四行星齿轮组、所述第三行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和所述第五行星齿轮组的顺序设置。

8.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系包括：

输入轴，构造成从发动机接收扭矩；

输出轴，构造成输出扭矩；

第一行星齿轮组，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，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，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，包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；

第五行星齿轮组，包括第十三旋转元件、第十四旋转元件和第十五旋转元件；

第一轴，连接到所述第一旋转元件和所述输入轴；

第二轴，连接到所述第十四旋转元件和所述输出轴；

第三轴，连接到所述第六旋转元件和所述第十三旋转元件；

第四轴，连接到所述第十一旋转元件和所述第十五旋转元件；

第五轴，连接到所述第五旋转元件和所述第八旋转元件；

第六轴，连接到所述第九旋转元件；以及

多个轴，所述多个轴中的每个轴构造成使变速器壳体选择性地连接到所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的旋转元件中未与其他旋转元件连接的剩余旋转元件中的任意一个或其组合。

9.根据权利要求8所述的行星齿轮系，其中，所述多个轴包括：

第七轴，连接到所述第三旋转元件、所述第七旋转元件和所述第十旋转元件；

第八轴，连接到所述第二旋转元件和所述第四旋转元件；以及

第九轴，连接到所述第十二旋转元件。

10.根据权利要求9所述的行星齿轮系，进一步包括：

三个离合器，每个所述离合器构造成使包含所述第一轴至所述第九轴的九个轴中的两个轴彼此连接；以及

三个制动器，每个所述制动器构造成使所述变速器壳体选择性地连接到所述九个轴中的未与所述输入轴或所述输出轴连接的其他一个轴。

11.根据权利要求10所述的行星齿轮系，其中，所述三个离合器包括：

第一离合器，设置在所述第六轴和所述第二轴之间；

第二离合器，设置在所述第一轴和所述第五轴之间；以及

第三离合器，设置在所述第一轴和所述第三轴之间，并且

其中，所述三个制动器包括：

第一制动器，设置在所述第八轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第七轴和所述变速器壳体之间；以及

第三制动器，设置在所述第九轴和所述变速器壳体之间。

12.根据权利要求10所述的行星齿轮系，其中，所述三个离合器包括：

第一离合器，设置在所述第六轴和所述第四轴之间；

第二离合器，设置在所述第一轴和所述第五轴之间；

第三离合器，设置在所述第一轴和所述第三轴之间；并且

其中，所述三个制动器包括：

第一制动器，设置在所述第八轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第七轴和所述变速器壳体之间；以及

第三制动器，设置在所述第九轴和所述变速器壳体之间。

13.根据权利要求8所述的行星齿轮系，其中，所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件分别是第一太阳齿轮、第一行星齿轮架和第一环形齿轮，

所述第四旋转元件、所述第五旋转元件和所述第六旋转元件分别是第二太阳齿轮、第二行星齿轮架和第二环形齿轮，

所述第七旋转元件、所述第八旋转元件和所述第九旋转元件分别是第三太阳齿轮、第三行星齿轮架和第三环形齿轮，

所述第十旋转元件、所述第十一旋转元件和所述第十二旋转元件分别是第四太阳齿轮、第四行星齿轮架和第四环形齿轮，并且

所述第十三旋转元件、所述第十四旋转元件和所述第十五旋转元件分别是第五太阳齿轮、第五行星齿轮架和第五环形齿轮。

14.根据权利要求8所述的行星齿轮系，其中，所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组、所述第四行星齿轮组和所述第五行星齿轮组从所述发动机一侧开始按所述第一行星齿轮组、所述第四行星齿轮组、所述第三行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和所述第五行星齿轮组的顺序设置。

15.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系包括：

输入轴，构造成从发动机接收扭矩；

输出轴，构造成输出扭矩；

第一行星齿轮组，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，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，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，包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；

第五行星齿轮组，包括第十三旋转元件、第十四旋转元件和第十五旋转元件；

第一轴，连接到所述第一旋转元件和所述输入轴；

第二轴，连接到所述第十四旋转元件和所述输出轴；

第三轴，连接到所述第六旋转元件和所述第十三旋转元件；

第四轴，连接到所述第十一旋转元件和所述第十五旋转元件；

第五轴，连接到所述第五旋转元件和所述第八旋转元件；

第六轴，连接到所述第九旋转元件并且选择性地连接到所述第二轴和所述第四轴中的一个；

第七轴；第八轴和第九轴，

其中，所述第七轴、所述第八轴和所述第九轴中的每个构造成通过任意一个制动器使所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的旋转元件中未与其他旋转元件连接的至少一个旋转元件选择性地连接到变速器壳体。

16.根据权利要求15所述的行星齿轮系，其中，所述第六轴和所述第二轴的对、所述第一轴和所述第五轴的对、以及所述第一轴和所述第三轴的对中的每一对分别通过任意一个离合器而彼此连接，并且

其中，所述第七轴与所述第三旋转元件、所述第七旋转元件和所述第十旋转元件连接，

所述第八轴与所述第二旋转元件和所述第四旋转元件连接，并且

所述第九轴与所述第十二旋转元件连接。

17.根据权利要求16所述的行星齿轮系，其中，所述离合器包括：

第一离合器，设置在所述第六轴和所述第二轴之间；

第二离合器，设置在所述第一轴和所述第五轴之间；以及

第三离合器，设置在所述第一轴和所述第三轴之间，并且

其中，所述制动器包括：

第一制动器，设置在所述第八轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第七轴和所述变速器壳体之间；以及

第三制动器，设置在所述第九轴和所述变速器壳体之间。

18.根据权利要求15所述的行星齿轮系，其中，所述第六轴和所述第四轴的对、所述第一轴和所述第五轴的对、以及所述第一轴和所述第三轴的对中的每一对分别通过任意一个离合器而彼此连接，并且

其中，所述第七轴连接到所述第三旋转元件、所述第七旋转元件和所述第十旋转元件，

所述第八轴连接到所述第二旋转元件和所述第四旋转元件，并且

所述第九轴连接到所述第十二旋转元件。

19.根据权利要求18所述的行星齿轮系，其中，所述离合器包括：

第一离合器，设置在所述第六轴和所述第四轴之间；

第二离合器，设置在所述第一轴和所述第五轴之间；

第三离合器，设置在所述第一轴和所述第三轴之间；并且

其中，所述制动器包括：

第一制动器，设置在所述第八轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第七轴和所述变速器壳体之间；以及

第三制动器，设置在所述第九轴和所述变速器壳体之间。

20.根据权利要求15所述的行星齿轮系，其中，所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件分别是第一太阳齿轮、第一行星齿轮架和第一环形齿轮，

所述第四旋转元件、所述第五旋转元件和所述第六旋转元件分别是第二太阳齿轮、第二行星齿轮架和第二环形齿轮，

所述第七旋转元件、所述第八旋转元件和所述第九旋转元件分别是第三太阳齿轮、第三行星齿轮架和第三环形齿轮，

所述第十旋转元件、所述第十一旋转元件和所述第十二旋转元件分别是第四太阳齿轮、第四行星齿轮架和第四环形齿轮，并且

所述第十三旋转元件、所述第十四旋转元件和所述第十五旋转元件分别是第五太阳齿轮、第五行星齿轮架和第五环形齿轮。