CN108869654B - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其包括：输入轴；输出轴；第一至第五行星齿轮组，分别包括第一至第三旋转元件、第四至第六旋转元件、第七至第九旋转元件、第十至第十二旋转元件以及第十三至第十五旋转元件；第一轴，其与第二旋转元件和输入轴连接；第二轴，其与第十四旋转元件和输出轴连接；第三轴，其与第三旋转元件和第十三旋转元件连接；第四轴，其与第六旋转元件和第十五旋转元件连接；第五轴，其与第一旋转元件、第八旋转元件和第十二旋转元件连接；第六轴，其与第四旋转元件和第九旋转元件连接；第七轴，其与第五旋转元件和第十一旋转元件连接；第八轴，其与第七旋转元件连接；以及第九轴，其与第十旋转元件连接。

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2017年5月10日提交的韩国专利申请第10-2017-0058310号的优先权和权益，上述申请的全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本申请涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其改进了动力传递性能和燃料经济性。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本申请相关的背景信息并且不会构成现有技术。

总体而言，已经开发了实现更多速度挡位的自动变速器以改进燃料效率和驾驶性能。

这种实现更多挡位的自动变速器被期望为提升动力性能和驱动效率，以用于减小发动机尺寸。特别地，具有优异的级比线性的高效多速度变速器紧密相关于车辆的驾驶性能(例如，在换挡之前和之后的加速以及有节律感的发动机转速)。

然而，在自动变速器中，随着速度挡位的数量增加，内部部件的数量也增加，其结果为安装性能、成本、重量和传动效率等会变差。

因此，为了通过多速度变速器来增加燃料效率的提升，对于可以利用更少的部件来实现更好的效率的行星齿轮系的开发会是重要的。

在这样的背景下，最近已经引入了八速自动变速器，并且已经开发了用于能够实现更多换挡挡位的自动变速器的行星齿轮系。

然而，我们已经发现，由于常规八速自动变速器具有在6.5和7.5之间的传动比范围(传动比范围是用于确保级比的线性的因子)，所以动力性能和燃料效率并不大。

另外，如果使八速自动变速器具有大于9.0的传动比范围，则很难确保级比的线性。因此，发动机的驱动效率和车辆的驾驶性能可能会变差。

公开于该背景技术部分的上述信息仅用于加强对本申请背景的理解，因此其包含的信息可能并不构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本申请致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系具有优点在于，通过实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位来提高动力传递效率和燃料经济性，并且利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。

本申请的一个示例性形式提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其进一步具有优点在于，通过利用扭矩平行式(torque paralleltype)的输出侧的行星齿轮组来提高扭矩传递效率和耐久性，并且减小由每个行星齿轮组和每个接合元件分担的扭矩。

本申请的另一个形式提供了一种用于车辆的自动变速器的高效行星齿轮系，其进一步具有优点在于，通过利用五个行星齿轮组来实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位，从而改进输出传动比的灵活性，并且提高级比的线性。

根据本申请的示例性形式的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；第五行星齿轮组，其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，其与第二旋转元件和输入轴连接；第二轴，其与第十四旋转元件和输出轴连接；第三轴，其与第三旋转元件和第十三旋转元件连接；第四轴，其与第六旋转元件和第十五旋转元件连接；第五轴，其与第一旋转元件、第八旋转元件和第十二旋转元件连接；第六轴，其与第四旋转元件和第九旋转元件连接；第七轴，其与第五旋转元件和第十一旋转元件连接；第八轴，其与第七旋转元件连接；以及第九轴，其与第十旋转元件连接。

行星齿轮系可以进一步包括：六个接合元件，其选择性地将九个轴中的任意一个轴和另一个轴连接，或者选择性地将选自所述九个轴的相应轴与变速器壳体连接，其中，通过操作上述六个接合元件中的三个接合元件来实现前进速度挡位或倒车挡位中的任意一个。

六个接合元件可以包括：三个离合器，所述三个离合器中的任意一个连接所述九个轴中的任意两个轴；以及三个制动器，所述三个制动器中的任意一个选择性地将选自所述九个轴的相应轴连接至变速器壳体，其中，所述相应轴不与输入轴或输出轴连接。

可以通过利用所述三个离合器中的任意一个离合器而选择性地将第一轴、第三轴和第五轴中的任意两个轴彼此连接，将第一行星齿轮组配置为锁定状态。

在一方面，所述六个接合元件可以包括：第一离合器，其设置在第二轴和第六轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第五轴之间；第三离合器，其设置在第三轴和第六轴之间；第一制动器，其设置在第七轴和变速器壳体之间；第二制动器，其设置在第八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。

在另一方面，所述六个接合元件可以包括：第一离合器，其设置在第二轴和第六轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第三轴之间；第三离合器，其设置在第三轴和第六轴之间；第一制动器，其设置在第七轴和变速器壳体之间；第二制动器，其设置在第八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。

在另一方面，所述六个接合元件可以包括：第一离合器，其设置在第二轴和第六轴之间；第二离合器，其设置在第三轴和第五轴之间；第三离合器，其设置在第三轴和第六轴之间；第一制动器，其设置在第七轴和变速器壳体之间；第二制动器，其设置在第八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。

第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可以分别是第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件可以分别是第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件可以分别是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件可以分别是第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈，而第十三旋转元件、第十四旋转元件和第十五旋转元件可以分别是第五太阳轮、第五行星架和第五内齿圈。

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按照第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组、第二行星齿轮组和第五行星齿轮组的顺序设置。

根据本申请的另一示例性形式的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；第五行星齿轮组，其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，其与第二旋转元件和输入轴连接；第二轴，其与第十四旋转元件和输出轴连接；第三轴，其与第三旋转元件和第十三旋转元件连接；第四轴，其与第六旋转元件和第十五旋转元件连接；第五轴，其与第一旋转元件、第八旋转元件和第十二旋转元件连接；第六轴，其与第四旋转元件和第九旋转元件连接；以及多个轴，其配置为将变速器壳体与选自第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的旋转元件的相应旋转元件选择性地并且分别地连接，其中，所选择的相应旋转元件不连接至第一轴至第六轴中的任意轴。

所述多个轴可以包括：第七轴，其与第五旋转元件和第十一旋转元件连接；第八轴，其与第七旋转元件连接；以及第九轴，其与第十旋转元件连接。

行星齿轮系可以进一步包括：三个离合器，所述三个离合器中的任意一个连接所述九个轴中的任意两个轴；以及三个制动器，所述三个制动器中的任意一个将变速器壳体与选自所述九个轴的相应轴选择性地连接，其中，所选择的相应轴不与输入轴或输出轴连接。

在一方面，所述三个离合器可以包括：第一离合器，其设置在第二轴和第六轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第五轴之间；以及第三离合器，其设置在第三轴和第六轴之间。

三个制动器可以包括：第一制动器，其设置在第七轴和变速器壳体之间；第二制动器，其设置在第八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。

在另一方面，所述三个离合器可以包括：第一离合器，其设置在第二轴和第六轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第三轴之间；以及第三离合器，其设置在第三轴和第六轴之间。

三个制动器可以包括：第一制动器，其设置在第七轴和变速器壳体之间；第二制动器，其设置在第八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。

在另一方面，所述三个离合器可以包括：第一离合器，其设置在第二轴和第六轴之间；第二离合器，其设置在第三轴和第五轴之间；以及第三离合器，其设置在第三轴和第六轴之间。

三个制动器可以包括：第一制动器，其设置在第七轴和变速器壳体之间；第二制动器，其设置在第八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。

根据本申请的另一示例性形式的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；第五行星齿轮组，其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，其与第二旋转元件和输入轴连接；第二轴，其与第十四旋转元件和输出轴连接；第三轴，其与第三旋转元件和第十三旋转元件连接；第四轴，其与第六旋转元件和第十五旋转元件连接；第五轴，其与第一旋转元件、第八旋转元件和第十二旋转元件连接；第六轴，其与第四旋转元件和第九旋转元件连接；以及第七轴、第八轴和第九轴，其配置为将变速器壳体与选自第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的旋转元件的相应旋转元件选择性地并且分别地连接，其中，所述相应旋转元件不连接至第一轴至第六轴中的任意一个轴。

在一方面，第二轴和第六轴、第一轴和第五轴以及第三轴和第六轴可以选择性地并且分别地通过离合器而彼此连接，第七轴可以与第五旋转元件和第十一旋转元件连接，第八轴可以与第七旋转元件连接，而第九轴可以与第十旋转元件连接。

在另一方面，第二轴和第六轴、第一轴和第三轴以及第三轴和第六轴可以选择性地并且分别地通过离合器而彼此连接，第七轴可以与第五旋转元件和第十一旋转元件连接，第八轴可以与第七旋转元件连接，而第九轴可以与第十旋转元件连接。

在另一方面，第二轴和第六轴、第三轴和第五轴以及第三轴和第六轴可以选择性地并且分别地通过离合器而彼此连接，第七轴可以与第五旋转元件和第十一旋转元件连接，第八轴可以与第七旋转元件连接，而第九轴可以与第十旋转元件连接。

第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可以分别是第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件可以分别是第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件可以分别是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件可以分别是第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈，而第十三旋转元件、第十四旋转元件和第十五旋转元件可以分别是第五太阳轮、第五行星架和第五内齿圈。

根据本申请的示例性形式，能够通过将是简单行星齿轮组的五个行星齿轮组与六个接合元件相结合，来实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位。

另外，由于确保了大于8.8的传动比范围，所以提高了发动机的驱动效率。另外，由于利用多个速度挡位而能够确保级比的线性，所以诸如在换挡之前和之后的加速、有节律感的发动机转速等的驾驶性能能够得到提高。

另外，由于利用具有减少的接合元件的五个行星齿轮组而实现了十个前进速度挡位和一个倒车挡位，所以由离合器和制动器所引起的阻力损失可以减小，并且动力传递效率和燃料经济性可以提高。

另外，由于使用了扭矩并行式的输出侧的行星齿轮组，且扭矩均匀的分摊至每个行星齿轮组和每个接合元件，所以可以提高扭矩传递效率和耐久性。

另外，因为利用五个行星齿轮组来实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位，所以可以增加输出传动比的灵活性，并且可以提高级比的线性。

通过本文提供的说明，其它的应用领域将变得明显。应当理解说明书和具体示例仅旨在用于说明的目的，并非旨在限制本申请的范围。

附图说明

为了使本申请可以得到更好地理解，现在将参照附图，以示例的方式来描述本发明的各种形式，其中：

图1为根据本申请的第一示例性形式的行星齿轮系的示意图；

图2为在根据本申请的第一示例性形式的行星齿轮系中，在每个速度挡位下接合元件的工作图表；

图3为根据本申请的第二示例性形式的行星齿轮系的示意图；

图4为根据本申请的第三示例性形式的行星齿轮系的示意图。

本文描述的附图仅用于说明的目的，并非旨在以任何方式限制本申请的范围。

<附图标记描述>

PG1、PG2、PG3、PG4、PG5：第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组

S1、S2、S3、S4、S5：第一、第二、第三、第四和第五太阳轮

PC1、PC2、PC3、PC4、PC5：第一、第二、第三、第四和第五行星架

R1、R2、R3、R4、R5：第一、第二、第三、第四和第五内齿圈

C1、C2、C3：第一、第二和第三离合器

B1、B2、B3：第一、第二和第三制动器

IS：输入轴OS：输出轴

TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM6、TM7、TM8、TM9：第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八和第九轴。

具体实施方式

如下描述本质上仅为示例性的，并非旨在限制本申请、应用或使用。应当理解的是，在整个附图中，相应的附图标记指示相同或相应的部件和特征。

然而，将省略与本说明书无关的部分，以清晰地描述本申请的示例形式。

在以下描述中，因为部件的名称彼此相同而将部件的名称分为第一、第二等从而对名称进行划分，而名称的顺序并不受到特别限制。

此外，如本文所使用的，对于被“固定地”连接或互连的元件的描述包括直接地连接的元件(即，直接地连接至另一个元件以与其旋转的一个元件)。

图1为本申请的第一示例性形式的行星齿轮系的示意图。

参见图1，行星齿轮系包括：第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3、第四行星齿轮组PG4和第五行星齿轮组PG5，它们设置在相同轴线上；输入轴IS；输出轴OS；九个轴TM1至TM9，其连接至第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3、第四行星齿轮组PG4和第五行星齿轮组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和三个制动器B1至B3；以及变速器壳体H。

从发动机输入至输入轴IS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、第四行星齿轮组PG4和第五行星齿轮组PG5的配合而改变，且经改变的扭矩通过输出轴OS输出。

在本申请的一个形式中，行星齿轮组从发动机侧起按照第一行星齿轮组PG1、第三行星齿轮组PG3、第四行星齿轮组PG4、第二行星齿轮组PG2和第五行星齿轮组PG5的顺序设置。

输入轴IS为输入构件，来自发动机的曲轴的扭矩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设置在相同轴线上，并且通过差动装置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，其可旋转地支撑多个第一小齿轮P1，所述多个第一小齿轮P1均匀地设置在第一太阳轮S1的外周上，并且与第一太阳轮S1的外周外啮合；以及作为第三旋转元件N3的第一内齿圈R1，其与所述多个第一小齿轮P1内啮合，并且可操作地与第一太阳轮S1连接。

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，其可旋转地支撑多个第二小齿轮P2，所述多个第二小齿轮P2均匀地设置在第二太阳轮S2的外周上，并且与第二太阳轮S2的外周外啮合；以及作为第六旋转元件N6的第二内齿圈R2，其与所述多个第二小齿轮P2内啮合，并且可操作地与第二太阳轮S2连接。

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，其可旋转地支撑多个第三小齿轮P3，所述多个第三小齿轮P3均匀地设置在第三太阳轮S3的外周上，并且与第三太阳轮S3的外周外啮合；以及作为第九旋转元件N9的第三内齿圈R3，其与所述多个第三小齿轮P3内啮合，并且可操作地与第三太阳轮S3连接。

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，其可旋转地支撑多个第四小齿轮P4，所述多个第四小齿轮P4均匀地设置在第四太阳轮S4的外周，并且与第四太阳轮S4的外周外啮合；以及作为第十二旋转元件N12的第四内齿圈R4，其与所述多个第四小齿轮P4内啮合，并且可操作地与第四太阳轮S4连接。

第五行星齿轮组PG5为单小齿轮行星齿轮组，并且包括：作为第十三旋转元件N13的第五太阳轮S5；作为第十四旋转元件N14的第五行星架PC5，其可旋转地支撑多个第五小齿轮P5，所述多个第五小齿轮P5均匀地设置在第五太阳轮S5的外周上，并且与第五太阳轮S5的外周外啮合；以及作为第十五旋转元件N15的第五内齿圈R5，其与所述多个第五小齿轮P5内啮合，并且可操作地与第五太阳轮S5连接。

第一旋转元件N1直接地与第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12连接，第三旋转元件N3直接地与第十三旋转元件N13连接，第四旋转元件N4直接地与第九旋转元件N9连接，第五旋转元件N5直接地与第十一旋转元件N11连接，而第六旋转元件N6直接地与第十五旋转元件N15连接，从而使得第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3、第四行星齿轮组PG4和第五行星齿轮组PG5通过九个轴TM1至TM9而互相工作。

将更具体地对九个轴TM1至TM9进行描述。

九个轴TM1至TM9中的一些直接地将行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5的旋转元件中的多个旋转元件彼此连接。九个轴可以是这样的旋转元件：其连接至行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5的旋转元件中的任意一个旋转元件，并且与任意一个旋转元件一起旋转，以传递扭矩。选择性地将任意一个旋转元件与变速器壳体H连接的旋转构件可以是直接地并且固定地将任意一个旋转元件连接至变速器壳体H的固定元件。

第一轴TM1与第二旋转元件N2(第一行星架PC1)连接，并且优选为固定地与第二旋转元件N2连接，并且第一轴TM1直接地与输入轴IS连接，从而持续地作为输入元件工作。

第二轴TM2与第十四旋转元件N14(第五行星架PC5)连接，并且优选为固定地与第十四旋转元件N14连接，并且第二轴TM2直接地与输出轴OS连接，从而持续地作为输出元件工作。

第三轴TM3与第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)和第十三旋转元件N13(第五太阳轮S5)连接，并且优选为固定地与第三旋转元件N3和第十三旋转元件N13连接。

第四轴TM4与第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)和第十五旋转元件N15(第五内齿圈R3)连接，并且优选为固定地与第六旋转元件N3和第十五旋转元件N15连接。

第五轴TM5与第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)、第八旋转元件N8(第三行星架PC3)以及第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)连接，并且优选为固定地与第一旋转元件N1、第八旋转元件N8以及第十二旋转元件N12连接。

第六轴TM6与第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)和第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)连接，并且优选为固定地与第四旋转元件N4和第九旋转元件N9连接。

第七轴TM7与第五旋转元件N5(第二行星架PC2)和第十一旋转元件N11(第三行星架PC3)连接，并且优选为固定地与第五旋转元件N5和第十一旋转元件N11连接。

第八轴TM8与第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)连接，并且优选为固定地与第七旋转元件连接。

第九轴TM9与第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)连接，并且优选为固定地与第十旋转元件N10连接。

在此，第一轴TM1选择性地与第五轴TM5连接，而第六轴TM6分别选择性地连接至第二轴TM2和第三轴TM3。

另外，第七轴TM7、第八轴TM8和第九轴TM9选择性地且分别地连接至变速器壳体H，从而作为选择性固定元件工作。

作为接合元件的三个离合器C1、C2和C3设置在包括输入轴IS和输出轴OS的九个轴TM1至TM9中的任意两个轴彼此选择性连接的部分处。

另外，作为接合元件的三个制动器B1、B2和B3设置在九个轴TM1至TM9中的任意一个轴与变速器壳体H选择性连接的部分处。

将更详细地描述六个接合元件(三个离合器C1至C3以及三个制动器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，并且选择性地将第二轴TM2和第六轴TM6连接。

第二离合器C2设置在第一轴TM1和第五轴TM5之间，并且选择性地将第一轴TM1和第五轴TM5连接。

第三离合器C3设置在第三轴TM3和第六轴TM6之间，并且选择性地将第三轴TM3和第六轴TM6连接。

第一制动器B1设置在第七轴TM7和变速器壳体H之间，并且选择性地将第七轴TM7连接且固定至变速器壳体H。

第二制动器B2设置在第八轴TM8和变速器壳体H之间，并且选择性地将第八轴TM8连接且固定至变速器壳体H。

第三制动器B3设置在第九轴TM9和变速器壳体H之间，并且选择性地将第九轴TM9连接且固定至变速器壳体H。

在本申请的第一示例性形式中，第二离合器C2配置为选择性地将第一轴TM1和第五轴TM5连接。在此，第二离合器C2选择性地连接第一行星齿轮组PG1的第一旋转元件N1、第二旋转元件N2和第三旋转元件N3中的任意两个轴，从而使得第一行星齿轮组PG1的所有旋转元件整体地旋转。也就是说，第二离合器C2选择性地将第一轴TM1、第三轴TM3和第五轴TM5中的任意两个轴彼此连接，从而用于锁定第一行星齿轮组PG1。

接合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，所述接合元件可以是通过液压操作的湿式多片式摩擦元件。主要利用湿式多片式摩擦元件作为接合元件，但是能够通过来自电控单元的电信号而操作的爪形离合器、电离合器和磁性离合器也可以用作接合元件。

图2为在根据本申请的第一示例性形式的行星齿轮系中，在各个速度挡位的接合元件的工作图表。

参考图2，在根据本申请的第一示例性形式的行星齿轮系中，在每个速度挡位，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中的三个接合元件工作。

在第一前进速度挡位D1，第一离合器C1、第二离合器C2和第一制动器B1操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作而与第六轴TM6连接，以及第一轴TM1通过第二离合器C2的操作而与第五轴TM5连接从而锁定第一行星齿轮组PG1的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。

在这种状态下，第七轴TM7通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变至第一前进速度挡位，且第一前进速度挡位通过与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出。

在第二前进速度挡位D2，第一离合器C1、第一制动器B1和第三制动器B3操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作而与第六轴TM6连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。

在这种状态下，第七轴TM7和第九轴TM9通过第一制动器B1和第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变至第二前进速度挡位，且第二前进速度挡位通过与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出。

在第三前进速度挡位D3，第一离合器C1、第二制动器B2和第三制动器B3操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作而与第六轴TM6连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。

在这种状态下，第八轴TM8和第九轴TM9通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。因此，输入轴IS的扭矩改变至第三前进速度挡位，且第三前进速度挡位通过与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出。

在第四前进速度挡位D4，第二离合器C2、第二制动器B2和第三制动器B3操作。

在第一轴TM1通过第二离合器C2的操作而与第五轴TM5连接从而锁定第一行星齿轮组PG1的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。

在这种状态下，第八轴TM8和第九轴TM9通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变至第四前进速度挡位，且第四前进速度挡位通过与第二轴TM2连接的输出轴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和第三制动器B3操作。

在第一轴TM1通过第二离合器C2的操作而与第五轴TM5连接从而锁定第一行星齿轮组PG1，以及第三轴TM3通过第三离合器C3的操作而与第六轴TM6连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。

在这种状态下，第九轴TM9通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变至第五前进速度挡位，且第五前进速度挡位通过与第二轴TM2连接的输出轴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以及第三制动器B3工作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作而与第六轴TM6连接，并且第一轴TM1通过第二离合器C2的操作而与第五轴TM5连接从而锁定第一行星齿轮组PG1的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。

在这种状态下，第九轴TM9通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。因此，输入轴IS的扭矩改变至第六前进速度挡位，且第六前进速度挡位通过与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出。

在第七前进速度挡位D7，第一离合器C1、第三离合器C3以及第三制动器B3工作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作而与第六轴TM6连接，并且第三轴TM3通过第三离合器C3的操作而与第六轴TM6连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。

在这种状态下，第九轴TM9通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。因此，输入轴IS的扭矩改变至第七前进速度挡位，且第七前进速度挡位通过与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出。

在第八前进速度挡位D8，第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作而与第六轴TM6连接，第一轴TM1通过第二离合器C2的操作而与第五轴TM5连接从而锁定第一行星齿轮组PG1，以及第三轴TM3通过第三离合器C3的操作而与第六轴TM6连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。

在这种情况下，第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3、第四行星齿轮组PG4和第五行星齿轮组PG5变为锁定状态。因此，输入轴IS的扭矩在速度未改变的状态下通过与第二轴TM2连接的输出轴OS输出。

在第九前进速度挡位D9，第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作而与第六轴TM6连接，并且第三轴TM3通过第三离合器C3的操作而与第六轴TM6连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。

在这种状态下，第八轴TM8通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩改变至第九前进速度挡位，且第九前进速度挡位通过与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出。

在第十前进速度挡位D10，第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作而与第六轴TM6连接，并且第一轴TM1通过第二离合器C2的操作而与第五轴TM5连接从而锁定第一行星齿轮组PG1的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。

在这种状态下，第八轴TM8通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。因此，输入轴IS的扭矩改变至第十前进速度挡位，且第十前进速度挡位通过与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出。

在倒车挡位REV，第二离合器C2、第一制动器B1和第二制动器B2操作。

在第一轴TM1通过第二离合器C2的操作而与第五轴TM5连接从而锁定第一行星齿轮组PG1的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。

在这种状态下，第七轴TM7和第八轴TM8通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。因此，输入轴IS的扭矩改变至倒车挡位，且倒车挡位通过与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出。

图3为根据本申请的第二示例性形式的行星齿轮系的示意图。

参考图1和图3，根据本申请的第一示例性形式的行星齿轮系中的第二离合器C2(其是第一行星齿轮组PG1的锁定装置)设置在第一轴TM1和第五轴TM5之间，但是在根据本申请的第二示例性形式的行星齿轮系中，第二离合器C2设置在第一轴TM1和第三轴TM3之间并且选择性地将第一轴TM1和第三轴TM3连接。

根据第二示例性形式的第二离合器C2的布置与根据第一示例性形式的第二离合器C2的布置不同，但是根据第二示例性形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C1和C3以及三个制动器B1至B3的连接与根据第一示例性形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C1和C3以及三个制动器B1至B3的连接相同。因此，根据第二示例性形式的行星齿轮系的操作和效果与根据第一示例性形式的行星齿轮系的操作和效果相同。

图4为根据本申请的第三示例性形式的行星齿轮系的示意图。

参考图1和图4，在根据本申请的第一示例性形式的行星齿轮系中，第二离合器C2(其是第一行星齿轮组PG1的锁定装置)设置在第一轴TM1和第五轴TM5之间，但是在根据本申请的第三示例性形式的行星齿轮系中，第二离合器C2设置在第三轴TM3和第五轴TM5之间并且选择性地将第三轴TM3和第五轴TM5连接。

根据第三示例性形式的第二离合器C2的布置与根据第一示例性形式的第二离合器C2的布置不同，但是根据第三示例性形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C1和C3以及三个制动器B1至B3的连接与根据第一示例性形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C1和C3以及三个制动器B1至B3的连接相同。因此，根据第三示例性形式的行星齿轮系的操作和效果与根据第一示例性形式的行星齿轮系的操作和效果相同。

根据本申请的第一至第三示例性形式，可以通过利用五个行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5以及包括三个离合器C1、C2和C3和三个制动器B1、B2和B3的六个接合元件来实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位。

另外，由于确保传动比范围大于8.8，所以能够提高发动机的驱动效率。另外，因为利用多个速度挡位能够确保级比的线性，所以诸如在换挡之前和之后的加速、有节律感的发动机转速等的驾驶性能能够得到改善。

另外，由于利用减少数量的接合元件来实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位，所以可以减少离合器和制动器的阻力损失，并且可以提高动力传递效率和燃料经济性。

另外，由于使用了扭矩并行式的输出侧的行星齿轮组，且扭矩均匀地分摊至每个行星齿轮组和每个接合元件，所以可以提高扭矩传递效率和耐久性。

另外，因为利用五个行星齿轮组来实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位，所以可以提高输出传动比的灵活性，并且可以提高级比的线性。

尽管结合目前被视为是实际的示例性形式描述了本申请，但是应理解的是，本申请并不限于所公开的形式，而相反地，本申请旨在覆盖包括在本申请的精神和范围之内的各种修改形式和等效形式。

Claims (8)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，其配置为从发动机接收扭矩；

输出轴，其配置为输出扭矩；

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；

第五行星齿轮组，其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，其与第二旋转元件和输入轴连接；

第二轴，其与第十四旋转元件和输出轴连接；

第三轴，其与第三旋转元件和第十三旋转元件连接；

第四轴，其与第六旋转元件和第十五旋转元件连接；

第五轴，其与第一旋转元件、第八旋转元件和第十二旋转元件连接；

第六轴，其与第四旋转元件和第九旋转元件连接；

第七轴，其与第五旋转元件和第十一旋转元件连接；

第八轴，其与第七旋转元件连接；

第九轴，其与第十旋转元件连接；以及

六个接合元件，包括：

第一离合器，其设置在第二轴和第六轴之间；

第二离合器，其设置在第一轴、第三轴和第五轴中的任意两个轴之间；

第三离合器，其设置在第三轴和第六轴之间；

第一制动器，其设置在第七轴和变速器壳体之间；

第二制动器，其设置在第八轴和变速器壳体之间；

第三制动器，其设置在第九轴和变速器壳体之间；

其中，第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别是第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，

第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件分别是第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，

第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件分别是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，

第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件分别是第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈，

第十三旋转元件、第十四旋转元件和第十五旋转元件分别是第五太阳轮、第五行星架和第五内齿圈。

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，通过操作所述六个接合元件中的三个接合元件来实现前进速度挡位或倒车挡位中的任意一个挡位。

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，通过经由所述第二离合器选择性地将第一轴、第三轴和第五轴中的任意两个轴彼此连接，从而将第一行星齿轮组配置为锁定状态。

4.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、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按照第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组、第二行星齿轮组和第五行星齿轮组的顺序设置。

5.一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，其配置为从发动机接收扭矩；

输出轴，其配置为输出扭矩；

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；

第五行星齿轮组，其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，其与第二旋转元件和输入轴连接；

第二轴，其与第十四旋转元件和输出轴连接；

第三轴，其与第三旋转元件和第十三旋转元件连接；

第四轴，其与第六旋转元件和第十五旋转元件连接；

第五轴，其与第一旋转元件、第八旋转元件和第十二旋转元件连接；

第六轴，其与第四旋转元件和第九旋转元件连接；

多个轴，其配置为将变速器壳体与选自第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的旋转元件中的相应旋转元件选择性地且分别地连接，其中，所选择的相应旋转元件不连接至第一轴至第六轴中的任意轴；

第一离合器，其设置在第二轴和第六轴之间；

第二离合器，其设置在第一轴、第三轴和第五轴中的任意两个轴之间；

第三离合器，其设置在第三轴和第六轴之间；以及

三个制动器，所述三个制动器中的任意一个设置在所述多个轴中的任意一个轴和变速器壳体之间；

其中，第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别是第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，

第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件分别是第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，

第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件分别是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，

第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件分别是第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈，

第十三旋转元件、第十四旋转元件和第十五旋转元件分别是第五太阳轮、第五行星架和第五内齿圈。

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，所述多个轴包括：

第七轴，其与第五旋转元件和第十一旋转元件连接；

第八轴，其与第七旋转元件连接；

第九轴，其与第十旋转元件连接。

7.一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，其配置为从发动机接收扭矩；

输出轴，其配置为输出扭矩；

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；

第五行星齿轮组，其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，其与第二旋转元件和输入轴连接；

第二轴，其与第十四旋转元件和输出轴连接；

第三轴，其与第三旋转元件和第十三旋转元件连接；

第四轴，其与第六旋转元件和第十五旋转元件连接；

第五轴，其与第一旋转元件、第八旋转元件和第十二旋转元件连接；

第六轴，其与第四旋转元件和第九旋转元件连接；

第七轴、第八轴和第九轴，其配置为将变速器壳体与选自第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的旋转元件的相应旋转元件选择性地且分别地连接，其中，所述相应旋转元件不连接至第一轴至第六轴中的任意一个轴；

第一离合器，其设置在第二轴和第六轴之间；

第二离合器，其设置在第一轴、第三轴和第五轴中的任意两个轴之间；

第三离合器，其设置在第三轴和第六轴之间；

第一制动器，其设置在第七轴和变速器壳体之间；

第二制动器，其设置在第八轴和变速器壳体之间；

第三制动器，其设置在第九轴和变速器壳体之间；

其中，第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别是第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，

第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件分别是第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，

第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件分别是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，

第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件分别是第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈，

第十三旋转元件、第十四旋转元件和第十五旋转元件分别是第五太阳轮、第五行星架和第五内齿圈。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，第七轴与第五旋转元件和第十一旋转元件连接，

第八轴与第七旋转元件连接，

第九轴与第十旋转元件连接。

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