CN108869656A - 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，其实现十个前进速度级和一个倒车速度级，同时通过应用六个接合元件来减少离合器和制动器的阻力损失，从而提高动力输送性能和燃料效率。行星齿轮系包括：设置在同一轴线上的第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组；输入轴；输出轴；连接第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组的每个旋转元件的九个轴；三个离合器和三个制动器，作为六个接合元件；以及变速器壳体。九个轴中的一些轴将从五个行星齿轮组的旋转元件中选择的旋转元件彼此固定连接，而九个轴中的一些轴经由制动器选择性地将旋转元件与变速器壳体连接。

Description

用于车辆的自动变速器的行星齿轮系

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的自动变速器。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

正在对实现自动变速器的更多变速级进行研究以达到改善的燃料效率和更好的驾驶性。

在自动变速器领域中，具有优异的级间比的线性度的多级变速器的结构涉及驾驶性，例如变速前后的加速度以及发动机转速的节奏感。

然而，随着变速级的数量增加，自动变速器的部件的数量增加，结果，安装性、成本、重量、输出效率可能严重恶化。

随着努力通过利用数量减少的部件进行多级化来提高燃料效率，最近引入了一种八速自动变速器，并且开发了一种用于实现更多变速级的自动变速器的行星齿轮系。

然而，在最近的八速自动变速器的情况下，我们已经发现，因为变速比的跨度(用于提供变速级之间的比率的线性度的因子)保持在6.5至7.5的水平，所以小型发动机的动力性能和燃料效率低于期望的效率水平。

此外，在八速自动变速器中，由于当变速比的跨度上升至9.0以上的水平时，对于提供变速级之间的比率的线性度是不利的，因此发动机的操作效率和车辆的驾驶性受到不利影响，使得针对其效率，期望开发一种至少九速以上的自动变速器。

在本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因此它可能包含不形成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其实现十个前进速度级和一个倒车速度级，同时通过应用六个接合元件而不是五个行星齿轮组来减少离合器和制动器的阻力损失，从而提高动力输送性能和燃料效率。

此外，本发明提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其通过将扭矩并联方法应用于输出侧的行星齿轮组，减少了每个行星齿轮组和每个接合元件的扭矩共享，提高了扭矩传递效率和耐久性。

另外，为了实现十个前进速度级和一个倒车速度级的变速级，本发明通过应用五个行星齿轮组来增加输出齿轮比的灵活性，由此提供了一种变速级之间的比率的线性度优异的用于车辆的自动变速器的高效率行星齿轮系。

在本发明的一种实施方式中，用于车辆的自动变速器的行星齿轮系包括：输入轴，被配置为从发动机接收扭矩；输出轴，被配置为输出扭矩；第一行星齿轮组，包括第一、第二和第三旋转元件；第二行星齿轮组，包括第四、第五和第六旋转元件；第三行星齿轮组，包括第七、第八和第九旋转元件；第四行星齿轮组，包括第十、第十一和第十二旋转元件；第五行星齿轮组，包括第十三、第十四和第十五旋转元件；第一轴，连接至第二旋转元件和输入轴；第二轴，连接至第十四旋转元件和输出轴；第三轴，连接至第六旋转元件和第十三旋转元件；第四轴，连接至第五旋转元件、第九旋转元件和第十五旋转元件；第五轴，连接至第一旋转元件；第六轴，连接至第三旋转元件和第四旋转元件；第七轴，连接至第八旋转元件和第十一旋转元件；第八轴，连接至第十旋转元件；以及第九轴，连接至第七旋转元件和第十二旋转元件。

行星齿轮系可以包括六个接合元件，它们被配置为选择性地将从九个轴中选择的任何两个轴彼此连接或者将对应轴连接至变速器壳体，并且被配置为通过控制六个接合元件中的三个接合元件来实现前进或倒车速度级。

六个接合元件可以包括：三个离合器，被配置为互连从九个轴中选择的两个轴；和三个制动器，被配置为选择性地将对应轴连接至变速器壳体。特别地，对应轴不连接至输入轴或输出轴。

六个接合元件可以包括：第一离合器，设置在第一轴与第七轴之间；第二离合器，设置在第三轴与第七轴之间；第三离合器，设置在第五轴与第八轴之间；第一制动器，设置在第三轴与变速器壳体之间；第二制动器，设置在第九轴与变速器壳体之间；以及第三制动器，设置在第八轴与变速器壳体之间。

六个接合元件可以包括：第一离合器，设置在第一轴与第七轴之间；第二离合器，设置在第三轴与第七轴之间；第三离合器，设置在第五轴与第八轴之间；第一制动器，设置在第三轴与变速器壳体之间；第二制动器，设置在第九轴与变速器壳体之间；以及第三制动器，设置在第五轴与变速器壳体之间。

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

第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组可以按第四、第一、第二、第五和第三行星齿轮组的顺序设置。

本发明的示例性实施方式可以通过组合由简单行星齿轮组构成的五个行星齿轮组与六个接合元件来实现十个前进速度级和一个倒车速度级。

另外，由于确保变速比跨度大于8.1，因此可以提高发动机的驱动效率。另外，因为通过多速度级可以确保变速级之间的比率的线性度，所以可以改善例如变速前后的加速度、有节奏的发动机速度等的驾驶性。

由于利用减少的接合元件实现了十个前进速度级和一个倒车速度级，因此可以通过减少离合器和制动器的阻力损失来提高扭矩传递效率和燃料经济性。

另外，由于使用扭矩并行类型的输出侧的行星齿轮组，并且扭矩被均匀共享到每个行星齿轮组和每个接合元件，因此可以提高扭矩传递效率和耐久性。

另外，由于使用五个行星齿轮组来实现十个前进速度级和一个倒车速度级，因此可以提高输出齿轮比的灵活性，并且可以提高步进比的线性度。

根据本文提供的描述，其他适用范围将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅仅是为了说明的目的，并不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，现在将参考附图来描述以示例的方式给出的本发明的各种实施方式，其中：

图1是本发明的第一示例性实施方式中的行星齿轮系的示意图；

图2是本发明的第一示例性实施方式中的应用于行星齿轮系的接合元件的每个变速级的操作图；

图3是本发明的第二示例性实施方式中的行星齿轮系的示意图；以及

图4是本发明的第二示例性实施方式中的应用于行星齿轮系的接合元件的每个变速级的操作图。

这里描述的附图仅用于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明、应用或用途。应当理解，在整个附图中，对应的附图标记表示相似或对应的部件和特征。

然而，为了清楚地描述本发明的示例性实施方式，将省略与描述不相关的内容，并且贯穿本说明书，将以相同的附图标记表示彼此相同或相似的组件。

在下面的描述中，将相同的组件分为第一、第二等以区分组件的名称，并且其顺序不必限于此。

此外，如本文所使用的，元件被“固定地”连接或互连的描述包括直接连接的元件，即元件直接连接至另一元件，以与其一起旋转。

图1是根据本发明的第一示例性实施方式的行星齿轮系的示意图。

参考图1，行星齿轮系包括：设置在同一轴线上的第一行星齿轮组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；输入轴IS；输出轴OS；连接第一行星齿轮组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的每个旋转元件的九个轴TM1至TM9；作为接合元件的三个离合器C1至C3和三个制动器B1至B3；以及变速器壳体H。

结果，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的互补间操作而传输，通过输出轴OS输出。

在本发明的第一示例性实施方式中，行星齿轮组从发动机侧以第四行星齿轮组PG4、第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第五行星齿轮组PG5和第三行星齿轮组PG3的顺序布置。

输入轴IS是输入构件，并且来自发动机的曲轴的扭矩在通过扭矩转换器转换扭矩之后，被输入至输入轴IS。

输出轴OS是输出构件，并且与输入轴IS布置在同一轴线上，通过差动装置将变速后的驱动扭矩传递至驱动轴。

第一行星齿轮组PG1是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳齿轮S1、第一行星架PC1和第一环形齿轮R1，其中，第一太阳齿轮S1是第一旋转元件N1，第一行星架PC1是第二旋转元件N2并且以能够转动和公转的方式支承与第一太阳齿轮S1的外周侧等间隔地径向接合的多个第一小齿轮P1，第一环形齿轮R1是与多个第一小齿轮P1接合并扭矩连接至第一太阳齿轮S1的第三旋转元件N3。

第二行星齿轮组PG2是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括第二太阳齿轮S2、第二行星架PC2和第二环形齿轮R2，其中，第二太阳齿轮S2是第四旋转元件N4，第二行星架PC2是第五旋转元件N5并且以能够转动和公转的方式支承与第二太阳齿轮S2的外周侧等间隔地径向接合的多个第二小齿轮P2，第二环形齿轮R2是与多个第二小齿轮P2接合并扭矩连接至第二太阳齿轮S2的第六旋转元件N6。

第三行星齿轮组PG3是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳齿轮S3、第三行星架PC3和第三环形齿轮R3，其中，第三太阳齿轮S3是第七旋转元件N7，第三行星架PC3是第八旋转元件N8并且以能够转动和公转的方式支承与第三太阳齿轮S3的外周侧等间隔地径向接合的多个第三小齿轮P3，第三环形齿轮R3是与多个第三小齿轮P3接合并扭矩连接至第三太阳齿轮S3的第九旋转元件N9。

第四行星齿轮组PG4是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括第四太阳齿轮S4、第四行星架PC4和第四环形齿轮R4，其中，第四太阳齿轮S4是第十旋转元件N10，第四行星架PC4是第十一旋转元件N11并且以能够转动和公转的方式支承与第四太阳齿轮S4的外周侧等间隔地径向接合的多个第四小齿轮P4，第四环形齿轮R4是与多个第四小齿轮P4接合并扭矩连接至第四太阳齿轮S4的第十二旋转元件N12。

第五行星齿轮组PG5是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括第五太阳齿轮S5、第五行星架PC5和第五环形齿轮R5，其中，第五太阳齿轮S5是第十三旋转元件N13，第五行星架PC5是第十四旋转元件N14并且以能够转动和公转的方式支承与第五太阳齿轮S5的外周侧等间隔地径向接合的多个第五小齿轮P5，第五环形齿轮R5是与多个第五小齿轮P5接合并扭矩连接至第五太阳齿轮S5的第十五旋转元件N15。

这里，第三旋转元件N3直接连接至第四旋转元件N4，第五旋转元件N5直接连接至第九旋转元件N9和第十五旋转元件N15，第六旋转元件N6直接连接至第十三旋转元件N13，第七旋转元件N7直接连接至第十二旋转元件N12，第八旋转元件N8直接连接至第十一旋转元件N11，使得在包括总共9个轴TM1至TM9的同时操作第一行星齿轮组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。

将更详细地描述九个轴TM1至TM9。

九个轴TM1至TM9中的一些轴直接将行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5的旋转元件中的多个旋转元件彼此连接。九个轴可以是连接至行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5的旋转元件中的任一旋转元件的旋转构件，并且与该任一旋转元件一起转动以传递扭矩。选择性地将任一旋转元件与变速器壳体H连接的旋转构件是将任一旋转元件直接连接至变速器壳体H的固定构件。

第一轴TM1连接至第二旋转元件N2(第一行星架PC1)，并且直接连接至输入轴IS，以便始终操作为输入元件。

第二轴TM2连接至第十四旋转元件N14(第五行星架PC5)，并且直接连接至输出轴OS，以便始终操作为输出元件。

第三轴TM3连接至第六旋转元件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连接至第五旋转元件N5(第二行星架PC2)、第九旋转元件N9(第三环形齿轮R3)和第十五旋转元件N15(第五环形齿轮R5)。

第五轴TM5连接至第一旋转元件N1(第一太阳齿轮S1)。

第六轴TM6连接至第三旋转元件N3(第一环形齿轮R1)和第四旋转元件N4(第二太阳齿轮S2)。

第七轴TM7连接至第八旋转元件N8(第三行星架PC3)和第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)。

第八轴TM8连接至第十旋转元件N10(第四太阳齿轮S4)。

第九轴TM9连接至第七旋转元件N7(第三太阳齿轮S3)和第十二旋转元件N12(第四环形齿轮R4)。

这里，第五轴TM5选择性地连接至第八轴TM8以进行扭矩连接，并且第一轴TM1和第三轴TM3分别选择性地连接至第七轴TM7，以进行扭矩连接。

此外，第三轴TM3、第八轴TM8和第九轴TM9选择性地连接至变速器壳体H并且操作为选择性固定元件。

此外，作为接合元件的三个离合器C1、C2和C3设置在九个轴TM1至TM9中包括输入轴IS和输出轴OS在内的任何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中的任何一个轴选择性地与变速器壳体H连接的部分处。

将详细描述六个接合元件(三个离合器C1至C3和三个制动器B1至B3)的布置。

第一离合器C1设置在第一轴TM1与第七轴TM7之间，以选择性地连接第一轴TM1与第七轴TM7，以用于动力输送。

第二离合器C2设置在第三轴TM3与第七轴TM7之间，以选择性地连接第三轴TM3与第七轴TM7，以用于动力输送。

第三离合器C3设置在第五轴TM5与第八轴TM8之间，以选择性地连接第五轴TM5与第八轴TM8，以用于动力输送。

第一制动器B1设置在第三轴TM3与变速器壳体H之间，以选择性地将第三轴TM3连接并固定至变速器壳体H。

第二制动器B2设置在第九轴TM9与变速器壳体H之间，以选择性地将第九轴TM9连接并固定至变速器壳体H。

第三制动器B3设置在第八轴TM8与变速器壳体H之间，以选择性地将第八轴TM8连接并固定至变速器壳体H。

包括第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3以及第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3在内的接合元件可以由通过从液压控制装置供应的液压操作的多板型液压摩擦接合单元构成，并且主要使用湿式多板型液压摩擦接合单元，然而也可以由可以根据从电控制装置提供的电信号而操作的接合单元构成，例如爪形离合器、差动离合器、电子离合器等。

图2是根据本发明的第一示例性实施方式的应用于行星齿轮系的接合元件的每个变速级的操作图。

参考图2，在行星齿轮系的每个变速级处操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3以及第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3中的三个接合元件。

在第一前进速度变速级D1中，同时操作第二离合器C2和第三离合器和C3以及第一制动器B1。

因此，在通过第二离合器C2的操作使第三轴TM3与第七轴TM7互连并且通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第一制动器B1的操作使第三轴TM3操作为固定元件时，实现向第一前进速度级变速，使得第一前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第二前进速度变速级D2中，同时操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第二制动器B2。

因此，在通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作使第三轴TM3和第九轴TM9操作为固定元件时，实现向第二前进速度级变速，使得第二前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第三前进速度变速级D3中，同时操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第三制动器B3。

因此，在通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

因此，在上述输入状态下，当通过第一制动器B1和第三制动器B3的操作使第三轴TM3和第八轴TM8操作为固定元件时，实现向第三前进速度级变速，使得第三前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第四前进速度变速级D4中，同时操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第一制动器B1。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连并且通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第一制动器B1的操作使第三轴TM3操作为固定元件时，实现向第四前进速度级变速，使得第四前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第五前进速度变速级D5中，同时操作第一离合器C1以及第一制动器B1和第三制动器B3。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第一制动器B1和第三制动器B3的操作使第三轴TM3和第八轴TM8操作为固定元件时，实现向第五前进速度级变速，使得第五前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第六前进速度变速级D6中，同时操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第三制动器B3。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连并且通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第三制动器B3的操作使第八轴TM8操作为固定元件时，实现向第六前进速度级变速，使得第六前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第七前进速度变速级D7中，同时操作第一离合器C1和第二离合器C2以及第三制动器B3。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连并且通过第二离合器C2的操作使第三轴TM3与第七轴TM7互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第三制动器B3的操作使第八轴TM8操作为固定元件时，实现向第七前进速度级变速，使得第七前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第八前进速度变速级D8中，同时操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连、通过第二离合器C2的操作使第三轴TM3与第七轴TM7互连以及通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

因此，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全部一体地旋转，如果扭矩被输入至第一轴TM1，则扭矩被转移至按照输入原样地输出扭矩的第八前进速度级，并且第八前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第九前进速度变速级D9中，同时操作第一离合器C1和第二离合器C2以及第二制动器B2。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连并且通过第二离合器C2的操作使第三轴TM3与第七轴TM7互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第二制动器B2的操作使第九轴TM9操作为固定元件时，实现向第九前进速度级变速，使得第九前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第十前进速度变速级D10中，同时操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第二制动器B2。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连并且通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第二制动器B2的操作使第九轴TM9操作为固定元件时，实现向第十前进速度级变速，使得第十前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在倒车速度REV中，同时操作第三离合器C3以及第二制动器B2和第三制动器B3。

因此，在通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作使第九轴TM9和第八轴TM8操作为固定元件，实现向倒车速度级变速，使得倒车速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

图3是根据本发明的第二示例性实施方式的行星齿轮系的示意图。

参考图1和图3，在根据本发明的第一示例性实施方式的行星齿轮系中，第三制动器B3可以设置在第八轴TM8与变速器壳体H之间，以选择性地将第八轴TM8连接至变速器壳体H(在图1中)。在另一实施方式中，根据本发明的第二示例性实施方式，作为行星齿轮的不同点，第三制动器B3可以设置在第五轴TM5与变速器壳体H之间，以选择性地将第五轴TM5连接至变速器壳体H(在图3中)。

与根据第一示例性实施方式的行星齿轮系相比，除了第三制动器B3的布置不同，第二示例性实施方式中作为主要构成元件的九个轴TM1至TM9和作为其他接合元件的两个离合器C2和C3以及两个制动器B1和B2具有相同的连接关系。

图4是根据本发明的第二示例性实施方式的应用于行星齿轮系的接合元件的每个变速级的操作图。

参考图4，在根据本发明的第二示例性实施方式的行星齿轮系中，在每个变速级中操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3以及第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3中的三个接合元件时，实现从第十前进速度级向一个倒车速度级变速，然后下面将描述根据一个示例的变速过程。

在第一前进速度变速级D1中，同时操作第二离合器C2和第三离合器C3以及第一制动器B1。

因此，在通过第二离合器C2的操作使第三轴TM3与第七轴TM7互连并且通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，通过第一制动器B1的操作使第三轴TM3操作为固定元件，实现向第一前进速度级变速，使得第一前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第二前进速度变速级D2中，同时操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第二制动器B2。

因此，在通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作使第三轴TM3和第九轴TM9操作为固定元件，实现向第二前进速度级变速，使得第二前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第三前进速度变速级D3中，同时操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第三制动器B3。

因此，在通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第一制动器B1和第三制动器B3的操作使第三轴TM3和第五轴TM5操作为固定元件时，实现向第三前进速度级变速，使得第三前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第四前进速度变速级D4中，同时操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第一制动器B1。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连并且通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第一制动器B1的操作使第三轴TM3操作为固定元件时，实现向第四前进速度级变速，使得第四速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第五前进速度变速级D5中，同时操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第三制动器B3。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连并且通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，通过第三制动器B3的操作使第五轴TM5操作为固定元件，实现向第五前进速度级变速，使得第五前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第六前进速度变速级D6中，同时操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连、通过第二离合器C2的操作使第三轴TM3与第七轴TM7互连以及通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

因此，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全部一体地旋转，如果扭矩被输入至第一轴TM1，则扭矩被转移至按照输入原样地输出扭矩的第六前进速度级，使得第六前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第七前进速度变速级D7中，同时操作第一离合器C1和第二离合器C2以及第三制动器B3。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连并且通过第二离合器C2的操作使第三轴TM3与第七轴TM7互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第三制动器B3的操作使第五轴TM5操作为固定元件时，实现向第七前进速度级变速，使得第七前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第八前进速度变速级D8中，同时操作第一离合器C1和第二离合器C2以及第二制动器B2。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连并且通过第二离合器C2的操作使第三轴TM3与第七轴TM7互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，通过第二制动器B2的操作使第九轴TM9操作为固定元件，实现向第八前进速度级变速，使得第八前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第九前进速度变速级D9中，同时操作第一离合器C1以及第二制动器B2和第三制动器B3。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作使第九轴TM9和第五轴TM5操作为固定元件时，实现向第九前进速度级变速，使得第九前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在第十前进速度变速级D10中，同时操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第二制动器B2。

因此，在通过第一离合器C1的操作使第一轴TM1与第七轴TM7互连并且通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，通过第二制动器B2的操作使第九轴TM9操作为固定元件，实现向第十前进速度级变速，使得第十前进速度级被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

在倒车速度REV中，同时操作第三离合器C3以及第二制动器B2和第三制动器B3。

因此，在通过第三离合器C3的操作使第五轴TM5与第八轴TM8互连的状态下，扭矩被输入至第一轴TM1。

此外，在上述输入状态下，当通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作使第九轴TM9和第五轴TM5操作为固定元件时，实现向倒车速度级变速，使得倒车速度状态被输出至连接到第二轴TM2的输出轴OS。

如上所述，根据本发明的第一和第二示例性实施方式的行星齿轮系仅应用包括三个离合器C1、C2和C3以及三个制动器B1、B2和B3的六个接合元件，而不是五个行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5，由此实现十个前进速度级和一个倒车速度的变速级。

另外，由于确保变速比跨度大于8.1，因此可以提高发动机的驱动效率。另外，因为通过多速度级可以确保变速级之间的比率的线性度，所以可以改善例如变速前后的加速度、有节奏的发动机转速等的驾驶性。

另外，当实现十个前进速度级和一个倒车速度级时，由于接合元件的应用使得例如离合器和制动器的阻力损失减少，因此可以通过阻力损失减少来提高扭矩传递效率和燃料经济性。

另外，由于使用扭矩并行类型的输出侧的行星齿轮组，并且扭矩被均匀共享到每个行星齿轮组和每个接合元件，因此可以提高扭矩传递效率和耐久性。

另外，由于使用五个行星齿轮组来实现十个前进速度级和一个倒车速度级，因此可以提高输出齿轮比的灵活性，并且可以提高步进比的线性度。

虽然已经结合目前被认为是实际的示例性实施方式来描述本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在涵盖包括在本发明的精神和范围内的各种修改和等同布置。

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，被配置为从发动机接收扭矩；

输出轴，被配置为输出扭矩；

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，连接至所述第二旋转元件和所述输入轴；

第二轴，连接至所述第十四旋转元件和所述输出轴；

第三轴，连接至所述第六旋转元件和所述第十三旋转元件；

第四轴，连接至所述第五旋转元件、所述第九旋转元件和所述第十五旋转元件；

第五轴，连接至所述第一旋转元件；

第六轴，连接至所述第三旋转元件和所述第四旋转元件；

第七轴，连接至所述第八旋转元件和所述第十一旋转元件；

第八轴，连接至所述第十旋转元件；以及

第九轴，连接至所述第七旋转元件和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，其中

所述行星齿轮系包括六个接合元件，所述六个接合元件被配置为选择性地将从九个轴中选择的相应两个轴彼此连接或者将对应轴连接至变速器壳体，并且被配置为通过控制所述六个接合元件中的三个接合元件来实现前进速度级或倒车速度级。

3.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：

三个离合器，被配置为互连从所述九个轴中选择的两个轴；和三个制动器，被配置为选择性地将所述对应轴连接至所述变速器壳体，其中，所述对应轴不连接至所述输入轴或所述输出轴。

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，设置在所述第一轴与所述第七轴之间；

第二离合器，设置在所述第三轴与所述第七轴之间；

第三离合器，设置在所述第五轴与所述第八轴之间；

第一制动器，设置在所述第三轴与所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第九轴与所述变速器壳体之间；以及

第三制动器，设置在所述第八轴与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，设置在所述第一轴与所述第七轴之间；

第二离合器，设置在所述第三轴与所述第七轴之间；

第三离合器，设置在所述第五轴与所述第八轴之间；

第一制动器，设置在所述第三轴与所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第九轴与所述变速器壳体之间；以及

第三制动器，设置在所述第五轴与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

所述第一行星齿轮组的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别为第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮；

所述第二行星齿轮组的第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件分别为第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮；

所述第三行星齿轮组的第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件分别为第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮；

所述第四行星齿轮组的第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件分别为第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮；以及

所述第五行星齿轮组的第十三旋转元件、第十四旋转元件和第十五旋转元件分别为第五太阳齿轮、第五行星架和第五环形齿轮。

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以所述第四行星齿轮组、所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第五行星齿轮组和所述第三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，被配置为从发动机接收扭矩；

输出轴，被配置为输出扭矩；

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，连接至所述第二旋转元件和所述输入轴；

第二轴，连接至所述第十四旋转元件和所述输出轴；

第三轴，连接至所述第六旋转元件和所述第十三旋转元件；

第四轴，连接至所述第五旋转元件、所述第九旋转元件和所述第十五旋转元件；

第五轴，连接至所述第一旋转元件；

第六轴，连接至所述第三旋转元件和所述第四旋转元件；

第七轴，连接至所述第八旋转元件和所述第十一旋转元件；

多个轴，选择性地连接至变速器壳体，其中，所述多个轴分别连接至所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组中的没有连接至从五个行星齿轮组的旋转元件中选择的另一旋转元件的对应旋转元件。

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：

第八轴，连接至所述第十旋转元件；和

第九轴，连接至所述第七旋转元件和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，其中

所述行星齿轮系还包括：

三个离合器，被配置为互连九个轴中的两个轴；和

三个制动器，被配置为选择性地将变速器壳体连接至从所述九个轴中选择的相应轴，其中，所选择的轴不连接至所述输入轴或所述输出轴。

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，设置在所述第一轴与所述第七轴之间；

第二离合器，设置在所述第三轴与所述第七轴之间；和

第三离合器，设置在所述第五轴与所述第八轴之间，并且

所述三个制动器包括：

第一制动器，设置在所述第三轴与所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第九轴与所述变速器壳体之间；和第三制动器，设置在所述第八轴与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，设置在所述第一轴与所述第七轴之间；

第二离合器，设置在所述第三轴与所述第七轴之间；和

第三离合器，设置在所述第五轴与所述第八轴之间，并且

所述三个制动器包括：

第一制动器，设置在所述第三轴与所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第九轴与所述变速器壳体之间；和第三制动器，设置在所述第五轴与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为第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮，

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为第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮，

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为第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮，

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为第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮，以及

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为第五太阳齿轮、第五行星架和第五环形齿轮。

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以所述第四行星齿轮组、所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第五行星齿轮组和所述第三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，被配置为从发动机接收扭矩；

输出轴，被配置为输出扭矩；

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，连接至所述第二旋转元件和所述输入轴；

第二轴，连接至所述第十四旋转元件和所述输出轴；

第三轴，连接至所述第六旋转元件和所述第十三旋转元件；

第四轴，连接至所述第五旋转元件、所述第九旋转元件和所述第十五旋转元件；

第五轴，连接至所述第一旋转元件；

第六轴，连接至所述第三旋转元件和所述第四旋转元件；

第七轴，连接至所述第八旋转元件和所述第十一旋转元件；

第八轴和第九轴，选择性地连接至变速器壳体，其中，所述第八轴和所述第九轴分别连接至所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组中的没有连接至从五个行星齿轮组的旋转元件中选择的另一旋转元件的对应旋转元件。

16.根据权利要求15所述的行星齿轮系，还包括：

离合器，被配置为通过对应的离合器选择性地连接所述第一轴与所述第七轴、所述第三轴与所述第七轴、以及所述第五轴与所述第八轴，

其中，所述第八轴连接至所述第十旋转元件，

所述第九轴连接至所述第七旋转元件和所述第十二旋转元件。

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，设置在所述第一轴与所述第七轴之间；

第二离合器，设置在所述第三轴与所述第七轴之间；和

第三离合器，设置在所述第五轴与所述第八轴之间，并且

其中，所述行星齿轮系还包括：

第一制动器，设置在所述第三轴与所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第九轴与所述变速器壳体之间；和第三制动器，布置在所述第八轴与所述变速器壳体之间。

18.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，设置在所述第一轴与所述第七轴之间；

第二离合器，设置在所述第三轴与所述第七轴之间；和

第三离合器，设置在所述第五轴与所述第八轴之间，并且

其中，所述行星齿轮系还包括：

第一制动器，设置在所述第三轴与所述变速器壳体之间；

第二制动器，设置在所述第九轴与所述变速器壳体之间；和第三制动器，设置在所述第五轴与所述变速器壳体之间。

19.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对应于第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮，

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对应于第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮，

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对应于第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮，

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对应于第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮，以及

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对应于第五太阳齿轮、第五行星架和第五环形齿轮。

20.根据权利要求15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以所述第四行星齿轮组、所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第五行星齿轮组和所述第三行星齿轮组的顺序设置。