CN108869659B - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其可以包括：输入轴；输出轴；第一行星齿轮组至第五行星齿轮组，其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、第十三至第十五旋转元件；第一轴，其与第三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，其与第四旋转元件和第十三旋转元件连接；第四轴，其与第九旋转元件和第五旋转元件连接；第五轴，其与第二旋转元件、第五旋转元件和第八旋转元件连接；第六轴，其与第七旋转元件和第十二旋转元件连接；第七轴，其与第一旋转元件连接；第八轴，其与第六旋转元件和第十一旋转元件连接；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10-2017-0058312号的优先权及其权益，其全文内容通过引用的方式结合于此。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其改进了动力传输性能和燃料经济性。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息而并不构成现有技术。
总体而言，已经研发出了实现更多速度挡位的自动变速器来增强燃料效率和驱动性。
需要这种实现了更多挡位的自动变速器，从而增加小型化的发动机的动力性能和驱动效率。具体而言，具有良好的级比线性度的高效多速变速器与车辆的驱动性(例如，换挡前后的加速度以及有节律的发动机转速)密切相关。
但是，在自动变速器中，随着速度挡位数量的增加，其内部部件的数量也随之增加，结果是，可安装性、成本、重量、传输效率等方面会变差。
因此，为了通过多速变速器来增加燃料效率的提高，对于利用减少的部件而能够实现更好的效率的行星齿轮系的研发将会是很重要的。
在此背景下，近期已经引入了八速自动变速器，并且可以实现更多挡位的用于自动变速器的行星齿轮系也正在研发中。
但是，我们发现，由于传统的八速自动变速器具有6.5至7.5之间的传动比跨度(传动比跨度为用于保证级比的线性度的因素)，所以动力性能和燃料效率并不理想。
另外，如果八速自动变速器具有大于9.0的传动比跨度，则难以保证级比的线性度。因此，发动机的驱动效率和车辆的驱动性会变差。
公开于背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本发明背景技术的理解，因此其可以包含的信息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
本发明致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮器，其优点在于：通过使用五个行星齿轮组和六个接合元件而实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位并且降低了离合器和制动器的阻力损失，从而改善了动力传输性能和燃料经济性。
本发明的另一示例性的形式提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其进一步的优点在于：通过使用扭矩平行类型的输出侧的行星齿轮组并且减小了每个行星齿轮组和每个接合元件的扭矩分配，从而改善了扭矩传输效率和耐久性。
本发明的另一示例性的形式提供了一种用于车辆的高效率的自动变速器的行星齿轮系，其进一步的优点在于：通过使用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，从而增加了输出传动比的灵活性，并且改善了级比的线性度。
根据本发明的示例性的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，其与第三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，其与第四旋转元件和第十三旋转元件连接；第四轴，其与第九旋转元件和第十五旋转元件连接；第五轴，其与第二旋转元件、第五旋转元件和第八旋转元件连接；第六轴，其与第七旋转元件和第十二旋转元件连接；第七轴，其与第一旋转元件连接；第八轴，其与第六旋转元件和第十一旋转元件连接；以及第九轴，其与第十旋转元件连接。
该行星齿轮系可以进一步包括：六个接合元件，其将九个轴中的任意一个轴与另一个轴选择性地连接，或者将从九个轴中选择的相应轴与变速器壳体选择性地连接，其中，通过操作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。
所述六个接合元件可以包括：三个离合器，任意一个离合器连接九个轴中的任意两个轴；以及三个制动器，任意一个制动器选择性地连接从九个轴中选择的相应轴与变速器壳体，其中，该相应轴不与输入轴或输出轴连接。
第一行星齿轮组可以配置为利用三个离合器中的任意一个离合器而将第一轴、第五轴和第七轴中的任意两个轴彼此选择性地连接，从而进行锁定。
在一个方面，所述六个接合元件可以包括：第一离合器，其设置在第一轴和第五轴之间；第二离合器，其设置在第六轴和第七轴之间；第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间；第一制动器，其设置在第三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。
在另一个方面，所述六个接合元件可以包括：第一离合器，其设置在第一轴和第七轴之间；第二离合器，其设置在第六轴和第七轴之间；第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间；第一制动器，其设置在第三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。
在另一个方面，所述六个接合元件可以包括：第一离合器，其设置在第五轴和第七轴之间；第二离合器，其设置在第六轴和第七轴之间；第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间；第一制动器，其设置在第三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。
在另一个方面，所述六个接合元件可以包括：第一离合器，其设置在第一轴和第五轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第四轴之间；第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间；第一制动器，其设置在第三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。
在另一个方面，所述六个接合元件可以包括：第一离合器，其设置在第一轴和第七轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第四轴之间；第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间；第一制动器，其设置在第三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。
在另一个方面，所述六个接合元件可以包括：第一离合器，其设置在第五轴和第七轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第四轴之间；第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间；第一制动器，其设置在第三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。
所述第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可以分别为第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，所述第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件可以分别为第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，所述第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件可以分别为第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，所述第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件可以分别为第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈，所述第十三旋转元件、第十四旋转元件和第十五旋转元件可以分别为第五太阳轮、第五行星架和第五内齿圈。
根据本发明的示例性的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，其与第三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，其与第四旋转元件和第十三旋转元件连接；第四轴，其与第九旋转元件和第十五旋转元件连接；第五轴，其与第二旋转元件、第五旋转元件和第八旋转元件连接；第六轴，其与第七旋转元件和第十二旋转元件连接；第七轴，其与第一旋转元件连接；以及多个轴，其配置为将变速器壳体与从第二行星齿轮组和第四行星齿轮组的旋转元件中选择的相应的旋转元件选择性地且分别地连接，其中，所述选择的相应的旋转元件不连接所述第一轴至第七轴中的任意一个。
所述多个轴可以包括：第八轴，其与第六旋转元件和第十一旋转元件连接；以及第九轴，其与第十旋转元件连接。
所述行星齿轮系可以进一步包括：三个离合器，任意一个离合器连接九个轴中的任意两个轴；以及三个制动器，任意一个制动器选择性地连接变速器壳体与从九个轴中的任意轴，其中，该任意轴不与输入轴或输出轴连接。
在一个方面，三个离合器可以包括：第一离合器，其设置在第一轴和第五轴之间；第二离合器，其设置在第六轴和第七轴之间；以及第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间。
三个制动器可以包括：第一制动器，其设置在第三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。
在另一个方面，三个离合器可以包括：第一离合器，其设置在第一轴和第七轴之间；第二离合器，其设置在第六轴和第七轴之间；以及第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间。
三个制动器可以包括：第一制动器，其设置在第三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。
在另一个方面，三个离合器可以包括：第一离合器，其设置在第五轴和第七轴之间；第二离合器，其设置在第六轴和第七轴之间；以及第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间。
三个制动器可以包括：第一制动器，其设置在第三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。
在另一个方面，三个离合器可以包括：第一离合器，其设置在第一轴和第五轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第四轴之间；以及第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间。
三个制动器可以包括：第一制动器，其设置在第三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。
在另一个方面，三个离合器可以包括：第一离合器，其设置在第一轴和第七轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第四轴之间；以及第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间。
三个制动器可以包括：第一制动器，其设置在第三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。
在另一个方面，三个离合器可以包括：第一离合器，其设置在第五轴和第七轴之间；第二离合器，其设置在第一轴和第四轴之间；以及第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间。
三个制动器可以包括：第一制动器，其设置在第三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。
根据本发明的示例性的形式，通过将作为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，可以实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位。
另外，由于保证了传动比跨度大于8.5，因此可以改善发动机的驱动效率。另外，由于基于多挡位可以保证级比的线性度，因此可以对驱动性(例如，换挡前后的加速度，有节律的发动机转速等)进行改善。
另外，由于通过使用五个行星齿轮组和数量减少的接合元件而实现了十个前进速度挡位和一个倒车挡位，因此离合器和制动器的阻力损失可以减小，并且动力传输效率和燃料经济性可以提高。
另外，由于使用了扭矩平行类型的输出侧的行星齿轮组，并且扭矩均匀地分配给每个行星齿轮组和每个接合元件，所以扭矩传输效率和耐久度可以提高。
此外，由于五个行星齿轮组用于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，并且可以改善级比的线性度。
通过本文提供的说明，其它应用领域将变得明显。应理解说明书和具体实施例仅旨在用于说明的目的而并不旨在限制本发明的范围。
附图说明
为了可以很好理解本发明，将参考所附附图，通过示例的方式，对其各个形式进行描述。
图1为根据本发明的第一示例性的形式的行星齿轮系的示意图；
图2为根据本发明的第一示例性的形式的行星齿轮系中的每个挡位处的接合元件的操作图；
图3为根据本发明的第二示例性的形式的行星齿轮系的示意图；
图4为根据本发明的第三示例性的形式的行星齿轮系的示意图；
图5为根据本发明的第四示例性的形式的行星齿轮系的示意图；
图6为根据本发明的第五示例性的形式的行星齿轮系的示意图；
图7为根据本发明的第六示例性的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，并不旨在以任何方式限制本发明的范围。
附图标记说明
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、第五行星齿轮组
S1，S2，S3，S4，S5：第一太阳轮、第二太阳轮、第三太阳轮、第四太阳轮、第五太阳轮
PC1，PC2，PC3，PC4，PC5：第一行星架、第二行星架、第三行星架、第四行星架、第五行星架
R1，R2，R3，R4，R5：第一内齿圈、第二内齿圈、第三内齿圈、第四内齿圈、第五内齿圈
C1，C2，C3：第一离合器、第二离合器、第三离合器
B1，B2，B3：第一制动器、第二制动器、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、第九轴。
具体实施方式
如下描述仅为示例性性质的，并不旨在限制本发明或其应用或用途。应理解在整个附图中，相应的附图标记表示类似或相应的部件和特征。
但是，为了清晰地描述本发明的示例性的形式，与描述不相关的部件将会被省略。
在以下的说明中，将部件的名称分为第一、第二等等是为了对名称进行区分，这是由于部件的名称彼此相同，并且其顺序并没有具体限定。
进一步的，如本文中所使用的，对于“固定地”连接或互相连接的元件的描述包括直接地连接(即，一个元件直接地连接至与之一起旋转的另一个元件)的元件。
图1为根据本发明的第一示例性的形式的行星齿轮系的示意图。
参见图1，该种行星齿轮系包括：设置于相同的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；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的协作而改变，并且经改变的扭矩通过输出轴OS而输出。
根据本发明的第一示例性的形式，各个行星齿轮组从发动机侧按照第四行星齿轮组PG4、第一行星齿轮组PG1、第三行星齿轮组PG3、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，并且来自发动机的曲轴的扭矩通过扭矩变换器而进行扭矩变换，以输入至输入轴IS。
输出轴OS为输出构件，其与输入轴IS设置于相同的轴线上，并且通过差动装置将驱动扭矩传输至驱动轮。
第一行星齿轮组PG1为单小齿轮行星齿轮组，其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以及作为第三旋转元件N3的第一内齿圈R1，第一行星架PC1可旋转地支撑均匀地设置于第一太阳轮S1的外周并与第一太阳轮S1的外周外接合的多个第一小齿轮P1，第一内齿圈R1与多个第一小齿轮P1内接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，其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以及作为第六旋转元件N6的第二内齿圈R2，第二行星架PC2可旋转地支撑均匀地设置于第二太阳轮S2的外周并与第二太阳轮S2的外周外接合的多个第二小齿轮P2，第二内齿圈R2与多个第二小齿轮P2内接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，其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以及作为第九旋转元件N9的第三内齿圈R3，第三行星架PC3可旋转地支撑均匀地设置于第三太阳轮S3的外周并与第三太阳轮S3的外周外接合的多个第三小齿轮P3，第三内齿圈R3与多个第三小齿轮P3内接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，其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以及作为第十二旋转元件N12的第四内齿圈R4，第四行星架PC4可旋转地支撑均匀地设置于第四太阳轮S4的外周并与第四太阳轮S4的外周外接合的多个第四小齿轮P4，第四内齿圈R4与多个第四小齿轮P4内接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，其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以及作为第十五旋转元件N15的第五内齿圈R5，第五行星架PC5可旋转地支撑均匀地设置于第五太阳轮S5的外周并与第五太阳轮S5的外周外接合的多个第五小齿轮P5，第五内齿圈R5与多个第五小齿轮P5内接合并且可操作地与第五太阳轮S5连接。
第二旋转元件N2与第五旋转元件N5和第八旋转元件N8直接地连接，第四旋转元件N4与第十三旋转元件N13直接地连接，第六旋转元件N6与第十一旋转元件N11直接地连接，第七旋转元件N7与第十二旋转元件N12直接地连接，第九旋转元件N9与第十五旋转元件N15直接地连接，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而彼此运行。
下面将对九个轴TM1至TM9进行进一步详细的描述。
九个轴TM1至TM9中的一部分轴将行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5的旋转元件中的多个旋转元件彼此直接地连接。这九个轴可以为连接至行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5的旋转元件的任意一个旋转元件的旋转构件，并且随该任意一个旋转元件旋转，以传输扭矩。将任意一个旋转元件与变速器壳体H选择性连接的旋转构件可以为将任意一个旋转元件直接并且固定地连接至变速器壳体H的固定构件。
第一轴TM1与第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)连接(优选为固定地连接)，并且与输入轴IS直接地连接，从而持续地操作为输入元件。
第二轴TM2与第十四旋转元件N14(第五行星架PC5)连接(优选为固定地连接)，并且与输出轴OS直接地连接，从而持续地操作为输出元件。
第三轴TM3与第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)和第十三旋转元件N13(第五太阳轮S5)连接(优选为固定地连接)。
第四轴TM4与第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)和第十五旋转元件N15(第五内齿圈R5)连接(优选为固定地连接)。
第五轴TM5与第二旋转元件N2(第一行星架PC1)、第五旋转元件N5(第二行星架PC2)和第八旋转元件N8(第三行星架PC3)连接(优选为固定地连接。)
第六轴TM6与第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)和第十二旋转元件N12(第内四齿圈R4)连接(优选为固定地连接)。
第七轴TM7与第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)连接(优选为固定地连接)。
第八轴TM8与第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)和第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)连接(优选为固定地连接)。
第九轴TM9与第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)连接(优选为固定地连接)。
这里，第一轴TM1与第五轴TM5选择性地连接，第六轴TM6和第九轴TM9选择性地并分别地与第七轴TM7连接。
另外，第三轴TM3、第八轴TM8、和第九轴TM9选择性地并分别地与变速器壳体H连接，从而操作为选择性固定元件。
三个离合器C1、C2和C3为设置于包括输入轴IS和输出轴OS在内的九个轴TM1至TM9中的任意两个轴彼此选择性地连接的部分处的接合元件。
另外，三个制动器B1、B2和B3为设置于九个轴TM1至TM9中的任意一个轴与变速器壳体H选择性地连接的部分处的接合元件。
将在下文中详细描述六个接合元件(三个离合器C1至C3以及三个制动器B1至B3)的设置。
第一离合器C1设置于第一轴TM1和第五轴TM5之间，并且选择性地连接第一轴TM1和第五轴TM5。
第二离合器C2设置于第六轴TM6和第七轴TM7之间，并且选择性地连接第六轴TM6和第七轴TM7。
第三离合器C3设置于第七轴TM7和第九轴TM9之间，并且选择性地连接第七轴TM7和第九轴TM9。
第一制动器B1设置于第三轴TM3和变速器壳体H之间，并且将第三轴TM3选择性地连接并固定至变速器壳体H。
第二制动器B2设置于第八轴TM8和变速器壳体H之间，并且将第八轴TM8选择性地连接并固定至变速器壳体H。
第三制动器B3设置于第九轴TM9和变速器壳体H之间，并且将第九轴TM9选择性地连接并固定至变速器壳体H。
参见图1，第一离合器C1将第一轴TM1与第五轴TM5选择性地连接，使得第一行星齿轮组PG1的所有旋转元件整体地旋转。如图3或图4所示，第一离合器C1可以将第一轴TM1与第七轴TM7选择性地连接，或者将第五轴TM5与第七轴TM7选择性地连接。
包括有第一离合器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的接合元件可以是通过液压操作的湿式的多片式摩擦元件。湿式的多片式摩擦元件主要用作接合元件，但是可以通过来自电控制单元的电信号操作的爪型离合器、电离合器或磁性离合器也可以用作接合元件。
图2为根据本发明的第一示例性的形式的行星齿轮系中的每个挡位处的接合元件的操作图。
参见图2，根据本发明的第一示例性的形式，在行星齿轮系的每个挡位处操作第一离合器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。
第三离合器C3、第一制动器B1和第三制动器B3在第一前进速度挡位D1下操作。
在第七轴TM7与第九轴TM9通过第三离合器C3的操作而连接的情况下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。
在此情况下，第三轴TM3和第九轴TM9通过第一制动器B1和第三制动器B3的操作而操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩被改变至第一前进速度挡位，经由连接至第二轴TM2的输出轴OS而输出第一前进速度挡位。
第一离合器C1、第一制动器B1和第三制动器B3在第二前进速度挡位D2下操作。
在第一轴TM1和第五轴TM5通过第一离合器C1的操作而连接的情况下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。
在此情况下，第三轴TM3和第九轴TM9通过第一制动器B1和第三制动器B3的操作而操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩被改变至第二前进速度挡位，经由与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出第二前进速度挡位。
第一离合器C1、第三离合器C3和第一制动器B1在第三前进速度挡位D3处操作。
在第一轴TM1和第五轴TM5通过第一离合器C1的操作而连接，并且第七轴TM7和第九轴TM9通过第三离合器C3的操作而连接的情况下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。
在此情况下，通过第一制动器B1的操作，第三轴TM3操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩被改变至第三前进速度挡位，经由与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出第三前进速度挡位。
第一离合器C1、第二离合器C2以及第一制动器B1在第四前进速度挡位D4处操作。
在第一轴TM1与第五轴TM5通过第一离合器C1的操作而连接，并且第六轴TM6与第七轴TM7通过第二离合器C2的操作而连接的情况下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。
在此情况下，通过第一制动器B1的操作，第三轴TM3操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩被改变至第四前进速度挡位，经由与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出第四前进速度挡位。
第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3在第五前进速度挡位D5下操作。
在第一轴TM1与第五轴TM5通过第一离合器C1的操作而连接，第六轴TM6与第七轴TM7通过第二离合器C2的操作而连接，并且第七轴TM7与第九轴TM9通过第三离合器C3的操作而连接的情况下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。
此时，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变为锁定情况。因此，输入轴IS的扭矩通过与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出，并且不改变转速。
第一离合器C1、第二离合器C2和第三制动器B3在第六前进速度挡位D6处操作。
在第一轴TM1与第五轴TM5通过第一离合器C1的操作而连接，并且第六轴TM6与第七轴TM7通过第二离合器C2的操作而连接的情况下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。
在此情况下，通过第三制动器B3的操作，第九轴TM9操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩被改变至第六前进速度挡位，经由与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出第六前进速度挡位。
第二离合器C2、第二制动器B2和第三制动器B3在第七前进速度挡位D7处操作。
在第六轴TM6与第七轴TM7通过第二离合器C2的操作而连接的情况下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。
在此情况下，第八轴TM8和第九轴TM9通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作而操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩被改变至第七前进速度挡位，经由连接至第二轴TM2的输出轴OS而输出第七前进速度挡位。
第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2在第八前进速度挡位D8处操作。
在第一轴TM1与第五轴TM5通过第一离合器C1的操作而连接，并且第六轴TM6与第七轴TM7通过第二离合器C2的操作而连接的情况下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。
在此情况下，通过第二制动器B2的操作，第八轴TM8操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩被改变至第八前进速度挡位，并且经由与第二轴TM2连接的输出轴OS而输出第八前进速度挡位。
第一离合器C1、第二制动器B2和第三制动器B3在第九前进速度挡位D9下操作。
在第一轴TM1和第五轴TM5通过第一离合器C1的操作而连接的情况下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。
在此情况下，第八轴TM8和第九轴TM9通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作而操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩被改变至第九前进速度挡位，经由连接至第二轴TM2的输出轴OS而输出第九前进速度挡位。
第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2在第十前进速度挡位D10处操作。
在第一轴TM1和第五轴TM5通过第一离合器C1的操作而连接，并且第七轴TM7和第九轴TM9通过第三离合器C3的操作而连接的情况下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。
在此情况下，通过第二制动器B2的操作，第八轴TM8操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩被改变至第十前进速度挡位，经由连接至第二轴TM2的输出轴OS而输出第十前进速度挡位。
第三离合器C3、第一制动器B1和第二制动器B2在倒车挡位REV处操作。
在第七轴TM7与第九轴TM9通过第三离合器C3的操作而连接的情况下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1。
在此情况下，第三轴TM3和第八轴TM8通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作而操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩被改变至倒车挡位，经由连接至第二轴TM2的作为反向旋转速度的输出轴OS而输出倒车挡位。
图3为根据本发明的第二示例性的形式的行星齿轮系的示意图。
参见图1和图3，根据本发明的第一示例性的形式的行星齿轮系中的第一离合器C1设置于第一轴TM1和第五轴TM5之间，并且选择性地连接第一轴TM1和第五轴TM5。但是，在根据本发明的第二示例性的形式的行星齿轮系中，第一离合器C1设置于第一轴TM1和第七轴TM7之间，并且选择性地连接第一轴TM1和第七轴TM7。
根据本发明的第二示例性的形式，第一离合器C1导致第一行星齿轮组PG1锁定。
根据第二示例性的形式的第一离合器C1的布置不同于根据第一示例性的形式的第一离合器C1的布置，但是根据第二示例性的形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C2和C3、以及三个制动器B1至B3的连接与根据第一示例性的形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C2和C3、以及三个制动器B1至B3的连接相同。因此，根据第二示例性的形式的行星齿轮系的操作和效果与根据第一示例性的形式的行星齿轮系的操作和效果相同。
图4为根据本发明的第三示例性的形式的行星齿轮系的示意图。
参见图1和图4，根据本发明的第一示例性的形式的行星齿轮系中的第一离合器C1设置于第一轴TM1和第五轴TM5之间，并且选择性地连接第一轴TM1和第五轴TM5。但是，在根据本发明的第三示例性的形式的行星齿轮系中，第一离合器C1设置于第五轴TM5和第七轴TM7之间，并且选择性地连接第五轴TM5和第七轴TM7。
根据本发明的第三示例性的形式，第一离合器C1导致第一行星齿轮组PG1锁定。
根据第三示例性的形式的第一离合器C1的布置不同于根据第一示例性的形式的第一离合器C1的布置，但是根据第三示例性的形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C2和C3、以及三个制动器B1至B3的连接与根据第一示例性的形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C2和C3、以及三个制动器B1至B3的连接相同。因此，根据第三示例性的形式的行星齿轮系的操作和效果与根据第一示例性的形式的行星齿轮系的操作和效果相同。
图5为根据本发明的第四示例性的形式的行星齿轮系的示意图；
参见图1和图5，根据本发明的第一示例性的形式的行星齿轮系中的第二离合器C2设置于第六轴TM6和第七轴TM7之间，并且选择性地连接第六轴TM6和第七轴TM7。但是，在根据本发明的第四示例性的形式的行星齿轮系中，第二离合器C2设置于第一轴TM1和第四轴TM4之间，并且选择性地连接第一轴TM1和第四轴TM4。
根据第四示例性的形式的第二离合器C2的布置不同于根据第一示例性的形式的第二离合器C2的布置，但是根据第四示例性的形式的九个轴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的形式的九个轴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，根据第四示例性的形式的行星齿轮系的操作和效果与根据第一示例性的形式的行星齿轮系的操作和效果相同。
图6为根据本发明的第五示例性的形式的行星齿轮系的示意图。
参见图5和图6，根据本发明的第四示例性的形式的行星齿轮系中的第一离合器C1设置于第一轴TM1和第五轴TM5之间，并且选择性地连接第一轴TM1和第五轴TM5。但是，在根据本发明的第五示例性的形式的行星齿轮系中，第一离合器C1设置于第一轴TM1和第七轴TM7之间，并且选择性地连接第一轴TM1和第七轴TM7。
根据本发明的第五示例性的形式，第一离合器C1导致第一行星齿轮组PG1锁定。
根据第五示例性的形式的第一离合器C1的布置不同于根据第四示例性的形式的第一离合器C1的布置，但是根据第五示例性的形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C2和C3、以及三个制动器B1至B3的连接与根据第四示例性的形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C2和C3、以及三个制动器B1至B3的连接相同。因此，根据第五示例性的形式的行星齿轮系的操作和效果与根据第四示例性的形式的行星齿轮系的操作和效果相同。
图7为根据本发明的第六示例性的形式的行星齿轮系的示意图。
参见图5和图7，根据本发明的第四示例性的形式的行星齿轮系中的第一离合器C1设置于第一轴TM1和第五轴TM5之间，并且选择性地连接第一轴TM1和第五轴TM5。但是，在根据本发明的第六示例性的形式的行星齿轮系中，第一离合器C1设置于第五轴TM5和第七轴TM7之间，并且选择性地连接第五轴TM5和第七轴TM7。
根据本发明的第六示例性的形式，第一离合器C1导致第一行星齿轮组PG1锁定。
根据第六示例性的形式的第一离合器C1的布置不同于根据第四示例性的形式的第一离合器C1的布置，但是根据第六示例性的形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C2和C3、以及三个制动器B1至B3的连接与根据第四示例性的形式的九个轴TM1至TM9、两个离合器C2和C3、以及三个制动器B1至B3的连接相同。因此，根据第六示例性的形式的行星齿轮系的操作和效果与根据第四示例性的形式的行星齿轮系的操作和效果相同。
根据本发明的第一至第六示例性的形式，通过使用五个行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5以及包括三个离合器C1、C2、C3和三个制动器B1、B2、B3的六个接合元件，可以实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位。
另外，由于保证了传动比跨度大于8.5，因此改善了发动机的驱动效率。另外，由于基于多挡位可以保证级比的线性度，因此可以对驱动性(例如，换挡前后的加速度，有节律的发动机转速等)进行改善。
此外，由于通过使用减少数量的接合元件而实现了十个前进速度挡位和一个倒车挡位，因此离合器和制动器的阻力损失可以减小，并且动力传输效率和燃料经济性可以得到提高。
另外，由于使用了扭矩平行类型的输出侧的行星齿轮组，并且扭矩均匀地分配给每个行星齿轮组和每个接合元件，所以扭矩传输效率和耐久度可以提高。
另外，由于五个行星齿轮组用于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，并且可以改善级比的线性度。
虽然参考目前被视为是实际的示例性的形式描述本发明，应理解本发明并不限于所公开的实施方案，相反，本发明旨在覆盖包括在本发明的精神和范围之内的各种修改形式和等效形式。

Claims (5)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，该行星齿轮系包括：
输入轴，其配置为接收来自发动机的扭矩；
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，其与第三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，其与第四旋转元件和第十三旋转元件连接；
第四轴，其与第九旋转元件和第十五旋转元件连接；
第五轴，其与第二旋转元件、第五旋转元件和第八旋转元件连接；
第六轴，其与第七旋转元件和第十二旋转元件连接；
第七轴，其与第一旋转元件连接；
第八轴，其与第六旋转元件和第十一旋转元件连接；
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，其设置在第一轴、第五轴和第七轴中的任意两个轴之间；
第二离合器，其设置在第六轴和第七轴之间或者设置在第一轴和第四轴之间；
第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间；
第一制动器，其设置在第三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，
其中，所述第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别为第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；
所述第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件分别为第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；
所述第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件分别为第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；
所述第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件分别为第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；
所述第十三旋转元件、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者倒车挡位中的任意一个。
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，第一行星齿轮组配置为利用第一离合器而将第一轴、第五轴和第七轴中的任意两个轴彼此选择性地连接，从而进行锁定。
4.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，该行星齿轮系包括：
输入轴，其配置为接收来自发动机的扭矩；
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，其与第三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，其与第四旋转元件和第十三旋转元件连接；
第四轴，其与第九旋转元件和第十五旋转元件连接；
第五轴，其与第二旋转元件、第五旋转元件和第八旋转元件连接；
第六轴，其与第七旋转元件和第十二旋转元件连接；
第七轴，其与第一旋转元件连接；
多个轴，其配置为将变速器壳体与从第二行星齿轮组和第四行星齿轮组的旋转元件中选择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所述第一轴至第七轴中的任意一个；
第一离合器，其设置在第一轴、第五轴和第七轴中的任意两个轴之间；
第二离合器，其设置在第六轴和第七轴之间或者设置在第一轴和第四轴之间；
第三离合器，其设置在第七轴和第九轴之间；
第一制动器，其设置在第三轴和变速器壳体之间；
第二制动器，其设置在所述多个轴中的一个轴和变速器壳体之间；以及
第三制动器，其设置在所述多个轴中的另一轴和变速器壳体之间，
其中，所述第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别为第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；
所述第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件分别为第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；
所述第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件分别为第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；
所述第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件分别为第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；
所述第十三旋转元件、第十四旋转元件和第十五旋转元件分别为第五太阳轮、第五行星架和第五内齿圈。
5.根据权利要求4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：
第八轴，其与第六旋转元件和第十一旋转元件连接；以及
第九轴，其与第十旋转元件连接。
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