CN108869660B - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系包括：输入轴；输出轴；第一至第五行星齿轮组，其每一个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，其与第一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，其与第五旋转元件、第十一旋转元件和第十三旋转元件连接；第四轴，其与第八旋转元件和第十五旋转元件连接；第五轴，其与第六旋转元件和第十旋转元件连接；第六轴，其与所述第十二旋转元件连接；第七轴，其与所述第三旋转元件、第四旋转元件和第七旋转元件连接；第八轴，其与所述第二旋转元件连接；以及第九轴，其与所述第九旋转元件连接。

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，韩国专利申请号为10-2017-0058315的优先权和权益，该韩国专利申请的全文通过引用的方式并入本文。

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，其改进了动力传递性能和燃料经济性。

背景技术

本节中的陈述仅提供涉及本发明的背景信息，并不会构成现有技术。

通常，已经开发出了实现更多的速度挡位的自动变速器，从而提高了燃料效率和驾驶性能。

对于这种实现更多速度挡位的自动变速器，所期望的是提高动力性能和驱动效率，以使发动机小型化。特别地，具有良好的级比线性度的高效的多挡位变速器与车辆的驾驶性能(例如，换挡前后的加速度以及节律性发动机转速)紧密相关。

但是，在自动变速器中，随着速度挡位数量的增加，其内部零件数量也会增加，因此，装配性能、成本、重量、传动效率等等将会变差。

因此，为了通过多挡位变速器来增加燃料效率，对于具有减少的零件并且可以获得较佳效率的行星齿轮系的开发将是非常重要的。

在该背景下，近来已经引入了八速自动变速器，并且能够实现更多挡位的用于自动变速器的行星齿轮系也正在开发之中。

但是，人们已经发现由于传统的八速自动变速器具有在6.5到7.5之间的传动比跨度(传动比跨度是确保级比线性度的因素)，因此其动力性能和燃料经济性并不是很好。

此外，如果八速自动变速器具有大于9.0的传动比跨度，则很难保证级比的线性度。因此，发动机的驱动效率和车辆的驾驶性能可能会变差。

公开于背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本发明的背景技术的理解，因此其可以包含的信息并不构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明已经致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其具有如下优点：通过实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位，从而改善了动力传输性能和燃料经济性；并且通过利用五个行星齿轮组和六个接合元件，从而减少了离合器和制动器的阻力损失。

本发明提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其还具有以下优点：通过利用为扭矩平衡类型的输出侧的行星齿轮组，从而改善了扭矩传递效率和耐久度；并且减少了分布在每一个行星齿轮组和每一个接合元件之间的扭矩。

此外，本发明提供了一种高效的用于自动变速器的行星齿轮系，其进一步具有以下优点：通过利用五个行星齿轮组而实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位，从而提高了输出传动比的灵活性并且改善了级比的线性度。

在本发明的一种形式中，一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收来自发动机的扭矩；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，其与所述第一旋转元件和输入轴连接；第二轴，其与所述第十四旋转元件和输出轴连接；第三轴，其与所述第五旋转元件、第十一旋转元件和第十三旋转元件连接；第四轴，其与所述第八旋转元件和第十五旋转元件连接；第五轴，其与所述第六旋转元件和第十旋转元件连接；第六轴，其与所述第十二旋转元件连接；第七轴，其与所述第三旋转元件、第四旋转元件和第七旋转元件连接；第八轴，其与所述第二旋转元件连接；以及第九轴，其与所述第九旋转元件连接。

该行星齿轮系可以进一步包括：六个接合元件，所述接合元件将九个轴中的任意一个轴与另一个轴选择性地连接，或者将选自所述九个轴中的相应轴与变速器壳体选择性地连接；其中，通过操作所述六个接合元件中的三个接合元件来获得前进速度挡位或者倒车挡位中的任意一个挡位。

所述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离合器将选自所述九个轴中的任意两个轴连接；以及三个制动器，所述三个制动器中的任意一个制动器将选自所述九个轴中的相应轴选择性地连接至变速器壳体。特别地，所述相应轴没有与输入轴或者输出轴连接。

所述六个接合元件可以包括：第一离合器，其设置在所述第一轴与第三轴之间；第二离合器，其设置在所述第一轴与第六轴之间；第三离合器，其设置在所述第四轴与第五轴之间；第一制动器，其设置在所述第七轴与变速器壳体之间；第二制动器，其设置在所述第八轴与变速器壳体之间；以及第三制动器，其设置在所述第九轴与变速器壳体之间。

第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可以分别为第一太阳轮、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为第二太阳轮、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为第三太阳轮、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为第四太阳轮、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可以分别为第五太阳轮、第五行星架和第五内齿圈。

在一方面，所述第一行星齿轮组、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从发动机侧可以按照第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第二行星齿轮组、第四行星齿轮组和第五行星齿轮组的次序进行布置。

在另一方面，所述第一行星齿轮组、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从发动机侧可以按照第一行星齿轮组、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的次序进行布置。

根据本发明的另一个示例性形式，一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收来自发动机的扭矩；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，其与所述第一旋转元件和输入轴连接；第二轴，其与所述第十四旋转元件和输出轴连接；第三轴，其与所述第五旋转元件、第十一旋转元件和第十三旋转元件连接；第四轴，其与所述第八旋转元件和第十五旋转元件连接；第五轴，其与所述第六旋转元件和第十旋转元件连接；第六轴，其所述第十二旋转元件连接；以及多个轴，其配置为将变速器壳体与选自所述第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三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。特别地，所选择的相应旋转元件不连接至所述第一轴至第六轴中的任意轴。

所述多个轴可以包括：第七轴，其与所述第三旋转元件、第四旋转元件和第七旋转元件连接；第八轴，其与所述第二旋转元件连接；以及第九轴，其与所述第九旋转元件连接。

所述行星齿轮系可以进一步包括：三个离合器，所述三个离合器中的任意一个离合器配置为将所述九个轴中的任意两个轴连接；以及三个制动器，所述三个制动器中的任意一个制动器配置为将变速器壳体与选自所述九个轴中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者输出轴连接。

所述三个离合器可以包括：第一离合器，其设置在所述第一轴与第三轴之间；第二离合器，其设置在所述第一轴与第六轴之间；第三离合器，其设置在所述第四轴与第五轴之间。

所述三个制动器可以包括：第一制动器，其设置在所述第七轴与变速器壳体之间；第二制动器，其设置在所述第八轴与变速器壳体之间；以及第三制动器，其设置在所述第九轴与变速器壳体之间。

第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可以分别为第一太阳轮、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为第二太阳轮、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为第三太阳轮、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为第四太阳轮、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可以分别为第五太阳轮、第五行星架和第五内齿圈。

在一方面，所述第一行星齿轮组、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从发动机侧可以按照第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第二行星齿轮组、第四行星齿轮组和第五行星齿轮组的次序进行布置。

在另一方面，所述第一行星齿轮组、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从发动机侧可以按照第一行星齿轮组、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的次序进行布置。

根据本发明的又一个示例性形式，一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收来自发动机的扭矩；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，其与所述第一旋转元件和输入轴连接；第二轴，其与所述第十四旋转元件和输出轴连接；第三轴，其与所述第五旋转元件、第十一旋转元件和第十三旋转元件连接；第四轴，其与所述第八旋转元件和第十五旋转元件连接；第五轴，其与所述第六旋转元件和第十旋转元件连接；第六轴，其与所述第十二旋转元件连接；以及第七轴、第八轴和第九轴，所述第七轴、第八轴和第九轴配置为通过制动器将变速器壳体与选自所述第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三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，所述相应旋转元件不连接至所述第一轴至第六轴中的任意一个轴。

所述第一轴与第三轴、所述第一轴与第六轴、以及所述第四轴与第五轴经由离合器可以彼此选择性地且分别地连接。所述第七轴与所述第三旋转元件、第四旋转元件和第七旋转元件连接；所述第八轴与所述第二旋转元件连接；而所述第九轴与所述第九旋转元件连接。

所述离合器可以包括：第一离合器，其设置在所述第一轴与第三轴之间；第二离合器，其设置在所述第一轴与第六轴之间；第三离合器，其设置在所述第四轴与第五轴之间；

所述制动器可以包括：第一制动器，其设置在所述第七轴与变速器壳体之间；第二制动器，其设置在所述第八轴与变速器壳体之间；以及第三制动器，其设置在所述第九轴与变速器壳体之间。

第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可以分别为第一太阳轮、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为第二太阳轮、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为第三太阳轮、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为第四太阳轮、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可以分别为第五太阳轮、第五行星架和第五内齿圈。

在一方面，所述第一行星齿轮组、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从发动机侧可以按照第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第二行星齿轮组、第四行星齿轮组和第五行星齿轮组的次序进行布置。

在另一方面，所述第一行星齿轮组、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从发动机侧可以按照第一行星齿轮组、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的次序进行布置。

根据本发明的示例性形式，通过将可以作为简单的行星齿轮组的五个行星齿轮组与六个接合元件进行结合，可以实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位。

此外，由于所提供的传动比跨度大于9.3，发动机的驱动效率可以得到改善。另外，由于多挡位，可以确保级比的线性度，从而能够改善驾驶性能(例如换挡之前和之后的加速度、节律性发动机转速等)。

此外，由于通过使用五个行星齿轮组和减少数量的接合元件而获得十个前进速度挡位和一个倒车挡位，因此可以减少离合器和制动器的阻力损失，并因此可以改善动力传递性能和燃料经济性。

另外，由于利用了为扭矩平衡类型的输出侧的行星齿轮组，扭矩均匀地分布到每一个行星齿轮组和每一个接合元件中，从而可以改善扭矩传递效率和耐久度。

此外，通过利用五个行星齿轮系而实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位，从而可以提高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

为了可以很好地理解本发明，现在将描述其各种形式，以示例的方式给出，对所附附图做出参考，其中：

图1为本发明的第一示例性形式的行星齿轮系的示意图；

图2为在本发明的第一示例性形式中的行星齿轮系中的接合元件在每个速度挡位的操作图；以及

图3为本发明的第二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，而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

下面的说明在本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本发明、应用或用途。应当理解，在整个说明书和附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

然而，为了清楚地描述本发明的示例性的形式，与描述不相关的部分将会省略，并且在说明书中相同的附图标记指代相同或类似的元件。

在接下来的描述中，将组件名称区分为第一、第二等等是为了区分名称，因为组件名称是彼此相同的，并且它们的次序并不进行特别的限定。

此外，这里所使用的元件之间的“固定地”连接或者互相连接的描述包括元件之间直接地连接，即是，一个元件直接地连接至另一个元件，以用于彼此之间的旋转。

图1为根据本发明的第一示例性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：设置在相同轴线上的第一星齿轮组PG1、第二星齿轮组PG2、第三星齿轮组PG3、第四星齿轮组PG4和第五行星齿轮组PG5；输入轴IS；输出轴OS、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的旋转元件中的至少一个旋转元件的九个轴TM1至TM9；包括有三个离合器C1至C3和三个制动器B1至B3的接合元件；以及变速器壳体H。

从发动机输入到输入轴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的协同操作而改变，并且改变的扭矩经由输出轴OS输出。

根据本发明的第一示例性的形式，这些行星齿轮组从发动机侧按照第一行星齿轮组PG1、第三行星齿轮组PG3、第二行星齿轮组PG2、第四行星齿轮组PG4和第五行星齿轮组PG5的次序进行布置。

输入轴IS为输入构件，来自发动机曲轴的扭矩经由扭矩变换器进行扭矩变换后被输入到输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，并且与输入轴IS同轴线地设置。输出轴OS通过差动装置将驱动扭矩传递至驱动轮。

第一行星齿轮组PG1为单小齿轮行星齿轮组，并且包括：第一太阳轮S1(即第一旋转元件N1)、第一行星架PC1(即第二旋转元件N2)和第一内齿圈R1(即第三旋转元件N3)，所述第一行星架PC1可旋转地支撑多个第一小齿轮P1，该第一小齿轮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，所述第一内齿圈R1与多个第一小齿轮P1内啮合并且与第一太阳轮S1可操作地连接。

第二行星齿轮组PG2为单小齿轮行星齿轮组，并且包括：第二太阳轮S2(即第四旋转元件N4)、第二行星架PC2(即第五旋转元件N5)和第二内齿圈R2(即第六旋转元件N6)，所述第二行星架PC2可旋转地支撑多个第二小齿轮P2，该第二小齿轮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，所述第二内齿圈R2与多个第二小齿轮P2内啮合并且与第二太阳轮S2可操作地连接。

第三行星齿轮组PG3为单小齿轮行星齿轮组，并且包括：第三太阳轮S3(即第七旋转元件N7)、第三行星架PC3(即第八旋转元件N8)和第三内齿圈R3(即第九旋转元件N9)，所述第三行星架PC3可旋转地支撑多个第三小齿轮P3，该第三小齿轮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，所述第三内齿圈R3与多个第三小齿轮P3内啮合并且与第三太阳轮S3可操作地连接。

第四行星齿轮组PG4为单小齿轮行星齿轮组，并且包括：第四太阳轮S4(即第十旋转元件N10)、第四行星架PC4(即第十一旋转元件N11)和第四内齿圈R4(即第十二旋转元件N12)，所述第四行星架PC4可旋转地支撑多个第四小齿轮P4，该第四小齿轮P4均匀地设置在第四太阳轮S4的外周上并且与第四太阳轮S4的外周外啮合，所述第四内齿圈R4与多个第四小齿轮P4内啮合并且与第四太阳轮S4可操作地连接。

第五行星齿轮组PG5为单小齿轮行星齿轮组，并且包括：第五太阳轮S5(即第十三旋转元件N13)、第五行星架PC5(即第十四旋转元件N14)和第五内齿圈R5(即第十五旋转元件N15)，所述第五行星架PC5可旋转地支撑多个第五小齿轮P5，该第五小齿轮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，所述第五内齿圈R5与多个第五小齿轮P5内啮合并且与第五太阳轮S5可操作地连接。

所述第三旋转元件N3直接地连接第四旋转元件N4和第七旋转元件N7，所述第五旋转元件N5直接地连接第十一旋转元件N11和第十三旋转元件N13，所述第六旋转元件N6直接地连接第十旋转元件N10，并且所述第八旋转元件N8直接地连接第十五旋转元件N15，从而第一行星齿轮组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经由九个轴TM1至TM9而一起工作。

下面将对九个轴TM1至TM9进行进一步的描述。

这九个轴TM1至TM9将各个行星齿轮组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在一起。九个轴可以为这样的旋转构件：其连接至任意一个旋转元件(即所述五个行星齿轮组的旋转元件中的相应的旋转元件)并且与该任意一个旋转元件(即所述相应的旋转元件)一起旋转从而传递扭矩。在另一种形式中，所述旋转构件(即从九个轴中选择的轴)可以选择性地连接任意一个旋转元件与变速器壳体H，或者九个轴中的一些轴可以为将任意一个旋转元件直接地连接至变速器壳体H的固定构件。

所述第一轴TM1与第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)连接(优选地，固定地连接)，并且直接地与输入轴IS连接，从而持续性地操作为输入元件。

所述第二轴TM2与第十四旋转元件N14(第五行星架PC5)连接(优选地，固定地连接)，并且直接地与输出轴OS连接，从而持续性地操作为输出元件。

所述第三轴TM3与第五旋转元件N5(第二行星架PC2)、第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)和第十三旋转元件N13(第五太阳轮S5)连接(优选地，固定地连接)。

所述第四轴TM4与第八旋转元件N8(第三行星架PC3)和第十五旋转元件N15(第五内齿圈R5)连接(优选地，固定地连接)。

所述第五轴TM5与第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)和第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)连接(优选地，固定地连接)。

所述第六轴TM6与第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)连接(优选地，固定地连接)。

所述第七轴TM7与第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)、第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)和第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)连接(优选地，固定地连接)。

所述第八轴TM8与第二旋转元件N2(第一行星架PC1)连接(优选地，固定地连接)。

所述第九轴TM9与第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)连接(优选地，固定地连接)。

这里，第四轴TM4选择性地连接第五轴TM5，并且第三轴TM3和第六轴TM6选择性地并且分别连接第一轴TM1。

此外，第七轴TM7、第八轴TM8和第九轴TM9中的每一个选择性地与变速器壳体H连接，以操作为选择性固定的元件。

作为接合元件的三个离合器C1、C2和C3设置在包括有输入轴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地连接的部分。

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选择性地连接的部分。

下面将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)的布置。

第一离合器C1设置在第一轴TM1与第三轴TM3之间，并且选择性地连接第一轴TM1与第三轴TM3。

第二离合器C2设置在第一轴TM1与第六轴TM6之间，并且选择性地连接第一轴TM1与第六轴TM6。

第三离合器C3设置在第四轴TM4和第五轴TM5之间，并且选择性地连接第四轴TM4与第五轴TM5。

第一制动器B1设置在第七轴TM7与变速器壳体H之间，并且将第七轴TM7选择性地连接并且固定至变速器壳体H。

第二制动器B2设置在第八轴TM8与变速器壳体H之间，并且将第八轴TM8选择性地连接并且固定至变速器壳体H。

第三制动器B3设置在第九轴TM9与变速器壳体H之间，并且将第九轴TM9选择性地连接并且固定至变速器壳体H。

参见图1，所述第一离合器C1选择性地连接第一轴TM1和第三轴TM3，并且所述第二离合器C2选择性地连接第六轴TM6和第一轴TM1。由于第一轴TM1持续性地与输入轴IS连接，第一离合器C1可以配置为选择性地连接输入轴IS与第三轴TM3，并且第二离合器C2可以配置为选择性地连接输入轴IS与第六轴TM6。

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多片摩擦元件。该种湿式多片摩擦元件主要地用作接合元件，但是能够由来自电子控制单元的电子信号进行操作的爪式离合器、电离合器或者磁性离合器也能够用作接合元件。

图2为根据本发明的第一示例性形式的行星齿轮系中的接合元件在每个速度挡位的操作图。

参见图2，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根据本发明的第一示例性形式的行星齿轮系中的每一个速度挡位进行操作。

在第一前进速度挡位D1，操作第一离合器C1、第二制动器B2和第三制动器B3。

在由于第一离合器C1的操作，第一轴TM1与第三轴TM3连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1和第三轴TM3。

在这种状态下，由于第二制动器B2和第三制动器B3的操作，第八轴TM8和第九轴TM9操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第一前进速度挡位，并且第一前进速度挡位经由与第二轴TM2连接的输出轴OS输出。

在第二前进速度挡位D2，操作第二离合器C2、第二制动器B2和第三制动器B3。

在由于第二离合器C2的操作，第一轴TM1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和第六轴TM6。

在这种状态下，由于第二制动器B2和第三制动器B3的操作，第八轴TM8和第九轴TM9操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第二前进速度挡位，并且第二前进速度挡位经由与第二轴TM2连接的输出轴OS输出。

在第三前进速度挡位D3，操作第二离合器C2、第一制动器B1和第三制动器B3。

在由于第二离合器C2的操作，第一轴TM1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和第六轴TM6。

在这种状态下，由于第一制动器B1和第三制动器B3的操作，第七轴TM7和第九轴TM9操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第三前进速度挡位，并且第三前进速度挡位经由与第二轴TM2连接的输出轴OS输出。

在第四前进速度挡位D4，操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三制动器B3。

在由于第一离合器C1的操作，第一轴TM1与第三轴TM3连接并且由于第二离合器C2的操作，第一轴TM1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、第三轴TM3和第六轴TM6。

在这种状态下，由于第三制动器B3的操作，第九轴TM9操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第四前进速度挡位，并且第四前进速度挡位经由与第二轴TM2连接的输出轴OS输出。

在第五前进速度挡位D5，操作第二离合器C2、第三离合器C3和第三制动器B3。

在由于第二离合器C2的操作，第一轴TM1与第六轴TM6连接并且由于第三离合器C3的操作，第四轴TM4与第五轴TM5连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1和第六轴TM6。

在这种状态下，由于第三制动器B3的操作，第九轴TM9操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第五前进速度挡位，并且第五前进速度挡位经由与第二轴TM2连接的输出轴OS输出。

在第六前进速度挡位D6，操作第一离合器C1、第三离合器C3和第三制动器B3。

在由于第一离合器C1的操作，第一轴TM1与第三轴TM3连接并且由于第三离合器C3的操作，第四轴TM4与第五轴TM5连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1和第三轴TM3。

在这种状态下，由于第三制动器B3的操作，第九轴TM9操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第六前进速度挡位，并且第六前进速度挡位经由与第二轴TM2连接的输出轴OS输出。

在第七前进速度挡位D7，操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3。

在由于第一离合器C1的操作，第一轴TM1与第三轴TM3连接，由于第二离合器C2的操作，第一轴TM1与第六轴TM6连接，并且由于第三离合器C3的操作，第四轴TM4与第五轴TM5连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1、第三轴TM3和第六轴TM6。

在这种情况下，第一星齿轮组PG1、第二星齿轮组PG2、第三星齿轮组PG3、第四星齿轮组PG4和第五行星齿轮组PG5变成锁定状态。因此，输入轴IS的扭矩经由与第二轴TM2连接的输出轴OS输出，而没有产生转速变化。

在第八前进速度挡位D8，操作第一离合器C1、第三离合器C3和第一制动器B1。

在由于第一离合器C1的操作，第一轴TM1与第三轴TM3连接并且由于第三离合器C3的操作，第四轴TM4与第五轴TM5连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1和第三轴TM3。

在这种状态下，由于第一制动器B1的操作，第七轴TM7操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第八前进速度挡位，并且第八前进速度挡位经由与第二轴TM2连接的输出轴OS输出。

在第九前进速度挡位D9，操作第二离合器C2、第三离合器C3和第一制动器B1。

在由于第二离合器C2的操作，第一轴TM1与第六轴TM6连接并且由于第三离合器C3的操作，第四轴TM4与第五轴TM5连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1和第六轴TM6。

在这种状态下，由于第一制动器B1的操作，第七轴TM7操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第九前进速度挡位，并且第九前进速度挡位经由与第二轴TM2连接的输出轴OS输出。

在第十前进速度挡位D10，操作第二离合器C2、第三离合器C3和第二制动器B2。

在由于第二离合器C2的操作，第一轴TM1与第六轴TM6连接并且由于第三离合器C3的操作，第四轴TM4与第五轴TM5连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1和第六轴TM6。

在这种状态下，由于第二制动器B2的操作，第八轴TM8操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第十前进速度挡位，并且第十前进速度挡位经由与第二轴TM2连接的输出轴OS输出。

在倒车挡位REV，操作第三离合器C3、第二制动器B2和第三制动器B3。

在由于第三离合器C3的操作，第四轴TM4与第五轴TM5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，由于第二制动器B2和第三制动器B3的操作，第八轴TM8和第九轴TM9操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至倒车挡位，并且倒车挡位经由与第二轴TM2连接的输出轴OS输出为反向旋转速度。

图3为发明的第二示例性形式的行星齿轮系的示意图。

参见图1和图3，在根据本发明的第一示例性形式的行星齿轮系中，各个行星齿轮组从发动机侧按照第一行星齿轮组PG1、第三行星齿轮组PG3、第二行星齿轮组PG2、第四行星齿轮组PG4和第五行星齿轮组PG5的次序进行布置，但是在根据本发明的第二示例性形式的行星齿轮系中，各个行星齿轮组从发动机侧按照第一行星齿轮组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的次序进行布置。

根据第二示例性形式的行星齿轮组的布置方式与根据第一示例性的形式的行星齿轮组的布置方式不同，但是根据第二示例性形式的九个轴TM1至TM9、三个离合器C1至C3以及三个制动器B1至B3的连接与第一示例性形式中的连接相同。因此，根据第二示例性形式的操作和效果与第一示例性形式的操作和效果相同。

根据本发明的第一和第二示例性的形式，通过利用五个行星齿轮组PG1、PG2、PG3、PG4和PG5以及包括有三个离合器C1、C2、C3和三个制动器B1、B2、B3的六个接合元件，从而可以获得十个前进速度挡位和一个倒车挡位。

此外，由于可以确保传动比跨度大于9.3，发动机的驱动效率可以得到改善。另外，由于多挡位，可以确保级比的线性度，从而能够改善驾驶性能(例如换挡之前和之后的加速度、节律性发动机转速等)。

此外，由于通过使用减少数量的接合元件而获得十个前进速度挡位和一个倒车挡位，因此可以减少由离合器和制动器引起的阻力损失，并因此可以改善动力传递性能和燃料经济性。

另外，由于利用了为扭矩平衡类型的输出侧的行星齿轮组，扭矩均匀地分布到每一个行星齿轮组和每一个接合元件中，从而可以改善扭矩传递效率和耐久度。

此外，通过利用五个行星齿轮系而获得十个前进速度挡位和一个倒车挡位，从而可以提高输出传动比的灵活性并且可以改善级比的线性度。

随着参考目前被视为是实际的示例性的形式描述本发明，应理解的是，本发明并不限于所公开的形式，相反的，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改和等效的布置形式。

Claims (8)

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，其与所述第一旋转元件和输入轴连接；

第二轴，其与所述第十四旋转元件和输出轴连接；

第三轴，其与所述第五旋转元件、第十一旋转元件和第十三旋转元件连接；

第四轴，其与所述第八旋转元件和第十五旋转元件连接；

第五轴，其与所述第六旋转元件和第十旋转元件连接；

第六轴，其与所述第十二旋转元件连接；

第七轴，其与所述第三旋转元件、第四旋转元件和第七旋转元件连接；

第八轴，其与所述第二旋转元件连接；

第九轴，其与所述第九旋转元件连接；

六个接合元件，包括：

第一离合器，其设置在所述第一轴与第三轴之间；

第二离合器，其设置在所述第一轴与第六轴之间；

第三离合器，其设置在所述第四轴与第五轴之间；

第一制动器，其设置在所述第七轴与变速器壳体之间；

第二制动器，其设置在所述第八轴与变速器壳体之间；以及

第三制动器，其设置在所述第九轴与变速器壳体之间，

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轮、第一行星架和第一内齿圈；

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轮、第二行星架和第二内齿圈；

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轮、第三行星架和第三内齿圈；

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轮、第四行星架和第四内齿圈；

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获得前进速度挡位或者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，所述第一行星齿轮组、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从发动机侧按照第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第二行星齿轮组、第四行星齿轮组和第五行星齿轮组的次序进行布置。

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，所述第一行星齿轮组、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从发动机侧按照第一行星齿轮组、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的次序进行布置。

5.一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，其与所述第一旋转元件和输入轴连接；

第二轴，其与所述第十四旋转元件和输出轴连接；

第三轴，其与所述第五旋转元件、第十一旋转元件和第十三旋转元件连接；

第四轴，其与所述第八旋转元件和第十五旋转元件连接；

第五轴，其与所述第六旋转元件和第十旋转元件连接；

第六轴，其与所述第十二旋转元件连接；以及

第七轴、第八轴和第九轴，该第七轴、第八轴和第九轴配置为分别通过第一制动器、第二制动器、第三制动器将变速器壳体与选自所述第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三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，所述相应旋转元件不连接至所述第一轴至第六轴中的任意一个轴，

其中，所述第一轴与第三轴经由第一离合器彼此选择性地连接；

所述第一轴与第六轴经由第二离合器彼此选择性地连接；

所述第四轴与第五轴经由第三离合器彼此选择性地连接；

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。

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，所述第七轴与所述第三旋转元件、第四旋转元件和第七旋转元件连接；

所述第八轴与所述第二旋转元件连接；

所述第九轴与所述第九旋转元件连接。

7.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从发动机侧按照第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第二行星齿轮组、第四行星齿轮组和第五行星齿轮组的次序进行布置。

8.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从发动机侧按照第一行星齿轮组、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的次序进行布置。

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