用于車輛的自動變速器的行星齒輪系的制作方法

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用于車輛的自動變速器的行星齒輪系的制作方法
【專利摘要】一種用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其可包括輸入軸、輸出軸、復合行星齒輪組、三個傳動齒輪以及摩擦元件，所述復合行星齒輪組設置在輸出軸上，并且包括通過分別具有外部嚙合的齒輪的兩條路徑選擇性地連接至輸入軸并且操作為選擇的固定元件的第一旋轉元件、通過具有外部嚙合的齒輪的一條路徑選擇性地連接至輸入軸并且操作為選擇的固定元件的第二旋轉元件、連接至輸出軸的第三旋轉元件，以及通過具有外部嚙合的齒輪的一條路徑選擇性地連接至輸入軸的第四旋轉元件，所述三個傳動齒輪形成外部嚙合的齒輪，所述摩擦元件配置有選擇性地將第一、第二和第四旋轉元件連接至輸入軸的離合器和選擇性地將第一和第二旋轉元件連接至變速器殼體的制動器。
【專利說明】用于車輛的自動變速器的行星齒輪系
[0001] 相關申請交叉引用
[0002] 本申請要求2013年4月1日提交的韓國專利申請No. 10-2013-0035371的優(yōu)先權，該申請的全部內容出于所有目的通過該引用結合于此。

【技術領域】
[0003] 本發(fā)明涉及一種用于車輛的自動變速器。更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠提高可安裝性和動力傳遞性能并降低燃料消耗的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系。

【背景技術】
[0004] 近來，由于全球高油價和廢氣法規(guī)的加強，車輛制造商將他們的所有力量貫注于提高燃料經濟性。
[0005] 燃料經濟性的提高可通過在自動變速器中實現更多數量的換檔速度的多檔機制實現。典型地，行星齒輪系通過組合多個行星齒輪組和摩擦元件實現。
[0006] 眾所周知，當行星齒輪系實現更多數量的換檔速度時，能夠更優(yōu)地設計行星齒輪系的速度比，因此車輛能夠具有經濟的燃料里程和更好的性能。出于該原因，能夠實現更多換檔速度的行星齒輪系正處于不斷的研究中。
[0007] 雖然實現相同數量的速度，但是行星齒輪系根據旋轉元件（即，太陽齒輪、行星架和環(huán)形齒輪)之間的連接而具有不同操作機制。此外，行星齒輪系具有不同特征，如耐久性、動力傳遞效率，以及依賴于行星齒輪系的布局的尺寸。因此，用于組合齒輪系的結構的設計也正處于不斷的研究中。
[0008] 然而，如果換檔速度的數量增加，則自動變速器中的部件的數量也增加。因此，可安裝性、成本、重量和動力傳遞效率可能惡化。
[0009] 具體地，由于具有大量部件的行星齒輪系難以安裝到前輪驅動車輛中，因此已開展用于最小化部件數量的研究。
[0010] 發(fā)明背景部分中公開的信息僅用于加強對本發(fā)明的一般背景的理解，而不應當被視為承認或以任何方式暗示該信息形成本領域普通技術人員已知的現有技術。

【發(fā)明內容】

[0011] 本發(fā)明的各個方面致力于提供一種用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其具有這樣的優(yōu)點：通過最小化其長度和部件的數量來提高可安裝性，這是通過將一個復合行星齒輪組設置在輸出軸上和通過將復合行星齒輪組的旋轉元件經由多個外部嚙合的齒輪連接至輸入軸來實現八個前進速度和兩個倒檔速度的結果。
[0012] 此外，本發(fā)明的各個方面致力于提供一種用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其進一步具有這樣的優(yōu)點：由于通過利用多個外部嚙合的齒輪而易于改變齒數比，能夠設置最佳的齒數比，并因此提高了動力傳遞性能和燃料經濟性。
[0013] 此外，本發(fā)明的各個方面致力于提供一種用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其進一步具有通過實現兩個倒檔速度而提高在倒檔速度中的性能的優(yōu)點。
[0014] 在本發(fā)明的一個方面中，用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，可包括輸入軸、輸出軸、復合行星齒輪組、三個傳動齒輪以及摩擦元件，所述輸入軸接收發(fā)動機的轉矩；所述輸出軸設置為遠離輸入軸并且與輸入軸平行；所述復合行星齒輪組設置在輸出軸上，并且包括通過分別具有外部嚙合的齒輪的兩條路徑選擇性地連接至輸入軸并且操作為選擇的固定元件的第一旋轉元件、通過具有外部嚙合的齒輪的一條路徑選擇性地連接至輸入軸并且操作為選擇的固定元件的第二旋轉元件、連接至輸出軸以便操作為輸出元件的第三旋轉元件，以及通過具有外部嚙合的齒輪的一條路徑選擇性地連接至輸入軸的第四旋轉元件；所述三個傳動齒輪形成外部嚙合的齒輪；所述摩擦元件包括選擇性地將第一旋轉元件、第二旋轉元件和第四旋轉元件連接至輸入軸的離合器和選擇性地將第一旋轉元件和第二旋轉元件連接至變速器殼體的制動器。
[0015] 復合行星齒輪組可包括作為雙小齒輪行星齒輪組的第一行星齒輪組，以及作為單小齒輪行星齒輪組并且具有共用的環(huán)形齒輪和行星架的第二行星齒輪組，其中第一旋轉元件為第二太陽齒輪，第二旋轉元件為行星架，第三旋轉元件為環(huán)形齒輪，以及第四旋轉元件為第一太陽齒輪。
[0016] 三個傳動齒輪可包括第一傳動齒輪、第二傳動齒輪和第三傳動齒輪，所述第一傳動齒輪包括連接至輸入軸的第一傳動驅動齒輪，和選擇性地連接至第一旋轉元件和第四旋轉元件的第一傳動從動齒輪；所述第二傳動齒輪包括連接至輸入軸的第二傳動驅動齒輪，和連接至第一旋轉元件的第二傳動從動齒輪；所述第三傳動齒輪包括連接至輸入軸的第三傳動驅動齒輪，和連接至第二旋轉元件的第三傳動從動齒輪。
[0017] 離合器可包括第一離合器、第二離合器、第三離合器、第四離合器，所述第一離合器設置在第一傳動齒輪和第四旋轉元件之間；所述第二離合器設置在第一傳動齒輪和第一旋轉元件之間；所述第三離合器設置在輸入軸和第二傳動齒輪之間；所述第四離合器設置在輸入軸和第三傳動齒輪之間，并且制動器可包括設置在第三傳動齒輪和變速器殼體之間的第一制動器，和設置在第二傳動齒輪和變速器殼體之間的第二制動器。
[0018] 第一制動器設置在第三傳動驅動齒輪和變速器殼體之間。
[0019] 第一制動器設置在第三傳動從動齒輪和變速器殼體之間。
[0020] 第二制動器設置在第二傳動驅動齒輪和變速器殼體之間。
[0021] 第二制動器設置在第二傳動從動齒輪和變速器殼體之間。
[0022] 離合器可包括第一離合器、第二離合器、第三離合器、第四離合器，其中所述第一離合器設置在第一傳動齒輪和第四旋轉元件之間；所述第二離合器設置在第一傳動齒輪和第一旋轉元件之間；所述第三離合器設置在第二傳動齒輪和第一旋轉元件之間；所述第四離合器設置在輸入軸和第三傳動齒輪之間，其中制動器可包括設置在第三傳動齒輪和變速器殼體之間的第一制動器，和設置在第二傳動齒輪和變速器殼體之間的第二制動器。
[0023] 離合器可包括第一離合器、第二離合器、第三離合器、第四離合器，所述第一離合器設置在第一傳動齒輪和第四旋轉元件之間；所述第二離合器設置在第一傳動齒輪和第一旋轉元件之間；所述第三離合器設置在輸入軸和第二傳動齒輪之間；所述第四離合器設置在第三傳動齒輪和第二旋轉元件之間，其中制動器可包括設置在第三傳動齒輪和變速器殼體之間的第一制動器，和設置在第二傳動齒輪和變速器殼體之間的第二制動器。
[0024] 第一離合器和第一制動器在第一前進速度處操作、第一離合器和第二制動器在第二前進速度處操作、第一離合器和第二離合器在第三前進速度處操作、第一離合器和第三離合器在第四前進速度處操作、第一離合器和第四離合器在第五前進速度處操作、第三離合器和第四離合器在第六前進速度處操作、第二離合器和第四離合器在第七前進速度處操作、第四離合器和第二制動器在第八前進速度處操作、第二離合器和第一制動器在第一倒檔速度處操作，以及第三離合器和第一制動器在第二倒檔速度處操作。
[0025] 在本發(fā)明的另一方面，用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，可包括輸入軸、輸出軸、復合行星齒輪組、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪、第三傳動齒輪，以及摩擦元件，所述輸入軸接收發(fā)動機的轉矩；所述輸出軸設置為遠離輸入軸并且與輸入軸平行；所述復合行星齒輪組包括作為雙小齒輪行星齒輪組的第一行星齒輪組，和作為單小齒輪行星齒輪組并且具有共用的環(huán)形齒輪和行星架的第二行星齒輪組，并且包括作為第二太陽齒輪的第一旋轉元件、作為行星架的第二旋轉元件、作為環(huán)形齒輪的第三旋轉元件，和作為第一太陽齒輪的第四旋轉元件；所述第一傳動齒輪包括連接至輸入軸的第一傳動驅動齒輪和選擇性地連接至第一旋轉元件和第四旋轉元件的第一傳動從動齒輪；所述第二傳動齒輪包括連接至輸入軸的第二傳動驅動齒輪，和連接至第一旋轉元件的第二傳動從動齒輪；所述第三傳動齒輪包括連接至輸入軸的第三傳動驅動齒輪，和連接至第二旋轉元件的第三傳動從動齒輪；所述摩擦元件包括選擇性地將第一旋轉元件、第二旋轉元件和第四旋轉元件連接至輸入軸的離合器，和選擇性地將第一旋轉元件和第二旋轉元件連接至變速器殼體的制動器。
[0026] 離合器可包括第一離合器、第二離合器、第三離合器、第四離合器，所述第一離合器設置在第一傳動齒輪和第四旋轉元件之間；所述第二離合器設置在第一傳動齒輪和第一旋轉元件之間；所述第三離合器設置在輸入軸和第二傳動齒輪之間；所述第四離合器設置在輸入軸和第三傳動齒輪之間，并且制動器可包括設置在第三傳動齒輪和變速器殼體之間的第一制動器，和設置在第二傳動齒輪和變速器殼體之間的第二制動器。
[0027] 第一制動器設置在第三傳動驅動齒輪和變速器殼體之間。
[0028] 第一制動器設置在第三傳動從動齒輪和變速器殼體之間。
[0029] 第二制動器設置在第二傳動驅動齒輪和變速器殼體之間。
[0030] 第二制動器設置在第二傳動從動齒輪和變速器殼體之間。
[0031] 離合器可包括第一離合器、第二離合器、第三離合器、第四離合器，所述第一離合器設置在第一傳動齒輪和第四旋轉元件之間；所述第二離合器設置在第一傳動齒輪和第一旋轉元件之間；所述第三離合器設置在第二傳動齒輪和第一旋轉元件之間；所述第四離合器設置在輸入軸和第三傳動齒輪之間，并且制動器可包括設置在第三傳動齒輪和變速器殼體之間的第一制動器，和設置在第二傳動齒輪和變速器殼體之間的第二制動器。
[0032] 離合器可包括第一離合器、第二離合器、第三離合器、第四離合器，所述第一離合器設置在第一傳動齒輪和第四旋轉元件之間；所述第二離合器設置在第一傳動齒輪和第一旋轉元件之間；所述第三離合器設置在輸入軸和第二傳動齒輪之間；所述第四離合器設置在第三傳動齒輪和第二旋轉元件之間，并且制動器可包括設置在第三傳動齒輪和變速器殼體之間的第一制動器，和設置在第二傳動齒輪和變速器殼體之間的第二制動器。
[0033] 本發(fā)明的方法和裝置具有其它特征和優(yōu)點，這些其它特征和優(yōu)點將從結合于此的附圖和以下【具體實施方式】中顯而易見，或在附圖和【具體實施方式】中詳細陳述，附圖和具體實施方式共同用于解釋本發(fā)明的某些原理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 圖1為根據本發(fā)明的各個示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖。
[0035] 圖2為在應用于根據本發(fā)明的各個示例性實施方案的行星齒輪系的各個換檔速度處的摩擦元件的操作圖表。
[0036] 圖3為根據本發(fā)明的各個示例性實施方案的行星齒輪系的杠桿圖。
[0037] 圖4為根據本發(fā)明的各個示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖。
[0038] 圖5為根據本發(fā)明的各個示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖。
[0039] 圖6為根據本發(fā)明的各個示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖。
[0040] 圖7為根據本發(fā)明的各個示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖。
[0041] 應當理解，附圖不一定是按比例的，其呈現出說明本發(fā)明的基本原理的各個特征的某種程度的簡化表示。本文所公開的本發(fā)明的具體設計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。
[0042] 在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標記引用本發(fā)明的同樣的或等同的部分。

【具體實施方式】
[0043] 現在將具體參考本發(fā)明的各個實施方案，在附圖中和以下的描述中示出這些實施方案的實例。雖然本發(fā)明與示例性實施方案相結合進行描述，但應當了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內的各種替換、修改、等效形式以及其它實施方案。
[0044] 下面將參考所附附圖對本發(fā)明的示例性實施方案進行詳細描述。
[0045] 對于解釋本示例性實施方案并不必要的部件的描述將被略去，并且在本說明書中同樣的構成元件由同樣的附圖標記表示。
[0046] 在具體描述中，使用序數區(qū)別具有相同術語而不具有特定含義的構成元件。
[0047] 圖1為根據本發(fā)明的第一示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖。
[0048] 參考圖1，根據本發(fā)明的第一示例性實施方案的行星齒輪系包括設置為彼此遠離并且互相平行的輸入軸IS和輸出軸0S、設置在輸出軸0S上的復合行星齒輪組CPG、三個傳動齒輪TF1、TF2和TF3,以及包括四個離合器Cl、C2、C3和C4和兩個制動器B1和B2的摩擦元件。
[0049] 輸入軸IS為輸入構件，并且來自發(fā)動機的曲軸的轉矩通過變扭器而改變并且被輸入到輸入軸IS。
[0050] 輸出軸0S為輸出構件并且支撐復合行星齒輪組CPG，而在輸出軸0S和復合行星齒輪組CPG之間沒有旋轉干擾。通過復合行星齒輪組CPG改變的并且從復合行星齒輪組CPG 輸出的轉矩通過最終減速齒輪和差動裝置傳輸到驅動輪。
[0051] 復合行星齒輪組CPG通過將作為雙小齒輪行星齒輪組的第一行星齒輪組PG1與作為單小齒輪行星齒輪組的第二行星齒輪組PG2組合而形成，以便作為具有共用的環(huán)形齒輪和行星架的拉維略（Ravingneaux)型復合行星齒輪組。
[0052] 為了易于描述，環(huán)形齒輪由共用的環(huán)形齒輪R12表示，行星架由共用的行星架 PC12表示，與短小齒輪P1接合的太陽齒輪由第一太陽齒輪S1表示，以及與長小齒輪P2接合的太陽齒輪由第二太陽齒輪S2表示。
[0053] 在這種情況下，復合行星齒輪組CPG包括作為第二太陽齒輪S2的第一旋轉元件 N1、作為共用行星架PC12的第二旋轉元件N2、作為共用環(huán)形齒輪R12的第三旋轉元件N3，以及作為第一太陽齒輪S1的第四旋轉元件N4。
[0054] 此外，第三旋轉元件N3為輸出元件并且直接連接至輸出軸0S，而且第一旋轉元件 N1、第二旋轉元件N2和第四旋轉元件Μ通過三個傳動齒輪TF1、TF2和TF3以及六個摩擦元件Cl、C2、C3、C4、Β1和Β2選擇性地連接至輸入軸IS和變速器殼體Η。
[0055] 第一傳動齒輪TF1、第二傳動齒輪TF2和第三傳動齒輪TF3分別具有外部彼此嚙合的第一傳動驅動齒輪TFla、第二傳動驅動齒輪TF2a和第三傳動驅動齒輪TF3a以及第一傳動從動齒輪TFlb、第二傳動從動齒輪TF2b和第三傳動從動齒輪TF3b。
[0056] 第一傳動齒輪TF1被布置成將輸入軸IS的轉矩傳輸到第一旋轉元件N1和第四旋轉元件N4。
[0057] 第二傳動齒輪TF2被布置成將輸入軸IS的轉矩傳輸到第一旋轉元件N1。
[0058] 第三傳動齒輪TF3被布置成將輸入軸IS的轉矩傳輸到第二旋轉元件N2。
[0059] 因此，通過第一傳動齒輪TF1、第二傳動齒輪TF2和第三傳動齒輪TF3連接至輸入軸IS的復合行星齒輪組CPG的旋轉元件Nl、N2和Μ以與輸入軸IS的旋轉方向相反的方向旋轉。第一傳動齒輪TF1、第二傳動齒輪TF2和第三傳動齒輪TF3的齒數比根據在每個換檔速度處的目標速度比設置。
[0060] 此外，第一離合器C1、第二離合器C2、第三離合器C3和第四離合器C4選擇性地將輸入軸IS與選擇的復合行星齒輪組CPG的旋轉元件連接，以便將輸入軸IS的轉矩輸入到選擇的復合行星齒輪組CPG的旋轉元件。第一制動器B1和第二制動器B2選擇性地將選擇的復合行星齒輪組CPG的旋轉元件連接至變速器殼體H，以便將選擇的旋轉元件操作為固定元件。
[0061] 第一離合器C1設置在第一傳動齒輪TF1和第四旋轉元件Μ之間并且選擇性地將輸入軸IS的轉矩傳輸至第四旋轉元件M。
[0062] 第二離合器C2設置在第一傳動齒輪TF1和第一旋轉兀件N1之間并且選擇性地將輸入軸IS的轉矩傳輸至第一旋轉元件N1。
[0063] 第三離合器C3設置在輸入軸IS和第二傳動齒輪TF2之間并且選擇性地將輸入軸 IS的轉矩傳輸至第一旋轉元件N1。
[0064] 第四離合器C4設置在輸入軸IS和第三傳動齒輪TF3之間并且選擇性地將輸入軸 IS的轉矩傳輸至第二旋轉元件N2。
[0065] 第一制動器B1設置在第二旋轉元件N2和變速器殼體Η之間并且選擇性地將第二旋轉元件Ν2操作為固定元件。為了這個目的，在第一示例性實施方案中第一制動器Β1設置在第三傳動驅動齒輪TF3a和變速器殼體Η之間。
[0066] 第二制動器Β2設置在第一旋轉兀件Ν1和變速器殼體Η之間并且選擇性地將第一旋轉元件Ν1操作為固定元件。為了這個目的，在第一示例性實施方案中第二制動器Β2設置在第二傳動驅動齒輪TF2a和變速器殼體Η之間。
[0067] 第二離合器C2和第三離合器C3兩者選擇性地將輸入軸IS連接至第一旋轉元件 N1，但是通過第二離合器C2傳輸到第一旋轉兀件N1的旋轉速度與通過第三離合器C3傳輸至第一旋轉元件N1的旋轉速度不同，這是由于第一傳動齒輪TF1的齒數比與第二傳動齒輪 TF2的齒數比不同。
[0068] 此外，包括第一離合器C1、第二離合器C2、第三離合器C3和第四離合器C4以及第一制動器B1和第二制動器B2的摩擦元件為通過液壓操作的常規(guī)的濕式多片式摩擦元件。 [0069]圖2為在應用于根據本發(fā)明的第一示例性實施方案的行星齒輪系的每個換檔速度處的摩擦構件的操作圖表。
[0070] 如圖2所示，兩個摩擦元件在根據本發(fā)明的第一示例性實施方案的行星齒輪系的每個換檔速度處操作。
[0071] 第一離合器C1和第一制動器B1在第一前進速度D1處操作。
[0072] 第一離合器C1和第二制動器B2在第二前進速度D2處操作。
[0073] 第一離合器C1和第二離合器C2在第三前進速度D3處操作。
[0074] 第一離合器C1和第三離合器C3在第四前進速度D4處操作。
[0075] 第一離合器C1和第四離合器C4在第五前進速度D5處操作。
[0076] 第三離合器C3和第四離合器C4在第六前進速度D6處操作。
[0077] 第二離合器C2和第四離合器C4在第七前進速度D7處操作。
[0078] 第四離合器C4和第二制動器B2在第八前進速度D8處操作。
[0079] 第二離合器C2和第一制動器B1在第一倒檔速度REV1處操作。
[0080] 第三離合器C3和第一制動器B1在第二倒檔速度REV2處操作。
[0081] 圖3為根據本發(fā)明的第一示例性實施方案的行星齒輪系的杠桿圖，并且通過杠桿分析方法示出了根據本發(fā)明的第一示例性實施方案的行星齒輪系的換檔過程。
[0082] 參照圖3,四條堅直線從右到左被設置為第一旋轉元件N1、第二旋轉元件N2、第三旋轉元件N3和第四旋轉元件N4,中間水平線表示旋轉速度為"0"，上部的水平線表示正旋轉速度以及下部的水平線表示負旋轉速度。
[0083] 此外，圖3中的意指旋轉元件以與發(fā)動機的旋轉方向相反的方向旋轉。這是因為輸入軸is通過第一傳動齒輪TF1、第二傳動齒輪TF2和第三傳動齒輪TF3而不通過空轉齒輪外部嚙合至復合行星齒輪組CPG的旋轉元件。
[0084] 并且，復合行星齒輪組CPG的堅直線之間的距離根據齒數比(太陽齒輪的齒數/環(huán) 形齒輪的齒數）設置。
[0085] 在下文中，參考圖2和3,將詳細描述根據本發(fā)明的第一示例性實施方案的行星齒輪系的換檔過程。
[0086] 第一前進速度
[0087] 參照圖2,第一離合器C1和第一制動器B1在第一前進速度D1處操作。
[0088] 如圖3所示，輸入軸IS的轉矩根據第一傳動齒輪TF1的齒數比而改變，然后通過第一離合器C1的操作輸入到第四旋轉元件Μ作為反向旋轉速度。并且，第二旋轉元件N2 通過第一制動器Β1的操作而操作為固定元件。
[0089] 因此，復合行星齒輪組CPG的旋轉元件形成第一換檔線SP1，而且D1通過作為輸出元件的第三旋轉元件N3輸出。
[0090] 第二前進速度
[0091] 松開在第一前進速度D1處操作的第一制動器B1并且在第二前進速度D2處操作第二制動器B2。
[0092] 如圖3所示，輸入軸IS的轉矩根據第一傳動齒輪TF1的齒數比而改變，然后通過第一離合器C1的操作輸入到第四旋轉元件Μ作為反向旋轉速度。第一旋轉元件N1通過第二制動器Β2的操作而操作為固定元件。
[0093] 因此，復合行星齒輪組CPG的旋轉元件形成第二換檔線SP2,而且D2通過作為輸出元件的第三旋轉元件Ν3輸出。
[0094] 第三前進速度
[0095] 松開在第二前進速度D2處操作的第二制動器Β2,并且在第三前進速度D3處操作第二離合器C2。
[0096] 如圖3所示，輸入軸IS的轉矩根據第一傳動齒輪TF1的齒數比而改變，然后通過第一離合器C1的操作輸入到第四旋轉元件Μ作為反向旋轉速度，并且根據第一傳動齒輪 TF1的齒數比而改變,然后通過第二離合器C2的操作輸入到第一旋轉元件Ν1作為反向旋轉速度。
[0097] 因此，相同的旋轉速度被輸入到第一旋轉元件Ν1和第四旋轉元件M，復合行星齒輪組CPG的旋轉元件形成第三換檔線SP3,而且D3通過作為輸出元件的第三旋轉元件Ν3輸出。
[0098] 第四前進速度
[0099] 松開在第三前進速度D3處操作的第二離合器C2,并且在第四前進速度D4處操作第三離合器C3。
[0100] 如圖3所示，輸入軸IS的轉矩根據第一傳動齒輪TF1的齒數比而改變，然后通過第一離合器C1的操作輸入到第四旋轉元件Μ作為反向旋轉速度，并且根據第二傳動齒輪 TF2的齒數比而改變,然后通過第三離合器C3的操作輸入到第一旋轉元件Ν1作為反向旋轉速度。
[0101] 因此，復合行星齒輪組CPG的旋轉元件形成第四換檔線SP4,而且D4通過作為輸出元件的第三旋轉元件Ν3輸出。
[0102] 第五前進速度
[0103] 松開在第四前進速度D4處操作的第三離合器C3,并在第五前進速度D5處操作第四尚合器C4。
[0104] 如圖3所示，輸入軸IS的轉矩根據第一傳動齒輪TF1的齒數比而改變，然后通過第一離合器C1的操作輸入到第四旋轉元件Μ作為反向旋轉速度，并且根據第三傳動齒輪 TF3的齒數比而改變，然后通過第四離合器C4的操作輸入到第二旋轉元件Ν2作為反向旋轉速度。
[0105] 因此，復合行星齒輪組CPG的旋轉元件形成第五換檔線SP5,而且D5通過作為輸出元件的第三旋轉元件Ν3輸出。
[0106] 第六前進速度
[0107] 松開在第五前進速度D5處操作的第一離合器C1，并且在第六前進速度D6處操作第三離合器C3。
[0108] 如圖3所示，輸入軸IS的轉矩根據第二傳動齒輪TF2的齒數比而改變，然后通過第三離合器C3的操作輸入到第一旋轉元件N1作為反向旋轉速度，并且根據第三傳動齒輪 TF3的齒數比而改變，然后通過第四離合器C4的操作輸入到第二旋轉元件N2作為反向旋轉速度。
[0109] 因此，復合行星齒輪組CPG的旋轉元件形成第六換檔線SP6,而且D6通過作為輸出元件的第三旋轉元件N3輸出。
[0110] 第七前進速度
[0111] 松開在第六前進速度D6處操作的第三離合器C3,并且在第七前進速度D7處操作第二離合器C2。
[0112] 如圖3所示，輸入軸IS的轉矩根據第三傳動齒輪TF3的齒數比而改變，然后通過第四離合器C4的操作輸入到第二旋轉元件N2作為反向旋轉速度，并且根據第一傳動齒輪 TF1的齒數比而改變,然后通過第二離合器C2的操作輸入到第一旋轉元件N1作為反向旋轉速度。
[0113] 因此，復合行星齒輪組CPG的旋轉元件形成第七換檔線SP7,而且D7通過作為輸出元件的第三旋轉元件N3輸出。
[0114] 第八前進速度
[0115] 松開在第七前進速度D7處操作的第二離合器C2,并且在第八前進速度D8處操作第二制動器B2。
[0116] 如圖3所示，輸入軸IS的轉矩根據第三傳動齒輪TF3的齒數比而改變，然后通過第四離合器C4的操作輸入到第二旋轉元件N2作為反向旋轉速度。并且，第一旋轉元件N1 通過第二制動器B2的操作而操作為固定元件。
[0117] 因此，復合行星齒輪組CPG的旋轉元件形成第八換檔線SP8,而且D8通過作為輸出元件的第三旋轉元件N3輸出。
[0118] 第一倒檔速度
[0119] 如圖2所示，第二離合器C2和第一制動器B1在第一倒檔速度REV1處操作。
[0120] 如圖3所示，輸入軸IS的轉矩根據第一傳動齒輪TF1的齒數比而改變，然后通過第二離合器C2的操作輸入到第一旋轉元件N1作為反向旋轉速度。并且，第二旋轉元件N2 通過第一制動器B1的操作而操作為固定元件。
[0121] 因此，復合行星齒輪組CPG的旋轉元件形成第一反向換檔線RS1，而且REV1通過作為輸出元件的第三旋轉元件N3輸出。
[0122] 第二倒檔速度
[0123] 如圖2所示，第三離合器C3和第一制動器B1在第二倒檔速度REV2處操作。
[0124] 如圖3所示，輸入軸IS的轉矩根據第二傳動齒輪TF2的齒數比而改變，然后通過第三離合器C3的操作輸入到第一旋轉元件N1作為反向旋轉速度。并且，第二旋轉元件N2 通過第一制動器B1的操作而操作為固定元件。
[0125] 因此，復合行星齒輪組CPG的旋轉元件形成第二反向換檔線RS2,而且REV2通過作為輸出元件的第三旋轉元件N3輸出。
[0126] 如上所述，根據本發(fā)明的第一示例性實施方案的行星齒輪系可通過組合一個復合行星齒輪組CPG、三個傳動齒輪TF1、TF2和TF3以及六個摩擦元件Cl、C2、C3、C4、B1和B2 來實現八個前進速度和兩個倒檔速度。
[0127] 并且，由于通過利用三個外部嚙合的齒輪和行星齒輪組易于改變齒數比，能夠設置最佳的齒數比。由于可根據目標性能改變齒數比，因此可提高啟動性能、動力傳遞性能和燃料經濟性。
[0128] 此外，由于實現了兩個倒檔速度，所以可以提高在倒檔速度中的性能。
[0129] 并且，在每個換檔速度處操作兩個摩擦元件并松開一個摩擦元件以及操作另一摩擦元件以便換檔至相鄰的換檔速度。因此，完全滿足換檔控制條件。
[0130] 圖4為根據本發(fā)明的第二示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖。
[0131] 參照圖4,雖然在第一示例性實施方案中，第三離合器C3設置在輸入軸IS和第二傳動齒輪TF2之間，而且第二制動器B2設置在第二傳動齒輪TF2和變速器殼體Η之間，然而在第二不例性實施方案中，第三離合器C3設置在第二傳動齒輪TF2和第一旋轉兀件Ν1 之間，而且第二制動器Β2設置在第一旋轉元件Ν1和變速器殼體Η之間。
[0132] 也就是說，第二制動器Β2將第一旋轉元件Ν1操作為固定元件，同時不操作第三離合器C3。
[0133] 由于除第三離合器C3和第二制動器Β2的位置之外，第二示例性實施方案的功能與第一不例性實施方案的功能相同，因此將省略其詳細描述。
[0134] 圖5為根據本發(fā)明的第三示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖。
[0135] 參照圖5,雖然在第一示例性實施方案中，第四離合器C4設置在輸入軸IS和第三傳動齒輪TF3之間，而且第一制動器B1設置在第三傳動齒輪TF3和變速器殼體Η之間，然而在第三示例性實施方案中，第四離合器C4設置在第三傳動齒輪TF3和第二旋轉元件Ν2 之間，而且第一制動器Β1設置在第二旋轉元件Ν2和變速器殼體Η之間。
[0136] 也就是說，第一制動器Β1將第二旋轉元件Ν2操作為固定元件，同時不操作第四離合器C4。
[0137] 由于除第四離合器C4和第一制動器Β1的位置之外，第三示例性實施方案的功能與第一不例性實施方案的功能相同，因此將省略其詳細描述。
[0138] 圖6為根據本發(fā)明的第四示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖。
[0139] 參照圖6,雖然在第一示例性實施方案中，第一制動器Β1設置在第三傳動驅動齒輪TF3a和變速器殼體Η之間，然而在第四示例性實施方案中，第一制動器Β1設置在第三傳動從動齒輪TF3b和變速器殼體Η之間。
[0140] 由于除第一制動器Β1的位置之外，第四示例性實施方案的功能與第一示例性實施方案的功能相同，因此將省略其詳細描述。
[0141] 圖7為根據本發(fā)明的第五示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖。
[0142] 參照圖7,雖然在第一示例性實施方案中，第二制動器Β2設置在第二傳動驅動齒輪TF2a和變速器殼體Η之間，然而在第五示例性實施方案中，第二制動器Β2設置在第二傳動從動齒輪TF2b和變速器殼體Η之間。
[0143] 由于除第二制動器Β2的位置之外，第五示例性實施方案的功能與第一示例性實施方案的功能相同，因此將省略其詳細描述。
[0144] 根據本發(fā)明的示例性實施方案，通過組合一個復合行星齒輪組、三個傳動齒輪和六個摩擦元件能夠實現八個前進速度和兩個倒檔速度。
[0145] 此外，由于復合行星齒輪組設置在與輸入軸平行設置的輸出軸上并且通過作為外部嚙合的齒輪的傳動齒輪連接至輸入軸，因此可減少復合行星齒輪組的長度和提高可安裝性。
[0146] 并且，由于通過利用三個外部嚙合的齒輪和行星齒輪組易于改變齒數比，可以設置最佳的齒數比。由于可根據目標性能改變齒數比，因此可提高啟動性能、動力傳遞性能和燃料經濟性。
[0147] 此外，由于實現了兩個倒檔速度，所以可以改善在倒檔速度中的性能。
[0148] 并且，在每個換檔速度處操作兩個摩擦元件并松開一個摩擦元件以及操作另一摩擦元件以便換檔至相鄰的換檔速度。因此，完全滿足換檔控制條件。
[0149] 為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語"上"、"下"、"內"和"外"被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來描述示例性實施方式的特征。
[0150] 前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想窮盡本發(fā)明，或者將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現并利用本發(fā)明的各種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附的權利要求書及其等同形式所限定。
【權利要求】
1. 一種用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，包括：輸入軸，所述輸入軸接收發(fā)動機的轉矩；輸出軸，所述輸出軸設置為遠離所述輸入軸并且與所述輸入軸平行；復合行星齒輪組，所述復合行星齒輪組設置在所述輸出軸上，并且所述復合行星齒輪組包括：第一旋轉元件，所述第一旋轉元件通過分別具有外部嚙合的齒輪的兩條路徑選擇性地連接至所述輸入軸并且操作為選擇的固定元件；第二旋轉元件，所述第二旋轉元件通過具有外部嚙合的齒輪的一條路徑選擇性地連接至所述輸入軸并且操作為選擇的固定元件；第三旋轉元件，所述第三旋轉元件連接至輸出軸以便操作為輸出元件；以及第四旋轉元件，所述第四旋轉元件通過具有外部嚙合的齒輪的一條路徑選擇性地連接至所述輸入軸；三個傳動齒輪，所述三個傳動齒輪形成外部嚙合的齒輪；以及摩擦元件，所述摩擦元件包括：離合器，所述離合器選擇性地將第一旋轉元件、第二旋轉元件和第四旋轉元件連接至所述輸入軸；以及制動器，所述制動器選擇性地將所述第一旋轉元件和第二旋轉元件連接至變速器殼體。
2. 根據權利要求1所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述復合行星齒輪組包括：第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組為雙小齒輪行星齒輪組；以及第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組并且具有共用的環(huán)形齒輪和行星架，以及其中所述第一旋轉元件為第二太陽齒輪，所述第二旋轉元件為行星架，第三旋轉元件為環(huán)形齒輪，以及第四旋轉元件為第一太陽齒輪。
3. 根據權利要求1所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述三個傳動齒輪包括：第一傳動齒輪，所述第一傳動齒輪包括：第一傳動驅動齒輪，所述第一傳動驅動齒輪連接至所述輸入軸；以及第一傳動從動齒輪，所述第一傳動從動齒輪選擇性地連接至所述第一旋轉元件和所述第四旋轉元件；第二傳動齒輪，所述第二傳動齒輪包括：第二傳動驅動齒輪，所述第二傳動驅動齒輪連接至所述輸入軸；以及第二傳動從動齒輪，所述第二傳動從動齒輪連接至所述第一旋轉元件；以及第三傳動齒輪，所述第三傳動齒輪包括：第三傳動驅動齒輪，所述第三傳動驅動齒輪連接至所述輸入軸；以及第三傳動從動齒輪，所述第三傳動從動齒輪連接至所述第二旋轉元件。
4. 根據權利要求3所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述離合器包括：第一離合器，所述第一離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第四旋轉元件之間；第二離合器，所述第二離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第一旋轉元件之間；第三離合器，所述第三離合器設置在所述輸入軸和所述第二傳動齒輪之間；第四離合器，所述第四離合器設置在所述輸入軸和所述第三傳動齒輪之間；以及其中所述制動器包括：第一制動器，所述第一制動器設置在所述第三傳動齒輪和所述變速器殼體之間；以及第二制動器，所述第二制動器設置在所述第二傳動齒輪和所述變速器殼體之間。
5. 根據權利要求4所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述第一制動器設置在所述第三傳動驅動齒輪和所述變速器殼體之間。
6. 根據權利要求4所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述第一制動器設置在所述第三傳動從動齒輪和所述變速器殼體之間。
7. 根據權利要求4所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述第二制動器設置在所述第二傳動驅動齒輪和所述變速器殼體之間。
8. 根據權利要求4所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述第二制動器設置在所述第二傳動從動齒輪和所述變速器殼體之間。
9. 根據權利要求3所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述離合器包括：第一離合器，所述第一離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第四旋轉元件之間；第二離合器，所述第二離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第一旋轉元件之間；第三離合器，所述第三離合器設置在所述第二傳動齒輪和所述第一旋轉元件之間；第四離合器，所述第四離合器設置在所述輸入軸和所述第三傳動齒輪之間；以及其中所述制動器包括：第一制動器，所述第一制動器設置在所述第三傳動齒輪和所述變速器殼體之間；以及第二制動器，所述第二制動器設置在所述第二傳動齒輪和所述變速器殼體之間。
10. 根據權利要求3所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述離合器包括：第一離合器，所述第一離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第四旋轉元件之間；第二離合器，所述第二離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第一旋轉元件之間；第三離合器，所述第三離合器設置在所述輸入軸和所述第二傳動齒輪之間；第四離合器，所述第四離合器設置在所述第三傳動齒輪和所述第二旋轉元件之間；以及其中所述制動器包括：第一制動器，所述第一制動器設置在所述第三傳動齒輪和所述變速器殼體之間；以及第二制動器，所述第二制動器設置在所述第二傳動齒輪和所述變速器殼體之間。
11. 根據權利要求4所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述第一離合器和所述第一制動器在第一前進速度處操作，所述第一離合器和所述第二制動器在第二前進速度處操作，所述第一離合器和所述第二離合器在第三前進速度處操作，所述第一離合器和所述第三離合器在第四前進速度處操作，所述第一離合器和所述第四離合器在第五前進速度處操作，所述第三離合器和所述第四離合器在第六前進速度處操作，所述第二離合器和所述第四離合器在第七前進速度處操作，所述第四離合器和所述第二制動器在第八前進速度處操作，所述第二離合器和所述第一制動器在第一倒檔速度處操作，以及所述第三離合器和所述第一制動器在第二倒檔速度處操作。
12. -種用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，包括：輸入軸，所述輸入軸接收發(fā)動機的轉矩；輸出軸，所述輸出軸設置為遠離所述輸入軸并且與所述輸入軸平行；復合行星齒輪組，所述復合行星齒輪組包括：第一行星齒輪組，所述第一行星齒輪組為雙小齒輪行星齒輪組；以及第二行星齒輪組，所述第二行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組并且具有共用的環(huán)形齒輪和行星架，并且包括為第二太陽齒輪的第一旋轉元件、為行星架的第二旋轉元件、為環(huán)形齒輪的第三旋轉元件，以及為第一太陽齒輪的第四旋轉元件；第一傳動齒輪，所述第一傳動齒輪包括：第一傳動驅動齒輪，所述第一傳動驅動齒輪連接至所述輸入軸；以及第一傳動從動齒輪，所述第一傳動從動齒輪選擇性地連接至所述第一旋轉元件和所述第四旋轉元件；第二傳動齒輪，所述第二傳動齒輪包括：第二傳動驅動齒輪，所述第二傳動驅動齒輪連接至所述輸入軸；以及第二傳動從動齒輪，所述第二傳動從動齒輪連接至所述第一旋轉元件；第三傳動齒輪，所述第三傳動齒輪包括：第三傳動驅動齒輪，所述第三傳動驅動齒輪連接至所述輸入軸；以及第三傳動從動齒輪，所述第三傳動從動齒輪連接至所述第二旋轉元件；以及摩擦元件，所述摩擦元件包括：離合器，所述離合器選擇性地將第一旋轉元件、第二旋轉元件和第四旋轉元件連接至所述輸入軸；以及制動器，所述制動器選擇性地將所述第一旋轉元件和第二旋轉元件連接至變速器殼體。
13. 根據權利要求12所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述離合器包括：第一離合器，所述第一離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第四旋轉元件之間；第二離合器，所述第二離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第一旋轉元件之間；第三離合器，所述第三離合器設置在所述輸入軸和所述第二傳動齒輪之間；第四離合器，所述第四離合器設置在所述輸入軸和所述第三傳動齒輪之間；以及其中所述制動器包括：第一制動器，所述第一制動器設置在所述第三傳動齒輪和所述變速器殼體之間；以及第二制動器，所述第二制動器設置在所述第二傳動齒輪和所述變速器殼體之間。
14. 根據權利要求13所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述第一制動器設置在所述第三傳動驅動齒輪和所述變速器殼體之間。
15. 根據權利要求13所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述第一制動器設置在所述第三傳動從動齒輪和所述變速器殼體之間。
16. 根據權利要求13所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述第二制動器設置在所述第二傳動驅動齒輪和所述變速器殼體之間。
17. 根據權利要求13所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述第二制動器設置在所述第二傳動從動齒輪和所述變速器殼體之間。
18. 根據權利要求12所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述離合器包括：第一離合器，所述第一離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第四旋轉元件之間；第二離合器，所述第二離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第一旋轉元件之間；第三離合器，所述第三離合器設置在所述第二傳動齒輪和所述第一旋轉元件之間；第四離合器，所述第四離合器設置在所述輸入軸和所述第三傳動齒輪之間；以及其中所述制動器包括：第一制動器，所述第一制動器設置在所述第三傳動齒輪和所述變速器殼體之間；以及第二制動器，所述第二制動器設置在所述第二傳動齒輪和所述變速器殼體之間。
19. 根據權利要求12所述的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其中所述離合器包括：第一離合器，所述第一離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第四旋轉元件之間；第二離合器，所述第二離合器設置在所述第一傳動齒輪和所述第一旋轉元件之間；第三離合器，所述第三離合器設置在所述輸入軸和所述第二傳動齒輪之間；第四離合器，所述第四離合器設置在所述第三傳動齒輪和所述第二旋轉元件之間；以及其中所述制動器包括：第一制動器，所述第一制動器設置在所述第三傳動齒輪和所述變速器殼體之間；以及第二制動器，所述第二制動器設置在所述第二傳動齒輪和所述變速器殼體之間。
【文檔編號】F16H3/44GK104100683SQ201310674629
【公開日】2014年10月15日申請日期:2013年12月11日優(yōu)先權日:2013年4月1日
【發(fā)明者】李昌郁, 徐罡壽, 鞠再昌, 樸鐘述, 盧明勛申請人:現代自動車株式會社

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