相關申請的交叉引用

本申請要求2016年3月16日向韓國知識產(chǎn)權局提出的韓國專利申請10-2016-0031667的優(yōu)先權和權益，其全部內容通過參考合并于此。

本發(fā)明涉及車輛自動變速器，且更特別涉及車輛自動變速器的行星齒輪系，其降低了復雜性，實現(xiàn)了至少九個前進速度和至少一個倒退速度，通過多級自動變速器而改進了動力傳遞性能和燃油消耗，且通過實現(xiàn)發(fā)動機低轉速而改進了車輛行駛穩(wěn)定性。

背景技術：

通常，在自動變速器領域，多樣的更多數(shù)量的檔位提供了增強燃油消耗和車輛操縱性能的技術。特別地，燃油費用的增加導致了增強車輛燃油消耗費的需求。換句話說，發(fā)動機的研究已經(jīng)引導實現(xiàn)重量降低和增強燃油消耗。例如，對自動變速器的研究已經(jīng)引導來同步改進操縱性能和燃油消耗，通過包含額外的檔位。

例如，為了實現(xiàn)變速器更多的檔位，通常增加部件數(shù)量，其會衰弱安裝能力、產(chǎn)品費用、重量和/或動力流效率。因此，為了最大地增強具有更多檔位的自動變速器的燃油消耗，提高效率必須包括更少數(shù)量的部件。

近來，已經(jīng)提出了八速自動變速器且用于自動變速器的具有更多檔位的行星齒輪系被持續(xù)需要。八速或更多檔位的自動變速器典型地包括三至四個行星齒輪組和五至六個控制元件(例如，摩擦元件)。換句話說，總長度會增加且會產(chǎn)生安裝能力的減弱。例如，已經(jīng)嘗試了平行布置行星齒輪組或使用爪式離合器代替濕式控制元件。然而，這一布置不能被廣泛使用，且使用爪式離合器會惡化換擋感覺。

在這一部分的上述信息僅用于增強對本發(fā)明背景技術的理解，并因而其包括不形成本領域技術人員在這一國家中已知的現(xiàn)有技術的信息。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了車輛自動變速器的行星齒輪系，具有至少九個前進速度和至少一個倒退速度的檔位，且降低了部件數(shù)量，通過多級自動變速器而改進了動力傳遞性能和燃油消耗，且通過實現(xiàn)發(fā)動機低轉速而改進了車輛行駛穩(wěn)定性。

依照本發(fā)明的典型實施方式的行星齒輪系，可包括：輸入軸，構造為接收發(fā)動機轉矩，輸出軸，構造為輸出變速后的轉矩，第一行星齒輪組，具有第一、第二和第三旋轉元件，第二行星齒輪組，具有第四、第五和第六旋轉元件，第三行星齒輪組，具有第七、第八和第九旋轉元件，第四行星齒輪組，具有第十、第十一和第十二旋轉元件，第一軸，與第一旋轉元件連接，第二軸，連接第二旋轉元件和第四旋轉元件和第七旋轉元件，且直接與輸入軸連接，第三軸，連接第三旋轉元件和第八旋轉元件和第十一旋轉元件，第四軸，與第五旋轉元件連接，第五軸，與第六旋轉元件連接，第六軸，與第九旋轉元件連接，第七軸，與第十旋轉元件連接，且選擇地分別與第四軸、第五軸和第六軸連接，以及第八軸，與第十二旋轉元件連接，且與輸出軸直接連接。

第一軸、第三軸和第四軸選擇地分別與變速器殼體連接。第一行星齒輪組的第一、第二和第三旋轉元件分別是第一行星齒輪組的第一太陽齒輪、第一行星架和第一環(huán)形齒輪。第二行星齒輪組的第四、第五和第六旋轉元件分別是第二行星齒輪組的第二太陽齒輪、第二行星架和第二環(huán)形齒輪。第三行星齒輪組的第七、第八和第九旋轉元件分別是第三行星齒輪組的第三太陽齒輪、第三行星架和第三環(huán)形齒輪。第四行星齒輪組的第十、第十一和第十二旋轉元件分別是第四行星齒輪組的第四太陽齒輪、第四行星架和第四環(huán)形齒輪。

依照本發(fā)明的典型實施方式的行星齒輪系，可進一步包括：第一離合器，選擇地連接第六軸和第七軸，第二離合器，選擇地連接第四軸和第七軸，第三離合器，選擇地連接第五軸和第七軸，第一制動器，選擇地連接第一軸和變速器殼體，第二制動器，選擇地連接第三軸和變速器殼體，以及第三制動器，選擇地連接第四軸和變速器殼體，

依照本發(fā)明的典型實施方式的行星齒輪系可構造為，通過調整六個控制元件來操作簡化的行星齒輪組的四個行星齒輪組，來操作至少九個前進速度和至少一個倒退速度。因此，依照本發(fā)明的典型實施方式的行星齒輪系可基本上改進駕駛穩(wěn)定性，通過由于多級自動變速器而實現(xiàn)適于發(fā)動機轉速的檔位。特別地，依照本發(fā)明的一個典型實施方式的行星齒輪系可通過多級自動變速器最大化發(fā)動機驅動效率，且可改進動力傳遞性能和燃油消耗。

此外，本發(fā)明的典型實施方式可獲得或期望的效果在下面的詳細描述中被直接或建議性地描述。那就是，從本發(fā)明的典型實施方式所期望的各種效果將在下面的詳細描述中被描述。

附圖說明

本發(fā)明的上述和其它目標、特征和優(yōu)點將從下文結合附圖的詳細描述中更清晰地理解，其中：

圖1是依照本發(fā)明的典型實施方式的行星齒輪系的典型圖示；且

圖2是依照本發(fā)明的典型實施方式的行星齒輪系中的各檔位處的用于各控制元件的典型操作圖表。

附圖標記說明

b1、b2和b3：第一、第二和第三制動器

c1、c2和c3：第一、第二和第三離合器

pg1、pg2、pg3和pg4：第一、第二、第三和第四行星齒輪組

s1、s2、s3和s4：第一、第二、第三和第四太陽齒輪

pc1、pc2、pc3、pc4：第一、第二、第三和第四行星架

r1、r2、r3和r4：第一、第二、第三和第四環(huán)形齒輪

is：輸入軸

os：輸出軸

tm1、tm2、tm3、tm4、tm5、tm6、tm7、tm8：第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八軸

具體實施方式

在下文，將參考其中示出了本發(fā)明的典型實施方式的附圖更全面地描述本發(fā)明。附圖和描述應被看作實質上是示意且并不限制，且貫穿說明書，相同的附圖標記指示相同元件。在下面的描述中，將部件名稱分為第一、第二和類似的是為了區(qū)分這些名字，由于部件名字彼此相同，并且其次序并不特別限制。

雖然將結合典型實施方式描述本發(fā)明，將理解的是，本描述不意于將本發(fā)明限制于這些典型實施方式中。相反，本發(fā)明意于不僅覆蓋典型實施方式，還覆蓋包含于如所述權利要求定義的本發(fā)明精神和范圍中的多種替代、修改、等同和其它典型實施方式。

這里使用的術語僅用于描述特定的實施例的目的，且并不意欲限制本發(fā)明。正如在此使用的，除非文中清楚地另外指示，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”也包括復數(shù)形式?？蛇M一步理解的是，當術語“包括”和/或“包含”用于這一說明書中時，指定了具有所表述的特征、整體、步驟、操作、元素和/或部件，但是也不排除還具有一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元素、部件和/或它們的組合。正如在此使用的，術語″和/或″包括了一個或多個列出的相關術語的所有組合。例如，為了對本發(fā)明進行清晰的描述，不相關的部件并未示出，并且層和區(qū)域的厚度被放大用以清晰。此外，當描述了一層在另一層或基層“上”時，該層可直接在另一層或基層之上或者在它們之間可布置有第三層。

除非特別陳述或從文中顯而易見的，正如在此使用的，術語″大約″理解為處于本領域的正常公差范圍中，例如在平均值的兩個標準差內。″大約″可被理解為落入標準值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％中。除非從文中另外顯而易見的，在此提供的全部數(shù)值由術語″大約″修飾。

理解的是，在此使用的術語″車輛”或″車輛的”或其它類似術語是通常機動車輛的總稱，例如，乘用機動車，包括多功能運動車輛(suv)、公共汽車、卡車、多種商務車輛，水運工具，包括多種船或艦，航空器，以及類似的，并且包括混合動力車輛、電動車輛、燃燒式、插電式混合電力車輛、氫動力車輛、燃料電池車輛，以及其它替代能源車輛(例如，從除了石油的資源得到的燃料)。

圖1是依照本發(fā)明的典型實施方式的行星齒輪系的典型圖示。參考圖1，依照本發(fā)明的典型實施方式的行星齒輪系可包括：第一、第二、第三和第四行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4，布置在相同的軸線上；輸入軸is；輸出軸os；八個軸tm1至tm8，連接至第一、第二、第三和第四行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4的旋轉元件；三個離合器c1至c3和三個制動器b1至b3這些控制元件；以及變速器殼體h。

從輸入軸is輸入的轉矩可通過第一、第二、第三和第四行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4的協(xié)同操作而被改變，并且隨后被構造為通過輸出軸os輸出。從發(fā)動機側，行星齒輪組可以以第一、第二、第三和第四行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4的次序布置。輸入軸is可以是輸出元件并且來自發(fā)動機曲軸的轉矩，在使用轉矩轉換器成為變速后的轉矩之后，被輸入至輸入軸is。輸出軸os可以是輸出元件，且可布置在與輸入軸is相同的軸線上，且可構造為使用差速裝置傳遞改變的驅動轉矩至驅動軸。

第一行星齒輪組pg1可以是單一小齒輪行星齒輪組，且可包括：第一太陽齒輪s1；第一行星架pc1，構造為支撐在外側與第一太陽齒輪s1接合的第一小齒輪p1；以及第一環(huán)形齒輪r1，構造為在內側與第一小齒輪p1齒輪嚙合。第一太陽齒輪s1可操作為第一旋轉元件n1、第一行星架pc1可操作為第二旋轉元件n2，且第一環(huán)形齒輪r1可操作為第三旋轉元件n3。第二行星齒輪組pg2可以是單一小齒輪行星齒輪組，且可包括：第二太陽齒輪s2；第二行星架pc2，構造為支撐在外側與第二太陽齒輪s2接合的小齒輪p2；以及第二環(huán)形齒輪r2，構造為在內側與第二小齒輪p2齒輪嚙合。第二太陽齒輪s2可構造為第四旋轉元件n4、第二行星架pc2可構造成操作為第五旋轉元件n5，且第二環(huán)形齒輪r2可構造成操作為第六旋轉元件n6。

第三行星齒輪組pg3可以是單一小齒輪行星齒輪組，且可包括：第三太陽齒輪s3；第三行星架pc3，構造為支撐在外側與第三太陽齒輪s3接合的小齒輪p3；以及第三環(huán)形齒輪r3，構造為在內側與第三小齒輪p3齒輪嚙合。第三太陽齒輪s3可操作為第七旋轉元件n7、第三行星架pc3可操作為第八旋轉元件n8，且第三環(huán)形齒輪r3可操作為第九旋轉元件n9。第四行星齒輪組pg4可以是單一小齒輪行星齒輪組，且可包括：第四太陽齒輪s4；第四行星架pc4，構造為支撐在外側與第四太陽齒輪s4接合的小齒輪p4；以及第四環(huán)形齒輪r4，構造為在內側與第四小齒輪p4齒輪嚙合。第四太陽齒輪s4可操作為第十旋轉元件n10、第四行星架pc4可操作為第十一旋轉元件n11，且第四環(huán)形齒輪r4可操作為第十二旋轉元件n12。

在第一、第二、第三和第四行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4的布置中，通過八個軸tm1至tm8，第二旋轉元件n2可直接連接至第四旋轉元件n4和第七旋轉元件n7，且第三旋轉元件n3可與第八旋轉元件n8和第十一旋轉元件n11直接連接。

八個軸tm1至tm8可如下布置。八個軸tm1至tm8的每個可以是旋轉元件，其直接連接輸入和輸出軸以及行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4的旋轉元件；或者可以是固定元件，其固定至變速器殼體h。第一軸tm1可構造為與第一旋轉元件n1(例如，第一太陽齒輪s1)連接且可選擇地與變速器殼體h連接，以選擇地操作為固定元件。第二軸tm2可連接第二旋轉元件n2(例如，第一行星架pc1)、第四旋轉元件(例如n4；第二太陽齒輪s2)和第七旋轉元件n7(例如，第三太陽齒輪s3)，且可直接與輸入軸is連接，以操作為輸入元件。第三軸tm3可連接第三旋轉元件n3(例如，第一環(huán)形齒輪r1)、第八旋轉元件n8(例如，第三行星架pc3)和第十一旋轉元件n11(例如，第四行星架pc4)，且可選擇地連接至變速器殼體h，以選擇地操作為固定元件。

第四軸tm4可與第五旋轉元件n5(例如，第二行星架pc2)連接，且可選擇地與變速器殼體h連接，以選擇地操作為固定元件。第五軸tm5可與第六旋轉元件n6(例如，第二環(huán)形齒輪r2)連接。第六軸tm6可與第九旋轉元件n9(例如，第三環(huán)形齒輪r3)連接。第七軸tm7可與第十旋轉元件n10(例如，第四太陽齒輪s4)連接，且選擇地分別與第四、第五和第六軸tm4、tm5和tm6連接。

第八軸tm8可與第十二旋轉元件n12(例如，第四環(huán)形齒輪r4)連接，且直接與輸出軸os連接且可操作為輸出元件。八個軸tm1至tm8、輸入軸is和輸出軸os可通過離合器c1、c2和c3選擇地彼此連接。通過三個制動器b1、b2和b3的控制元件，八個軸tm1至tm8可選擇地與變速器殼體h連接。

三個離合器c1至c3和三個制動器b1至b3可如下布置。第一離合器c1可布置在第六軸tm6和第七軸tm7之間，以選擇地連接第六軸tm6和第七軸tm7來調整它們之間的動力傳遞。第二離合器c2可布置在第四軸tm4和第七軸tm7之間，且可選擇地連接第四軸tm4和第七軸tm7來調整它們之間的動力傳遞。第三離合器c3可布置在第五軸tm5和第七軸tm7之間，且可選擇地連接第四軸tm4和第七軸tm7，來調整它們之間的動力傳遞。

第一制動器b1可布置在第一軸tm1和變速器殼體h之間，其選擇地連接第一軸tm1至變速器殼體h。第二制動器b2可布置在第三軸tm3和變速器殼體h之間，其選擇地連接第三軸tm3至變速器殼體h。第三制動器b3可布置在第四軸tm4和變速器殼體h之間，其選擇地連接第四軸tm4至變速器殼體h。第一、第二和第三離合器c1、c2和c3以及第一、第二、第三制動器b1、b2和b3的控制元件可以是多盤液壓摩擦裝置，其通過液壓壓力摩擦接合。

圖2是依照本發(fā)明的典型實施方式的行星齒輪系中的各檔位處的用于各控制元件的典型操作圖表。參考圖2，通過在各檔位操作第一、第二和第三離合器c1、c2和c3以及第一、第二和第三制動器b1、b2和b3中的三個控制元件，依照本發(fā)明典型實施方式的行星齒輪系可提供九個前進速度和一個倒退速度。

在第一前進速度d1，第三離合器c3以及第二和第三制動器b2和b3可同時操作，具有大約5.000的傳動比。因此，通過第三離合器c3的操作，第五軸tm5可與第七軸tm7連接。輸入軸is的轉矩可被輸入至第二軸tm2。此外，第三軸tm3和第四軸tm4可通過第二制動器b2和第三制動器b3的操作而操作為固定元件。特別地，第一前進速度可通過各軸的協(xié)同操作而產(chǎn)生，且可輸出變速后的轉矩至連接至第八軸tm8的輸出軸os。

在第二前進速度d2，第一離合器c1以及第二和第三制動器b2和b3可同時操作，具有大約3.000的傳動比。此外，通過第一離合器c1的操作，第六軸tm6可與第七軸tm7連接。輸入軸is的轉矩可被輸入至第二軸tm2。此外，第三軸tm3和第四軸tm4可通過第二制動器b2和第三制動器b3的操作而操作為固定元件。因此，第二前進速度可通過各軸的協(xié)同操作而產(chǎn)生，且可輸出變速后的轉矩至與第八軸tm8連接的輸出軸os。

特別地，在第三前進速度d3，第一和第三離合器c1和c3以及第三制動器b3可同時操作，具有大約2.273的傳動比。例如，通過第一和第三離合器c1和c3的操作，第七軸tm7可與第六軸tm6和第五軸tm5連接。輸入軸is的轉矩可被輸入至第二軸tm2。此外，第四軸tm4可通過第三制動器b3的操作而操作為固定元件。因此，第三前進速度可通過各軸的協(xié)同操作而產(chǎn)生，且可輸出變速后的轉矩至與第八軸tm8連接的輸出軸os。

在第四前進速度d4，第一和第二離合器c1和c2以及第三制動器b3可同時操作，具有大約1.667的傳動比。例如，通過第一和第二離合器c1和c2的操作，第七軸tm7可與第六軸tm6和第四軸tm4連接。輸入軸is的轉矩可被輸入至第二軸tm2。特別地，第四軸tm4可通過第三制動器b3的操作而操作為固定元件。因此，第四前進速度可通過各軸的協(xié)同操作而產(chǎn)生，且可輸出變速后的轉矩至與第八軸tm8連接的輸出軸os。

在第五前進速度d5，第一、第二和第三離合器c1、c2和c3可同時操作，具有大約1.000的傳動比。因此，通過第一、第二和第三離合器c1、c2和c3的操作，第七軸tm7可與第六軸tm6、第四軸tm4和第五軸tm5連接。輸入軸is的轉矩可被輸入至第二軸tm2。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4可構造為一體旋轉且按所輸入的那樣輸出轉矩?？尚纬傻谖迩斑M速度且輸出所輸入的轉矩至輸出軸os。

在第六前進速度d6，第一和第三離合器c1和c3以及第一制動器b1可同時操作，具有大約0.730的傳動比。結果，通過第一和第三離合器c1和c3的操作，第七軸tm7可與第六軸tm6和第五軸tm5連接。輸入軸is的轉矩可被輸入至第二軸tm2。此外，通過第一制動器b1的操作，第一軸tm1可操作為固定元件，并且通過各軸的協(xié)同操作而操作第六前進速度，且可進一步構造為輸出變速后的轉矩至與第八軸tm8連接的輸出軸os。

在第七前進速度d7，第二和第三離合器c2和c3以及第一制動器b1可同時操作，具有大約0.545的傳動比。結果，通過第二和第三離合器c2和c3的操作，第七軸tm7可與第四軸tm4和第五軸tm5連接。輸入軸is的轉矩可被輸入至第二軸tm2。此外，通過第一制動器b1的操作，第一軸tm1可操作為固定元件，并且構造為通過各軸的協(xié)同操作而操作第七前進速度，且可進一步構造為輸出變速后的轉矩至與第八軸tm8連接的輸出軸os。

在第八前進速度d8，第二離合器c2以及第一和第三制動器b1和b3可同時操作，具有大約0.429的傳動比。結果，通過第二離合器c2的操作，第四軸tm4可與第七軸tm7連接。輸入軸is的轉矩可被輸入至第二軸tm2。此外，通過第一制動器b1和第三制動器b3的操作，第一軸tm1和第四軸tm可操作為固定元件，并且構造為通過各軸的協(xié)同操作而操作第八前進速度，且可進一步構造為輸出變速后的轉矩至與第八軸tm8連接的輸出軸os。

在第九前進速度d9，第三離合器c3以及第一和第三制動器b1和b3可同時操作，具有大約0.395的傳動比。結果，通過第三離合器c3的操作，第五軸tm5可與第七軸tm7連接。輸入軸is的轉矩可被輸入至第二軸tm2。此外，通過第一制動器b1和第三制動器b3的操作，第一軸tm1和第四軸tm4分別作為固定元件，并且構造為通過各軸的協(xié)同操作而操作第九前進速度，且可構造為輸出變速后的轉矩至與第八軸tm8連接的輸出軸os。

在倒退速度rev，第二和第三離合器c2和c3以及第二制動器b2可同時操作，具有大約2.000的傳動比。結果，通過第二和第三離合器c2和c3的操作，第七軸tm7可與第四軸tm4和第五軸tm5連接。輸入軸is的轉矩可被輸入至第二軸tm2。此外，通過第二制動器b2的操作，第三軸tm3可操作為固定元件，并且構造為通過各軸的協(xié)同操作而操作倒退速度，且可進一步構造為輸出倒退轉矩至與第八軸tm8連接的輸出軸os。

如上所述，依照本發(fā)明的典型實施方式的行星齒輪系可構造為，通過調整三個離合器c1、c2和c3以及三個制動器b1、b2和b3，通過四個行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4，操作至少九個前進速度和至少一個倒退速度。此外，依照本發(fā)明的典型實施方式的行星齒輪系可構造為由于多級自動變速器而操作適于發(fā)動機轉速的檔位，且可通過利用發(fā)動機的低轉速而改進車輛的行駛穩(wěn)定性，此外，依照本發(fā)明典型實施方式的行星齒輪系可通過多級自動變速器而最大化發(fā)動機行駛效率且可改進動力傳遞性能和燃油消費。

雖然已經(jīng)結合當前認為的典型實施方式描述了本發(fā)明，應理解的是本發(fā)明并不被限制于公開的實施方式中，但是，相反，意圖覆蓋包含于所附權利要求精神和范圍內的多種修改和等同布置。