本申請要求2015年10月22日提交的韓國專利申請第10-2015-0147621號的優先權和權益，該申請的全部內容結合于此用于通過該引用的所有目的。

技術領域

本發明涉及一種用于車輛的自動變速器。

背景技術：

近來不斷上漲的油價引發了對于改善車輛燃料消耗的激烈競爭。

對此，對于發動機而言，已經進行了通過所謂小型化而實現減小重量以及改善燃料消耗的研究，而對于自動變速器而言，已經進行了通過實現更多的擋位而同時獲得更佳的可駕駛性和燃料消耗的研究。

為了讓自動變速器獲得更多的擋位，部件數量會顯著地增加，這樣會使可安裝性、生產成本、重量和/或動力流效率變差。

因此，為了最大化地改善具有更多擋位的自動變速器的燃料效率，重要的是通過較少數量的部件而獲得更好的效率。

在這方面，近來已經出現了八速自動變速器，而且，能夠實現更多擋位的自動變速器的行星齒輪系也在研發之中。

考慮到近期研發出來的八速自動變速器的傳動比跨度一般在6.5到7.5之間，這對于燃料消耗的改善并不是很大。

對于傳動比跨度的水平大于9.0的八速自動變速器，將相鄰擋位之間的級比維持成線性的將很困難，而這會導致發動機的驅動效率和車輛的可駕駛性變差。

因此，正在研究和開發具有九速或更多速度的高效自動變速器。

公開于本發明背景部分的信息僅僅旨在增強對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領 域一般技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發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，其益處在于：通過最小的復雜度，實現至少九個前進速度和至少一個倒車速度；提高傳動比的跨度，從而改進動力傳遞性能和燃料消耗；并且實現擋位的級比的線性化。

一種示例性的用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其可以包括：輸入軸，其配置為接收發動機扭矩；輸出軸，其配置為輸出改變的扭矩；第一行星齒輪組，其具有第一旋轉元件、第二旋轉元件和第三旋轉元件；第二行星齒輪組，其具有第四旋轉元件、第五旋轉元件和第六旋轉元件；第三行星齒輪組，其具有第七旋轉元件、第八旋轉元件和第九旋轉元件；第四行星齒輪組，其具有第十旋轉元件、第十一旋轉元件和第十二旋轉元件；以及六個控制元件，其用于將旋轉元件以及變速器殼體選擇性地互連。輸入軸可以持續地連接第二旋轉元件，輸出軸可以持續地連接第十一旋轉元件，第一旋轉元件可以持續地連接第十旋轉元件，第二旋轉元件可以持續地連接第六旋轉元件，第五旋轉元件可以持續地連接第九旋轉元件，第七旋轉元件可以持續地連接第十旋轉元件，第四旋轉元件能夠選擇性地連接變速器殼體，并且通過控制六個控制元件中的三個控制元件，可以實現至少九個前進速度和至少一個倒車速度。

第八旋轉元件能夠選擇性地連接變速器殼體，第十二旋轉元件能夠選擇性地連接變速器殼體，第三旋轉元件能夠選擇性地連接輸出軸，第八旋轉元件能夠選擇性地連接輸入軸，并且第一旋轉元件能夠選擇性地連接第五旋轉元件。

第一行星齒輪組的第一旋轉元件、第二旋轉元件和第三旋轉元件可以分別是第一行星齒輪組的太陽輪、行星架和內齒圈；第二行星齒輪組的第四旋轉元件、第五旋轉元件和第六旋轉元件可以分別是第二行星齒輪組的太陽輪、內齒圈和行星架；第三行星齒輪組的第七旋轉元件、第八旋轉元件和第九旋轉元件可以分別是第三行星齒輪組的太陽輪、行星架和內齒圈；并且第四行星齒輪組的第十旋轉元件、第十 一旋轉元件和第十二旋轉元件可以分別是第四行星齒輪組的太陽輪、行星架和內齒圈。

根據本發明的示例性實施方案的行星齒輪系可以通過控制六個控制元件來操作作為簡單的行星齒輪組的四個行星齒輪組，從而實現至少九個前進速度和至少一個倒車速度。

另外，根據本發明的示例性實施方案的行星齒輪系可以實現大于9.0的傳動比跨度，從而最大化發動機的驅動效率。

另外，在高效地進行多擋位換擋的同時，保證了擋位間級比的線性化，從而能夠改善可駕駛性，例如換擋之前和之后的加速性能、發動機轉速的節律感等。

此外，可以從本發明的示例性實施方案中獲得或推測出的效果直接或暗示性地由下面的詳細說明所描述。即，從本發明的示例性實施方案中推測出的各種效果將由下面的詳細說明所描述。

通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發明的特定原理的具體實施方式，本發明的方法和裝置所具有的其它特征和優點將更為具體地變得清楚或得以闡明。

附圖說明

圖1是根據本發明的示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖；

圖2是根據本發明的示例性實施方案的行星齒輪系在各個檔位下的各個控制元件的操作圖。

應當了解，所附附圖并不必須是按比例繪制的，其呈現了某種程度上經過簡化的說明本發明的基本原理的各個特征。本文所公開的本發明的具體設計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。

在這些附圖中，附圖標記在附圖的多幅附圖中指代本發明的同樣的或等效的部件。

具體實施方式

現在將詳細地參考本發明的各個實施方案，這些實施方案的示例被示出在附圖中并描述如下。雖然本發明與示例性實施方案相結合進 行描述，但是應當了解，本說明書并非旨在將本發明限制為那些示例性實施方案。相反，本發明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和范圍之內的各種替選形式、修改形式、等同形式及其他實施方案。

下文將參考所附附圖對本發明進行更為全面的描述，在這些附圖中顯示了本發明的示例性實施方案。本領域技術人員將意識到，可以對所描述的實施方案進行各種不同方式的修改，所有這些修改將不脫離本發明的精神或范圍。

應當認為，附圖和說明書實質上是示意性的，而不是限制性的，而且在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。

在下面的描述中，將部件的名稱分為第一、第二等等是因為部件的名稱彼此相同而將名字分開，對其順序并沒有進行特定的限制。

圖1是根據本發明的示例性實施方案的行星齒輪系的示意圖。

參見圖1，根據本發明的示例性實施方案的行星齒輪系包括布置在相同的軸線上的第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4；輸入軸IS；輸出軸OS；用于將第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的旋轉元件互連的八個連接構件TM1至TM8；六個控制元件C1至C3和B1至B3；以及變速器殼體H。

從輸入軸IS輸入的扭矩通過第一行星齒輪組PG1、第二行星齒輪組PG2、第三行星齒輪組PG3和第四行星齒輪組PG4的協同工作而改變，然后經過輸出軸OS輸出。

簡單的行星齒輪組第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4從發動機側按照第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的順序布置。

輸入軸IS為輸入構件，來自發動機的曲軸的扭矩在通過扭矩變換器而變換扭矩之后輸入到輸入軸IS。

輸出軸OS是輸出構件，其設置在與輸入軸IS相同的軸線上，并且經由差動裝置將改變了的扭矩傳遞到驅動軸。

第一行星齒輪組PG1是單小齒輪行星齒輪組，并且包括第一太陽輪S1、第一行星架PC1和第一內齒圈R1，第一行星架PC1支撐第一小齒輪P1，第一小齒輪P1與第一太陽輪S1外嚙合，第一內齒圈R1 與第一小齒輪P1內嚙合。第一太陽輪S1充當第一旋轉元件N1，第一行星架PC1充當第二旋轉元件N2，第一內齒圈R1充當第三旋轉元件N3。

第二行星齒輪組PG2是雙小齒輪行星齒輪組，并且包括第二太陽輪S2、第二行星架PC2和第二內齒圈R2，第二行星架PC2支撐第二小齒輪P2，第二小齒輪P2與第二太陽輪S2外嚙合，第二內齒圈R2與第二小齒輪P2內嚙合。第二太陽輪S2充當第四旋轉元件N4，第二行星架PC2充當第六旋轉元件N6，第二內齒圈R2充當第五旋轉元件N5。

第三行星齒輪組PG3是單小齒輪行星齒輪組，并且包括第三太陽輪S3、第三行星架PC3和第三內齒圈R3，第三行星架PC3支撐第三小齒輪P3，第三小齒輪P3與第三太陽輪S3外嚙合，第三內齒圈R3與第三小齒輪P3內嚙合。第三太陽輪S3充當第七旋轉元件N7，第三行星架PC3充當第八旋轉元件N8，第三內齒圈R3充當第九旋轉元件N9。

第四行星齒輪組PG4是單小齒輪行星齒輪組，并且包括第四太陽輪S4、第四行星架PC4和第四內齒圈R4，第四行星架PC4支撐第四小齒輪P4，第四小齒輪P4與第四太陽輪S4外嚙合，第四內齒圈R4與第四小齒輪P4內嚙合。第四太陽輪S4充當第十旋轉元件N10，第四行星架PC4充當第十一旋轉元件N11，第四內齒圈R4充當第十二旋轉元件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，利用八個連接構件TM1至TM8，第一旋轉元件N1直接地連接第七旋轉元件N7和第十旋轉元件N10，第二旋轉元件N2直接地連接第六旋轉元件N6，第五旋轉元件N5直接地連接第九旋轉元件N9。

八個連接構件TM1至TM8的布置如下。

第一連接構件TM1連接第一旋轉元件N1(第一太陽輪S1)、第七旋轉元件N7(第三太陽輪S3)以及第十旋轉元件N10(第四太陽輪S4)。

第二旋轉構件TM2連接第二旋轉元件N2(第一行星架PC1)和第六旋轉元件N6(第二行星架PC2)，并且直接地連接輸入軸IS，從 而持續地充當輸入元件。

第三連接構件TM3連接第三旋轉元件N3(第一內齒圈R1)。

第四連接構件TM4連接第四旋轉元件N4(第二太陽輪S2)，并且能夠選擇性地連接變速器殼體H。

第五連接構件TM5連接第五旋轉元件N5(第二內齒圈R2)和第九旋轉元件N9(第三內齒圈R3)，并且能夠選擇性地連接第一連接構件TM1。

第六連接構件TM6連接第八旋轉元件N8(第三行星架PC3)，以及能夠選擇性地連接第二連接構件TM2，并且能夠選擇性地連接變速器殼體H。

第七連接構件TM7連接第十一旋轉元件N11(第四行星架PC4)，以及能夠選擇性地連接第三連接構件TM3，并且直接地連接輸出軸OS，從而持續地充當輸出元件。

第八連接構件TM8連接第十二旋轉元件N12(第四內內齒圈R4)，并且能夠選擇性地連接變速器殼體H。

連接構件TM1至TM8可以通過控制元件中的三個離合器C1、C2和C3而彼此選擇性地互連。

連接構件TM1至TM8可以通過控制元件中的三個制動器B1、B2和B3與變速器殼體H能夠選擇性地連接。

六個控制元件C1至C3和B1至B3的布置如下。

第一離合器C1布置在第三連接構件TM3與第七連接構件TM7之間，使得第三連接構件TM3與第七連接構件TM7可以選擇性地變為一體。

第二離合器C2布置在第二連接構件TM2與第六連接構件TM6之間，使得第二連接構件TM2與第六連接構件TM6可以選擇性地變為一體。

第三離合器C3布置在第一連接構件TM1與第五連接構件TM5之間，使得第一連接構件TM1與第五連接構件TM5可以選擇性地變為一體。

第一制動器B1布置在第四連接構件TM4與變速器殼體H之間，使得第四連接構件TM4可以選擇性地充當固定元件。

第二制動器B2布置在第六連接構件TM6與變速器殼體H之間，使得第六連接構件TM6可以選擇性地充當固定元件。

第三制動器B3布置在第八連接構件TM8與變速器殼體H之間，使得第八連接構件TM8可以選擇性地充當固定元件。

控制元件第一、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可以由通過液壓摩擦接合的多片液壓摩擦裝置來實現。

圖2是根據本發明的示例性實施方案的行星齒輪系在各個檔位下的各個控制元件的操作圖。

如圖2所示，根據依據本發明的示例性實施方案的行星齒輪系在各個擋位下通過操作三個控制元件來執行換擋。

在第一前進速度D1，同時操作第三離合器C3、第一制動器B1以及第三制動器B3。從而，第一連接構件TM1通過第三離合器C3的操作而與第五連接構件TM5互連，扭矩輸入至第二連接構件TM2。第四連接構件TM4和第八連接構件TM8通過第一制動器B1和第三制動器B3的操作而充當固定元件，從而實現第一前進速度，并且經由連接第七連接構件TM7的輸出軸OS輸出改變了的扭矩。

在第二前進速度D2，同時操作第二離合器C2、第三離合器C3以及第三制動器B3。從而，第二連接構件TM2通過第二離合器C2的操作而與第六連接構件TM6互連，第一連接構件TM1通過第三離合器C3的操作而與第五連接構件TM5互連。在該狀態下，扭矩輸入至第二連接構件TM2。另外，第八連接構件TM8通過第三制動器B3的操作而充當固定元件，從而實現第二前進速度，并且經由連接第七連接構件TM7的輸出軸OS輸出改變了的扭矩。

在第三前進速度D3，同時操作第二離合器C2、第一制動器B1以及第三制動器B3。從而，第二連接構件TM2通過第二離合器C2的操作而與第六連接構件TM6互連，扭矩輸入至第二連接構件TM2。第四連接構件TM4和第八連接構件TM8通過第一制動器B1和第三制動器B3的操作而充當固定元件，從而實現第三前進速度，并且經由連接第七連接構件TM7的輸出軸OS輸出改變了的扭矩。

在第四前進速度D4，同時操作第一離合器C1、第一制動器B1以 及第三制動器B3。從而，第三連接構件TM3通過第一離合器C1的操作而與第七連接構件TM7互連，扭矩輸入至第二連接構件TM2。第四連接構件TM4和第八連接構件TM8通過第一制動器B1和第三制動器B3的操作而充當固定元件，從而實現第四前進速度，并且經由連接第七連接構件TM7的輸出軸OS輸出改變了的扭矩。

在第五前進速度D5，同時操作第一離合器C1、第二離合器C2以及第一制動器B1。從而，第三連接構件TM3通過第一離合器C1的操作而與第七連接構件TM7互連，第二連接構件TM2通過第二離合器C2的操作而與第六連接構件TM6互連。在該狀態下，扭矩輸入至第二連接構件TM2。另外，第四連接構件TM4通過第一制動器B1的操作而充當固定元件，從而實現第五前進速度，并且經由連接第七連接構件TM7的輸出軸OS輸出改變了的扭矩。

在第六前進速度D6，同時操作第一離合器C1、第二離合器C2以及第三離合器C3。從而，第三連接構件TM3通過第一離合器C1的操作而與第七連接構件TM7互連，第二連接構件TM2通過第二離合器C2的操作而與第六連接構件TM6互連，第一連接構件TM1通過第三離合器C3的操作而與第五連接構件TM5互連。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4變為完整的一體，從而實現第六前進速度，并且經由連接第七連接構件TM7的輸出軸OS輸出實際上即為輸入的改變了的扭矩。

在第七前進速度D7，同時操作第一離合器C1、第三離合器C3以及第一制動器B1。從而，第三連接構件TM3通過第一離合器C1的操作而與第七連接構件TM7互連，第一連接構件TM1通過第三離合器C3的操作而與第五連接構件TM5互連。在該狀態下，扭矩輸入至第二連接構件TM2。另外，第四連接構件TM4通過第一制動器B1的操作而充當固定元件，從而實現第七前進速度，并且經由連接第七連接構件TM7的輸出軸OS輸出改變了的扭矩。

在第八前進速度D8，同時操作第一離合器C1、第三離合器C3以及第二制動器B2。從而，第三連接構件TM3通過第一離合器C1的操作而與第七連接構件TM7互連，第一連接構件TM1通過第三離合器C3的操作而與第五連接構件TM5互連。在該狀態下，扭矩輸入至第 二連接構件TM2。另外，第六連接構件TM6通過第二制動器B2的操作而充當固定元件，從而實現第八前進速度，并且經由連接第七連接構件TM7的輸出軸OS輸出改變了的扭矩。

在第九前進速度D9，同時操作第一離合器C1、第一制動器B1以及第二制動器B2。從而，第三連接構件TM3通過第一離合器C1的操作而與第七連接構件TM7互連，扭矩輸入至第二連接構件TM2。第四連接構件TM4和第六連接構件TM6通過第一制動器B1和第二制動器B2的操作而充當固定元件，從而實現第九前進速度，并且經由連接第七連接構件TM7的輸出軸OS輸出改變了的扭矩。

在倒車速度REV，同時操作第一制動器B1、第二制動器B2以及第三制動器B3。從而，扭矩輸入至第二連接構件TM2，第四連接構件TM4、第六連接構件TM6以及第八連接構件TM8通過第一制動器B1、第二制動器B2以及第三制動器B3的操作而充當固定元件，從而實現倒車速度，并且經由連接第七連接構件TM7的輸出軸OS輸出改變了的扭矩。

如上所述，通過操作四個行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4并控制三個離合器C1、C2和C3以及三個制動器B1、B2和B3，根據本發明的示例性實施方案的行星齒輪系可以實現形成至少九個前進速度和至少一個倒檔速度。

另外，根據本發明的示例性實施方案的行星齒輪系可以實現大于9.0的傳動比跨度，從而最大化發動機的驅動效率。

此外，根據本發明的示例性實施方案的行星齒輪系對于除了6/7和7/8之間的前進擋位之外的全部擋位可以實現大于1.2的級比，并且可以實現級比的線性化，從而提高可駕駛性，例如，換擋之前和之后的加速質量以及發動機轉速的節律感。

為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語“上”、“下”、“內”和“外”是用于參考圖中顯示的這些特征的位置來描述示例性實施方案的特征。

前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發明限制為所公開的精確形式，顯然，根據上述教導很多改變和變化都 是可能的。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠利用并實現本發明的各種示例性實施方案及其各種替選形式和修改形式。本發明的范圍旨在由所附權利要求及其等同形式來限定。