本發(fā)明涉及一種用于車輛的變速器，其通過實施多擋位換擋來提高燃料效率，并且通過使用在發(fā)動機(jī)的低RPM范圍的運行點來改善車輛的乘行舒適性。

背景技術(shù)：

近來，不斷升高的油價已經(jīng)導(dǎo)致全世界的車輛制造商投入到無休止的競爭中。尤其對于發(fā)動機(jī)而言，制造商已經(jīng)努力致力于通過減小發(fā)動機(jī)尺寸等來降低車輛的重量并提高燃料效率。

對于自動變速器而言，存在各種方法來提高燃料效率，并且通過實施多擋位換擋來同時確?？刹僮餍院腿剂闲实母偁幮?。

然而，在擋位數(shù)量增加時，自動變速器中的構(gòu)件數(shù)量也增加，因而自動變速器可能難以安裝，制造成本和重量也可能會增加，并且動力傳輸效率可能會變差。

因此，為了通過多擋位換擋來增加提高燃料效率的效果，開發(fā)能夠利用少量的構(gòu)件來實現(xiàn)最大化效率的行星齒輪系結(jié)構(gòu)將是非常重要的。

公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增強(qiáng)對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個方面致力于提供這樣一種用于車輛的變速器，其通過實施多擋位換擋來提高燃料效率，并且通過使用在發(fā)動機(jī)的低RPM范圍的運行點來改善車輛的乘行舒適性。

根據(jù)本發(fā)明的各個方面，一種用于車輛的變速器可以包括：第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組、第四行星齒輪組、 以及多個摩擦構(gòu)件，每個行星齒輪組包括三個旋轉(zhuǎn)元件，其中，所述第一行星齒輪組可以包括：第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件，所述第一旋轉(zhuǎn)元件連接至輸入軸，所述第二旋轉(zhuǎn)元件作為選擇性的固定元件工作，并且與第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接，所述第三旋轉(zhuǎn)元件與第二行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件連接，所述第二行星齒輪組可以包括：第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件，所述第一旋轉(zhuǎn)元件作為固定元件工作，所述第二旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接至輸出軸，所述第三旋轉(zhuǎn)元件與第四行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接，所述第三行星齒輪組可以包括：第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件，所述第一旋轉(zhuǎn)元件與第四行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件連接，所述第二旋轉(zhuǎn)元件連接至輸入軸，所述第三旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接至第四行星齒輪組中的第二旋轉(zhuǎn)元件，所述第四行星齒輪組可以包括連接至輸出軸的第二旋轉(zhuǎn)元件，所述摩擦構(gòu)件可以連接至行星齒輪組旋轉(zhuǎn)元件中的至少一個或多個，并且控制旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)。

在所述第一行星齒輪組中，第一旋轉(zhuǎn)元件可以為第一太陽輪，第二旋轉(zhuǎn)元件可以為第一行星架，第三旋轉(zhuǎn)元件可以為第一內(nèi)齒圈，在所述第二行星齒輪組中，第一旋轉(zhuǎn)元件可以為第二太陽輪，第二旋轉(zhuǎn)元件可以為第二行星架，第三旋轉(zhuǎn)元件可以為第二內(nèi)齒圈，在所述第三行星齒輪組中，第一旋轉(zhuǎn)元件可以為第三太陽輪，第二旋轉(zhuǎn)元件可以為第三行星架，第三旋轉(zhuǎn)元件可以為第三內(nèi)齒圈，在所述第四行星齒輪組中，第一旋轉(zhuǎn)元件可以為第四太陽輪，第二旋轉(zhuǎn)元件可以為第四行星架，第三旋轉(zhuǎn)元件可以為第四內(nèi)齒圈。

所述第一行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件可以通過第三離合器與變速器殼體連接以及斷開，所述第一行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件和所述第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件可以通過第四離合器彼此連接以及斷開。

所述第二行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件可以連接至變速器殼體，所述第二行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件可以通過第一離合器與輸出軸連接以及斷開，所述第二行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件和所述第四行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件可以通過第五離合器而彼此連接以及斷開。

所述第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件和所述第四行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件可以通過第二離合器而彼此連接以及斷開，所述第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件和所述第四行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件可以通過第六離合器而彼此連接以及斷開。

第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組和第四行星齒輪組可以在軸向方向上順序地布置。

所述摩擦構(gòu)件可以包括：第一離合器，其設(shè)置為用于將第二行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件與輸出軸連接以及斷開；第二離合器，其設(shè)置為用于將第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件與第四行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件連接以及斷開；第三離合器，其設(shè)置為用于將第一行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件與變速器殼體連接以及斷開；第四離合器，其設(shè)置為用于將第一行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件與第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件連接以及斷開；第五離合器，其設(shè)置為用于將第二行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件與第四行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件連接以及斷開；第六離合器，其設(shè)置為用于將第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件與第四行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件連接以及斷開。

根據(jù)本發(fā)明的各個方面，一種用于車輛的變速器可以包括：第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組、第四行星齒輪組，每個行星齒輪組包括三個旋轉(zhuǎn)元件；輸入軸，其連接至第一行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件和第三行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件；第一軸，其將第一行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件、第三離合器和第四離合器連接；第二軸，其將第一行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件、第二行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件以及第一離合器連接；第三軸，其將第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件、第二離合器、第四離合器和第六離合器連接；第四軸，其將第二行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件和第五離合器連接；第五軸，其將第四行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件、第五離合器和第六離合器連接；第六軸，其將第三行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件和第四行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件連接；輸出軸，其將第四行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件、第一離合器和第二離合器連接；變速器殼體，其與第二行星齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件和第三離合器連接。

所述第一離合器可以設(shè)置為用于將第二軸與輸出軸連接以及斷 開，所述第二離合器可以設(shè)置為用于將第三軸與輸出軸連接以及斷開，所述第三離合器可以設(shè)置為用于將第一軸與變速器殼體連接以及斷開，所述第四離合器可以設(shè)置為用于將第一軸與第三軸連接以及斷開，所述第五離合器可以設(shè)置為用于將第四軸與第五軸連接以及斷開，所述第六離合器可以設(shè)置為用于將第三軸與第五軸連接以及斷開。

所述第一離合器可以設(shè)置為用于將第二行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件與輸出軸連接以及斷開，所述第二離合器可以設(shè)置為用于將第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件與第四行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件連接以及斷開，所述第三離合器可以設(shè)置為用于將第一行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件與變速器殼體連接以及斷開，所述第四離合器可以設(shè)置為用于將第一行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件與第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件連接以及斷開，所述第五離合器可以設(shè)置為用于將第二行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件與第四行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件連接以及斷開，所述第六離合器可以設(shè)置為用于將第三行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件與第四行星齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件連接以及斷開。

如上所述，由于第一行星齒輪組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的旋轉(zhuǎn)元件通過多個離合器而選擇性地連接/斷開，所以它們的旋轉(zhuǎn)速度和方向改變并且相應(yīng)地執(zhí)行換擋。因此，車輛能夠利用十個或更多個前進(jìn)換擋擋位和一個倒車換擋擋位的傳動比來驅(qū)動。因此，可以通過實施多擋位換擋來提高燃料效率，并且通過使用在發(fā)動機(jī)的低RPM范圍的運行點來改善車輛的乘行舒適性。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本文中所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語通常包括機(jī)動車輛，例如包括運動型多用途車輛(SUV)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用車輛，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如，源于非石油能源的燃料)。正如本文所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多種動力源的車輛，例如汽油動力和電力動力兩者的車輛。

本發(fā)明的方法和裝置具有其它的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中將是顯而易見的，或者將 在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實施方案共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

附圖說明

圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的示例性變速器的示意圖；

圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的示例性變速器在每個擋位的操作圖。

應(yīng)當(dāng)理解的是，附圖并非按比例地繪制，而是圖示性地簡化呈現(xiàn)各種特征以顯示本發(fā)明的基本原理。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)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(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。

具體實施方式

下面將詳細(xì)參考本發(fā)明的各種實施方案，這些實施方案的示例示于附圖中并且描述如下。盡管將結(jié)合示例性實施方案來描述本發(fā)明，但是將理解的是，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制于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，而且覆蓋可以包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替選方式、修改方式、等同方式以及其它的實施方案。

根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的用于車輛的變速器主要包括：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，每個行星齒輪組可以包括三個旋轉(zhuǎn)元件，即，第一旋轉(zhuǎn)元件、第二旋轉(zhuǎn)元件和第三旋轉(zhuǎn)元件。

參見圖1，第一行星齒輪組PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件可以連接至輸入軸INPUT。例如，第一行星齒輪組PG1中的第一旋轉(zhuǎn)元件可以為第一太陽輪S1，第一太陽輪S1可以通過直接地連接至輸入軸INPUT而作為恒定的輸入元件工作。

第一行星齒輪組PG1的第二旋轉(zhuǎn)元件可以操作為選擇性的固定元件。例如，第一行星齒輪組PG1的第二旋轉(zhuǎn)元件可以為第一行星架CR1，第一行星架CR1可以通過摩擦構(gòu)件而與變速器殼體CS連接/斷開。

第一行星齒輪組PG1的第二旋轉(zhuǎn)元件可以與第三行星齒輪組PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接。例如，第三行星齒輪組PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件可以為第三內(nèi)齒圈R3，第一行星架CR1和第三內(nèi)齒圈R3可以通過摩擦構(gòu)件而彼此連接/斷開。

第一行星齒輪組PG1的第三旋轉(zhuǎn)元件可以與第二行星齒輪組PG2的第二旋轉(zhuǎn)元件連接。例如，第一行星齒輪組PG1中的第三旋轉(zhuǎn)元件可以為第一內(nèi)齒圈R1，而第二行星齒輪組PG2中的第二旋轉(zhuǎn)元件可以為第二行星架CR2，從而第一內(nèi)齒圈R1和第二行星架CR2可以彼此直接地連接。

第二行星齒輪組PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件可以作為固定元件工作。例如，第二行星齒輪組PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件可以為第二太陽輪S2，第二太陽輪S2可以通過直接地連接至變速器殼體CS而作為恒定的固定元件工作。

第二行星齒輪組PG2的第二旋轉(zhuǎn)元件可以選擇性地連接至輸出軸OUTPUT。例如，第二行星齒輪組PG2中的第二旋轉(zhuǎn)元件可以為第二行星架CR2，第二行星架CR2和輸出軸OUTPUT可以通過摩擦構(gòu)件而彼此連接/斷開。

第二行星齒輪組PG2的第三旋轉(zhuǎn)元件可以與第四行星齒輪組PG4的第三旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接。例如，第二行星齒輪組PG2的第三旋轉(zhuǎn)元件可以為第二內(nèi)齒圈R2，而第四行星齒輪組PG4的第三旋轉(zhuǎn)元件可以為第四內(nèi)齒圈R4，從而第二內(nèi)齒圈R2和第四內(nèi)齒圈R4可以通過摩擦構(gòu)件而彼此連接/斷開。

第三行星齒輪組PG3的第一旋轉(zhuǎn)元件可以與第四行星齒輪組PG4中的第一旋轉(zhuǎn)元件連接。例如，第三行星齒輪組PG3的第一旋轉(zhuǎn)元件可以為第三太陽輪S3，而第四行星齒輪組PG4的第一旋轉(zhuǎn)元件可以為第四太陽輪S4，從而第三太陽輪S3和第四太陽輪S4可以彼此直接地連接。

第三行星齒輪組PG3的第二旋轉(zhuǎn)元件可以連接至輸入軸INPUT。例如，第三行星齒輪組PG3的第二旋轉(zhuǎn)元件可以為第三行星架CR3，第三行星架CR3可以通過直接地連接至輸入軸INPUT而作為恒定的輸入元件工作。

第三行星齒輪組PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件可以與第四行星齒輪組PG4的第二旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接。例如，第三行星齒輪組PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件可以為第三內(nèi)齒圈R3，而第四行星齒輪組PG4的第二旋轉(zhuǎn)元件可以為第四行星架CR4，從而第三內(nèi)齒圈R3和第四行星架CR4可以通過摩擦構(gòu)件而彼此連接/斷開。

第三行星齒輪組PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件可以與第四行星齒輪組PG4的第三旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接。例如，第四行星齒輪組PG4的第三旋轉(zhuǎn)元件可以為第四內(nèi)齒圈R4，第三內(nèi)齒圈R3和第四內(nèi)齒圈R4可以通過摩擦構(gòu)件而彼此連接/斷開。

第四行星齒輪組PG4的第二旋轉(zhuǎn)元件可以連接至輸出軸OUTPUT。例如，第四行星齒輪組PG4的第二旋轉(zhuǎn)元件可以為第四行星架CR4，第四行星架CR4可以通過直接地連接至輸出軸OUTPUT而作為恒定的輸出元件工作。

在本發(fā)明中，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可以在輸入軸INPUT和輸出軸OUTPUT的軸向方向上順序地布置。此外，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都可以為單小齒輪行星齒輪組。

本發(fā)明可以進(jìn)一步地包括多個摩擦構(gòu)件，它們連接至行星齒輪組的旋轉(zhuǎn)元件中的至少一個或多個，并且控制旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)。這些摩擦構(gòu)件可以為第一離合器C1、第二離合器C2、第三離合器C3、第四離合器C4、第五離合器C5和第六離合器C6。

具體地，第一離合器C1可以設(shè)置為用于將第二行星架CR2(其為第二行星齒輪組PG2的第二旋轉(zhuǎn)元件)與輸出軸OUTPUT連接/斷開。

第二離合器C2可以設(shè)置為用于將第三內(nèi)齒圈R3(其為第三行星齒輪組PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件)與第四行星架CR4(其為第四行星齒輪組PG4的第二旋轉(zhuǎn)元件)連接/斷開。

第三離合器C3可以設(shè)置為用于將第一行星架CR1(其為第一行星齒輪組PG1的第二旋轉(zhuǎn)元件)與變速器殼體CS連接/斷開。

第四離合器C4可以設(shè)置為用于將第一行星架CR1(其為第一行星齒輪組PG1的第二旋轉(zhuǎn)元件)與第三內(nèi)齒圈R3(其為第三行星齒輪組 PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件)連接/斷開。

第五離合器C5可以設(shè)置為用于將第二內(nèi)齒圈R2(其為第二行星齒輪組PG2的第三旋轉(zhuǎn)元件)與第四內(nèi)齒圈R4(其為第四行星齒輪組PG4的第三旋轉(zhuǎn)元件)連接/斷開。

第六離合器C6可以設(shè)置為用于將第三內(nèi)齒圈R3(其為第三行星齒輪組PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件)與第四內(nèi)齒圈R4(其為第四行星齒輪組PG4的第三旋轉(zhuǎn)元件)連接/斷開。

另一方面，行星齒輪組的旋轉(zhuǎn)元件可以通過輸入軸INPUT、第一軸A1至第六軸A6以及輸出軸OUTPUT而連接。

參見圖1，第一行星齒輪組PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件和第三行星齒輪組PG3的第二旋轉(zhuǎn)元件可以直接地連接至輸入軸INPUT。

第一行星齒輪組PG1中的第二旋轉(zhuǎn)元件、第三離合器C3的第一側(cè)、以及第四離合器C4的第一側(cè)可以連接至第一軸A1。

第一行星齒輪組PG1的第三旋轉(zhuǎn)元件、第二行星齒輪組PG2的第二旋轉(zhuǎn)元件以及第一離合器C1的第一側(cè)可以連接至第二軸A2。

第三行星齒輪組PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件、第二離合器C2的第一側(cè)、第四離合器C4的第二側(cè)以及第六離合器C6的第一側(cè)可以連接至第三軸A3。

第二行星齒輪組PG2的第三旋轉(zhuǎn)元件和第五離合器C5的第一側(cè)可以連接至第四軸A4。

第四行星齒輪組PG4的第三旋轉(zhuǎn)元件、第五離合器C5的第二側(cè)以及第六離合器C6的第二側(cè)可以連接至第五軸A5。

第三行星齒輪組PG3的第一旋轉(zhuǎn)元件和第四行星齒輪組PG4的第一旋轉(zhuǎn)元件可以連接至第六軸A6。

第四行星齒輪組PG4的第二旋轉(zhuǎn)元件、第一離合器C1的第二側(cè)以及第二離合器C2的第二側(cè)可以連接至輸出軸OUTPUT。

第二行星齒輪組PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件和第三離合器C3的第二側(cè)可以連接至變速器殼體CS。

例如，第一離合器C1可以設(shè)置為用于將第二軸A2與輸出軸OUTPUT連接/斷開，第二離合器C2可以設(shè)置為用于將第三軸A3與輸出軸OUTPUT連接/斷開，第三離合器C3可以設(shè)置為用于將第一軸A1 與變速器殼體CS連接/斷開。

另外，第四離合器C4可以設(shè)置為用于將第一軸A1與第三軸A3連接/斷開，第五離合器C5可以設(shè)置在第四軸A4與第五軸A5之間，第六離合器C6可以設(shè)置為用于將第三軸A3與第五軸A5連接/斷開。

圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的用于車輛的變速器在每個擋位的操作圖，其中，例如為了實現(xiàn)第1擋位的傳動比，第二離合器C2、第三離合器C3和第五離合器C5可以連接，而所有其它的摩擦構(gòu)件可以斷開。

為了實施第2擋位的傳動比，第三離合器C3、第四離合器C4、第五離合器C5可以連接，而所有其它的摩擦構(gòu)件可以斷開。另外，對于其它的擋位，可以通過如圖中所示的連接/斷開方式利用對應(yīng)于相應(yīng)擋位的傳動比來驅(qū)動車輛。

如上所述，由于第一行星齒輪組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的旋轉(zhuǎn)元件通過多個離合器而選擇性地連接/斷開，它們的旋轉(zhuǎn)速度和方向改變，而可以相應(yīng)地執(zhí)行換擋。因此，車輛能夠利用十個或更多個前進(jìn)換擋擋位和一個倒車換擋擋位的傳動比來驅(qū)動。這樣，可以通過實施多擋位換擋來提高燃料效率，并且通過使用在發(fā)動機(jī)的低RPM范圍的運行點來改善車輛的乘行舒適性。

前面對本發(fā)明具體示例性實施方案所呈現(xiàn)的描述出于說明和描述的目的。前面的描述并非旨在窮舉，或者將本發(fā)明限制為公開的精確形式，且顯然的是，根據(jù)以上教導(dǎo)若干修改和變化都是可能的。選擇示例性實施方案并進(jìn)行描述以解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應(yīng)用，由此使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠利用并實現(xiàn)本發(fā)明的各種示例性實施方案及其各種可替選方式和修改方式。本發(fā)明的范圍旨在通過所附權(quán)利要求及其等同形式來限定。