一种多档线控行星齿轮自动变速器的制造方法
一种多档线控行星齿轮自动变速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种自动变速器。更具体地说，本发明涉及一种多档线控行星齿轮自 动变速器。
【背景技术】
[0002] 目前，汽车上使用的自动变速器一般有液力行星齿轮自动变速器（AT)、双离合自 动变速器OSG)、无级变速器（CVT)，需要使用电控液压装置实现传动，但电控液压装置存 在液压结构复杂、传动效率低、制造使用成本高等缺点。随着汽车电子技术、车载网络技术 的发展及应用，使用线控技术成为汽车发展的趋势。
[0003]目前，自动变速器优先选用行星齿轮进行传动，因其结构紧凑，占用空间小，受到 汽车自动变速器制造业的广泛好评。众所周知，自动变速器的挡位越多，可选择的档速越 多，且换挡平稳，同时能相应改善燃油经济性和排放水平，给驾驶员更好的驾乘体验与乐 趣。目前汽车上使用挡位最多的自动变速器具有9个前进挡，例如JEEP自由光及路虎极光 均使用采埃孚公司设计研制的自动变速器。该变速器采用了 4组行星齿轮和6个换挡元件， 结构与传统6AT接近，并且使用犬牙式离合器进行换挡，有效地降低了变速器的体积，但存 在换挡困难、动力输出轴抖动、变速箱意外切断动力等故障，另一方面，使用多个行星齿轮 虽然能增加档位，但行星齿轮使用过多，所使用的连接元件或执行元件越多，在实现一个档 位的传动时，执行元件越多，传动效率越低，对于液压或电控的配合要求越高，对应的成本 也高，同时执行元件受损导致档位传动受阻的故障率也增大。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0005] 本发明的一个目的是提供一种结构紧凑、传动比范围广，最多具有十个前进挡和 两个倒退挡的自动变速器。
[0006] 本发明还有一个目的是采用其中两个卡合机构连接进行换挡，换挡过程中的控制 逻辑简单、控制系统设计容易，对于液压或电控的配合要求较低，且各档位的传动效率高。
[0007] 本发明还有一个目的是通过采用电磁离合器、电磁制动器等线控元件进行换档， 自动变速器内线束布置灵活、换挡响应迅速、耐久性强。
[0008] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多档线控行星齿轮自动 变速器，包括：
[0009] 输入轴；
[0010] 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴的轴向依次配置为：
[0011] 第一行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮、第一行星架和 第一齿圈；
[0012] 第二行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第二太阳轮、第二行星架和 第二齿圈；
[0013] 第三行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮、第三行星架和 第三齿圈；
[0014] 其中，所述第一齿圈与所述输入轴连接，所述第一行星架与变速器壳体固定连接， 所述第二行星架与所述第三行星架连接；
[0015] 输出轴，其与所述第二齿圈连接，所述输出轴与所述输入轴平行设置；
[0016] 卡合机构组，依次配置为：
[0017] 第一离合器，其自如连接所述输入轴和所述第三齿圈；
[0018] 第二离合器，其自如连接所述输入轴和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮；
[0019] 第三离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮；
[0020] 第四离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二行星架；
[0021] 第二制动器，其自如地将所述第二行星架固定于所述变速器壳体；
[0022] 第三制动器，其自如地将所述第三齿圈固定于所述变速器壳体；
[0023] 其中通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速 档。
[0024] 优选的是，所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述第一离合器、第二离合器、 第三离合器和第四离合器均为电磁离合器，第二制动器和第三制动器均为电磁制动器。
[0025] 优选的是，所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述卡合机构组还包括第一制 动器，其自如连接所述第一行星架和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮，所述第一制动器 为电磁制动器。
[0026] 优选的是，所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述第一行星齿轮机构中第一 齿圈与第一太阳轮的齿数比为1. 5,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第二太阳轮的齿 数比为4,所述第三行星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为2。
[0027] 优选的是，所述的多档线控行星齿轮自动变速器，驱动源的动力经由变矩器传递 至所述输入轴。
[0028] 本发明至少包括以下有益效果：
[0029] 1)只采用3组行星齿轮组、4个电磁离合器、3个电磁制动器，即可实现10个前进 挡和2个倒退挡，在提高档数的前提下，结构紧凑，对汽车的布置要求小，便于适配不同结 构的内燃机汽车；
[0030] 2)采用电磁离合器和电磁制动器实现自动变速器的线控技术，有效降低自动变速 器内元件的复杂程度；
[0031] 3)采用其中两个卡合机构即离合器和/或制动器的连接或固定进行换挡，换挡过 程中的控制逻辑简单、控制系统设计容易，对于液压或电控的配合要求较低，相比使用三个 卡合机构甚至更多卡合机构的传动效率大大提高；
[0032] 4)通过采用四个离合器、第二制动器和第三制动器的其中两个的连接或固定构成 了八个前进挡和两个倒退档；采用四个离合器、三个制动器中的其中两个的连接或固定构 成了十个前进挡和两个倒退档；
[0033] 5)本发明的自动变速器，传动比范围宽，可达到11. 3,具有多个超速档，能有效降 低发动机转速，实现低油耗低排放。
[0034] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0035]图1为本发明的多档线控行星齿轮自动变速器的结构示意图；
[0036]图2为本发明的多档线控行星齿轮自动变速器的各挡位转速线图；
[0037]图3为本发明的多档线控行星齿轮自动变速器的换挡逻辑图；
[0038] 图中：1_输入轴、2-输出轴、3-变速器壳体、PG1-第一行星齿轮组、PG2-第二行星 齿轮组、PG3-第三行星齿轮组、4-第一太阳轮Sl、5-第一行星架Cl、6-第一齿圈Rl、7-第二 太阳轮S2、8-第二行星架C2、9-第二齿圈R2、10-第三太阳轮53、11-第三行星架03、12-第 三齿圈R3、K1-第一电磁离合器、K2-第二电磁离合器、K3-第三电磁离合器、K4-第四电磁 离合器、B1-第一电磁制动器、B2-第二电磁制动器、B3-第三电磁制动器。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0040] 应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包含"以及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0041] 图1示出了根据本发明的一种实现形式，提供了一种多档线控行星齿轮自动变速 器，包括：
[0042] 输入轴1 ;
[0043] 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴1的轴向依次配置为：
[0044] 第一行星齿轮机构PG1，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮4、第一行 星架5和第一齿圈6;
[0045] 第二行星齿轮机构PG2,其为单排单级行星齿轮机构，具有第二太阳轮7、第二行 星架8和第二齿圈9;
[0046] 第三行星齿轮机构PG3,其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮10、第三行 星架11和第三齿圈12;
[0047] 其中，所述第一齿圈6与所述输入轴1连接，所述第一行星架5与变速器壳体3固 定连接，所述第二行星架8与所述第三行星架11连接；
[0048] 输出轴2,其与所述第二齿圈9连接，所述输出轴2与所述输入轴1平行设置，适合 于汽车发动机前置前轮驱动的车型上；
[0049] 卡合机构组，依次配置为：
[0050] 第一离合器K1，其自如连接所述输入轴1和所述第三齿圈12;
[0051] 第二离合器K2,其自如连接所述输入轴1和所述第二太阳轮7与所述第三太阳轮 10 ；
[0052] 第三离合器K3,其自如连接所述第一太阳轮4和 所述第二太阳轮7与所述第三太 阳轮10 ;
[0053] 第四离合器K4,其自如连接所述第一太阳轮4和所述第二行星架8;
[0054] 第二制动器B2,其自如地将所述第二行星架8固定于所述变速器壳体3 ;
[0055] 第三制动器B3,其自如地将所述第三齿圈12固定于所述变速器壳体3 ;
[0056] 其中通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速 档。
[0057] 所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述第一离合器K1、第二离合器K2、第三 离合器K3和第四离合器K4均为电磁离合器，第二制动器B2和第三制动器B3均为电磁制 动器。
[0058] 所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述卡合机构组还包括第一制动器B1，其 自如连接所述第一行星架5和所述第二太阳轮7与所述第三太阳轮10,所述第一制动器B1 为电磁制动器。
[0059] 所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述第一行星齿轮机构中第一齿圈与第一 太阳轮的齿数比为1. 5,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第二太阳轮的齿数比为4,所 述第三行星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为2。
[0060] 所述的多档线控行星齿轮自动变速器，驱动源的动力经由变矩器传递至所述输入 轴。
[0061] 一种多档线控行星齿轮自动变速器，根据其中两个电磁离合器和/或电磁制动器 的结合或分离，可以实现10个前进挡和2个倒挡，其包括：
[0062] 3组行星齿轮组、4个离合器、3个制动器。
[0063] 第一行星齿轮组PG1为单排双级行星齿轮组；第二行星齿轮组PG2和第三行星齿 轮组PG3均为单排单级行星齿轮组；变速器输入轴1与输出轴2轴线平行，适合于汽车发动 机前置前轮驱动的车型上。
[0064] 输入轴1与第一齿圈R1直接连接，并位于第一行星齿轮组PG1之前；输出轴2与 第二齿圈R2直接连接，并位于第三行星齿轮组PG3之前；第一行星架C1与壳体3直接连 接；第二太阳轮S2与第三太阳轮S3直接连接；第二行星架C2与第三行星架C3直接连接。
[0065] 第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2、第一电磁制动器B1位于输入轴1与第一 行星齿轮组PG1之间；第三电磁离合器K3、第四电磁离合器K4、第二电磁制动器B2位于第 一行星齿轮组PG1与第二行星齿轮组PG2之间；第三电磁制动器B3位于第三行星齿轮组 PG3的外侧。
[0066] 第一电磁离合器K1用于输入轴1与第三齿圈R3之间的结合或分离。
[0067] 第二电磁离合器K2用于输入轴1与第二太阳轮S2之间的结合或分离；
[0068] 第三电磁离合器K3用于第一太阳轮S1与第二太阳轮S2之间的结合或分离；
[0069] 第四电磁离合器K4用于第一太阳轮S1与第二行星架C2之间的结合或分离；
[0070] 第一电磁制动器B1用于第二太阳轮S2与壳体3之间的结合或分离；
[0071] 第二电磁制动器B2用于第二行星架C2与壳体3之间的结合或分离；
[0072] 第三电磁制动器B3用于第三齿圈R3与壳体3之间的结合或分离。
[0073] 假设：A1 =第一齿圈的齿数/第一太阳轮的齿数，A 2 =第二齿圈的齿数/第二 太阳轮的齿数，A 3 =第三齿圈的齿数/第三太阳轮的齿数。各档位运动传递特性如下。
[0074] 第二电磁离合器K2、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进一档。前进一档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至 第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。对于第三行星齿轮组PG3,第三电磁制动器B3结合， 制动第三齿圈R3,第三太阳轮S3驱动第三行星架C3减速运动。对于第二行星齿轮组PG2， 由于第二行星架C2与第三行星架C3为一个组件，因此第二行星架C2减速运动，第二齿圈 R2被第二太阳轮S2的同速运动和第二行星架C2减速运动一起驱动，因此，最终输出轴2为 减速运动，实现前进一档。一档传动比/
[0075] 第三电磁离合器K3、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进二档。前进二档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第三电磁离 合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。对于第 二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3的动力传递过程与前进一档相同。由于第一太阳轮 S1比输入轴1转速快，因此最终前进二档传动比小于前进一档，但同样为减速运动，实现前 进二档。二档传动比4
[0076] 第四电磁离合器K4、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进三档。前进三档 动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组 PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四 电磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2与第三行星架C3组件。 对于第三行星齿轮组PG3,第三电磁制动器B3结合，制动第三齿圈R3,第三行星架C3驱动 第三太阳轮S3增速运动。对于第二行星齿轮组PG2,由于第二太阳轮S2和第三太阳轮S3 为一个组件，则第二太阳轮S2为增速运动，第二齿圈R2被第二太阳轮S2的增速运动和第 二行星架C2增速运动一起驱动，最终输出轴2为减速运动，实现前进三档。三档传动比
[0077] 第一电磁离合器K1、第一电磁制动器B1同时结合，可实现前进四档。前进四档 动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传 递至第三齿圈R3。第一电磁制动器B1结合，则第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件被固 定。对于第三行星齿轮组PG3,第三太阳轮S3制动，第三齿圈R3驱动第三行星架C3减速 运动。由于第二行星架C2与第三行星架C3为一个组件，则第二行星架C2也为减速运动。 对于第二行星齿轮组PG2,第二太阳轮S2制动，第二行星架C2驱动第二齿圈R2增速运动， 但由于第二行星架C2为减速运动，最终输出轴2为减速运动，实现前进四档。四档传动比
[0078] 第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2同时结合，可实现前进五档。前进五档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至 第三齿圈R3。第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至第二太阳轮S2和第三太阳轮 S3组件。对于第三行星齿轮组PG3,输入轴动力同时传递至第三太阳轮S3和第三齿圈R3， 因此第三行星齿轮组PG3成为一个整体运转。对于第二行星齿轮组PG2,由于第二行星架 C2与第三行星架C3连为一个组件，第二太阳轮S2与第三太阳轮S3连为一个组件，因此第 二行星齿轮组PG2也成为一个整体运转。最终输出轴2与输入轴1转速相同，实现前进五 档，此时为直接档。五档传动比iQ5=l。
[0079] 第一电磁离合器K1、第三电磁离合器K3同时结合，可实现前进六档。前进六档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至 第三齿圈R3。对于第一行星齿轮组PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带 动第一太阳轮S1增速输出。第三电磁离合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太 阳轮S2和第三太阳轮S3组件。对于第三行星齿轮组PG3,第三齿圈R3的同速运动与第三 太阳轮S3的增速运动一起驱动第三行星架C3增速运动。由于第二行星架C2与第三行星 架C3连为一个组件，则第二行星架C2也为增速运动。对于第二行星齿轮组PG2,第二太阳 轮S2的增速运动与第二行星架C2的增速运动一起驱动第二齿圈R2增速运动。最终输出 轴2为增速运动，实现前进六档。六档传动比
[0080] 第一电磁离合器K1、第四电磁离合器K4同时结合，可实现前进七档。前进七档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至 第三齿圈R3。对于第一行星齿轮组PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带 动第一太阳轮S1增速输出。第四电磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行 星架C2与第三行星架C3组件。对于第三行星齿轮组PG3,第三齿圈R3的同速运动与第三 行星架C3的增速运动一起驱动第三太阳轮S3增速运动。对于第二行星齿轮组PG2,第二太 阳轮S2的增速运动与第二行星架C2的增速运动一起驱动第二齿圈R2增速运动，但第二太 阳轮S2、 第二行星架C2的转速都比前进六档时大。因此，最终前进七档传动比小于前进六 档，但同样为增速运动，实现前进七档。七档传动比
[0081] 第四电磁离合器K4、第三电磁离合器K3同时结合，可实现前进八档。前进八档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第三电磁离 合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。第四电 磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2与第三行星架C3组件。因 此，第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3作为一个整体增速运动，最终输出轴2为增速 运动，实现前进八档。八档传动比
[0082] 第四电磁离合器K4、第二电嫩罔首益同时结合，可实现前进九档。前进九档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四电磁离 合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2与第三行星架C3组件。第二电 磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。对于第三行 星齿轮组PG3,由于没有元件被固定，处于自由转动。对于第二行星齿轮组PG2,第二太阳轮 S2的同速速运动与第二行星架C2的增速运动一起驱动第二齿圈R2增速运动，但第二太阳 轮S2的转速比前进八档时小。因此，最终前进九档传动比小于前进八档，但同样为增速运 动，实现前进九档。九档传动比
[0083] 第四电磁离合器K4、第一电磁制动器B1同时结合，可实现前进十档。前进十档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四电磁离 合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2与第三行星架C3组件。第一电磁 制动器B1结合，则第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件被固定。对于第二行星齿轮组PG2， 第二太阳轮S2被固定，第二行星架C2的增速运动驱动第二齿圈R2增速运动，但第二太阳 轮S2的转速（此时为0)比前进九档时小。因此，最终前进十档传动比小于前进九档，但同 样为增速运动，实现前进十档。十档传动
[0084] 第二电磁离合器K2、第二电磁制动器B2同时结合，可实现倒向一档。倒向一档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至 第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。第二电磁制动器B2结合，第二行星架C2与第三行 星架C3组件被固定。对于第二行星齿轮组PG2,第二行星架C2固定，则第二太阳轮S2驱动 第二齿圈R2反向运动，输出轴2反向运动，实现倒向一档。倒向一档传动比i D1=-入2。
[0085] 第三电磁离合器K3、第二电磁制动器B2同时结合，可实现倒向二档。倒向二档 动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组 PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第三电 磁离合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。第 二电磁制动器B2结合，第二行星架C2与第三行星架C3组件被固定。对于第二行星齿轮组 PG2,第二行星架C2固定，则第二太阳轮S2的增速运动驱动第二齿圈R2反向运动，输出轴 2反向运动，但第二太阳轮S2的转速比倒向一档时大，因此，最终倒向二档传动比的绝对值 小于倒向一档，最终实现倒向二档。倒向二档传动
[0086] 图2为本发明的多档线控行星齿轮自动变速器的各挡位转速线图，通过对应第一 行星齿轮机构的第一齿圈、第一行星架、第一太阳轮，第二行星齿轮机构的第二齿圈、第二 行星架、第二太阳轮，第三行星齿轮机构的第三齿圈、第三行星架、第三太阳轮的线速大小， 得到输出轴的各档速大小。
[0087] 图3为本发明的多档线控行星齿轮自动变速器的换挡逻辑图，"?"表示连接状态， 空的单元格表示分离状态，图3表示其中两个卡合机构的连接实现的档位，如图3所示的有 10个前进档Q1-Q10和2个倒退档D1-D2。
[0088] 为获得较好的各档位传动比及便于制造，取A1= 1.5, A 2= 4, A 3= 2,即所述 第一行星齿轮机构中第一齿圈与第一太阳轮的齿数比为1. 5,所述第二行星齿轮机构中第 二齿圈与第二太阳轮的齿数比为4,所述第三行星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿 数比为2,各挡位转速特性及详细换挡逻辑见图2、图3。由图3可以看出，本发明的多档线 控行星齿轮自动变速器，最大传动比为6,最小传动比为0. 53,传动比范围为11. 3。
[0089] 如图1和图3所示，可以得出，去掉第一制动器B1，仅需4个电磁离合器和2个电 磁制动器，可实现8个前进挡和2个倒挡，去除了第四档Q4 (中间档）和第十挡Q10 (超速 档），8个前进挡的传动比变化较为平缓，说明换挡时档速变化比较平稳。
[0090]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易 地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不 限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种多档线控行星齿轮自动变速器，其特征在于，包括： 输入轴； 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴的轴向依次配置为： 第一行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮、第一行星架和第一 齿圈； 第二行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第二太阳轮、第二行星架和第二 齿圈； 第三行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮、第三行星架和第三 齿圈； 其中，所述第一齿圈与所述输入轴连接，所述第一行星架与变速器壳体固定连接，所述 第二行星架与所述第三行星架连接； 输出轴，其与所述第二齿圈连接，所述输出轴与所述输入轴平行设置； 卡合机构组，依次配置为： 第一离合器，其自如连接所述输入轴和所述第三齿圈； 第二离合器，其自如连接所述输入轴和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮； 第三离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮； 第四离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二行星架； 第二制动器，其自如地将所述第二行星架固定于所述变速器壳体； 第三制动器，其自如地将所述第三齿圈固定于所述变速器壳体； 其中通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速档。2. 如权利要求1所述的多档线控行星齿轮自动变速器，其特征在于，所述第一离合器、 第二离合器、第三离合器和第四离合器均为电磁离合器，第二制动器和第三制动器均为电 磁制动器。3. 如权利要求2所述的多档线控行星齿轮自动变速器，其特征在于，所述卡合机构组 还包括第一制动器，其自如连接所述第一行星架和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮，所 述第一制动器为电磁制动器。4. 如权利要求3所述的多档线控行星齿轮自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿 轮机构中第一齿圈与第一太阳轮的齿数比为1. 5,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第 二太阳轮的齿数比为4,所述第三行星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为2。5. 如权利要求1所述的多档线控行星齿轮自动变速器，其特征在于，驱动源的动力经 由变矩器传递至所述输入轴。
【专利摘要】本发明公开了一种多档线控行星齿轮自动变速器，包括：输入轴；三个行星齿轮机构，均具有太阳轮、行星架和齿圈，第一齿圈与输入轴连接，第一行星架与变速器壳体固定连接，第二行星架与第三行星架连接；输出轴，其与第二齿圈连接，且与输入轴平行设置；第一离合器，自如连接输入轴和第三齿圈；第二离合器，自如连接输入轴和第二太阳轮与第三太阳轮；第三离合器，自如连接第一太阳轮和第二太阳轮与第三太阳轮；第四离合器，自如连接第一太阳轮和第二行星架；第二制动器，自如地将第二行星架固定于变速器壳体；第三制动器，自如地将第三齿圈固定于变速器壳体；通过两个卡合机构连接确立各变速档。本发明的自动变速器结构紧凑，档位传动效率高。
【IPC分类】F16H3/66
【公开号】CN104896040
【申请号】CN201510245372
【发明人】范毅
【申请人】南宁学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种自动变速器。更具体地说，本发明涉及一种多档线控行星齿轮自 动变速器。
【背景技术】
[0002] 目前，汽车上使用的自动变速器一般有液力行星齿轮自动变速器（AT)、双离合自 动变速器OSG)、无级变速器（CVT)，需要使用电控液压装置实现传动，但电控液压装置存 在液压结构复杂、传动效率低、制造使用成本高等缺点。随着汽车电子技术、车载网络技术 的发展及应用，使用线控技术成为汽车发展的趋势。
[0003]目前，自动变速器优先选用行星齿轮进行传动，因其结构紧凑，占用空间小，受到 汽车自动变速器制造业的广泛好评。众所周知，自动变速器的挡位越多，可选择的档速越 多，且换挡平稳，同时能相应改善燃油经济性和排放水平，给驾驶员更好的驾乘体验与乐 趣。目前汽车上使用挡位最多的自动变速器具有9个前进挡，例如JEEP自由光及路虎极光 均使用采埃孚公司设计研制的自动变速器。该变速器采用了 4组行星齿轮和6个换挡元件， 结构与传统6AT接近，并且使用犬牙式离合器进行换挡，有效地降低了变速器的体积，但存 在换挡困难、动力输出轴抖动、变速箱意外切断动力等故障，另一方面，使用多个行星齿轮 虽然能增加档位，但行星齿轮使用过多，所使用的连接元件或执行元件越多，在实现一个档 位的传动时，执行元件越多，传动效率越低，对于液压或电控的配合要求越高，对应的成本 也高，同时执行元件受损导致档位传动受阻的故障率也增大。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0005] 本发明的一个目的是提供一种结构紧凑、传动比范围广，最多具有十个前进挡和 两个倒退挡的自动变速器。
[0006] 本发明还有一个目的是采用其中两个卡合机构连接进行换挡，换挡过程中的控制 逻辑简单、控制系统设计容易，对于液压或电控的配合要求较低，且各档位的传动效率高。
[0007] 本发明还有一个目的是通过采用电磁离合器、电磁制动器等线控元件进行换档， 自动变速器内线束布置灵活、换挡响应迅速、耐久性强。
[0008] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多档线控行星齿轮自动 变速器，包括：
[0009] 输入轴；
[0010] 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴的轴向依次配置为：
[0011] 第一行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮、第一行星架和 第一齿圈；
[0012] 第二行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第二太阳轮、第二行星架和 第二齿圈；
[0013] 第三行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮、第三行星架和 第三齿圈；
[0014] 其中，所述第一齿圈与所述输入轴连接，所述第一行星架与变速器壳体固定连接， 所述第二行星架与所述第三行星架连接；
[0015] 输出轴，其与所述第二齿圈连接，所述输出轴与所述输入轴平行设置；
[0016] 卡合机构组，依次配置为：
[0017] 第一离合器，其自如连接所述输入轴和所述第三齿圈；
[0018] 第二离合器，其自如连接所述输入轴和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮；
[0019] 第三离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮；
[0020] 第四离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二行星架；
[0021] 第二制动器，其自如地将所述第二行星架固定于所述变速器壳体；
[0022] 第三制动器，其自如地将所述第三齿圈固定于所述变速器壳体；
[0023] 其中通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速 档。
[0024] 优选的是，所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述第一离合器、第二离合器、 第三离合器和第四离合器均为电磁离合器，第二制动器和第三制动器均为电磁制动器。
[0025] 优选的是，所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述卡合机构组还包括第一制 动器，其自如连接所述第一行星架和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮，所述第一制动器 为电磁制动器。
[0026] 优选的是，所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述第一行星齿轮机构中第一 齿圈与第一太阳轮的齿数比为1. 5,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第二太阳轮的齿 数比为4,所述第三行星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为2。
[0027] 优选的是，所述的多档线控行星齿轮自动变速器，驱动源的动力经由变矩器传递 至所述输入轴。
[0028] 本发明至少包括以下有益效果：
[0029] 1)只采用3组行星齿轮组、4个电磁离合器、3个电磁制动器，即可实现10个前进 挡和2个倒退挡，在提高档数的前提下，结构紧凑，对汽车的布置要求小，便于适配不同结 构的内燃机汽车；
[0030] 2)采用电磁离合器和电磁制动器实现自动变速器的线控技术，有效降低自动变速 器内元件的复杂程度；
[0031] 3)采用其中两个卡合机构即离合器和/或制动器的连接或固定进行换挡，换挡过 程中的控制逻辑简单、控制系统设计容易，对于液压或电控的配合要求较低，相比使用三个 卡合机构甚至更多卡合机构的传动效率大大提高；
[0032] 4)通过采用四个离合器、第二制动器和第三制动器的其中两个的连接或固定构成 了八个前进挡和两个倒退档；采用四个离合器、三个制动器中的其中两个的连接或固定构 成了十个前进挡和两个倒退档；
[0033] 5)本发明的自动变速器，传动比范围宽，可达到11. 3,具有多个超速档，能有效降 低发动机转速，实现低油耗低排放。
[0034] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0035]图1为本发明的多档线控行星齿轮自动变速器的结构示意图；
[0036]图2为本发明的多档线控行星齿轮自动变速器的各挡位转速线图；
[0037]图3为本发明的多档线控行星齿轮自动变速器的换挡逻辑图；
[0038] 图中：1_输入轴、2-输出轴、3-变速器壳体、PG1-第一行星齿轮组、PG2-第二行星 齿轮组、PG3-第三行星齿轮组、4-第一太阳轮Sl、5-第一行星架Cl、6-第一齿圈Rl、7-第二 太阳轮S2、8-第二行星架C2、9-第二齿圈R2、10-第三太阳轮53、11-第三行星架03、12-第 三齿圈R3、K1-第一电磁离合器、K2-第二电磁离合器、K3-第三电磁离合器、K4-第四电磁 离合器、B1-第一电磁制动器、B2-第二电磁制动器、B3-第三电磁制动器。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0040] 应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包含"以及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0041] 图1示出了根据本发明的一种实现形式，提供了一种多档线控行星齿轮自动变速 器，包括：
[0042] 输入轴1 ;
[0043] 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴1的轴向依次配置为：
[0044] 第一行星齿轮机构PG1，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮4、第一行 星架5和第一齿圈6;
[0045] 第二行星齿轮机构PG2,其为单排单级行星齿轮机构，具有第二太阳轮7、第二行 星架8和第二齿圈9;
[0046] 第三行星齿轮机构PG3,其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮10、第三行 星架11和第三齿圈12;
[0047] 其中，所述第一齿圈6与所述输入轴1连接，所述第一行星架5与变速器壳体3固 定连接，所述第二行星架8与所述第三行星架11连接；
[0048] 输出轴2,其与所述第二齿圈9连接，所述输出轴2与所述输入轴1平行设置，适合 于汽车发动机前置前轮驱动的车型上；
[0049] 卡合机构组，依次配置为：
[0050] 第一离合器K1，其自如连接所述输入轴1和所述第三齿圈12;
[0051] 第二离合器K2,其自如连接所述输入轴1和所述第二太阳轮7与所述第三太阳轮 10 ；
[0052] 第三离合器K3,其自如连接所述第一太阳轮4和 所述第二太阳轮7与所述第三太 阳轮10 ;
[0053] 第四离合器K4,其自如连接所述第一太阳轮4和所述第二行星架8;
[0054] 第二制动器B2,其自如地将所述第二行星架8固定于所述变速器壳体3 ;
[0055] 第三制动器B3,其自如地将所述第三齿圈12固定于所述变速器壳体3 ;
[0056] 其中通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速 档。
[0057] 所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述第一离合器K1、第二离合器K2、第三 离合器K3和第四离合器K4均为电磁离合器，第二制动器B2和第三制动器B3均为电磁制 动器。
[0058] 所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述卡合机构组还包括第一制动器B1，其 自如连接所述第一行星架5和所述第二太阳轮7与所述第三太阳轮10,所述第一制动器B1 为电磁制动器。
[0059] 所述的多档线控行星齿轮自动变速器，所述第一行星齿轮机构中第一齿圈与第一 太阳轮的齿数比为1. 5,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第二太阳轮的齿数比为4,所 述第三行星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为2。
[0060] 所述的多档线控行星齿轮自动变速器，驱动源的动力经由变矩器传递至所述输入 轴。
[0061] 一种多档线控行星齿轮自动变速器，根据其中两个电磁离合器和/或电磁制动器 的结合或分离，可以实现10个前进挡和2个倒挡，其包括：
[0062] 3组行星齿轮组、4个离合器、3个制动器。
[0063] 第一行星齿轮组PG1为单排双级行星齿轮组；第二行星齿轮组PG2和第三行星齿 轮组PG3均为单排单级行星齿轮组；变速器输入轴1与输出轴2轴线平行，适合于汽车发动 机前置前轮驱动的车型上。
[0064] 输入轴1与第一齿圈R1直接连接，并位于第一行星齿轮组PG1之前；输出轴2与 第二齿圈R2直接连接，并位于第三行星齿轮组PG3之前；第一行星架C1与壳体3直接连 接；第二太阳轮S2与第三太阳轮S3直接连接；第二行星架C2与第三行星架C3直接连接。
[0065] 第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2、第一电磁制动器B1位于输入轴1与第一 行星齿轮组PG1之间；第三电磁离合器K3、第四电磁离合器K4、第二电磁制动器B2位于第 一行星齿轮组PG1与第二行星齿轮组PG2之间；第三电磁制动器B3位于第三行星齿轮组 PG3的外侧。
[0066] 第一电磁离合器K1用于输入轴1与第三齿圈R3之间的结合或分离。
[0067] 第二电磁离合器K2用于输入轴1与第二太阳轮S2之间的结合或分离；
[0068] 第三电磁离合器K3用于第一太阳轮S1与第二太阳轮S2之间的结合或分离；
[0069] 第四电磁离合器K4用于第一太阳轮S1与第二行星架C2之间的结合或分离；
[0070] 第一电磁制动器B1用于第二太阳轮S2与壳体3之间的结合或分离；
[0071] 第二电磁制动器B2用于第二行星架C2与壳体3之间的结合或分离；
[0072] 第三电磁制动器B3用于第三齿圈R3与壳体3之间的结合或分离。
[0073] 假设：A1 =第一齿圈的齿数/第一太阳轮的齿数，A 2 =第二齿圈的齿数/第二 太阳轮的齿数，A 3 =第三齿圈的齿数/第三太阳轮的齿数。各档位运动传递特性如下。
[0074] 第二电磁离合器K2、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进一档。前进一档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至 第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。对于第三行星齿轮组PG3,第三电磁制动器B3结合， 制动第三齿圈R3,第三太阳轮S3驱动第三行星架C3减速运动。对于第二行星齿轮组PG2， 由于第二行星架C2与第三行星架C3为一个组件，因此第二行星架C2减速运动，第二齿圈 R2被第二太阳轮S2的同速运动和第二行星架C2减速运动一起驱动，因此，最终输出轴2为 减速运动，实现前进一档。一档传动比/
[0075] 第三电磁离合器K3、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进二档。前进二档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第三电磁离 合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。对于第 二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3的动力传递过程与前进一档相同。由于第一太阳轮 S1比输入轴1转速快，因此最终前进二档传动比小于前进一档，但同样为减速运动，实现前 进二档。二档传动比4
[0076] 第四电磁离合器K4、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进三档。前进三档 动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组 PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四 电磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2与第三行星架C3组件。 对于第三行星齿轮组PG3,第三电磁制动器B3结合，制动第三齿圈R3,第三行星架C3驱动 第三太阳轮S3增速运动。对于第二行星齿轮组PG2,由于第二太阳轮S2和第三太阳轮S3 为一个组件，则第二太阳轮S2为增速运动，第二齿圈R2被第二太阳轮S2的增速运动和第 二行星架C2增速运动一起驱动，最终输出轴2为减速运动，实现前进三档。三档传动比
[0077] 第一电磁离合器K1、第一电磁制动器B1同时结合，可实现前进四档。前进四档 动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传 递至第三齿圈R3。第一电磁制动器B1结合，则第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件被固 定。对于第三行星齿轮组PG3,第三太阳轮S3制动，第三齿圈R3驱动第三行星架C3减速 运动。由于第二行星架C2与第三行星架C3为一个组件，则第二行星架C2也为减速运动。 对于第二行星齿轮组PG2,第二太阳轮S2制动，第二行星架C2驱动第二齿圈R2增速运动， 但由于第二行星架C2为减速运动，最终输出轴2为减速运动，实现前进四档。四档传动比
[0078] 第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2同时结合，可实现前进五档。前进五档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至 第三齿圈R3。第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至第二太阳轮S2和第三太阳轮 S3组件。对于第三行星齿轮组PG3,输入轴动力同时传递至第三太阳轮S3和第三齿圈R3， 因此第三行星齿轮组PG3成为一个整体运转。对于第二行星齿轮组PG2,由于第二行星架 C2与第三行星架C3连为一个组件，第二太阳轮S2与第三太阳轮S3连为一个组件，因此第 二行星齿轮组PG2也成为一个整体运转。最终输出轴2与输入轴1转速相同，实现前进五 档，此时为直接档。五档传动比iQ5=l。
[0079] 第一电磁离合器K1、第三电磁离合器K3同时结合，可实现前进六档。前进六档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至 第三齿圈R3。对于第一行星齿轮组PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带 动第一太阳轮S1增速输出。第三电磁离合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太 阳轮S2和第三太阳轮S3组件。对于第三行星齿轮组PG3,第三齿圈R3的同速运动与第三 太阳轮S3的增速运动一起驱动第三行星架C3增速运动。由于第二行星架C2与第三行星 架C3连为一个组件，则第二行星架C2也为增速运动。对于第二行星齿轮组PG2,第二太阳 轮S2的增速运动与第二行星架C2的增速运动一起驱动第二齿圈R2增速运动。最终输出 轴2为增速运动，实现前进六档。六档传动比
[0080] 第一电磁离合器K1、第四电磁离合器K4同时结合，可实现前进七档。前进七档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至 第三齿圈R3。对于第一行星齿轮组PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带 动第一太阳轮S1增速输出。第四电磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行 星架C2与第三行星架C3组件。对于第三行星齿轮组PG3,第三齿圈R3的同速运动与第三 行星架C3的增速运动一起驱动第三太阳轮S3增速运动。对于第二行星齿轮组PG2,第二太 阳轮S2的增速运动与第二行星架C2的增速运动一起驱动第二齿圈R2增速运动，但第二太 阳轮S2、 第二行星架C2的转速都比前进六档时大。因此，最终前进七档传动比小于前进六 档，但同样为增速运动，实现前进七档。七档传动比
[0081] 第四电磁离合器K4、第三电磁离合器K3同时结合，可实现前进八档。前进八档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第三电磁离 合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。第四电 磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2与第三行星架C3组件。因 此，第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3作为一个整体增速运动，最终输出轴2为增速 运动，实现前进八档。八档传动比
[0082] 第四电磁离合器K4、第二电嫩罔首益同时结合，可实现前进九档。前进九档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四电磁离 合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2与第三行星架C3组件。第二电 磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。对于第三行 星齿轮组PG3,由于没有元件被固定，处于自由转动。对于第二行星齿轮组PG2,第二太阳轮 S2的同速速运动与第二行星架C2的增速运动一起驱动第二齿圈R2增速运动，但第二太阳 轮S2的转速比前进八档时小。因此，最终前进九档传动比小于前进八档，但同样为增速运 动，实现前进九档。九档传动比
[0083] 第四电磁离合器K4、第一电磁制动器B1同时结合，可实现前进十档。前进十档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四电磁离 合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2与第三行星架C3组件。第一电磁 制动器B1结合，则第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件被固定。对于第二行星齿轮组PG2， 第二太阳轮S2被固定，第二行星架C2的增速运动驱动第二齿圈R2增速运动，但第二太阳 轮S2的转速（此时为0)比前进九档时小。因此，最终前进十档传动比小于前进九档，但同 样为增速运动，实现前进十档。十档传动
[0084] 第二电磁离合器K2、第二电磁制动器B2同时结合，可实现倒向一档。倒向一档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至 第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。第二电磁制动器B2结合，第二行星架C2与第三行 星架C3组件被固定。对于第二行星齿轮组PG2,第二行星架C2固定，则第二太阳轮S2驱动 第二齿圈R2反向运动，输出轴2反向运动，实现倒向一档。倒向一档传动比i D1=-入2。
[0085] 第三电磁离合器K3、第二电磁制动器B2同时结合，可实现倒向二档。倒向二档 动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组 PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第三电 磁离合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2和第三太阳轮S3组件。第 二电磁制动器B2结合，第二行星架C2与第三行星架C3组件被固定。对于第二行星齿轮组 PG2,第二行星架C2固定，则第二太阳轮S2的增速运动驱动第二齿圈R2反向运动，输出轴 2反向运动，但第二太阳轮S2的转速比倒向一档时大，因此，最终倒向二档传动比的绝对值 小于倒向一档，最终实现倒向二档。倒向二档传动
[0086] 图2为本发明的多档线控行星齿轮自动变速器的各挡位转速线图，通过对应第一 行星齿轮机构的第一齿圈、第一行星架、第一太阳轮，第二行星齿轮机构的第二齿圈、第二 行星架、第二太阳轮，第三行星齿轮机构的第三齿圈、第三行星架、第三太阳轮的线速大小， 得到输出轴的各档速大小。
[0087] 图3为本发明的多档线控行星齿轮自动变速器的换挡逻辑图，"?"表示连接状态， 空的单元格表示分离状态，图3表示其中两个卡合机构的连接实现的档位，如图3所示的有 10个前进档Q1-Q10和2个倒退档D1-D2。
[0088] 为获得较好的各档位传动比及便于制造，取A1= 1.5, A 2= 4, A 3= 2,即所述 第一行星齿轮机构中第一齿圈与第一太阳轮的齿数比为1. 5,所述第二行星齿轮机构中第 二齿圈与第二太阳轮的齿数比为4,所述第三行星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿 数比为2,各挡位转速特性及详细换挡逻辑见图2、图3。由图3可以看出，本发明的多档线 控行星齿轮自动变速器，最大传动比为6,最小传动比为0. 53,传动比范围为11. 3。
[0089] 如图1和图3所示，可以得出，去掉第一制动器B1，仅需4个电磁离合器和2个电 磁制动器，可实现8个前进挡和2个倒挡，去除了第四档Q4 (中间档）和第十挡Q10 (超速 档），8个前进挡的传动比变化较为平缓，说明换挡时档速变化比较平稳。
[0090]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易 地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不 限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种多档线控行星齿轮自动变速器，其特征在于，包括： 输入轴； 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴的轴向依次配置为： 第一行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮、第一行星架和第一 齿圈； 第二行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第二太阳轮、第二行星架和第二 齿圈； 第三行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮、第三行星架和第三 齿圈； 其中，所述第一齿圈与所述输入轴连接，所述第一行星架与变速器壳体固定连接，所述 第二行星架与所述第三行星架连接； 输出轴，其与所述第二齿圈连接，所述输出轴与所述输入轴平行设置； 卡合机构组，依次配置为： 第一离合器，其自如连接所述输入轴和所述第三齿圈； 第二离合器，其自如连接所述输入轴和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮； 第三离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮； 第四离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二行星架； 第二制动器，其自如地将所述第二行星架固定于所述变速器壳体； 第三制动器，其自如地将所述第三齿圈固定于所述变速器壳体； 其中通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速档。2. 如权利要求1所述的多档线控行星齿轮自动变速器，其特征在于，所述第一离合器、 第二离合器、第三离合器和第四离合器均为电磁离合器，第二制动器和第三制动器均为电 磁制动器。3. 如权利要求2所述的多档线控行星齿轮自动变速器，其特征在于，所述卡合机构组 还包括第一制动器，其自如连接所述第一行星架和所述第二太阳轮与所述第三太阳轮，所 述第一制动器为电磁制动器。4. 如权利要求3所述的多档线控行星齿轮自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿 轮机构中第一齿圈与第一太阳轮的齿数比为1. 5,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第 二太阳轮的齿数比为4,所述第三行星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为2。5. 如权利要求1所述的多档线控行星齿轮自动变速器，其特征在于，驱动源的动力经 由变矩器传递至所述输入轴。
【专利摘要】本发明公开了一种多档线控行星齿轮自动变速器，包括：输入轴；三个行星齿轮机构，均具有太阳轮、行星架和齿圈，第一齿圈与输入轴连接，第一行星架与变速器壳体固定连接，第二行星架与第三行星架连接；输出轴，其与第二齿圈连接，且与输入轴平行设置；第一离合器，自如连接输入轴和第三齿圈；第二离合器，自如连接输入轴和第二太阳轮与第三太阳轮；第三离合器，自如连接第一太阳轮和第二太阳轮与第三太阳轮；第四离合器，自如连接第一太阳轮和第二行星架；第二制动器，自如地将第二行星架固定于变速器壳体；第三制动器，自如地将第三齿圈固定于变速器壳体；通过两个卡合机构连接确立各变速档。本发明的自动变速器结构紧凑，档位传动效率高。
【IPC分类】F16H3/66
【公开号】CN104896040
【申请号】CN201510245372
【发明人】范毅
【申请人】南宁学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日
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