CN103727186B - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其可以包括输入轴；输出轴；具有第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第一复合行星齿轮组，具有第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的第二复合行星齿轮组，其将从第一复合行星齿轮组输入的旋转速度和通过一个可变输入路径输入的输入轴的旋转速度变成十一个前进速度和一个倒挡速度，并最终输出十一个前进速度和一个倒挡速度；具有彼此连接的两个旋转元件或具有在第一复合行星齿轮组和第二复合行星齿轮组的旋转元件之中的一个旋转元件的八个旋转路径；以及包括四个离合器和三个制动器的七个摩擦构件，四个离合器置于旋转路径之间或选定的旋转路径和输入轴之间，三个制动器可变地连接选定的旋转路径至变速器壳体。

Description

用于车辆的自动变速器的行星齿轮系

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月10日提交的韩国专利申请第10-2012-0112464号的优先权，该申请的全部内容结合于此，用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的自动变速器。更特别地，本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其提高了动力传输性能并降低了燃料消耗。

背景技术

典型地，行星齿轮系通过组合多个行星齿轮组而实现，并且包括多个行星齿轮组的行星齿轮系从变扭器接收扭矩，并且改变该扭矩并将其传输到输出轴。

众所周知，当变速器所实现许多个换挡速度时，就能够对该变速器的速比进行更为优化的设计，因而车辆能够具有经济的燃料里程以及更好的性能。出于这一原因，能够实现更多换挡速度的行星齿轮系处于不断的研究中。

尽管实现相同数目的速度，但是行星齿轮系根据旋转元件(即，太阳轮、行星架和内齿圈)之间的连接而具有不同的操作机构。

此外，行星齿轮系根据其布局而具有不同的特征，例如耐久性、动力传递效率和尺寸。因此，对于齿轮系的组合结构的设计同样处于不断的研究中。

目前，四速和五速自动变速器在市场上最为常见。然而，六速自动变速器也已经被实现了，用于提高动力传输的性能，并用于增强车辆的燃料里程。此外，已经相当快地开发了八速自动变速器和十二速自动变速器。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系的优点在于具有通过组合多个行星齿轮组和多个摩擦构件实现十一个前进速度和一个倒挡速度，提高了动力输送性能以及通过操作最小化数量的行星齿轮组来减少燃料消耗。

根据本发明的一个或更多示例性实施方案的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，所述输入轴适合于接收发动机的扭矩；输出轴，所述输出轴适合于输出改变的扭矩；第一复合行星齿轮组，所述第一复合行星齿轮组通过组合第一行星齿轮组和第二行星齿轮组而具有五个旋转元件，并且适合于将通过一个输入路径和两个可变输入路径输入的输入轴的旋转速度变成六个旋转速度，并且适合于输出所述六个旋转速度；第二复合行星齿轮组，所述第二复合行星齿轮组通过组合第三行星齿轮组和第四行星齿轮组而具有四个旋转元件，所述四个旋转元件包括直接地连接到第一复合行星齿轮组的任何一个旋转元件的旋转元件，并且所述第二复合行星齿轮组适合于其次将从第一复合行星齿轮组输入的旋转速度和通过一个可变输入路径输入的所述输入轴的旋转速度变成十一个前进速度和一个倒挡速度，并最终输出所述十一个前进速度和所述一个倒挡速度；八个旋转路径，所述八个旋转路径具有彼此连接的两个旋转元件或者具有所述第一复合行星齿轮组和所述第二复合行星齿轮组的旋转元件之中的一个旋转元件；以及七个摩擦构件，所述七个摩擦构件包括位于旋转路径之间或位于选定的旋转路径和输入轴之间的四个离合器，以及将选定的旋转路径可变地连接到变速器壳体的三个制动器。

第一复合行星齿轮组可以通过组合所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组而形成，所述第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括作为其旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈。第二复合行星齿轮组可以通过组合所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组而形成，所述第三行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括作为其旋转元件的第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，所述第四行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括作为其旋转元件的第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

八个旋转路径可以包括第一旋转路径，所述第一旋转路径包括所述第一太阳轮，并且选择性地连接到所述输入轴或者选择性地连接到所述变速器壳体；第二旋转路径，所述第二旋转路径包括所述第一行星架和所述第二内齿圈，并且选择性地连接到所述输入轴或者选择性地连接到所述变速器壳体；第三旋转路径，所述第三旋转路径包括所述第一内齿圈、第三太阳轮和第四太阳轮；第四旋转路径，所述第四旋转路径包括所述第二行星架，并且选择性地连接到第三旋转轴；第五旋转路径，所述第五旋转路径包括所述第二太阳轮，并且直接地连接到所述输入轴；第六旋转路径，所述第六旋转路径包括所述第三内齿圈，并且选择性地连接到所述变速器壳体；第七旋转路径，所述第七旋转路径包括所述第三行星架和所述第四内齿圈，并且直接地连接到所述输出轴以便作为最终输出元件而被操作；以及第八旋转路径，所述第八旋转路径包括所述第四行星架，并且选择性地连接到所述输入轴。

七个摩擦构件可以包括第一离合器，所述第一离合器可变地将所述第三旋转路径与第四旋转轴连接；第二离合器，所述第二离合器可变地将所述输入轴与第二旋转轴连接；第三离合器，所述第三离合器可变地将所述输入轴与第八旋转轴连接；第四离合器，所述第四离合器可变地将所述输入轴与第一旋转轴连接；第一制动器，所述第一制动器可变地将所述第二旋转路径与变速器壳体连接；第二制动器，所述第二制动器可变地将所述第一旋转路径与变速器壳体连接；以及第三制动器，所述第三制动器可变地将所述第六旋转路径与变速器壳体连接。

第一前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器而实现；第二前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器而实现；第三前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三制动器而实现；第四前进速度可以通过操作所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器而实现；第五前进速度可以通过操作所述第二离合器、所述第三离合器和所述第三制动器而实现；第六前进速度可以通过操作所述第二离合器、所述第三离合器和所述第二制动器而实现；第七前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器而实现；第八前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动器而实现；第九前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动器而实现；第十前进速度可以通过操作所述第三离合器、所述第一制动器和所述第二制动器而实现；第十一前进速度可以通过操作所述第三离合器、所述第四离合器和所述第一制动器而实现；并且倒挡速度通过操作所述第四离合器、所述第一制动器和所述第三制动器而实现。

根据本发明的另一个示例性实施方案的一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括输入轴，所述输入轴适合于接收发动机的扭矩；输出轴，所述输出轴适合于输出改变的扭矩；第一复合行星齿轮组，所述第一复合行星齿轮组通过组合第一行星齿轮组和第二行星齿轮组而形成，所述第一复合行星齿轮组中的每一个行星齿轮组都是单小齿轮行星齿轮组；第二复合行星齿轮组，所述第二复合行星齿轮组通过组合第三行星齿轮组和第四行星齿轮组而形成，所述第二复合行星齿轮组中的每一个行星齿轮组都是单小齿轮行星齿轮组；以及摩擦构件，其中所述第一复合行星齿轮组和第二复合行星齿轮组可以包括第一旋转路径，所述第一旋转路径包括第一太阳轮，并且选择性地连接到所述输入轴或者选择性地连接到变速器壳体；第二旋转路径，所述第二旋转路径包括第一行星架和第二内齿圈，并且选择性地连接到所述输入轴或者选择性地连接到所述变速器壳体；第三旋转路径，所述第三旋转路径包括第一内齿圈、第三太阳轮和第四太阳轮；第四旋转路径，所述第四旋转路径包括第二行星架，并且选择性地连接到第三旋转轴；第五旋转路径，所述第五旋转路径包括第二太阳轮，并且直接地连接到所述输入轴；第六旋转路径，所述第六旋转路径包括第三内齿圈，并且选择性地连接到所述变速器壳体；第七旋转路径，所述第七旋转路径包括第三行星架和第四内齿圈，并且直接地连接到所述输出轴以便作为最终输出元件而被操作；以及第八旋转路径，所述第八旋转路径包括第四行星架，并且选择性地连接到所述输入轴；并且其中摩擦构件可以包括第一离合器，所述第一离合器可变地将所述第三旋转路径与第四旋转轴连接；第二离合器，所述第二离合器可变地将所述输入轴与第二旋转轴连接；第三离合器，所述第三离合器可变地将所述输入轴与第八旋转轴连接；第四离合器，所述第四离合器可变地将所述输入轴与第一旋转轴连接；第一制动器，所述第一制动器可变地将所述第二旋转路径与所述变速器壳体连接；第二制动器，所述第二制动器可变地将所述第一旋转路径与所述变速器壳体连接；以及第三制动器，所述第三制动器可变地将所述第六旋转路径与所述变速器壳体连接。

第一前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器而实现；第二前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器而实现；第三前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三制动器而实现；第四前进速度可以通过操作所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器而实现；第五前进速度可以通过操作所述第二离合器、所述第三离合器和所述第三制动器而实现；第六前进速度可以通过操作所述第二离合器、所述第三离合器和所述第二制动器而实现；第七前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器而实现；第八前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动器而实现；第九前进速度可以通过操作所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动器而实现；第十前进速度可以通过操作所述第三离合器、所述第一制动器和所述第二制动器而实现；第十一前进速度可以通过操作所述第三离合器、所述第四离合器和所述第一制动器而实现；并且倒挡速度通过操作所述第四离合器、所述第一制动器和所述第三制动器而实现。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其他特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施方案的齿轮系的示意图。

图2为根据本发明的示例性实施方案的应用于行星齿轮系的每一个换挡速度处的摩擦构件的操作图表。

图3为根据本发明的示例性实施方案的齿轮系的杠杆图。

应当了解，所附附图并不一定是按比例绘制的，其显示了说明本发明基本原理的各种特征的略微简化的表示。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

下面将对本发明的各个实施方案详细地做出说明，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。

对于解释本示例性实施方案并不必要的部件的描述将被略去，并且在本说明书中同样的构成元件由同样的附图标记表示。

在具体描述中，使用序数来区别具有相同术语而不具有特定含义的构成元件。

图1为根据本发明的示例性实施方案的齿轮系的示意图。

参照图1，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系包括设置在同一轴线上的第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4；输入轴IS；输出轴OS；连接第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4的旋转元件的八个旋转路径TM1-TM8；七个摩擦构件C1-C4和B1-B3；以及变速器壳体H。

从输入轴IS输入的旋转速度通过第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4而改变，并经过输出轴OS而输出。

此外，简单行星齿轮组从后部到发动机按照第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4的次序进行设置。

输入轴IS为输入构件，并且来自发动机的曲轴的扭矩通过变扭器而改变，并且被输入到输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，并且传递驱动扭矩，从而通过差动装置(differentialapparatus)使驱动轮运行。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第一太阳轮S1、第一行星架PC1和第一内齿圈R1，第一行星架PC1可旋转地支撑第一小齿轮P1，第一小齿轮P1与第一太阳轮S1外啮合，第一内齿圈R1与第一小齿轮P1内啮合。

第二行星齿轮组PG2是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二内齿圈R2，第二行星架PC2可旋转地支撑第二小齿轮P2，第二小齿轮P2与第二太阳轮S2外啮合，第二内齿圈R2与第二小齿轮P2内啮合。

第三行星齿轮组PG3是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第三太阳轮S3、第三行星架PC3和第三内齿圈R3，第三行星架PC3可旋转地支撑第三小齿轮P3，第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外啮合，第三内齿圈R3与第三小齿轮P3内啮合。

第四行星齿轮组PG4是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第四太阳轮S4、第四行星架PC4和第四内齿圈R4，第四行星架PC4可旋转地支撑第四小齿轮P4，第四小齿轮P4与第四太阳轮S4外啮合，第四内齿圈R4与第四小齿轮P4内啮合。

此外，第一简单行星齿轮组PG1、第二简单行星齿轮组PG2、第三简单行星齿轮组PG3和第四简单行星齿轮组PG4形成两个复合行星齿轮组CPG1和CPG2，将从输入轴传输的扭矩改变为十一个前进速度，并输出这十一个前进速度。

第一复合行星齿轮组CPG1包括第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2，并且第二复合行星齿轮组CPG2包括第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4。

通过将第一行星架PC1直接与第二内齿圈R2连接，使第一复合行星齿轮组CPG1通过五个旋转元件来操作。

通过将第三太阳轮S3直接与第四太阳轮S4连接，并且将第三行星架PC3直接与第四内齿圈R4连接，使第二复合行星齿轮组CPG2通过四个旋转元件来操作。

此外，将第一复合行星齿轮组CPG1的任一个旋转元件直接地连接至第二复合行星齿轮组CPG2的任一个旋转元件，使得形成了8个旋转路径TM1-TM8。

第一旋转路径TM1包括第一太阳轮S1，并且选择性地连接到输入轴IS或者选择性地连接到变速器壳体H。

第二旋转路径TM2包括第一行星架PC1和第二内齿圈R2，并且选择性地连接到输入轴IS或者选择性地连接到变速器壳体H。

第三旋转路径TM3包括第一内齿圈R1、第三太阳轮S3和第四太阳轮S4。

第四旋转路径TM4包括第二行星架PC2，并且选择性地连接到第三旋转路径TM3。

第五旋转路径TM5包括第二太阳轮S2，并且直接地连接到输入轴IS。

第六旋转路径TM6包括第三太阳轮S3，并且选择性地连接到变速器壳体H。

第七旋转路径TM7包括第三行星架PC3和第四内齿圈R4，并且直接地连接到输出轴OS。

第八旋转路径TM8包括第四行星架PC4，并且选择性地连接到输入轴IS。

此外，将摩擦构件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置在旋转路径TM1-TM8选择性地连接到输入轴IS或其他旋转轴的位置处。

此外，将摩擦构件的三个制动器B1、B2和B3设置在旋转路径TM1-TM8选择性地连接到变速器壳体H的位置处。

将第一离合器C1置于第三旋转路径TM3和第四旋转路径TM4之间，并且选择性地连接第三旋转路径TM3和第四旋转路径TM4。

将第二离合器C2置于输入轴IS和第二旋转路径TM2之间，使得第二旋转路径TM2作为选择性输入元件而被操作。

将第三离合器C3置于输入轴IS和第八旋转路径TM8之间，使得第八旋转路径TM8作为选择性输入元件而被操作。

将第四离合器C4置于输入轴IS和第一旋转路径TM1之间，使得第一旋转路径TM1作为选择性输入元件而被操作。

将第一制动器B1置于第二旋转路径TM2和变速器壳体H之间，使得第二旋转路径TM2作为选择性固定元件而被操作。

将第二制动器B2置于第一旋转路径TM1和变速器壳体H之间，使得第一旋转路径TM1作为选择性固定元件而被操作。

将第三制动器B3置于第六旋转路径TM6和变速器壳体H之间，使得第六旋转路径TM6作为选择性固定元件而被操作。

此外，与第一制动器B1平行的单向离合器F1可以设置在第二旋转路径TM2和变速器壳体H之间。

将第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4以及第一制动器B1和第二制动器B2应用于第一复合行星齿轮组CPG1。

因此，通过第一制动器B1、第二制动器B2和第一离合器C1的操作，第一复合行星齿轮组CPG1将输入轴IS的旋转速度改变为六个旋转速度，所述输入轴IS的旋转速度通过一个输入路径IP、第一可变输入路径VIP1和第二可变输入路径VIP2而输入，并且通过一个中间输出路径MOP将六个旋转速度传送至第二复合行星齿轮组CPG2。

此时，六个旋转速度包括两个降低的旋转速度、一个固定旋转速度(旋转速度为0)、一个不变旋转速度(与输入轴IS具有相同的旋转速度)、一个提高的旋转速度以及一个倒退旋转速度。

此外，将第三离合器C3和第三制动器B3应用于第二复合行星齿轮组CPG2。

因此，第二复合行星齿轮组CPG2通过第三制动器B3的操作将旋转速度改变为十一个前进速度和一个倒挡速度，所述旋转速度通过中间输入路径MIP和第三可变输入路径VIP3而输入，并且通过最终输出路径OP将十一个前进速度和一个倒挡速度输出。

包括第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4以及第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3的摩擦元件是通过液压操作的传统湿式多盘摩擦元件。

图2为根据本发明的示例性实施方案的应用于行星齿轮系的每一个换挡速度处的摩擦构件的操作图表。

如图2所示，根据本发明的示例性实施方案，在每一个换挡速度处操作三个摩擦构件。

通过操作第一离合器C1、第一制动器B1和第三制动器B3实现第一前进速度D1。

通过操作第一离合器C1、第二制动器B2和第三制动器B3实现第二前进速度D2。

通过操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三制动器B3实现第三前进速度D3。

通过操作第二离合器C2、第二制动器B2和第三制动器B3实现第四前进速度D4。

通过操作第二离合器C2、第三离合器C3和第三制动器B3实现第五前进速度D5。

通过操作第二离合器C2、第三离合器C3和第二制动器B2实现第六前进速度D6。

通过操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3实现第七前进速度D7。

通过操作第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2实现第八前进速度D8。

通过操作第一离合器C1、第三离合器C3和第一制动器B1实现第九前进速度D9。

通过操作第三离合器C3、第一制动器B1和第二制动器B2实现第十前进速度D10。

通过操作第三离合器C3、第四离合器C4和第一制动器B1实现第十一前进速度D11。

通过操作第四离合器C4、第一制动器B1和第三制动器B3实现倒挡速度REV。

需要解释的是，虽然第一离合器C1以及第一制动器B1和第三制动器B3在第一前进速度D1处进行操作，但是单向离合器F1而非第一制动器B1可在正常驱动条件下进行操作。

图3为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的杠杆图。在图3中，通过杠杆分析方法说明根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的换挡过程。

参考图3，较低水平线代表旋转速度为“0”，并且较高水平线代表旋转速度为“1.0”，也就是说，其旋转速度与输入轴IS的旋转速度是相同的。

第一复合行星齿轮组CPG1的四条竖直线从左至右依次地代表第一旋转路径TM1、第二旋转路径TM2、第三旋转路径TM3或第四旋转路径TM4，以及第五旋转路径TM5。

在此，第一旋转路径TM1、第二旋转路径TM2、第三旋转路径TM3或第四旋转路径TM4，以及第五旋转路径TM5之间的距离根据第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的传动比(太阳轮的齿数/内齿圈的齿数)来设定。

由于在操作第一离合器C1时作为一个旋转路径操作第三旋转路径TM3和第四旋转路径TM4，因此将第三旋转路径TM3和第四旋转路径TM4设置在一条竖直线上。

第二复合行星齿轮组CPG2的四条竖直线从左至右依次地代表第六旋转路径TM6、第七旋转路径TM7、第八旋转路径TM8和第三旋转路径TM3。

在此，在第六旋转路径TM6、第七旋转路径TM7、第八旋转路径TM8和第三旋转路径TM3之间的距离根据第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4的传动比(太阳轮的齿数/内齿圈的齿数)进行设定。

参考图2和图3，下面将描述在根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系中的每一个换挡速度的换挡过程。

[第一前进速度]

参考图2，第一离合器C1以及第一制动器B1和第三制动器B3在第一前进速度D1处进行操作。

如图3所示，在将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5的状态下，通过第一制动器B1的操作将第二旋转路径TM2作为固定元件来操作。

因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转路径形成第一降低的速度线T1，并且通过第三旋转路径TM3输出第一降低的旋转速度。

在将第三旋转路径TM3的第一降低的旋转速度输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，通过第三制动器B3的操作将第六旋转路径TM6作为固定元件来操作。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成了第一换挡线SP1。

因此，第一换挡线SP1穿过第七旋转路径TM7的竖直线，使得第一前进速度D1输出，其中第七旋转路径TM7为输出元件。

此外，通过第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的操作输出第一前进速度D1。

[第二前进速度]

松开在第一前进速度D1处操作的第一制动器B1，并在第二前进速度D2处操作第二制动器B2。

如图3所示，在将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5的状态下，通过第二制动器B2的操作将第一旋转路径TM1作为固定元件来操作。

因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转路径形成第二降低的速度线T2，并且通过第三旋转路径TM3输出第二降低的旋转速度。

在将第三旋转路径TM3的第二降低的旋转速度输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，通过第三制动器B3的操作将第六旋转路径TM6作为固定元件来操作。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成了第二换挡线SP2。

因此，第二换挡线SP2穿过第七旋转路径TM7的竖直线，使得第二前进速度D2输出，其中第七旋转路径TM7为输出元件。

此外，通过第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4的操作输出第二前进速度D2。

[第三前进速度]

松开在第二前进速度D2处操作的第二制动器B2，并在第三前进速度D3处操作第二离合器C2。

在将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5的状态下，通过第二离合器C2的操作也将输入轴IS的旋转速度输入到第二旋转路径TM2。因此，第一复合行星齿轮组CPG1变为直接连接状态，并且第一复合行星齿轮组CPG1的旋转路径形成了直接连接速度线T3，以便通过第三旋转路径TM3输出与输入轴IS的旋转速度相同的旋转速度。

在通过第三旋转路径TM3将与输入轴IS的旋转速度相同的旋转速度输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，通过第三制动器B3的操作将第六旋转路径TM6作为固定元件来操作。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成了第三换挡线SP3。

因此，第三换挡线SP3穿过第七旋转路径TM7的竖直线，使得第三前进速度D3输出，其中第七旋转路径TM7为输出元件。

此外，通过第三行星齿轮组PG3的操作输出第三前进速度D3。

[第四前进速度]

松开在第三前进速度D3处操作的第一离合器C1，并在第四前进速度D4处操作第二制动器B2。

在将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5的状态下，通过第二离合器C2的操作将输入轴IS的旋转速度输入到第二旋转路径TM2。

然而，在松开第一离合器C1并且通过第二制动器B2的操作将第一旋转路径TM1作为固定元件来操作的状态下，将输入轴IS的旋转速度输入到第二旋转路径TM2。因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转路径形成了提高的速度线T4，并且通过第三旋转路径TM3输出提高的旋转速度。

在通过第三旋转路径TM3将提高的旋转速度输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，通过第三制动器B3的操作将第六旋转路径TM6作为固定元件来操作。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成了第四换挡线SP4。

因此，第四换挡线SP4穿过第七旋转路径TM7的竖直线，使得第四前进速度D4输出，其中第七旋转路径TM7为输出元件。

此外，通过第一行星齿轮组PG1和第三行星齿轮组PG3的操作输出第四前进速度D4。

[第五前进速度]

松开在第四前进速度D4处操作的第二制动器B2，并在第五前进速度D5处操作第三离合器C3。

在将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5的状态下，通过第二离合器C2的操作也将输入轴IS的旋转速度输入到第二旋转路径TM2。

然而，由于没有操作例如第一制动器B1和第二制动器B2的相关摩擦元件，第一复合行星齿轮组CPG1对换挡没有任何影响。

在输入轴IS的旋转速度通过第三离合器C3的操作而被输入到第八旋转路径TM8的状态下，第六旋转路径TM6通过第二复合行星齿轮组CPG2中的第三制动器B3的操作而作为固定元件进行操作。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成了第五换挡线SP5。

因此，第五换挡线SP5穿过第七旋转路径TM7的竖直线，使得第五前进速度D5输出，其中第七旋转路径TM7为输出元件。

此外，通过第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4的操作输出第五前进速度D5。

[第六前进速度]

松开在第五前进速度D5处操作的第三制动器B3，并在第六前进速度D6处操作第二制动器B2。

在将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5的状态下，通过第二离合器C2的操作也将输入轴IS的旋转速度输入到第二旋转路径TM2。

由于在松开第一离合器C1的状态下将输入轴IS的旋转速度输入到第二旋转路径TM2并且通过第二制动器B2的操作将第一旋转路径TM1作为固定元件进行操作，因此第一复合行星齿轮组CPG1的旋转路径形成了提高的速度线T4，并且通过第三旋转路径TM3输出提高的旋转速度。

在通过第三旋转路径TM3将提高的旋转速度输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，通过第三离合器C3的操作将输入轴IS的旋转速度输入到第八旋转路径TM8。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成了第六换挡线SP6。

因此，第六换挡线SP6穿过第七旋转路径TM7的竖直线，使得第六前进速度D6输出，其中第七旋转路径TM7为输出元件。

此外，通过第一行星齿轮组PG1和第四行星齿轮组PG4的操作输出第六前进速度D6。

[第七前进速度]

松开在第六前进速度处D6操作的第二制动器B2，并在第七前进速度D7处操作第一离合器C1。

在将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5的状态下，通过第二离合器C2的操作将输入轴IS的旋转速度输入到第二旋转路径TM2。因此，第一复合行星齿轮组CPG1变为直接连接状态，并且第一复合行星齿轮组CPG1的旋转路径形成了直接连接速度线T3，以便通过第三旋转路径TM3输出与输入轴IS的旋转速度相同的旋转速度。

在通过第三旋转路径TM3将与输入轴IS的旋转速度相同的旋转速度输入到第二复合行星齿轮组CPG2的状态下，通过第三离合器C3的操作将输入轴IS的旋转速度输入到第八旋转路径TM8。因此，第二复合行星齿轮组CPG2变为直接连接状态，并且第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成第七换挡线SP7，使得与输入轴IS的旋转速度相同的第七前进速度D7被输出。

此外，第一复合行星齿轮组CPG1和第二复合行星齿轮组CPG2在第七前进速度D7处将发动机的旋转速度传送至输出轴OS。

[第八前进速度]

松开在第七前进速度D7处操作的第二离合器C2，并在第八前进速度D8处操作第二制动器B2。

如图3所示，在将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5的状态下，通过第二制动器B2的操作将第一旋转路径TM1作为固定元件来操作。

因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转路径形成第二降低的速度线T2，并且通过第三旋转路径TM3输出第二降低的旋转速度。

在通过第三旋转路径TM3输入第二降低的旋转速度的状态下，通过第三离合器C3的操作将输入轴IS的旋转速度输入到第八旋转路径TM8。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成了第八换挡线SP8。

因此，第八换挡线SP8穿过第七旋转路径TM7的竖直线，使得第八前进速度D8输出，其中第七旋转路径TM7为输出元件。

此外，通过第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第四行星齿轮组PG4的操作输出第八前进速度D8。

[第九前进速度]

松开在第八前进速度D8处操作的第二制动器B2，并在第九前进速度D9处操作第一制动器B1。

如图3所示，在将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5的状态下，通过第一制动器B1的操作将第二旋转路径TM2作为固定元件来操作。

因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转路径形成第一降低的速度线T1，并且通过第三旋转路径TM3输出第一降低的旋转速度。

在通过第三旋转路径TM3输入第一降低的旋转速度的状态下，通过第三离合器C3的操作将输入轴IS的旋转速度输入到第八旋转路径TM8。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成了第九换挡线SP9。

因此，第九换挡线SP9穿过第七旋转路径TM7的竖直线，使得第九前进速度D9被输出，其中第七旋转路径TM7为输出元件。

此外，通过第二行星齿轮组PG2和第四行星齿轮组PG4的操作输出第九前进速度D9。

[第十前进速度]

松开在第九前进速度D9处操作的第一离合器C1，并在第十前进速度D10处操作第二制动器B2。

在将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5的情况下，通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作固定第三旋转路径TM3。

在将输入轴IS的旋转速度输入到第八旋转路径TM8的状态下，固定第三旋转路径TM3。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成了第十换挡线SP10。

因此，第十换挡线SP10穿过第七旋转路径TM7的竖直线，使得输出第十前进速度D10，其中第七旋转路径TM7为输出元件。

此外，通过第四行星齿轮组PG4的操作输出第十前进速度D10。

[第十一前进速度]

松开在第十前进速度D10处操作的第二制动器B2，并在第十一前进速度D11处操作第四离合器C4。

如图3所示，尽管将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5，但它对换挡没有任何影响。

在通过第四离合器C4将输入轴IS的旋转速度输入到第一旋转路径TM1的状态下，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转路径通过第一制动器B1的操作形成了反向速度线T5。因此，通过第三旋转路径TM3将反向旋转速度输出。

在通过第三旋转路径TM3输入反向旋转速度的状态下，通过第三离合器C3的操作将输入轴IS的旋转速度输入到第八旋转路径TM8。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成了第十一换挡线SP11。

因此，第十一换挡线SP11穿过第七旋转路径TM7的竖直线，使得输出第十一前进速度D11，其中第七旋转路径TM7为输出元件。

此外，通过第一行星齿轮组PG1和第四行星齿轮组PG4的操作输出第十一前进速度D11。

[倒挡速度]

在倒挡速度REV处操作第四离合器C4以及第一制动器B1和第三制动器B3。

如图3所示，尽管将输入轴IS的旋转速度输入到第一复合行星齿轮组CPG1的第五旋转路径TM5，但它对换挡没有任何影响。

在通过第四离合器C4的操作将输入轴IS的旋转速度输入到第一旋转路径TM1的状态下，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转路径通过第一制动器B1的操作形成了反向速度线T5。因此，通过第三旋转路径TM3将反向旋转速度输出。

在通过第三旋转路径TM3输入反向旋转速度的状态下，通过第三制动器B3的操作将第六旋转路径TM6作为固定元件进行操作。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转路径形成了倒挡换挡线SR。

因此，倒挡换挡线SR穿过第七旋转路径TM7的竖直线，使得倒挡速度REV输出，其中第七旋转路径TM7为输出元件。

此外，通过第一行星齿轮组PG1和第三行星齿轮组PG3的操作输出倒挡速度REV。

根据本发明的示例性实施方案，由于将四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4组合成两个复合行星齿轮组CPG1和CPG2，并且由四个离合器C1、C2、C3和C4以及三个制动器B1、B2和B3控制，因此可以实现十一个前进速度和一个倒挡速度。

因此，根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系可以通过实现自动变速器的多个换挡速度来提高动力输送效率并降低燃料消耗。

由于在每个换挡速度处操作三个摩擦构件，能够使不操作的摩擦构件的数量最小化，并且可以降低摩擦阻力损失。因此，可以进一步地提高动力输送效率和燃料经济性。

此外，在根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系中，在每个换挡速度处操作的行星齿轮组的数量是不同的。

也就是说，通过操作第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3实现第一前进速度D1；通过操作第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3实现第二前进速度D2；通过操作第三行星齿轮组PG3实现第三前进速度D3；通过操作第一行星齿轮组PG1和第三行星齿轮组PG3实现第四前进速度D4；通过操作第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4实现第五前进速度D5；通过操作第一行星齿轮组PG1和第四行星齿轮组PG4实现第六前进速度D6；通过操作第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4实现第七前进速度D7；通过操作第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第四行星齿轮组PG4实现第八前进速度D8；通过操作第二行星齿轮组PG2和第四行星齿轮组PG4实现第九前进速度D9；通过操作第四行星齿轮组PG4实现第十前进速度D10；通过操作第一行星齿轮组PG1和第四行星齿轮组PG4实现第十一前进速度D11；通过操作第一行星齿轮组PG1和第三行星齿轮组PG3实现倒挡速度REV。

也就是说，在每个换挡速度处操作的行星齿轮组的数量被最小化，并且动力损失可以被最小化。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (7)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，所述输入轴适合于接收发动机的扭矩；

输出轴，所述输出轴适合于输出改变的扭矩；

第一复合行星齿轮组，所述第一复合行星齿轮组通过组合第一行星齿轮组和第二行星齿轮组而具有五个旋转元件，并且适合于将通过一个输入路径和两个可变输入路径所输入的输入轴的旋转速度变成六个旋转速度，并且适合于输出所述六个旋转速度；

第二复合行星齿轮组，所述第二复合行星齿轮组通过组合第三行星齿轮组和第四行星齿轮组而具有四个旋转元件，所述四个旋转元件包括直接地连接到所述第一复合行星齿轮组的任何一个旋转元件的旋转元件，并且所述第二复合行星齿轮组适合于将从所述第一复合行星齿轮组输入的旋转速度和通过一个可变输入路径输入的所述输入轴的旋转速度变成十一个前进速度和一个倒挡速度，并最终输出十一个前进速度和一个倒挡速度；

八个旋转路径，所述八个旋转路径具有彼此连接的两个旋转元件或者具有所述第一复合行星齿轮组和所述第二复合行星齿轮组的旋转元件之中的一个旋转元件；以及

七个摩擦构件，所述七个摩擦构件包括四个离合器和三个制动器，所述四个离合器位于旋转路径之间或位于选定的旋转路径和输入轴之间，所述三个制动器将选定的旋转路径可变地连接到变速器壳体。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，

其中，所述第一复合行星齿轮组通过组合所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组而形成，所述第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括作为其旋转元件的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括作为其旋转元件的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，

所述第二复合行星齿轮组通过组合所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组而形成，所述第三行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括作为其旋转元件的第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，所述第四行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括作为其旋转元件的第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，所述八个旋转路径包括：

第一旋转路径，所述第一旋转路径包括所述第一太阳轮，并且选择性地连接到所述输入轴或者选择性地连接到所述变速器壳体；

第二旋转路径，所述第二旋转路径包括所述第一行星架和所述第二内齿圈，并且选择性地连接到所述输入轴或者选择性地连接到所述变速器壳体；

第三旋转路径，所述第三旋转路径包括所述第一内齿圈、所述第三太阳轮和所述第四太阳轮；

第四旋转路径，所述第四旋转路径包括所述第二行星架，并且选择性地连接到第三旋转轴；

第五旋转路径，所述第五旋转路径包括所述第二太阳轮，并且直接地连接到所述输入轴；

第六旋转路径，所述第六旋转路径包括所述第三内齿圈，并且选择性地连接到所述变速器壳体；

第七旋转路径，所述第七旋转路径包括所述第三行星架和所述第四内齿圈，并且直接地连接到所述输出轴以便作为最终输出元件而被操作；以及

第八旋转路径，所述第八旋转路径包括所述第四行星架，并且选择性地连接到所述输入轴。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，所述七个摩擦构件包括：

第一离合器，所述第一离合器选择性地将所述第三旋转路径与第四旋转轴连接；

第二离合器，所述第二离合器选择性地将所述输入轴与第二旋转轴连接；

第三离合器，所述第三离合器选择性地将所述输入轴与第八旋转轴连接；

第四离合器，所述第四离合器选择性地将所述输入轴与第一旋转轴连接；

第一制动器，所述第一制动器选择性地将所述第二旋转路径与所述变速器壳体连接；

第二制动器，所述第二制动器选择性地将所述第一旋转路径与所述变速器壳体连接；以及

第三制动器，所述第三制动器选择性地将所述第六旋转路径与所述变速器壳体连接。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，

其中，第一前进速度通过操作所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器而实现，

第二前进速度通过操作所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器而实现，

第三前进速度通过操作所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三制动器而实现，

第四前进速度通过操作所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器而实现，

第五前进速度通过操作所述第二离合器、所述第三离合器和所述第三制动器而实现，

第六前进速度通过操作所述第二离合器、所述第三离合器和所述第二制动器而实现，

第七前进速度通过操作所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器而实现，

第八前进速度通过操作所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动器而实现，

第九前进速度通过操作所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动器而实现；

第十前进速度通过操作所述第三离合器、所述第一制动器和所述第二制动器而实现；

第十一前进速度通过操作所述第三离合器、所述第四离合器和所述第一制动器而实现，

倒挡速度通过操作所述第四离合器、所述第一制动器和所述第三制动器而实现。

6.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，所述输入轴适合于接收发动机的扭矩；

输出轴，所述输出轴适合于输出改变的扭矩；

第一复合行星齿轮组，所述第一复合行星齿轮组通过组合第一行星齿轮组和第二行星齿轮组而形成，所述第一复合行星齿轮组中的每一个行星齿轮组都是单小齿轮行星齿轮组；

第二复合行星齿轮组，所述第二复合行星齿轮组通过组合第三行星齿轮组和第四行星齿轮组而形成，所述第二复合行星齿轮组中的每一个行星齿轮组都是单小齿轮行星齿轮组；以及

摩擦构件，

其中，所述第一复合行星齿轮组和第二复合行星齿轮组包括：

第一旋转路径，所述第一旋转路径包括第一太阳轮，并且选择性地连接到所述输入轴或者选择性地连接到变速器壳体，

第二旋转路径，所述第二旋转路径包括第一行星架和第二内齿圈，并且选择性地连接到所述输入轴或者选择性地连接到所述变速器壳体，

第三旋转路径，所述第三旋转路径包括第一内齿圈、第三太阳轮和第四太阳轮，

第四旋转路径，所述第四旋转路径包括第二行星架，并且选择性地连接到第三旋转轴，

第五旋转路径，所述第五旋转路径包括第二太阳轮，并且直接地连接到所述输入轴，

第六旋转路径，所述第六旋转路径包括第三内齿圈，并且选择性地连接到所述变速器壳体，

第七旋转路径，所述第七旋转路径包括第三行星架和第四内齿圈，并且直接地连接到所述输出轴以便作为最终输出元件而被操作；以及

第八旋转路径，所述第八旋转路径包括第四行星架，并且选择性地连接到所述输入轴，并且

所述摩擦构件包括：

第一离合器，所述第一离合器选择性地将所述第三旋转路径与第四旋转轴连接，

第二离合器，所述第二离合器选择性地将所述输入轴与第二旋转轴连接，

第三离合器，所述第三离合器选择性地将所述输入轴与第八旋转轴连接，

第四离合器，所述第四离合器选择性地将所述输入轴与第一旋转轴连接，

第一制动器，所述第一制动器选择性地将所述第二旋转路径与所述变速器壳体连接；

第二制动器，所述第二制动器选择性地将所述第一旋转路径与所述变速器壳体连接；以及

第三制动器，所述第三制动器选择性地将所述第六旋转路径与所述变速器壳体连接。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，

其中，第一前进速度通过操作所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器而实现，

第二前进速度通过操作所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器而实现，

第三前进速度通过操作所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三制动器而实现，

第四前进速度通过操作所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器而实现，

第五前进速度通过操作所述第二离合器、所述第三离合器和所述第三制动器而实现，

第六前进速度通过操作所述第二离合器、所述第三离合器和所述第二制动器而实现，

第七前进速度通过操作所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器而实现，

第八前进速度通过操作所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动器而实现，

第九前进速度通过操作所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动器而实现，

第十前进速度通过操作所述第三离合器、所述第一制动器和所述第二制动器而实现；

第十一前进速度通过操作所述第三离合器、所述第四离合器和所述第一制动器而实现，

倒挡速度通过操作所述第四离合器、所述第一制动器和所述第三制动器而实现。