CN103851137B - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其可以包括：第一轴；第二平行轴；第一行星齿轮组在第一轴上并且包括选择性地连接到第一轴的第一元件，选择性地连接到第一轴或变速器壳体的第二元件以及第三输出元件；第二行星齿轮组在第二轴上并且包括选择性地连接到第一轴、连接到第一元件并且选择性地连接到变速器壳体的第四元件，连接到第三元件并且直接连接到输出齿轮的第五元件，以及选择性地连接到第一轴的第六元件；四个传动齿轮；以及摩擦元件，包括选择性地连接第一元件、第二元件、第四元件和第六元件与第一轴的离合器以及选择性地连接第二元件和第四元件与变速器壳体的制动器。

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11月28日提交的韩国专利申请第10-2013-0136460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，其可以提高安装性能和动力传递性能并降低燃料消耗。
背景技术
通常，行星齿轮系通过组合多个行星齿轮组和摩擦构件来实现。众所周知，当行星齿轮系所实现的换挡速度的数目较大时，就能够对该行星齿轮系的速度比进行更为优化的设计，并因此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。
如果换挡速度的数目增加，在自动变速器中的零件的数目也增加。因此，安装性能、成本、重量和动力传递效率可能会变差。
具体地，由于具有许多零件的行星齿轮系难以安装在前轮驱动车辆中，已经开展了对于使零件的数目最小化的研究。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，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
本发明的各个方面提供用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，由于通过在第一轴和平行布置的第二轴上单独布置两个行星齿轮组并通过多个外啮合齿轮连接行星齿轮组的旋转元件实现八个前进速度和两个倒挡速度，因此本发明的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，通过缩短其长度并减少零件数目而具有提高安装性能的优点。
另外，本发明致力于提供用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其还具有下列优点，由于通过使用多个外啮合齿轮改变传动比的简易性，使得能够设定最优传动比，并因此提高动力传递性能和燃料经济性。
根据本发明的一个方面的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：第一轴，其接收发动机的扭矩；第二轴，以预先确定的距离与第一轴平行布置；第一行星齿轮组，布置在第一轴上，并且包括选择性的连接到第一轴的第一旋转元件、选择性地连接到第一轴或变速器壳体的第二旋转元件以及作为输出元件操作的第三旋转元件；第二行星齿轮组，布置在第二轴上，并且包括通过外啮合齿轮选择性地连接到第一轴、通过外啮合齿轮连接到第一旋转元件、并且选择性地连接到变速器壳体的第四旋转元件，通过外啮合齿轮连接到第三旋转元件并且直接连接到输出齿轮的第五旋转元件，以及通过外啮合齿轮选择性地连接到第一轴的第六旋转元件；四个传动齿轮，将第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件与第一轴、第一旋转元件和第三旋转元件连接；以及摩擦元件，包括将第一旋转元件、第二旋转元件、第四旋转元件和第六旋转元件与第一轴选择性地连接的离合器以及将第二旋转元件和第四旋转元件与变速器壳体选择性地连接的制动器。
第一行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，包括为第一旋转元件的第一太阳轮、为第二旋转元件的第一行星架以及为第三旋转元件的第一内齿圈，并且第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，包括为第四旋转元件的第二太阳轮、为第五旋转元件的第二行星架以及为第六旋转元件的第二内齿圈。
四个传动齿轮可以包括：第一传动齿轮，将第一旋转元件与第四旋转元件连接；第二传动齿轮，将第三旋转元件与第五旋转元件连接；第三传动齿轮，将第一轴与第四旋转元件连接；以及第四传动齿轮，将第一轴与第六旋转元件连接。
摩擦元件可以包括：第一离合器，布置在第四传动齿轮和第六旋转元件之间；第二离合器，布置在第三传动齿轮和第四旋转元件之间；第三离合器，布置在第一轴和第一旋转元件之间；第四离合器，布置在第一轴和第二旋转元件之间；第一制动器，布置在第二旋转元件和变速器壳体之间；以及第二制动器，布置在第四旋转元件和变速器壳体之间。
第一离合器和第一制动器可以在第一前进速度处操作，第一离合器和第二制动器可以在第二前进速度处操作，第一离合器和第二离合器可以在第三前进速度处操作，第一离合器和第三离合器可以在第四前进速度处操作，第一离合器和第四离合器可以在第五前进速度处操作，第三离合器和第四离合器可以在第六前进速度处操作，第二离合器和第四离合器可以在第七前进速度处操作，第四离合器和第二制动器可以在第八前进速度处操作，第二离合器和第一制动器可以在第一倒挡速度处操作，以及第三离合器和第一制动器可以在第二倒挡速度处操作。
摩擦元件可以包括：第一离合器，布置在第一轴和第四传动齿轮之间；第二离合器，布置在第三传动齿轮和第四旋转元件之间；第三离合器，布置在第一轴和第一旋转元件之间；第四离合器，布置在第一轴和第二旋转元件之间；第一制动器，布置在第二旋转元件和变速器壳体之间；以及第二制动器，布置在第四旋转元件和变速器壳体之间。
摩擦元件可以包括：第一离合器，布置在第四传动齿轮和第六旋转元件之间；第二离合器，布置在第一轴和第三传动齿轮之间；第三离合器，布置在第一轴和第一旋转元件之间；第四离合器，布置在第一轴和第二旋转元件之间；第一制动器，布置在第二旋转元件和变速器壳体之间；以及第二制动器，布置在第四旋转元件和变速器壳体之间。
摩擦元件可以包括：第一离合器，布置在第四传动齿轮和第六旋转元件之间；第二离合器，布置在第三传动齿轮和第四旋转元件之间；第三离合器，布置在第一轴和第一旋转元件之间；第四离合器，布置在第一轴和第二旋转元件之间；第一制动器，布置在第二旋转元件和变速器壳体之间；以及第二制动器，布置在第一旋转元件和变速器壳体之间。
第一行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组，包括为第一旋转元件的第一太阳轮、为第二旋转元件的第一内齿圈以及为第三旋转元件的第一行星架，并且第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，包括为第四旋转元件的第二太阳轮、为第五旋转元件的第二行星架以及为第六旋转元件的第二内齿圈。
根据本发明的另一个方面的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：第一轴，其接收发动机的扭矩；第二轴，以预先确定的距离与第一轴平行布置；第一行星齿轮组，布置在第一轴上，并且包括选择性地连接到第一轴的第一旋转元件，选择性地连接到第一轴或变速器壳体的第二旋转元件以及第三旋转元件；第二行星齿轮组，布置在第二轴上，并且包括选择性地连接到第一轴、连接到第一旋转元件并且选择性地连接到变速器壳体的第四旋转元件，连接到第三旋转元件并且直接连接到输出齿轮的第五旋转元件，以及选择性地连接到第一轴的第六旋转元件；第一传动齿轮，将第一旋转元件与第四旋转元件连接；第二传动齿轮，将第三旋转元件与第五旋转元件连接；第三传动齿轮，将第一轴与第四旋转元件连接；第四传动齿轮，将第一轴与第六旋转元件连接；以及摩擦元件，包括选择性地连接第一旋转元件、第二旋转元件、第四旋转元件和第六旋转元件与第一轴的离合器以及选择性地连接第二旋转元件和第四旋转元件与变速器壳体的制动器。
第一行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，包括为第一旋转元件的第一太阳轮、为第二旋转元件的第一行星架以及为第三旋转元件的第一内齿圈，并且第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，包括为第四旋转元件的第二太阳轮、为第五旋转元件的第二行星架以及为第六旋转元件的第二内齿圈。
摩擦元件可以包括：第一离合器，布置在第四传动齿轮和第六旋转元件之间；第二离合器，布置在第三传动齿轮和第四旋转元件之间；第三离合器，布置在第一轴和第一旋转元件之间；第四离合器，布置在第一轴和第二旋转元件之间；第一制动器，布置在第二旋转元件和变速器壳体之间；以及第二制动器，布置在第四旋转元件和变速器壳体之间。
摩擦元件可以包括：第一离合器，布置在第一轴和第四传动齿轮之间；第二离合器，布置在第三传动齿轮和第四旋转元件之间；第三离合器，布置在第一轴和第一旋转元件之间；第四离合器，布置在第一轴和第二旋转元件之间；第一制动器，布置在第二旋转元件和变速器壳体之间；以及第二制动器，布置在第四旋转元件和变速器壳体之间。
摩擦元件可以包括：第一离合器，布置在第四传动齿轮和第六旋转元件之间；第二离合器，布置在第一轴和第三传动齿轮之间；第三离合器，布置在第一轴和第一旋转元件之间；第四离合器，布置在第一轴和第二旋转元件之间；第一制动器，布置在第二旋转元件和变速器壳体之间；以及第二制动器，布置在第四旋转元件和变速器壳体之间。
摩擦元件可以包括：第一离合器，布置在第四传动齿轮和第六旋转元件之间；第二离合器，布置在第三传动齿轮和第四旋转元件之间；第三离合器，布置在第一轴和第一旋转元件之间；第四离合器，布置在第一轴和第二旋转元件之间；第一制动器，布置在第二旋转元件和变速器壳体之间；以及第二制动器，布置在第一旋转元件和变速器壳体之间。
第一行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组，包括为第一旋转元件的第一太阳轮、为第二旋转元件的第一内齿圈以及为第三旋转元件的第一行星架，并且第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，包括为第四旋转元件的第二太阳轮、为第五旋转元件的第二行星架以及为第六旋转元件的第二内齿圈。
本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。
图2为应用于根据图1的行星齿轮系的行星齿轮系的每一个换挡速度处的摩擦元件的操作图表。
图3为根据图1的行星齿轮系的行星齿轮系的杠杆图。
图4为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。
图5为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。
图6为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。
图7为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明将与示例性实施方案相组合进行描述，但是应当了解，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替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
对于解释示出的实施方案并不必要的零件的描述将被略去，并且在本说明书中同样的组成元件由同样的附图标记表示。
在具体描述中，使用序数区别具有相同术语的组成元件，并且序数不具有特定含义。
图1为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。
参考图1，根据的行星齿轮系包括布置在第一轴IS1上的第一行星齿轮组PG1，布置在与第一轴IS1平行布置的第二轴IS2上的第二行星齿轮组PG2，四个传动齿轮TF1、TF2、TF3和TF4，以及由四个离合器C1、C2、C3和C4与两个制动器B1和B2组成的摩擦元件。
因此，从第一轴IS1输入的扭矩通过第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作被转换成八个前进速度和两个倒挡速度，之后通过输出齿轮OG输出。
第一轴IS1为输入构件，并且来自发动机的曲轴的扭矩通过扭矩变换器而改变，并且被输入到第一轴IS1。
第二轴IS2支撑第二行星齿轮组PG2而其间没有旋转干扰。
第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组并且包括第一太阳轮S1、第一行星架PC1和第一内齿圈R1，其中，第一太阳轮S1是第一旋转元件N1，第一行星架PC1旋转支撑与第一太阳轮S1外啮合的第一小齿轮P1并且是第二旋转元件N2，第一内齿圈R1与第一小齿轮P1内啮合并且是第三旋转元件N3。
第二行星齿轮组PG2是单小齿轮行星齿轮组并且包括第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二内齿圈R2，其中，第二太阳轮S2是第四旋转元件N4，第二行星架PC2旋转支撑与第二太阳轮S2外啮合的第二小齿轮P2并且是第五旋转元件N5，第二内齿圈R2与第二小齿轮P2内啮合并且是第六旋转元件N6。
第一行星齿轮组PG1的两个旋转元件选择性地连接到第一轴IS1，第二行星齿轮组PG2的三个旋转元件通过第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2、第三传动齿轮TF3和第四传动齿轮TF4连接到第一轴IS1和第一行星齿轮组PG1的两个旋转元件，并且第二行星齿轮组PG2的任何一个旋转元件直接连接到输出齿轮OG。
输出齿轮OG通过末端减速齿轮和差动装置来驱动包括驱动轮的驱动轴。
第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2、第三传动齿轮TF3和第四传动齿轮TF4分别具有彼此外啮合的第一传动驱动齿轮TF1a和第一传动从动齿轮TF1b、第二传动驱动齿轮TF2a和第二传动从动齿轮TF2b、第三传动驱动齿轮TF3a和第三传动从动齿轮TF3b、第四传动驱动齿轮TF4a和第四传动从动齿轮TF4b。
第一传动齿轮TF1连接第一旋转元件N1与第四旋转元件N4。
第二传动齿轮TF2连接第三旋转元件N3与第五旋转元件N5。
第三传动齿轮TF3连接第一轴IS1与第四旋转元件N4。
第四传动齿轮TF4连接第一轴IS1与第六旋转元件N6。
因此，通过第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2、第三传动齿轮TF3和第四传动齿轮TF4而彼此连接的旋转元件(包括第一轴IS1)根据通过第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2、第三传动齿轮TF3和第四传动齿轮TF4的传动比而彼此在相反的方向上旋转。
另外，选择性地连接所选择的旋转元件(包括第一轴IS1)的四个离合器C1、C2、C3和C4，以及选择性地将所选择的旋转元件连接到变速器壳体H的两个制动器B1和B2，如下布置。
第一离合器C1布置在第四传动齿轮TF4和第六旋转元件N6之间。
第二离合器C2布置在第三传动齿轮TF3和第四旋转元件N4之间。
第三离合器C3布置在第一轴IS1和第一旋转元件N1之间。
第四离合器C4布置在第一轴IS1和第二旋转元件N2之间。
第一制动器B1布置在第二旋转元件N2和变速器壳体H之间。
第二制动器B2布置在第四旋转元件N4和变速器壳体H之间。
由第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器以及第一制动器B1和第二制动器B2组成的摩擦元件，是通过液压操作的湿式常规多碟摩擦元件。
图2为应用于图1的行星齿轮系的每一个换挡速度处的摩擦元件的操作图表。
如图2所示，在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中在每一个换挡速度处操作两个摩擦元件。
第一离合器C1和第一制动器B1在第一前进速度1ST处操作。
第一离合器C1和第二制动器B2在第二前进速度2ND处操作。
第一离合器C1和第二离合器C2在第三前进速度3RD处操作。
第一离合器C1和第三离合器C3在第四前进速度4TH处操作。
第一离合器C1和第四离合器C4在第五前进速度5TH处操作。
第三离合器C3和第四离合器C4在第六前进速度6TH处操作。
第二离合器C2和第四离合器C4在第七前进速度7TH处操作。
第四离合器C4和第二制动器B2在第八前进速度8TH处操作。
第二离合器C2和第一制动器B1在第一倒挡速度Rev1处操作。
第三离合器C3和第一制动器B1在第二倒挡速度Rev2处操作。
图3为图1的行星齿轮系的杠杆图并且通过杠杆分析方法示出了行星齿轮系的换挡过程。
参考图3，第一行星齿轮组PG1的三条竖直线从左到右设定为第一旋转元件N1、第二旋转元件N2和第三旋转元件N3，并且第二行星齿轮组PG2的三条竖直线从左到右设定为第四旋转元件N4、第五旋转元件N5和第六旋转元件N6。
中间的水平线表示“0”旋转速度，上面的水平线表示正旋转速度，并且下面的水平线表示负旋转速度。
另外，图3中的“-”指的是旋转元件在与发动机的旋转方向相反的方向上旋转。这是因为，第一轴IS1与第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2通过第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2、第三传动齿轮TF3和第四传动齿轮TF4外啮合而没有空转齿轮。
另外，第一行星齿轮组PG1的竖直线和第二行星齿轮组PG2的竖直线之间的距离根据传动比(太阳轮的齿数/内齿圈的齿数)进行设定。
下文中，将参考图2和图3，详细描述根据图1的行星齿轮系的换挡过程。
第一前进速度
参考图2，第一离合器C1和第一制动器B1在第一前进速度1ST处操作。
如图3所示，第一旋转元件N1通过第一传动齿轮TF1连接到第四旋转元件N4，并且第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第五旋转元件N5。
处于该状态下，第一轴IS1的旋转速度根据第四传动齿轮TF4的传动比而被转换，之后通过第一离合器C1的操作输入到第六旋转元件N6，并且第二旋转元件N2通过第一制动器B1的操作作为固定元件操作。
因此，通过第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作，第一行星齿轮组PG1的旋转元件形成第一速度线T1，并且第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成第一换挡线SP1。因此，D1通过为输出元件的第五旋转元件N5输出。
第二前进速度
在第二前进速度2ND处，松开在第一前进速度1ST处操作的第一制动器B1，并操作第二制动器B2。
如图3所示，第一旋转元件N1通过第一传动齿轮TF1连接到第四旋转元件N4，并且第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第五旋转元件N5。
处于该状态下，第一轴IS1的旋转速度根据第四传动齿轮TF4的传动比而被转换，之后通过第一离合器C1的操作输入到第六旋转元件N6，并且第四旋转元件N4通过第二制动器B2的操作作为固定元件操作。
因此，通过第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作，第一行星齿轮组PG1的旋转元件形成第二速度线T2，并且第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成第二换挡线SP2。因此，D2通过为输出元件的第五旋转元件N5输出。
第三前进速度
在第三前进速度3RD处，松开在第二前进速度2ND处操作的第二制动器B2，并操作第二离合器C2。
如图3所示，第一旋转元件N1通过第一传动齿轮TF1连接到第四旋转元件N4，并且第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第五旋转元件N5。
处于该状态下，第一轴IS1的旋转速度根据第四传动齿轮TF4的传动比进行转换，之后通过第一离合器C1的操作输入到第六旋转元件N6。另外，第一轴IS1的旋转速度根据第三传动齿轮TF3的传动比进行转换，之后通过第二离合器C2的操作输入到第四旋转元件N4。
因此，通过第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作，第一行星齿轮组PG1的旋转元件形成第三速度线T3，并且第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成第三换挡线SP3。因此，D3通过为输出元件的第五旋转元件N5输出。
第四前进速度
在第四前进速度4TH处，松开在第三前进速度3RD处操作的第二离合器C2，并操作第三离合器C3。
如图3所示，第一旋转元件N1通过第一传动齿轮TF1连接到第四旋转元件N4，并且第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第五旋转元件N5。
处于该状态下，第一轴IS1的旋转速度根据第四传动齿轮TF4的传动比进行转换，之后通过第一离合器C1的操作输入到第六旋转元件N6。另外，第一轴IS1的旋转速度通过第三离合器C3的操作直接输入到第一旋转元件N1。
因此，通过第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作，第一行星齿轮组PG1的旋转元件形成第四速度线T4，并且第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成第四换挡线SP4。因此，D4通过为输出元件的第五旋转元件N5输出。
第五前进速度
在第五前进速度5TH处，松开在第四前进速度4TH处操作的第三离合器C3，并操作第四离合器C4。
如图3所示，第一旋转元件N1通过第一传动齿轮TF1连接到第四旋转元件N4，并且第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第五旋转元件N5。
处于该状态下，第一轴IS1的旋转速度根据第四传动齿轮TF4的传动比进行转换，之后通过第一离合器C1的操作输入到第六旋转元件N6。另外，第一轴IS1的旋转速度通过第四离合器C4的操作直接输入到第二旋转元件N2。
因此，通过第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作，第一行星齿轮组PG1的旋转元件形成第五速度线T5，并且第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成第五换挡线SP5。因此，D5通过为输出元件的第五旋转元件N5输出。
第六前进速度
在第六前进速度6TH处，松开在第五前进速度5TH处操作的第一离合器C1，并操作第三离合器C3。
如图3所示，第一旋转元件N1通过第一传动齿轮TF1连接到第四旋转元件N4，并且第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第五旋转元件N5。
处于该状态下，第一轴IS1的旋转速度通过第三离合器C3的操作直接输入到第一旋转元件N1，并且通过第四离合器C4的操作直接输入到第二旋转元件N2。
因此，通过第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作，第一行星齿轮组PG1的旋转元件形成第六速度线T6，并且第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成第六换挡线SP6。因此，D6通过为输出元件的第五旋转元件N5输出。
第七前进速度
在第七前进速度7TH处，松开在第六前进速度6TH处操作的第三离合器C3，并操作第二离合器C2。
如图3所示，第一旋转元件N1通过第一传动齿轮TF1连接到第四旋转元件N4，并且第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第五旋转元件N5。
处于该状态下，第一轴IS1的旋转速度根据第三传动齿轮TF3的传动比进行转换，之后通过第二离合器C2的操作输入到第四旋转元件N4。另外，第一轴IS1的旋转速度通过第四离合器C4的操作直接输入到第二旋转元件N2。
因此，通过第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作，第一行星齿轮组PG1的旋转元件形成第七速度线T7，并且第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成第七换挡线SP7。因此，D7通过为输出元件的第五旋转元件N5输出。
第八前进速度
在第八前进速度8TH处，松开在第七前进速度7TH处操作的第二离合器C2，并操作第二制动器B2。
如图3所示，第一旋转元件N1通过第一传动齿轮TF1连接到第四旋转元件N4，并且第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第五旋转元件N5。
处于该状态下，第一轴IS1的旋转速度通过第四离合器C4的操作直接输入到第二旋转元件N2，并且第四旋转元件N4通过第二制动器B2的操作而作为固定元件操作。
因此，通过第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作，第一行星齿轮组PG1的旋转元件形成第八速度线T8，并且第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成第八换挡线SP8。因此，D8通过为输出元件的第五旋转元件N5输出。
第一倒挡速度
如图2所示，第二离合器C2和第一制动器B1在第一倒挡速度Rev1处操作。
如图3所示，第一旋转元件N1通过第一传动齿轮TF1连接到第四旋转元件N4，并且第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第五旋转元件N5。
处于该状态下，第一轴IS1的旋转速度根据第三传动齿轮TF3的传动比进行转换，之后通过第二离合器C2的操作输入到第四旋转元件N4。另外，第二旋转元件N2通过第一制动器B1的操作作为固定元件操作。
因此，通过第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作，第一行星齿轮组PG1的旋转元件形成第一倒挡速度线Tr1，并且第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成第一倒挡换挡线RS1。因此，REV1通过为输出元件的第五旋转元件N5输出。
第二倒挡速度
如图2所示，第三离合器C3和第一制动器B1在第二倒挡速度Rev2处操作。
如图3所示，第一旋转元件N1通过第一传动齿轮TF1连接到第四旋转元件N4，并且第三旋转元件N3通过第二传动齿轮TF2连接到第五旋转元件N5。
处于该状态下，第一轴IS1的旋转速度通过第三离合器C3的操作直接输入到第一旋转元件N1，并且第二旋转元件N2通过第一制动器B1的操作作为固定元件操作。
因此，通过第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作，第一行星齿轮组PG1的旋转元件形成第二倒挡速度线Tr2，并且第二行星齿轮组PG2的旋转元件形成第二倒挡换挡线RS2。因此，REV2通过为输出元件的第五旋转元件N5输出。
如上所述，图1的行星齿轮系通过将为简单行星齿轮组的两个行星齿轮组PG1和PG2，为外啮合齿轮的四个传动齿轮TF1、TF2、TF3和TF4以及六个摩擦元件C1、C2、C3、C4、B1和B2进行组合，可以实现八个前进速度和两个倒挡速度。
另外，由于通过使用为外啮合齿轮的四个传动齿轮以及行星齿轮组改变传动比的简易性，可以对最优传动比进行设定。由于能够根据目标性能来改变传动比，因此能够改进起动性能、动力传递性能和燃料经济性。因此，可以使用起动离合器来代替扭矩变换器。
另外，可以通过实现两个倒挡速度来提高倒挡速度性能。
另外，两个摩擦元件在每个换挡速度处操作，一个摩擦元件被松开，而另一个摩擦元件被操作，从而换挡到邻近的换挡速度。因此，完全满足换挡控制条件。
图4为根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的示意图。
参考图4，在图1的行星齿轮系中，第一离合器C1布置在第四传动齿轮TF4和第六旋转元件N6之间，但是，在图4的行星齿轮系中，第一离合器C1布置在第一轴IS1和第四传动齿轮TF4之间。
由于除了第一离合器C1的位置，图4的行星齿轮系的功能与图1的行星齿轮系的功能相同，所以将省略对其的详细描述。
图5为根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的示意图。
参考图5，在图1的行星齿轮系中，第二离合器C2布置在第三传动齿轮TF3和第四旋转元件N4之间，但是，在图5的行星齿轮系中，第二离合器C2布置在第一轴IS1和第三传动齿轮TF3之间。
由于除了第二离合器C2的位置，图5的行星齿轮系的功能与图1的行星齿轮系的功能相同，所以将省略对其的详细描述。
图6为根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的示意图。
参考图6，在图1的行星齿轮系中，第二制动器B2布置在第四旋转元件N4和变速器壳体H之间，但是，在图6的行星齿轮系中，第二制动器B2布置在第一旋转元件N1和变速器壳体H之间。
由于除了第二制动器B2的位置，图6的行星齿轮系的功能与图1的行星齿轮系的功能相同，所以将省略对其的详细描述。
图7为根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的示意图。
参考图7，在图1的行星齿轮系中，第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，但是，在图7的行星齿轮系中，第一行星齿轮组PG1是双小齿轮行星齿轮组。
因此，第二旋转元件N2从第一行星架PC1变到第一内齿圈R1，并且第三旋转元件N3从第一内齿圈R1变到第一行星架PC1。
由于除了由第二旋转元件N2和第三旋转元件N3组成的旋转元件，图7的行星齿轮系的功能与图1的行星齿轮系的功能相同，所以将省略对其的详细描述。
同时，在附图中示出但不限于，第二轴IS2仅支撑第二行星齿轮组PG2而在其间没有旋转干扰。即，第二轴IS2可以通过将为输出元件的第五旋转元件N5和输出齿轮OG直接连接到第二轴IS2用作输出轴。
通过将为简单行星齿轮组的两个行星齿轮组、四个传动齿轮和六个摩擦元件进行组合，可以实现八个前进速度和两个倒挡速度。
另外，由于两个行星齿轮组单独布置在以预先确定的距离平行的第一轴和第二轴上，因此可以降低其长度并可以提高安装性能。
另外，由于通过使用四个外啮合齿轮以及行星齿轮组改变传动比的简易性，因此可以对最优传动比进行设定。由于能够根据目标性能来改变传动比，因此能够改进起动性能、动力传递性能和燃料经济性。因此，可以使用起动离合器来代替扭矩变换器。
另外，可以通过实现两个倒挡速度来提高倒挡速度性能。
另外，两个摩擦元件在每个换挡速度处操作，一个摩擦元件被松开，而另一个摩擦元件被操作，从而换挡到邻近的换挡速度。因此，完全满足换挡控制条件。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语上或下等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案的特征。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是出于说明和描述的目的。这些描述并非旨在为穷尽本发明，或将本发明限定为所公开的精确形式，并且显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施方案进行选择并进行描述的目的在于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各种不同选择和改变。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式加以限定。

Claims (16)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：
第一轴，所述第一轴接收发动机扭矩；
第二轴，所述第二轴以预先确定的距离与所述第一轴平行布置；
第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组布置在所述第一轴上，并且包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件，所述第一旋转元件选择性地连接到所述第一轴，所述第二旋转元件选择性地连接到所述第一轴或变速器壳体，所述第三旋转元件作为输出元件操作；
其特征在于，所述行星齿轮系进一步包括：
第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组布置在所述第二轴上，并且包括第四旋转元件、第五旋转元件以及第六旋转元件，所述第四旋转元件通过第一外啮合齿轮选择性地连接到所述第一轴、通过第二外啮合齿轮连接到所述第一旋转元件并且选择性地连接到所述变速器壳体，所述第五旋转元件通过第三外啮合齿轮连接到所述第三旋转元件并且直接连接到输出齿轮，所述第六旋转元件通过第四外啮合齿轮选择性地连接到所述第一轴；
四个传动齿轮，所述四个传动齿轮将所述第四旋转元件、所述第五旋转元件及所述第六旋转元件与所述第一轴、所述第一旋转元件及所述第三旋转元件连接；以及
摩擦元件，所述摩擦元件包括离合器和制动器，所述离合器将所述第一旋转元件、所述第二旋转元件、所述第四旋转元件和所述第六旋转元件与所述第一轴选择性地连接，所述制动器将所述第二旋转元件和所述第四旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接。
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，所述第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，包括第一太阳轮、第一行星架以及第一内齿圈，所述第一太阳轮为所述第一旋转元件，所述第一行星架为所述第二旋转元件，所述第一内齿圈为所述第三旋转元件，
所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈，所述第二太阳轮为所述第四旋转元件，所述第二行星架为所述第五旋转元件，所述第二内齿圈为所述第六旋转元件。
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，所述四个传动齿轮包括：
第一传动齿轮，所述第一传动齿轮连接所述第一旋转元件与所述第四旋转元件；
第二传动齿轮，所述第二传动齿轮连接所述第三旋转元件与所述第五旋转元件；
第三传动齿轮，所述第三传动齿轮连接所述第一轴与所述第四旋转元件；以及
第四传动齿轮，所述第四传动齿轮连接所述第一轴与所述第六旋转元件。
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，所述摩擦元件包括：
第一离合器，所述第一离合器布置在所述第四传动齿轮和所述第六旋转元件之间；
第二离合器，所述第二离合器布置在所述第三传动齿轮和所述第四旋转元件之间；
第三离合器，所述第三离合器布置在所述第一轴和所述第一旋转元件之间；
第四离合器，所述第四离合器布置在所述第一轴和所述第二旋转元件之间；
第一制动器，所述第一制动器布置在所述第二旋转元件和所述变速器壳体之间；以及
第二制动器，所述第二制动器布置在所述第四旋转元件和所述变速器壳体之间。
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，所述第一离合器和所述第一制动器在第一前进速度处操作，
所述第一离合器和所述第二制动器在第二前进速度处操作，
所述第一离合器和所述第二离合器在第三前进速度处操作，
所述第一离合器和所述第三离合器在第四前进速度处操作，
所述第一离合器和所述第四离合器在第五前进速度处操作，
所述第三离合器和所述第四离合器在第六前进速度处操作，
所述第二离合器和所述第四离合器在第七前进速度处操作，
所述第四离合器和所述第二制动器在第八前进速度处操作，
所述第二离合器和所述第一制动器在第一倒挡速度处操作，
所述第三离合器和所述第一制动器在第二倒挡速度处操作。
6.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，所述摩擦元件包括：
第一离合器，所述第一离合器布置在所述第一轴和所述第四传动齿轮之间；
第二离合器，所述第二离合器布置在所述第三传动齿轮和所述第四旋转元件之间；
第三离合器，所述第三离合器布置在所述第一轴和所述第一旋转元件之间；
第四离合器，所述第四离合器布置在所述第一轴和所述第二旋转元件之间；
第一制动器，所述第一制动器布置在所述第二旋转元件和所述变速器壳体之间；以及
第二制动器，所述第二制动器布置在所述第四旋转元件和所述变速器壳体之间。
7.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，所述摩擦元件包括：
第一离合器，所述第一离合器布置在所述第四传动齿轮和所述第六旋转元件之间；
第二离合器，所述第二离合器布置在所述第一轴和所述第三传动齿轮之间；
第三离合器，所述第三离合器布置在所述第一轴和所述第一旋转元件之间；
第四离合器，所述第四离合器布置在所述第一轴和所述第二旋转元件之间；
第一制动器，所述第一制动器布置在所述第二旋转元件和所述变速器壳体之间；以及
第二制动器，所述第二制动器布置在所述第四旋转元件和所述变速器壳体之间。
8.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，所述摩擦元件包括：
第一离合器，所述第一离合器布置在所述第四传动齿轮和所述第六旋转元件之间；
第二离合器，所述第二离合器布置在所述第三传动齿轮和所述第四旋转元件之间；
第三离合器，所述第三离合器布置在所述第一轴和所述第一旋转元件之间；
第四离合器，所述第四离合器布置在所述第一轴和所述第二旋转元件之间；
第一制动器，所述第一制动器布置在所述第二旋转元件和所述变速器壳体之间；以及
第二制动器，所述第二制动器布置在所述第一旋转元件和所述变速器壳体之间。
9.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，所述第一行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组，包括第一太阳轮、第一内齿圈以及第一行星架，所述第一太阳轮为所述第一旋转元件，所述第一内齿圈为所述第二旋转元件，所述第一行星架为所述第三旋转元件，
所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈，所述第二太阳轮为所述第四旋转元件，所述第二行星架为所述第五旋转元件，所述第二内齿圈为所述第六旋转元件。
10.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：
第一轴，所述第一轴接收发动机的扭矩；
第二轴，所述第二轴以预先确定的距离与所述第一轴平行布置；
第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组布置在所述第一轴上，并且包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件，所述第一旋转元件选择性地连接到所述第一轴，所述第二旋转元件选择性地连接到所述第一轴或变速器壳体；
其特征在于，所述行星齿轮系进一步包括：
第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组布置在所述第二轴上，并且包括第四旋转元件、第五旋转元件以及第六旋转元件，所述第四旋转元件选择性地连接到所述第一轴、连接到所述第一旋转元件并且选择性地连接到所述变速器壳体，所述第五旋转元件连接到所述第三旋转元件并且直接连接到输出齿轮，所述第六旋转元件选择性地连接到所述第一轴；
第一传动齿轮，所述第一传动齿轮连接所述第一旋转元件与所述第四旋转元件；
第二传动齿轮，所述第二传动齿轮连接所述第三旋转元件与所述第五旋转元件；
第三传动齿轮，所述第三传动齿轮连接所述第一轴与所述第四旋转元件；
第四传动齿轮，所述第四传动齿轮连接所述第一轴与所述第六旋转元件；以及
摩擦元件，所述摩擦元件包括离合器和制动器，所述离合器将所述第一旋转元件、所述第二旋转元件、所述第四旋转元件和所述第六旋转元件与所述第一轴选择性地连接，所述制动器将所述第二旋转元件和所述第四旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，所述第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，所述第一太阳轮为所述第一旋转元件，所述第一行星架为所述第二旋转元件，所述第一内齿圈为所述第三旋转元件，以及
所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈，所述第二太阳轮为所述第四旋转元件，所述第二行星架为所述第五旋转元件，所述第二内齿圈为所述第六旋转元件。
12.根据权利要求10所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，所述摩擦元件包括：
第一离合器，所述第一离合器布置在所述第四传动齿轮和所述第六旋转元件之间；
第二离合器，所述第二离合器布置在所述第三传动齿轮和所述第四旋转元件之间；
第三离合器，所述第三离合器布置在所述第一轴和所述第一旋转元件之间；
第四离合器，所述第四离合器布置在所述第一轴和所述第二旋转元件之间；
第一制动器，所述第一制动器布置在所述第二旋转元件和所述变速器壳体之间；以及
第二制动器，所述第二制动器布置在所述第四旋转元件和所述变速器壳体之间。
13.根据权利要求10所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，所述摩擦元件包括：
第一离合器，所述第一离合器布置在所述第一轴和所述第四传动齿轮之间；
第二离合器，所述第二离合器布置在所述第三传动齿轮和所述第四旋转元件之间；
第三离合器，所述第三离合器布置在所述第一轴和所述第一旋转元件之间；
第四离合器，所述第四离合器布置在所述第一轴和所述第二旋转元件之间；
第一制动器，所述第一制动器布置在所述第二旋转元件和所述变速器壳体之间；以及
第二制动器，所述第二制动器布置在所述第四旋转元件和所述变速器壳体之间。
14.根据权利要求10所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，所述摩擦元件包括：
第一离合器，所述第一离合器布置在所述第四传动齿轮和所述第六旋转元件之间；
第二离合器，所述第二离合器布置在所述第一轴和所述第三传动齿轮之间；
第三离合器，所述第三离合器布置在所述第一轴和所述第一旋转元件之间；
第四离合器，所述第四离合器布置在所述第一轴和所述第二旋转元件之间；
第一制动器，所述第一制动器布置在所述第二旋转元件和所述变速器壳体之间；以及
第二制动器，所述第二制动器布置在所述第四旋转元件和所述变速器壳体之间。
15.根据权利要求10所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，所述摩擦元件包括：
第一离合器，所述第一离合器布置在所述第四传动齿轮和所述第六旋转元件之间；
第二离合器，所述第二离合器布置在所述第三传动齿轮和所述第四旋转元件之间；
第三离合器，所述第三离合器布置在所述第一轴和所述第一旋转元件之间；
第四离合器，所述第四离合器布置在所述第一轴和所述第二旋转元件之间；
第一制动器，所述第一制动器布置在所述第二旋转元件和所述变速器壳体之间；以及
第二制动器，所述第二制动器布置在所述第一旋转元件和所述变速器壳体之间。
16.根据权利要求10所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，所述第一行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组，包括第一太阳轮、第一内齿圈和第一行星架，所述第一太阳轮为所述第一旋转元件，所述第一内齿圈为所述第二旋转元件，所述第一行星架为所述第三旋转元件，
所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈，所述第二太阳轮为所述第四旋转元件，所述第二行星架为所述第五旋转元件，所述第二内齿圈为所述第六旋转元件。
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