CN104565239B - 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，包括：输入轴；输出轴；第一复合行星齿轮组，所述第一复合行星齿轮组组合第一和第二行星齿轮组并且首先将通过一个输入路径和两个可变输入路径输入的扭矩改变成六个速度；第二复合行星齿轮组，所述第二复合行星齿轮组组合第三和第四行星齿轮组，其随后将所述六个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改变成十一个前进速度和倒退速度，并且最后输出所述改变的旋转速度；以及摩擦构件，所述摩擦构件包括离合器和制动器，所述离合器介于两个旋转轴之间或旋转轴与所述输入轴之间，所述制动器介于旋转轴与变速器壳之间。

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2013年10月18日提交的韩国专利申请第10-2013-0124730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。更具体地，本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮转动装置，其可以改进动力传递性能和燃料经济性。

背景技术

通常地，通过组合多个行星齿轮组来实现自动变速器的多挡位机构。

行星齿轮组接收来自变矩器的扭矩并且改变和传送扭矩至输出轴。

众所周知，当变速器实现大量的换挡速度时，可以对该变速器的速比进行更为优化的设计，因此车辆可以具有经济的燃料行驶里程以及更好的性能。出于该原因，能够实现更多换挡速度的自动变速器在不断的研究中。

尽管实现相同数量的速度，但是行星齿轮系根据旋转元件(即，太阳轮、行星架和齿圈)之间的连接而具有不同的运行机构。

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、动力传递效率以及尺寸。因此，对于齿轮传动装置的组合结构的设计同样在不断的研究中。

目前，四速和五速自动变速器在市场上最为常见。然而，也已经实现了六速自动变速器，用于增强动力传送的性能，并用于增加车辆的燃料行驶里程。此外，已经相当快地开发了八速自动变速器和十速自动变速器。

公开于该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用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其优点在于通过组合多个行星齿轮组和多个摩擦构件从而实现十一个前进速度和一个倒退速度，并且通过在每个速度下运行三个摩擦构件和最少数量的行星齿轮组从而改进动力传递性能和燃料经济性。

本发明的各个方面提供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，所述输入轴接收发动机的扭矩；输出轴，所述输出轴输出改变的扭矩；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和第二行星齿轮组而具有五个旋转轴并且首先将通过一个输入路径和两个可变输入路径输入的扭矩改变成六个速度；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和第四行星齿轮组而具有四个旋转轴，其随后将从所述第一复合行星齿轮组输入的六个速度和通过一个可变输入路径输入的输入轴的旋转速度改变成十一个前进速度和一个倒退速度，并且最后输出改变的旋转速度，其中所述第一复合行星齿轮组的任一个旋转轴直接连接至所述第二复合行星齿轮组的任一个旋转轴；以及摩擦构件，所述摩擦构件包括离合器和制动器，所述离合器介于任两个旋转轴之间或任一个旋转轴与所述输入轴之间，所述制动器介于任一个旋转轴与变速器壳之间。

所述第一复合行星齿轮组可以通过组合第一行星齿轮组和第二行星齿轮组形成，所述第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，而所述第二行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组并且包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，并且所述第一复合行星齿轮组可以包括：第一旋转轴，所述第一旋转轴包括所述第一太阳轮并且选择性连接至所述输入轴或所述变速器壳，第二旋转轴，所述第二旋转轴包括所述第一行星架和所述第二行星架，并且选择性连接至所述输入轴或所述变速器壳，第三旋转轴，所述第三旋转轴包括所述第一齿圈并且形成中间输出路径，第四旋转轴，所述第四旋转轴包括所述第二齿圈并且选择性连接至所述第三旋转轴，以及第五旋转轴，所述第五旋转轴包括所述第二太阳轮并且直接连接至所述输入轴从而始终作为输入元件运行。

所述第二复合行星齿轮组可以通过组合第三行星齿轮组和第四行星齿轮组形成，所述第三行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括第三太阳轮、第三行星架和第三齿圈，所述第四行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括第四太阳轮、第四行星架和第四齿圈，并且所述第二复合行星齿轮组可以包括：第六旋转轴，所述第六旋转轴包括所述第三齿圈并且选择性连接至所述变速器壳，第七旋转轴，所述第七旋转轴包括所述第三行星架和所述第四齿圈并且作为最终输出元件运行，以及第八旋转轴，所述第八旋转轴包括所述第四行星架并且选择性连接至所述输入轴，其中所述第三旋转轴进一步包括所述第三太阳轮和第四太阳轮。

所述摩擦构件可以包括：第一离合器，所述第一离合器选择性将所述第三旋转轴与所述第四旋转轴连接；第二离合器，所述第二离合器选择性将所述输入轴与所述第二旋转轴连接；第三离合器，所述第三离合器选择性将所述输入轴与所述第八旋转连接轴；第四离合器，所述第四离合器选择性将所述输入轴与所述第一旋转轴连接；第一制动器，所述第一制动器选择性将所述第二旋转轴与所述变速器壳连接；第二制动器，所述第二制动器选择性将所述第一旋转轴和所述变速器壳连接；以及第三制动器，所述第三制动器选择性将所述第六旋转轴与所述变速器壳连接。

所述第一离合器、所述第一制动器和第三制动器可以在第一前进速度下运行，所述第一离合器、所述第二制动器和第三制动器可以在第二前进速度下运行，所述第一离合器、第二离合器和所述第三制动器可以在第三前进速度下运行，所述第二离合器、所述第二制动器和第三制动器可以在第四前进速度下运行，所述第二离合器、第三离合器和所述第三制动器可以在第五前进速度下运行，所述第二离合器、第三离合器和所述第二制动器可以在第六前进速度下运行，所述第一离合器、第二离合器和第三离合器可以在第七前进速度下运行，所述第一离合器、第三离合器和所述第二制动器可以在第八前进速度下运行，所述第一离合器、第三离合器和所述第一制动器可以在第九前进速度下运行，所述第三离合器、所述第一制动器和第二制动器可以在第十前进速度下运行，所述第三离合器、第四离合器和所述第一制动器可以在第十一前进速度下运行，并且所述第四离合器、所述第一制动器和第三制动器可以在倒退速度下运行。

本发明的各个方面提供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，所述输入轴接收发动机的扭矩；输出轴，所述输出轴输出改变的扭矩；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形成，所述第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，所述第二行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组；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和第四行星齿轮组形成，所述第三和第四行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组；第一旋转轴，所述第一旋转轴包括第一太阳轮并且选择性连接至所述输入轴或所述变速器壳；第二旋转轴，所述第二旋转轴包括第一行星架和第二行星架，并且选择性连接至所述输入轴或所述变速器壳；第三旋转轴，所述第三旋转轴包括第一齿圈、第三太阳轮和第四太阳轮；第四旋转轴，所述第四旋转轴包括第二齿圈并且选择性连接至所述第三旋转轴；第五旋转轴，所述第五旋转轴包括第二太阳轮并且直接连接至所述输入轴从而始终作为输入元件运行；第六旋转轴，所述第六旋转轴包括所述第三齿圈并且选择性连接至所述变速器壳；第七旋转轴，所述第七旋转轴包括第三行星架和第四齿圈并且作为最终输出元件运行；第八旋转轴，所述第八旋转轴包括第四行星架并且选择性连接至所述输入轴；以及摩擦构件，所述摩擦构件包括离合器和制动器，所述离合器介于任两个旋转轴之间或任一个旋转轴与所述输入轴之间，所述制动器介于任一个旋转轴与变速器壳之间。

所述摩擦构件可以包括：第一离合器，所述第一离合器选择性将所述第三旋转轴与所述第四旋转轴连接；第二离合器，所述第二离合器选择性将所述输入轴与所述第二旋转轴连接；第三离合器，所述第三离合器选择性将所述输入轴与所述第八旋转轴连接；第四离合器，所述第四离合器选择性将所述输入轴与所述第一旋转轴连接；第一制动器，所述第一制动器选择性将所述第二旋转轴与所述变速器壳连接；第二制动器，所述第二制动器选择性连接所述第一旋转轴和所述变速器壳；以及第三制动器，所述第三制动器选择性将所述第六旋转轴与所述变速器壳连接。

所述第一离合器、所述第一制动器和第三制动器可以在第一前进速度下运行，所述第一离合器、所述第二制动器和第三制动器可以在第二前进速度下运行，所述第一离合器、第二离合器和所述第三制动器可以在第三前进速度下运行，所述第二离合器、所述第二制动器和第三制动器可以在第四前进速度下运行，所述第二离合器、第三离合器和所述第三制动器可以在第五前进速度下运行，所述第二离合器、第三离合器和所述第二制动器可以在第六前进速度下运行，所述第一离合器、第二离合器和第三离合器可以在第七前进速度下运行，所述第一离合器、第三离合器和所述第二制动器可以在第八前进速度下运行，所述第一离合器、第三离合器和所述第一制动器可以在第九前进速度下运行，所述第三离合器、所述第一制动器和第二制动器可以在第十前进速度下运行，所述第三离合器、第四离合器和所述第一制动器可以在第十一前进速度下运行，并且所述第四离合器、所述第一制动器和第三制动器可以在倒退速度下运行。

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描述，本发明的方法和装置所具有的其它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行星齿轮系的示意图。

图2为应用于根据本发明的示例性行星齿轮系的摩擦构件在每个换挡速度下的运行图表。

图3为根据本发明的示例性行星齿轮系的杠杆图。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，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。

对于解释各个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构成元件而不具有特定含义。

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，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系包括设置在相同轴线上的第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4；输入轴IS；输出轴OS；直接连接第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的旋转元件的八个旋转轴TM1-TM8；七个摩擦构件C1-C4和B1-B3；以及变速器壳H。

从输入轴IS输入的扭矩通过第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4改变，并且改变的扭矩通过输出轴OS输出。

此外，行星齿轮组从接近发动机的前部到后部以第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的顺序设置。

输入轴IS为输入构件，并且来自发动机的机轴的扭矩通过变矩器改变，并被输入至输入轴IS。

输出轴OS为输出构件并且通过差动装置来驱动驱动轮。

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，所述第一行星架PC1可旋转地支撑在外部与第一太阳轮S1啮合的第一小齿轮P1；以及第一齿圈R1，所述第一齿圈R1在内部与第一小齿轮P1啮合。第一太阳轮S1、第一行星架PC1和第一齿圈R1作为第一行星齿轮组PG1的旋转元件。

第二行星齿轮组PG2是双小齿轮行星齿轮组，并且包括第二太阳轮S2；第二行星架PC2，所述第二行星架PC2可旋转地支撑在外部与第二太阳轮S2啮合的第二小齿轮P2；以及第二齿圈R2，所述第二齿圈R2在内部与第二小齿轮P2啮合。第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二齿圈R2作为第二行星齿轮组PG2的旋转元件。

第三行星齿轮组PG3是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳轮S3；第三行星架PC3，所述第三行星架PC3可旋转地支撑在外部与第三太阳轮S3啮合的第三小齿轮P3；以及第三齿圈R3，所述第三齿圈R3在内部与第三小齿轮P3啮合。

第四行星齿轮组PG4是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第四太阳轮S4；第四行星架PC4，所述第四行星架PC4可旋转地支撑在外部与第四太阳轮S4啮合的第四小齿轮P4；以及第四齿圈R4，所述第四齿圈R4在内部与第四小齿轮P4啮合。第四太阳轮S4、第四行星架PC4和第四齿圈R4作为第四行星齿轮组PG4旋转元件。

第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4组合成两个复合行星齿轮组CPG1和CPG2，并且将输入轴IS的旋转速度改变成十一个前进速度。

第一复合行星齿轮组CPG1通过组合第一和第二行星齿轮组PG1和PG2形成，第二复合行星齿轮组CPG2通过组合第三和第四行星齿轮组PG3和PG4形成。

第一复合行星齿轮组CPG1通过将第一行星架PC1与第二行星架PC2连接而具有五个旋转元件。

此外，第二复合行星齿轮组CPG2通过直接将第三太阳轮S3与第四太阳轮S4连接并且直接将第三行星架PC3与第四齿圈R4连接而具有四个旋转元件。

此外，第一复合行星齿轮组CPG1的一个旋转元件直接连接至第二复合行星齿轮组CPG2的一个旋转元件使得行星齿轮系具有八个旋转轴TM1-TM8。

第一旋转轴TM1包括第一太阳轮S1并且选择性连接至输入轴IS和变速器壳H。

第二旋转轴TM2包括第一行星架PC1和第二行星架PC2，并且选择性连接至输入轴IS和变速器壳H。

第三旋转轴TM3包括第一齿圈R1和第三和第四太阳轮S3和S4。

第四旋转轴TM4包括第二齿圈R2并且选择性连接至第三旋转轴TM3。

第五旋转轴TM5包括第二太阳轮S2并且直接连接至输入轴IS。

第六旋转轴TM6包括第三齿圈R3并且选择性连接至变速器壳H。

第七旋转轴TM7包括第三行星架PC3和第四齿圈R4，并且直接连接至输出轴OS。

第八旋转轴TM8包括第四行星架PC4并且选择性连接至输入轴IS。

四个离合器C1、C2、C3和C4设置在旋转轴之间或旋转轴与输入轴IS之间。

此外，三个制动器B1、B2和B3设置在旋转轴与变速器壳H之间。

第一离合器C1介于第三旋转轴TM3与第四旋转轴TM4之间，并且选择性导致第三和第四旋转轴TM3和TM4整体旋转。

第二离合器C2介于输入轴IS与第二旋转轴TM2之间，并且选择性使第二旋转轴TM2作为输入元件运行。

第三离合器C3介于输入轴IS与第八旋转轴TM8之间，并且选择性使第八旋转轴TM8作为输入元件运行。

第四离合器C4介于输入轴IS与第一旋转轴TM1之间，并且选择性使第一旋转轴TM1作为输入元件运行。

第一制动器B1介于第二旋转轴TM2与变速器壳H之间，并且选择性使第二旋转轴TM2作为固定元件运行。

第二制动器B2介于第一旋转轴TM1与变速器壳H之间，并且选择性使第一旋转轴TM1作为固定元件运行。

第三制动器B3介于第六旋转轴TM6与变速器壳H之间，并且选择性使第六旋转轴TM6作为固定元件运行。

此外，进一步包括平行于第一制动器B1设置在第二旋转轴TM2和变速器壳H之间的单向离合器F1。

第一、第二和第三离合器C1、C2和C3和第一和第二制动器B1和B2应用于第一复合行星齿轮组CPG1。

因此，第一复合行星齿轮组CPG1通过第一和第二制动器B1和B2和第一离合器C1的运行将通过输入路径IP和第一和第二可变输入路径VIP1和VIP2输入的扭矩改变成六个速度，并且通过中间输出路径MOP将这六个速度传递至第二复合行星齿轮组CPG2。

此时，六个速度包括两个减小的速度(与输入轴IS相同的速度0、速度1)，一个增加的速度和一个倒退速度。

此外，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的运行将通过中间输入路径MIP和第三可变输入路径VIP3输入的扭矩改变成十一个前进速度和一个倒退速度，并且通过最终输出路径OP输出改变的扭矩。

摩擦构件由第一、第二、第三和第四离合器C1、C2、C3和C4以及第一、第二和第三制动器B1、B2和B3构成，并且是通过液压运行的常规湿式多片摩擦构件。

图2为应用于根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的摩擦构件在每个换挡速度下的运行图表。

参考图2，三个摩擦构件在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中的每个速度下运行。

第一离合器C1、第一制动器B1和第三制动器B3在第一前进速度D1下运行。

第一离合器C1、第二制动器B2和第三制动器B3在第二前进速度D2下运行。

第一离合器C1、第二离合器C2和第三制动器B3在第三前进速度D3下运行。

第二离合器C2、第二制动器B2和第三制动器B3在第四前进速度D4下运行。

第二离合器C2、第三离合器C3和第三制动器B2在第五前进速度D5下运行。

第二离合器C2、第三离合器C3和第二制动器B2在第六前进速度D6下运行。

第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3在第七前进速度D7下运行。

第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2在第八前进速度D8下运行。

第一离合器C1、第三离合器C3和第一制动器B1在第九前进速度D9下运行。

第三离合器C3、第一制动器B1和第二制动器B2在第十前进速度D10下运行。

第三离合器C3、第四离合器C4和第一制动器B1在第十一前进速度D11下运行。

第四离合器C4、第一制动器B1和第三制动器B3在倒退速度REV下运行。

需要解释的是，第一离合器C1和第二和第三制动器B2和B3在第一前进速度D1下运行，但单向离合器F1而不是第一制动器B1在正常驱动下运行。

图3为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的杠杆图，并且通过杠杆分析方法显示了根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的换挡过程。

参考图3，下方水平线代表旋转速度“0”，而上方水平线代表旋转速度“1.0”，亦即与输入轴IS相同的旋转速度。

对应于第一复合行星齿轮组CPG1的四个竖直线在图中从左至右设定为第一旋转轴TM1，第二旋转轴TM2，第三旋转轴TM3或第四旋转轴TM4，和第五旋转轴TM5。

在此，根据第一和第二行星齿轮组PG1和PG2的传动比(太阳轮的齿数/齿圈的齿数)设定在第一旋转轴TM1，第二旋转轴TM2，第三旋转轴TM3或第四旋转轴TM4，以及第五旋转轴TM5之间的距离。

由于当第一离合器C1运行时第三旋转轴TM3和第四旋转轴TM4整体旋转，第三旋转轴TM3和第四旋转轴TM4设置在一个竖直线上。

此外，对应于第二复合行星齿轮组CPG2的四个竖直线在图中从左至右设定为第六旋转轴TM6，第七旋转轴TM7，第八旋转轴TM8，以及第三旋转轴TM3。

在此，根据第三和第四行星齿轮组PG3和PG4的传动比(太阳轮的齿数/齿圈的齿数)设定在第六旋转轴TM6，第七旋转轴TM7，第八旋转轴TM8，和第三旋转轴TM3之间的距离。

下文将参考图2和图3更详细地描述根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的每个速度。

第一前进速度

第一离合器C1和第一和第三制动器B1和B3在第一前进速度D1下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且通过第一制动器B1的运行使第二旋转轴TM2作为固定元件运行。

因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转元件形成第一速度线T1，并且第一速度通过第三旋转轴TM3输出。

在第一速度输入至第三旋转轴TM3的状态下，通过第三制动器B3的运行使第六旋转轴TM6作为固定元件运行。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成第一换挡线SP1。

第一换挡线SP1与作为输出元件的第七旋转轴TM7的竖直线交叉，并且D1输出。

第二前进速度

在第一前进速度D1下运行的第一制动器B1松开，并且第二制动器B2在第二前进速度D2下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且通过第二制动器B2的运行使第一旋转轴TM1作为固定元件运行。

因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转元件形成第二速度线T2，并且第二速度通过第三旋转轴TM3输出。

在第二速度输入至第三旋转轴TM3的状态下，通过第三制动器B3的运行使第六旋转轴TM6作为固定元件运行。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成第二换挡线SP2。

第二换挡线SP2与作为输出元件的第七旋转轴TM7的竖直线交叉，并且D2输出。

第三前进速度

在第二前进速度D2下运行的第二制动器B2松开，并且第二离合器C2在第三前进速度D3下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且通过第二离合器C2的运行将输入轴IS的旋转速度也输入至第二旋转轴TM2。因此，第一复合行星齿轮组CPG1变成直接联接状态，并且第一复合行星齿轮组CPG1的旋转元件形成第三速度线T3。因此，与输入轴IS的旋转速度相同的第三速度通过第三旋转轴TM3输出。

此外，在第三速度输入第三旋转轴TM3的状态下，通过第三制动器B3的运行使第六旋转轴TM6作为固定元件运行。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成第三换挡线SP3。

第三换挡线SP3与作为输出元件的第七旋转轴TM7的竖直线交叉，并且D3输出。

第四前进速度

在第三前进速度D3下运行的第一离合器C1松开，并且第二制动器B2在第四前进速度D4下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且通过第二离合器C2的运行将输入轴IS的旋转速度也输入至第二旋转轴TM2。

此时，在第一离合器C1松开的状态下，输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2，并且通过第二制动器B2的运行使第一旋转轴TM1作为固定元件运行。因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转元件形成第四速度线T4，并且第四速度通过第三旋转轴TM3输出。

在第四速度输入第三旋转轴TM3的状态下，通过第三制动器B3的运行使第六旋转轴TM6作为固定元件运行。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成第四换挡线SP4。

第四换挡线SP4与作为输出元件的第七旋转轴TM7的竖直线交叉，并且D4输出。

第五前进速度

在第四前进速度D4下运行的第二制动器B2松开，并且第三离合器C3在第五前进速度D5下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且通过第二离合器C2的运行将输入轴IS的旋转速度也输入至第二旋转轴TM2。

此时，第一复合行星齿轮组CPG1不影响换挡，这是因为第一和第二制动器B1和B2不运行。

然而，通过第三离合器C3的运行使输入轴IS的旋转速度输入至第八旋转轴TM8，并且通过第三制动器B3的运行使第六旋转轴TM6作为固定元件运行。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成第五换挡线SP5。

第五换挡线SP5与作为输出元件的第七旋转轴TM7的竖直线交叉，并且D5输出。

第六前进速度

在第五前进速度D5下运行的第三制动器B3松开，并且第二制动器B2在第六前进速度D6下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且通过第二离合器C2的运行将输入轴IS的旋转速度也输入第二旋转轴TM2。

此时，在第一离合器C1松开的状态下，输入轴IS的旋转速度输入第二旋转轴TM2，并且通过第二制动器B2的运行使第一旋转轴TM1作为固定元件运行。因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转元件形成第四速度线T4，并且第四速度通过第三旋转轴TM3输出。

在第四速度输入至第三旋转轴TM3的状态下，通过第三离合器C3的运行使输入轴IS的旋转速度输入至第八旋转轴TM8。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成第六换挡线SP6。

第六换挡线SP6与作为输出元件的第七旋转轴TM7的竖直线交叉，并且D6输出。

第七前进速度

在第六前进速度D6下运行的第二制动器B2松开，并且第一离合器C1在第七前进速度D7下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且通过第二离合器C2的运行将输入轴IS的旋转速度也输入至第二旋转轴TM2。因此，第一复合行星齿轮组CPG1变成直接联接状态，并且第一复合行星齿轮组CPG1的旋转元件形成第三速度线T3。因此，第三速度通过第三旋转轴TM3输出。

此外，在第三速度输入至第三旋转轴TM3的状态下，通过第三离合器C3的运行使输入轴IS的旋转速度输入至第八旋转轴TM8。因此，第二复合行星齿轮组CPG2变成直接联接状态，并且第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成第七换挡线SP7。因此，D7输出。

第八前进速度

在第七前进速度D7下运行的第二离合器C2松开，并且第二制动器B2在第八前进速度D8下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且通过第二制动器B2的运行使第一旋转轴TM1作为固定元件运行。

因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转元件形成第二速度线T2，并且第二速度通过第三旋转轴TM3输出。

在第二速度输入第三旋转轴TM3的状态下，通过第三离合器C3的运行使输入轴IS的旋转速度输入第八旋转轴TM8。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成第八换挡线SP8。

第八换挡线SP8与作为输出元件的第七旋转轴TM7的竖直线交叉，并且D8输出。

第九前进速度

在第八前进速度D8下运行的第二制动器B2松开，并且第一制动器B1在第九前进速度D9下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且通过第一制动器B1的运行使第二旋转轴TM2作为固定元件运行。

因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转元件形成第一速度线T1，并且第一速度通过第三旋转轴TM3输出。

在第一速度输入至第三旋转轴TM3的状态下，通过第三离合器C3的运行使输入轴IS的旋转速度输入至第八旋转轴TM8。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成第九换挡线SP9。

第九换挡线SP9与作为输出元件的第七旋转轴TM7的竖直线交叉，并且D9输出。

第十前进速度

在第九前进速度D9下运行的第一离合器C1松开，并且第二制动器B2在第十前进速度D10下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入第五旋转轴TM5，并且通过第一和第二制动器B1和B2的运行使第三旋转轴TM3停止。

在通过第三离合器C3的运行而将输入轴IS的旋转速度输入至第八旋转轴TM8的状态下，第三旋转轴TM3停止。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成第十换挡线SP10。

第十换挡线SP10与作为输出元件的第七旋转轴TM7的竖直线交叉，并且D10输出。

第十一前进速度

在第十前进速度D10下运行的第二制动器B2松开，并且第四离合器C4在第十一前进速度D11下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且通过第四离合器C4的运行将输入轴IS的旋转速度也输入至第一旋转轴TM1。

然而，通过第五旋转轴TM5输入不影响换挡，而通过第一旋转轴TM1输入影响换挡。此外，通过第一制动器B1的运行使第二旋转轴TM2停止。因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转元件形成第五速度线T5，并且第五速度通过第三旋转轴TM3输出。

在第五速度输入至第三旋转轴TM3的状态下，通过第三离合器C3的运行使输入轴IS的旋转速度输入至第八旋转轴TM8。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成第十一换挡线SP11。

第十一换挡线SP11与作为输出元件的第七旋转轴TM7的竖直线交叉，并且D9输出。

倒退速度

第四离合器C4和第一和第三制动器B1和B3在倒退速度REV下运行。

如图3中所示，输入轴IS的旋转速度输入至第五旋转轴TM5，并且通过第四离合器C4的运行将输入轴IS的旋转速度也输入至第一旋转轴TM1。

然而，通过第五旋转轴TM5输入不影响换挡，而通过第一旋转轴TM1输入影响换挡。此外，通过第一制动器B1的运行使第二旋转轴TM2停止。因此，第一复合行星齿轮组CPG1的旋转元件形成第五速度线T5，并且第五速度通过第三旋转轴TM3输出。

在第五速度输入至第三旋转轴TM3的状态下，通过第三制动器B3的运行使第六旋转轴TM6作为固定元件运行。因此，第二复合行星齿轮组CPG2的旋转元件形成倒挡线SR。

倒挡线SR与作为输出元件的第七旋转轴TM7的竖直线交叉，并且REV输出。

根据本发明的各个实施方案，可以通过将四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4组合成两个复合行星齿轮组CPG1和CPG2并且控制四个离合器C1、C2、C3和C4和三个制动器B1、B2和B3从而实现十一个前进速度和一个倒退速度。

亦即，第一行星齿轮组CPG1首先将输入轴IS的旋转速度改变成两个减小的速度(与输入轴IS相同的速度0、速度1)，一个增加的速度和一个倒退速度，随后第二复合行星齿轮组CPG2将第一复合行星齿轮组CPG1的输出和输入轴IS的旋转速度改变成十一个前进速度和一个倒退速度。

根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以通过实现自动变速器的多个速度从而改进动力传递效率和燃料经济。

由于至少三个摩擦构件在每个速度下运行，可以减少未运行的摩擦构件的数量。因此，可以减少阻力损失并且可以进一步改进动力传递效率和燃料经济。

此外，在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中，并非所有四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4都参与每个速度，而是一至四个行星齿轮组参与每个速度。

亦即，第二和第三行星齿轮组PG2和PG3参与第一前进速度，第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3参与第二前进速度，第三行星齿轮组PG3参与第三前进速度，第一和第三行星齿轮组PG1和PG3参与第四前进速度。

此外，第三和第四行星齿轮组PG3和PG4参与第五前进速度，第一和第四行星齿轮组PG1和PG4参与第六前进速度，第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4参与第十一前进速度。

此外，第一、第二和第四行星齿轮组PG1、PG2和PG4参与第八前进速度，第二和第四行星齿轮组PG2和PG4参与第九前进速度，第四行星齿轮组PG4参与第十前进速度，第一和第四行星齿轮组PG1和PG4参与第十一前进速度。

此外，第一和第三行星齿轮组PG1和PG3参与倒退速度。

由于参与每个速度的行星齿轮组的数量最小化，动力损失也可以最小化。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语上或下，前或后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。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在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，所述输入轴接收发动机的扭矩；

输出轴，所述输出轴输出改变的扭矩；

第一复合行星齿轮组，所述第一复合行星齿轮组具有五个旋转轴，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形成并且首先将通过一个输入路径和两个可变输入路径输入的扭矩改变成六个速度；

第二复合行星齿轮组，所述第二复合行星齿轮组具有四个旋转轴，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形成，其随后将从所述第一复合行星齿轮组输入的六个速度和通过一个可变输入路径输入的输入轴的旋转速度改变成十一个前进速度和一个倒退速度，并且最后输出改变的旋转速度，其中所述第一复合行星齿轮组的任一个旋转轴直接连接至所述第二复合行星齿轮组的任一个旋转轴；以及

摩擦构件，所述摩擦构件包括离合器和制动器，所述离合器介于任两个旋转轴之间或任一个旋转轴与所述输入轴之间，所述制动器介于任一个旋转轴与变速器壳之间，

其中，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第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，所述第二行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组并且包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，并且所述第一复合行星齿轮组包括：

第一旋转轴，所述第一旋转轴包括所述第一太阳轮并且选择性连接至所述输入轴或所述变速器壳，

第二旋转轴，所述第二旋转轴包括所述第一行星架和所述第二行星架，并且选择性连接至所述输入轴或所述变速器壳，

第三旋转轴，所述第三旋转轴包括所述第一齿圈并且形成中间输出路径，

第四旋转轴，所述第四旋转轴包括所述第二齿圈并且选择性连接至所述第三旋转轴，以及

第五旋转轴，所述第五旋转轴包括所述第二太阳轮并且直接连接至所述输入轴从而始终作为输入元件运行。

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第三太阳轮、第三行星架和第三齿圈，所述第四行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组并且包括第四太阳轮、第四行星架和第四齿圈，并且所述第二复合行星齿轮组包括：

第六旋转轴，所述第六旋转轴包括所述第三齿圈并且选择性连接至所述变速器壳，

第七旋转轴，所述第七旋转轴包括所述第三行星架和所述第四齿圈并且作为最终输出元件运行，以及

第八旋转轴，所述第八旋转轴包括所述第四行星架并且选择性连接至所述输入轴，

其中，所述第三旋转轴进一步包括所述第三太阳轮和第四太阳轮。

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轴与所述第四旋转轴连接；

第二离合器，所述第二离合器选择性地将所述输入轴与所述第二旋转轴连接；

第三离合器，所述第三离合器选择性地将所述输入轴与所述第八旋转轴连接；

第四离合器，所述第四离合器选择性地将所述输入轴与所述第一旋转轴连接；

第一制动器，所述第一制动器选择性地将所述第二旋转轴与所述变速器壳连接；

第二制动器，所述第二制动器选择性地将所述第一旋转轴与所述变速器壳连接；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轴与所述变速器壳连接。

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，其中所述第一离合器、所述第一制动器和第三制动器在第一前进速度下运行，

所述第一离合器、所述第二制动器和第三制动器在第二前进速度下运行，

所述第一离合器、第二离合器和所述第三制动器在第三前进速度下运行，

所述第二离合器、所述第二制动器和第三制动器在第四前进速度下运行，

所述第二离合器、第三离合器和所述第三制动器在第五前进速度下运行，

所述第二离合器、第三离合器和所述第二制动器在第六前进速度下运行，

所述第一离合器、第二离合器和第三离合器在第七前进速度下运行，

所述第一离合器、第三离合器和所述第二制动器在第八前进速度下运行，

所述第一离合器、第三离合器和所述第一制动器在第九前进速度下运行，

所述第三离合器、所述第一制动器和第二制动器在第十前进速度下运行，

所述第三离合器、第四离合器和所述第一制动器在第十一前进速度下运行，并且

所述第四离合器、所述第一制动器和第三制动器在倒退速度下运行。

5.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，所述输入轴接收发动机的扭矩；

输出轴，所述输出轴输出改变的扭矩；

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形成，所述第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，所述第二行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组；

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形成，所述第三行星齿轮组和第四行星齿轮组中的每一者为单小齿轮行星齿轮组；

第一旋转轴，所述第一旋转轴包括第一太阳轮并且选择性连接至所述输入轴或所述变速器壳；

第二旋转轴，所述第二旋转轴包括第一行星架和第二行星架，并且选择性连接至所述输入轴或所述变速器壳；

第三旋转轴，所述第三旋转轴包括第一齿圈、第三太阳轮和第四太阳轮；

第四旋转轴，所述第四旋转轴包括第二齿圈并且选择性连接至所述第三旋转轴；

第五旋转轴，所述第五旋转轴包括第二太阳轮并且直接连接至所述输入轴从而始终作为输入元件运行；

第六旋转轴，所述第六旋转轴包括第三齿圈并且选择性连接至所述变速器壳；

第七旋转轴，所述第七旋转轴包括第三行星架和第四齿圈并且作为最终输出元件运行；

第八旋转轴，所述第八旋转轴包括第四行星架并且选择性连接至所述输入轴；以及

摩擦构件，所述摩擦构件包括离合器和制动器，所述离合器介于任两个旋转轴之间或任一个旋转轴与所述输入轴之间，所述制动器介于任一个旋转轴与变速器壳之间。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，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轴与所述第四旋转轴连接；

第二离合器，所述第二离合器选择性地将所述输入轴与所述第二旋转轴连接；

第三离合器，所述第三离合器选择性地将所述输入轴与所述第八旋转轴连接；

第四离合器，所述第四离合器选择性地将所述输入轴与所述第一旋转轴连接；

第一制动器，所述第一制动器选择性地将所述第二旋转轴与变速器壳连接；

第二制动器，所述第二制动器选择性地将所述第一旋转轴与所述变速器壳连接；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轴与所述变速器壳连接。

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，其中所述第一离合器和所述第一和第三制动器在第一前进速度下运行，

所述第一离合器、所述第二制动器和第三制动器在第二前进速度下运行，

所述第一离合器、第二离合器和所述第三制动器在第三前进速度下运行，

所述第二离合器、所述第二制动器和第三制动器在第四前进速度下运行，

所述第二离合器、第三离合器和所述第三制动器在第五前进速度下运行，

所述第二离合器、第三离合器和所述第二制动器在第六前进速度下运行，

所述第一离合器、第二离合器和第三离合器在第七前进速度下运行，

所述第一离合器、第三离合器和所述第二制动器在第八前进速度下运行，

所述第一离合器、第三离合器和所述第一制动器在第九前进速度下运行，

所述第三离合器、所述第一制动器和第二制动器在第十前进速度下运行，

所述第三离合器、第四离合器和所述第一制动器在第十一前进速度下运行，并且

所述第四离合器、所述第一制动器和第三制动器在倒退速度下运行。