CN104728370B - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

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Abstract

公开了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，所述输入轴配置成接收发动机的扭矩；输出轴，所述输出轴输出改变的扭矩；第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮；第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮；第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮；以及第四行星齿轮组，所述第四行星齿轮组具有作为所述第四行星齿轮组的旋转元件的第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮。

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12月18日提交的韩国专利申请第10-2013-0158809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系，其能够改进动力传递性能和燃料经济性。
背景技术
近来，石油价格的提升加速了燃料经济性的提高。
因此，在发动机领域中，已经开发了通过缩小尺寸而使重量减少和燃料经济性提高，并且在自动变速器领域中，已经开发了通过实现多个换档速度而确保驾驶性能和燃料经济性。
然而，如果在自动变速器中的换档速度的数量增加，则由于零件数量的增加而可能导致可安装性、成本、重量和动力传递效率的恶化。
因此，非常重要的是开发具有更少数量的零件并确保更好性能的行星齿轮系，以便通过实现多个换档速度而提高燃料经济性。
目前，在市场上见到八速和九速自动变速器。然而，已经相当快地开发了实现十个或更多个换档速度的自动变速器。
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，所述行星齿轮系具有这样的优点，其通过结合多个行星齿轮组和多个摩擦元件实现十个前进速度和一个倒退速度，并且通过在每个速度处操作三个摩擦构件和最小数量的行星齿轮组而改进动力传递性能和燃料经济性。
根据本发明的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，所述输入轴配置成接收发动机的扭矩；输出轴，所述输出轴输出改变的扭矩；第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮；第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮；第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮；第四行星齿轮组，所述第四行星齿轮组具有作为所述第四行星齿轮组的旋转元件的第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮；第一旋转轴，所述第一旋转轴将所述第一行星齿轮组的一个旋转元件直接连接到所述第二行星齿轮组的一个旋转元件，并且选择性地连接到变速器壳体；第二旋转轴，所述第二旋转轴连接到所述第一行星齿轮组的另一个旋转元件，并且直接地连接到所述输入轴；第三旋转轴，所述第三旋转轴将所述第一行星齿轮组的其他旋转元件直接连接到所述第四行星齿轮组的一个旋转元件；第四旋转轴，所述第四旋转轴直接连接到所述第二行星齿轮组的另一个旋转元件，并且选择性地连接到所述第一旋转轴或所述第二旋转轴；第五旋转轴，所述第五旋转轴连接到所述第二行星齿轮组的其他旋转元件；第六旋转轴，所述第六旋转轴将所述第三行星齿轮组的一个旋转元件直接连接到所述第四行星齿轮组的另一个旋转元件，并且选择性地连接到所述第四旋转轴；第七旋转轴，所述第七旋转轴将所述第三行星齿轮组的另一个旋转元件直接连接到所述第四行星齿轮组的其他旋转元件，并且直接连接到所述输出轴；以及第八旋转轴，所述第八旋转轴连接到所述第三行星齿轮组的其他旋转元件，并且选择性地连接到所述第五旋转轴或所述变速器壳体。
所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的每一个可以是单小齿轮行星齿轮组。
所述第一旋转轴可以将所述第一太阳齿轮直接连接到所述第二太阳齿轮，所述第二旋转轴可以直接连接到所述第一行星架，所述第三旋转轴可以将所述第一环形齿轮直接连接到所述第四行星架，所述第四旋转轴可以直接连接到所述第二行星架，所述第五旋转轴可以直接连接到所述第二环形齿轮，所述第六旋转轴可以将所述第三太阳齿轮直接连接到所述第四太阳齿轮，所述第七旋转轴可以将所述第三行星架直接连接到所述第四环形齿轮，并且所述第八旋转轴可以直接连接到所述第三环形齿轮。
所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，所述第一离合器设置在所述第二旋转轴和所述第四旋转轴之间；第二离合器，所述第二离合器设置在所述第一旋转轴和所述第四旋转轴之间；第三离合器，所述第三离合器设置在所述第四旋转轴和所述第六旋转轴之间；第四离合器，所述第四离合器设置在所述第五旋转轴和所述第八旋转轴之间；第一制动器，所述第一制动器设置在所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；以及第二制动器，所述第二制动器设置在所述第八旋转轴和所述变速器壳体之间。
所述第三离合器和所述第四离合器以及第二制动器可以在第一前进速度处操作，所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器可以在第二前进速度处进行操作，所述第二离合器和第三离合器以及所述第二制动器可以在第三前进速度处进行操作，所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第二制动器可以在第四前进速度处操作，所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第四离合器可以在第五前进速度处操作，所述第二离合器和所述第四离合器以及第一制动器可以在第六前进速度处操作，所述第一离合器和所述第四离合器以及第一制动器可以在第七前进速度处操作，所述第三离合器和所述第四离合器以及第一制动器可以在第八前进速度处操作，所述第一离合器和所述第三离合器以及第一制动器可以在第九前进速度处操作，所述第二离合器和所述第三离合器以及第一制动器可以在第十前进速度处操作，以及所述第一离合器和所述第四离合器以及第二制动器可以在倒退速度处操作。
可以从所述发动机到行星齿轮系的后部按顺序设置第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组。
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，所述输入轴配置成接收发动机的扭矩；输出轴，所述输出轴输出改变的扭矩；第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮；第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮；第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮；第四行星齿轮组，所述第四行星齿轮组具有作为所述第四行星齿轮组的旋转元件的第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮；第一旋转轴，所述第一旋转轴将所述第一太阳齿轮直接连接到所述第二太阳齿轮，并且选择性地连接到变速器壳体；第二旋转轴，所述第二旋转轴直接连接到所述第一行星架，并且直接连接到所述输入轴；第三旋转轴，所述第三旋转轴将所述第一环形齿轮直接连接到所述第四行星架；第四旋转轴，所述第四旋转轴直接连接到所述第二行星架，并且选择性地连接到所述第一旋转轴或所述第二旋转轴；第五旋转轴，所述第五旋转轴直接连接到所述第二环形齿轮；第六旋转轴，所述第六旋转轴将所述第三太阳齿轮直接连接到所述第四太阳齿轮，并且选择性地连接到所述第四旋转轴；第七旋转轴，所述第七旋转轴将所述第三行星架直接连接到所述第四环形齿轮，并且直接连接到所述输出轴；以及第八旋转轴，所述第八旋转轴直接连接到所述第三环形齿轮，并且选择性地连接到所述第五旋转轴或所述变速器壳体。
所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的每一个可以是单小齿轮行星齿轮组。
所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，所述第一离合器设置在所述第二旋转轴和所述第四旋转轴之间；第二离合器，所述第二离合器设置在所述第一旋转轴和所述第四旋转轴之间；第三离合器，所述第三离合器设置在所述第四旋转轴和所述第六旋转轴之间；第四离合器，所述第四离合器设置在所述第五旋转轴和所述第八旋转轴之间；第一制动器，所述第一制动器设置在所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；以及第二制动器，所述第二制动器设置在所述第八旋转轴和所述变速器壳体之间。
所述第三离合器和所述第四离合器以及第二制动器可以在第一前进速度处操作，所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器可以在第二前进速度处进行操作，所述第二离合器和第三离合器以及所述第二制动器可以在第三前进速度处进行操作，所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第二制动器可以在第四前进速度处操作，所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第四离合器可以在第五前进速度处操作，所述第二离合器和所述第四离合器以及第一制动器可以在第六前进速度处操作，所述第一离合器和所述第四离合器以及第一制动器可以在第七前进速度处操作，所述第三离合器和所述第四离合器以及第一制动器可以在第八前进速度处操作，所述第一离合器和所述第三离合器以及第一制动器可以在第九前进速度处操作，所述第二离合器和所述第三离合器以及第一制动器可以在第十前进速度处操作，以及所述第一离合器和所述第四离合器以及第二制动器可以在倒退速度处操作。
可以从所述发动机到行星齿轮系的后部按顺序设置第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组。
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实施方案的行星齿轮系的示意图。
图2为应用于根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的每一个换档速度处的摩擦元件的操作图表。
图3A为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第一前进速度处的杠杆图。
图3B为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第二前进速度处的杠杆图。
图3C为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第三前进速度处的杠杆图。
图3D为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第四前进速度处的杠杆图。
图3E为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第五前进速度处的杠杆图。
图3F为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第六前进速度处的杠杆图。
图3G为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第七前进速度处的杠杆图。
图3H为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第八前进速度处的杠杆图。
图3I为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第九前进速度处的杠杆图。
图3J为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在第十前进速度处的杠杆图。
图3K为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系在倒退速度处的杠杆图。
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
现在将具体参考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。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替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
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行星齿轮系的示意图。
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及第四行星齿轮组PG4；输入轴IS；输出轴OS；直接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及第四行星齿轮组PG4的旋转元件的八个旋转轴TM1-TM8；六个摩擦元件C1-C4和B1-B2；以及变速器壳体H。
从输入轴IS输入的扭矩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及第四行星齿轮组PG4而改变，并且改变的扭矩经过输出轴OS而输出。
此外，行星齿轮组从靠近发动机的前部部分到后部部分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及第四行星齿轮组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扭矩转换器而改变，并且被输入到输入轴IS。
输出轴OS为输出构件，并且通过差动装置驱动驱动轮。
第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括作为其旋转元件的第一太阳齿轮S1、第一行星架PC1和第一环形齿轮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与第一太阳齿轮S1外啮合，并且第一环形齿轮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齿轮S2、第二行星架PC2和第二环形齿轮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与第二太阳齿轮S2外啮合，第二环形齿轮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齿轮S3、第三行星架PC3和第三环形齿轮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与第三太阳齿轮S3外啮合，第三环形齿轮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齿轮S4、第四行星架PC4和第四环形齿轮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与第四太阳齿轮S4外啮合，第四环形齿轮R4与第四小齿轮P4内啮合。
第一行星齿轮组PG1的一个旋转元件直接地连接到第二行星齿轮组PG2的一个旋转元件，并且第一行星齿轮组PG1的另一个旋转元件直接连接到第四行星齿轮组PG4的一个旋转元件。
第三行星齿轮组PG3的两个旋转元件直接连接到第四行星齿轮组PG4的两个旋转元件，使得第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4作为一个复合行星齿轮组(CPG)进行操作。
因此，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的十二个旋转元件结合为八个旋转轴TM1-TM8。
第一旋转轴TM1包括第一太阳齿轮S1和第二太阳齿轮S2，并且选择性地连接到变速器壳体H，第一太阳齿轮S1和第二太阳齿轮S2直接连接到彼此。
第二旋转轴TM2包括第一行星架PC1并且总是作为输入元件进行操作，第一行星架PC1直接连接到输入轴IS。
第三旋转轴TM3包括第一环形齿轮R1和第四行星架PC4，第一环形齿轮R1和第四行星架PC4彼此直接连接。
第四旋转轴TM4包括第二行星架PC2，并且选择性地连接到第二旋转轴TM2。
第五旋转轴TM5包括第二环形齿轮R2。
第六旋转轴TM6包括第三太阳齿轮S3和第四太阳齿轮S4，并且选择性地连接到第四旋转轴TM4，第三太阳齿轮S3和第四太阳齿轮S4直接连接到彼此。
第七旋转轴TM7包括第三行星架PC3和第四环形齿轮R4，并且直接连接到输出轴OS以便总是作为输出元件进行操作，第三行星架PC3和第四环形齿轮R4直接连接到彼此。
第八旋转轴TM8包括第三环形齿轮R3，并且选择性地连接到第五旋转轴TM5或者连接到变速器壳体H。
四个离合器C1、C2、C3和C4设置在所选择的旋转轴之间。
此外，两个制动器B1和B2设置在所选择的旋转轴和变速器壳体H之间。
将第一离合器C1插入第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4之间，并且选择性地连接第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4。
将第二离合器C2插入第一旋转轴TM1和第四旋转轴TM4之间，并且选择性地连接第一旋转轴TM1和第四旋转轴TM4。
将第三离合器C3插入第四旋转轴TM4和第六旋转轴TM6之间，并且选择性地连接第三旋转轴TM3和第六旋转轴TM6。
将第四离合器C4插入第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8之间，并且选择性地连接第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8。
将第一制动器B1插入第一旋转轴TM1和变速器壳体H之间，并且选择性地停止第一旋转轴TM1。
将第二制动器B2插入第八旋转轴TM8和变速器壳体H之间，并且选择性地停止第八旋转轴TM8。
摩擦元件包括第一离合器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和第二制动器B2，并且是通过液压进行操作的湿式常规多碟摩擦元件。
图2为应用于根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的每一个换档速度处的摩擦元件的操作图表。
如图2所示，根据本发明的示例性实施方案，在行星齿轮系的每一个速度处操作三个摩擦构件。
第三离合器C3、第四离合器C4和第二制动器B2在第一前进速度1ST处操作。
第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2在第二前进速度2ND处操作。
第二离合器C2、第三离合器C3和第二制动器B2在第三前进速度3RD处操作。
第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2在第四前进速度4TH处操作。
第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4在第五前进速度5TH处操作。
第二离合器C2、第四离合器C4以及第一制动器B1在第六前进速度6TH处操作。
第一离合器C1、第四离合器C4和第一制动器B1在第七前进速度7TH处操作。
第三离合器C3、第四离合器C4以及第一制动器B1在第八前进速度8TH处进行操作。
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9TH处操作。
第二离合器C2、第三离合器C3和第一制动器B1在第十前进速度10TH处操作。
第一离合器C1、第四离合器C4以及第二制动器B2在倒退速度Rev处操作。
图3A至图3K为根据本发明的示例性实施方案的用于行星齿轮系的杠杆图，并且通过杠杆分析方法示出了根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的换档过程。
参照图3A至图3K，在图中从左至右，对应于第一行星齿轮组PG1的三个竖直线设定为第一旋转轴TM1、第二旋转轴TM2和第三旋转轴TM3，对应于第二行星齿轮组PG2的三个竖直线设定为第一旋转轴TM1、第四旋转轴TM4和第五旋转轴TM5，并且对应于复合行星齿轮组CPG的四个竖直线设定为第六旋转轴TM6、第三旋转轴TM3、第七旋转轴TM7和第八旋转轴TM8。
此外，中间水平线表示旋转速度为“0”，上水平线表示旋转速度为“1”，并且下水平线表示旋转速度为“-1”。此处，“-”意味着反向旋转速度。
此外，旋转速度“1”与输入轴IS的旋转速度“1”相同。
在第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2以及复合行星齿轮组CPG的竖直线之间的距离根据第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2以及复合行星齿轮组CPG的齿轮比(太阳齿轮的齿数/环形齿轮的齿数)进行设定。
由于设定旋转轴对于本领域的普通技术人员来说是公知的，因此将省略其详细说明。
接下来，参考图2以及图3A至图3K，下面将具体描述根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的每个速度。
[第一前进速度]
参考图2，在第一前进速度1ST处，操作第三离合器C3、第四离合器C4以及第二制动器B2。
如图3A所示，在输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2的状态下，第四旋转轴TM4和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作进行连接，第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8通过第四离合器C4的操作进行连接，并且第八旋转轴TM8通过第二制动器B2的操作作为固定元件进行操作。
因此，复合行星齿轮组CPG的旋转轴通过复合行星齿轮组CPG以及第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作而形成第一换档线SP1，并且D1通过作为输出元件的第七旋转轴TM7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处操作的第四离合器C4，并操作第一离合器C1。
如图3B所示，在输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2的状态下，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过第一离合器C1的操作进行连接，第四旋转轴TM4和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作进行连接，并且第八旋转轴TM8通过第二制动器B2的操作作为固定元件进行操作。
因此，复合行星齿轮组CPG的旋转轴通过复合行星齿轮组CPG以及第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作而形成第二换档线SP2，并且D2通过作为输出元件的第七旋转轴TM7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处操作的第一离合器C1，并操作第二离合器C2。
如图3C所示，在输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2的状态下，第一旋转轴TM1和第四旋转轴TM4通过第二离合器C2的操作进行连接，第四旋转轴TM4和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作进行连接，并且第八旋转轴TM8通过第二制动器B2的操作作为固定元件进行操作。
因此，复合行星齿轮组CPG的旋转轴通过复合行星齿轮组CPG以及第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作而形成第三换档线SP3，并且D3通过作为输出元件的第七旋转轴TM7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处操作的第三离合器C3，并操作第一离合器C1。
如图3D所示，在输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2的状态下，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过第一离合器C1的操作进行连接，第一旋转轴TM1和第四旋转轴TM4通过第二离合器C2的操作进行连接，并且第八旋转轴TM8通过第二制动器B2的操作作为固定元件进行操作。
因此，复合行星齿轮组CPG的旋转轴通过复合行星齿轮组CPG以及第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作而形成第四换档线SP4，并且D4通过作为输出元件的第七旋转轴TM7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处操作的第二制动器B2，并操作第四离合器C4。
如图3E所示，在输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2的状态下，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过第一离合器C1的操作进行连接，第一旋转轴TM1和第四旋转轴TM4通过第二离合器C2的操作进行连接，并且第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8通过第四离合器C4的操作进行连接。
因此，第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2以及复合行星齿轮组CPG变为直接联接状态，复合行星齿轮组CPG的旋转轴形成第五换档线SP5，并且D5通过作为输出元件的第七旋转轴TM7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，并操作第一制动器B1。
如图3F所示，在输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2的状态下，第一旋转轴TM1和第四旋转轴TM4通过第二离合器C2的操作进行连接，第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8通过第四离合器C4的操作进行连接，并且第一旋转轴TM1通过第一制动器B1的操作作为固定元件进行操作。
因此，复合行星齿轮组CPG的旋转轴通过复合行星齿轮组CPG以及第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作而形成第六换档线SP6，并且D6通过作为输出元件的第七旋转轴TM7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处操作的第二离合器C2，并操作第一离合器C1。
如图3G所示，在输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2的状态下，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过第一离合器C1的操作进行连接，第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8通过第四离合器C4的操作进行连接，并且第一旋转轴TM1通过第一制动器B1的操作作为固定元件进行操作。
因此，复合行星齿轮组CPG的旋转轴通过复合行星齿轮组CPG以及第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作而形成第七换档线SP7，并且D7通过作为输出元件的第七旋转轴TM7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处操作的第一离合器C1，并操作第三离合器C3。
如图3H所示，在输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2的状态下，第四旋转轴TM4和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作进行连接，第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8通过第四离合器C4的操作进行连接，并且第一旋转轴TM1通过第一制动器B1的操作作为固定元件进行操作。
因此，复合行星齿轮组CPG的旋转轴通过复合行星齿轮组CPG以及第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作而形成第八换档线SP8，并且D8通过作为输出元件的第七旋转轴TM7输出。
[第九前进速度]
在第九前进速度9TH处，松开在第八前进速度8TH处操作的第四离合器C4，并操作第一离合器C1。
如图3I所示，在输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2的状态下，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过第一离合器C1的操作进行连接，第四旋转轴TM4和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作进行连接，并且第一旋转轴TM1通过第一制动器B1的操作作为固定元件进行操作。
因此，复合行星齿轮组CPG的旋转轴通过复合行星齿轮组CPG以及第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作而形成第九换档线SP9，并且D9通过作为输出元件的第七旋转轴TM7输出。
[第十前进速度]
在第十前进速度10TH处，松开在第九前进速度9TH处操作的第一离合器C1，并操作第二离合器C2。
如图3J所示，在输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2的状态下，第一旋转轴TM1和第四旋转轴TM4通过第二离合器C2的操作进行连接，第四旋转轴TM4和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作进行连接，并且第一旋转轴TM1通过第一制动器B1的操作作为固定元件进行操作。
因此，复合行星齿轮组CPG的旋转轴通过复合行星齿轮组CPG以及第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作而形成第十换档线SP10，并且D10通过作为输出元件的第七旋转轴TM7输出。
[倒退速度]
在倒退速度Rev处，操作第一离合器C1、第四离合器C4以及第二制动器B2。
如图3K所示，在输入轴IS的旋转速度输入至第二旋转轴TM2的状态下，第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4通过第一离合器C1的操作进行连接，第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8通过第四离合器C4的操作进行连接，并且第八旋转轴TM8通过第二制动器B2的操作作为固定元件进行操作。
因此，复合行星齿轮组CPG的旋转轴通过复合行星齿轮组CPG以及第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2的协作而形成倒退换档线RS，并且REV通过作为输出元件的第七旋转轴TM7输出。
根据本发明的示例性实施方案，可以经由四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2通过控制四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的操作来实现十个前进速度和一个倒退速度。
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档速度来改进动力传递效率和燃料经济性。
由于在每个速度处操作至少三个摩擦元件，因此能够减少不操作的摩擦元件的数量。因此，可以减少牵引损失，并且可以进一步改进动力传递效率和燃料经济性。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以对其进行很多改变和变化。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (11)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：
输入轴，所述输入轴配置成接收发动机的扭矩；
输出轴，所述输出轴输出改变的扭矩；
第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮；
第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮；
第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮；
第四行星齿轮组，所述第四行星齿轮组具有作为所述第四行星齿轮组的旋转元件的第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮；
第一旋转轴，所述第一旋转轴将所述第一行星齿轮组的一个旋转元件直接连接到所述第二行星齿轮组的一个旋转元件，并且选择性地连接到变速器壳体；
第二旋转轴，所述第二旋转轴连接到所述第一行星齿轮组的另一个旋转元件，并且直接地连接到所述输入轴；
第三旋转轴，所述第三旋转轴将所述第一行星齿轮组的其他旋转元件直接连接到所述第四行星齿轮组的一个旋转元件；
第四旋转轴，所述第四旋转轴直接连接到所述第二行星齿轮组的另一个旋转元件，并且选择性地连接到所述第一旋转轴以及选择性地连接到所述第二旋转轴；
第五旋转轴，所述第五旋转轴连接到所述第二行星齿轮组的其他旋转元件；
第六旋转轴，所述第六旋转轴将所述第三行星齿轮组的一个旋转元件直接连接到所述第四行星齿轮组的另一个旋转元件，并且选择性地连接到所述第四旋转轴；
第七旋转轴，所述第七旋转轴将所述第三行星齿轮组的另一个旋转元件直接连接到所述第四行星齿轮组的其他旋转元件，并且直接连接到所述输出轴；以及
第八旋转轴，所述第八旋转轴连接到所述第三行星齿轮组的其他旋转元件，并且选择性地连接到所述第五旋转轴以及选择性地连接到所述变速器壳体。
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，其中所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的每一个是单小齿轮行星齿轮组。
3.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，
其中所述第一旋转轴将所述第一太阳齿轮直接连接到所述第二太阳齿轮，
其中所述第二旋转轴直接连接到所述第一行星架，
其中所述第三旋转轴将所述第一环形齿轮直接连接到所述第四行星架，
其中所述第四旋转轴直接连接到所述第二行星架，
其中所述第五旋转轴直接连接到所述第二环形齿轮，
其中所述第六旋转轴将所述第三太阳齿轮直接连接到所述第四太阳齿轮，
其中所述第七旋转轴将所述第三行星架直接连接到所述第四环形齿轮，以及
其中所述第八旋转轴直接连接到所述第三环形齿轮。
4.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，进一步包括：
第一离合器，所述第一离合器设置在所述第二旋转轴和所述第四旋转轴之间；
第二离合器，所述第二离合器设置在所述第一旋转轴和所述第四旋转轴之间；
第三离合器，所述第三离合器设置在所述第四旋转轴和所述第六旋转轴之间；
第四离合器，所述第四离合器设置在所述第五旋转轴和所述第八旋转轴之间；
第一制动器，所述第一制动器设置在所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；以及
第二制动器，所述第二制动器设置在所述第八旋转轴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，
其中所述第三离合器和所述第四离合器以及所述第二制动器在第一前进速度处操作，
其中所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器在第二前进速度处操作，
其中所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器在第三前进速度处操作，
其中所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第二制动器在第四前进速度处操作，
其中所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第四离合器在第五前进速度处操作，
其中所述第二离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器在第六前进速度处操作，
其中所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器在第七前进速度处操作，
其中所述第三离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器在第八前进速度处操作，
其中所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第一制动器在第九前进速度处操作，
其中所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第一制动器在第十前进速度处操作，以及
其中所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第二制动器在倒退速度处操作。
6.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，其中从所述发动机到所述行星齿轮系的后部按顺序设置所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组。
7.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：
输入轴，所述输入轴配置成接收发动机的扭矩；
输出轴，所述输出轴输出改变的扭矩；
第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮；
第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮；
第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮；
第四行星齿轮组，所述第四行星齿轮组具有作为所述第四行星齿轮组的旋转元件的第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮；
第一旋转轴，所述第一旋转轴将所述第一太阳齿轮直接连接到所述第二太阳齿轮，并且选择性地连接到变速器壳体；
第二旋转轴，所述第二旋转轴直接连接到所述第一行星架，并且直接连接到所述输入轴；
第三旋转轴，所述第三旋转轴将所述第一环形齿轮直接连接到所述第四行星架；
第四旋转轴，所述第四旋转轴直接连接到所述第二行星架，并且选择性地连接到所述第一旋转轴以及选择性地连接到所述第二旋转轴；
第五旋转轴，所述第五旋转轴直接连接到所述第二环形齿轮；
第六旋转轴，所述第六旋转轴将所述第三太阳齿轮直接连接到所述第四太阳齿轮，并且选择性地连接到所述第四旋转轴；
第七旋转轴，所述第七旋转轴将所述第三行星架直接连接到所述第四环形齿轮，并且直接连接到所述输出轴；以及
第八旋转轴，所述第八旋转轴直接连接到所述第三环形齿轮，并且选择性地连接到所述第五旋转轴以及选择性地连接到所述变速器壳体。
8.根据权利要求7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、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组。
9.根据权利要求7所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，进一步包括：
第一离合器，所述第一离合器设置在所述第二旋转轴和所述第四旋转轴之间；
第二离合器，所述第二离合器设置在所述第一旋转轴和所述第四旋转轴之间；
第三离合器，所述第三离合器设置在所述第四旋转轴和所述第六旋转轴之间；
第四离合器，所述第四离合器设置在所述第五旋转轴和所述第八旋转轴之间；
第一制动器，所述第一制动器设置在所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；以及
第二制动器，所述第二制动器设置在所述第八旋转轴和所述变速器壳体之间。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，
其中所述第三离合器和所述第四离合器以及所述第二制动器在第一前进速度处操作，
其中所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器在第二前进速度处操作，
其中所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器在第三前进速度处操作，
其中所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第二制动器在第四前进速度处操作，
其中所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器在第五前进速度处操作，
其中所述第二离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器在第六前进速度处操作，
其中所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器在第七前进速度处操作，
其中所述第三离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器在第八前进速度处操作，
其中所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第一制动器在第九前进速度处操作，
其中所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第一制动器在第十前进速度处操作，以及
其中所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第二制动器在倒退速度处操作。
11.根据权利要求7所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中从所述发动机到所述行星齿轮系的后部按顺序设置所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组。
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