CN105697687A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。所述行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出改变了的扭矩；第一行星齿轮组；第二行星齿轮组；第三行星齿轮组；第四行星齿轮组；第一旋转轴，其选择性地连接至变速器壳体；第二旋转轴；第三旋转轴；其选择性地连接至变速器壳体；第四旋转轴，其直接连接至输入轴；第五旋转轴；第六旋转轴；第七旋转轴，其选择性地连接至输入轴，并且选择性地连接至第五旋转轴或选择性地连接至第六旋转轴；以及第八旋转轴，其直接地连接至输出轴。

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2014年12月11日提交的韩国专利申请第10-2014-0178383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。更具体而言，本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其通过使用最少量的构成元件实现十个前进挡位而提高动力传递性能并减少燃料消耗。

背景技术

近些年来，增高的油价迫使车辆制造商们进入提高燃料效率的极端竞争中。

结果，就发动机而言已经进行了通过缩小尺寸而减小重量和提高燃料效率的研究，而就自动变速器而言已经进行了通过多个挡位而同时确保可操作性和燃料效率竞争性的研究。

然而，在自动变速器中，随着挡位数量的增加，内部构件的数量也增加，因而在将变速器安装于车辆中时的工作效率和动力传递效率可能会变差，并且车辆的制造成本和重量可能会增加。

因此，为了提高通过多挡位来增大燃料效率提高的效果，对能够利用少量的部件而带来最大化的效率的行星齿轮系的开发是很重要的。

在这个方面，近些年来，已经趋向于应用8速和9速自动变速器，并且对能够实现更多挡位的行星齿轮系的研究和开发也在活跃地进行着。

公开于该本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车辆的自动变速器的行星齿轮系，其优点在于：利用最少量的组成元件来实现十个前进速度挡位和一个倒车速度挡位，从而提高动力传递性能和燃料经济性；并且利用设置在较低发动机转速下的运行点来提高安静行驶性。

根据本发明的各个方面，用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出改变了的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；第一旋转轴，其包括所述第一太阳轮和所述第二太阳轮，并且选择性地连接至变速器壳体；第二旋转轴，其包括所述第一行星架、所述第三行星架以及所述第四内齿圈；第三旋转轴，其包括所述第一内齿圈，并且选择性连接至变速器壳体；第四旋转轴，其包括所述第二行星架，并且直接地连接至所述输入轴；第五旋转轴，其包括所述第二内齿圈和所述第三太阳轮；第六旋转轴，其包括所述第三内齿圈；第七旋转轴，其包括所述第四太阳轮，所述第七旋转轴选择性地连接至所述输入轴，并且选择性地连接至所述第五旋转轴或选择性地连接至所述第六旋转轴；第八旋转轴，其包括所述第四行星架，并且直接地连接至所述输出轴。

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以及所述第四行星齿轮组中的每个行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组。

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以及所述第四行星齿轮组可以从发动机侧顺序地设置。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其介于所述输入轴和所述第七旋转轴之间；第二离合器，其介于所述第二旋转轴和所述第五旋转轴之间；第三离合器，其介于所述第五旋转轴和所述第七旋转轴之间；第四离合器，其介于所述第六旋转轴和所述第七旋转轴之间；第一制动器，其介于所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；第二制动器，其介于所述第三旋转轴和所述变速器壳体之间。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其介于所述输入轴和所述第七旋转轴之间；第二离合器，其介于所述第五旋转轴和所述第六旋转轴之间；第三离合器，其介于所述第五旋转轴和所述第七旋转轴之间；第四离合器，其介于所述第六旋转轴和所述第七旋转轴之间；第一制动器，其介于所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；第二制动器，其介于所述第三旋转轴和所述变速器壳体之间。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其介于所述输入轴和所述第七旋转轴之间；第二离合器，其介于所述第二旋转轴和所述第六旋转轴之间；第三离合器，其介于所述第五旋转轴和所述第七旋转轴之间；第四离合器，其介于所述第六旋转轴和所述第七旋转轴之间；第一制动器，其介于所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；第二制动器，其介于所述第三旋转轴和所述变速器壳体之间。

第一前进挡位可以通过所述第一离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现，第二前进挡位可以通过所述第三离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现，第三前进挡位可以通过所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器的操作而实现，第四前进挡位可以通过所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器的操作而实现，第五前进挡位可以通过所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第二制动器的操作而实现，第六前进挡位可以通过所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第二制动器的操作而实现，第七前进挡位可以通过所述第一离合器、所述第二离合器和所述第四离合器的操作而实现，第八前进挡位可以通过所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器的操作而实现，第九前进挡位可以通过所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第一制动器的操作而实现，第十前进挡位可以通过所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第一制动器的操作而实现，倒车挡位可以通过所述第四离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现。

根据本发明的各个方面，用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出改变了的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；其中，所述输入轴可以直接地连接至所述第二行星架，所述输出轴可以直接地连接至所述第四行星架，所述第一太阳轮可以直接地连接到所述第二太阳轮，所述第一行星架可以直接地连接至所述第三行星架和所述第四内齿圈，所述第二内齿圈可以直接地连接到所述第三太阳轮，所述第四太阳轮可以选择性地连接至输入轴，所述第三行星齿轮组选择性地被锁定，所述第三太阳轮可以选择性地连接至所述第四太阳轮，所述第三内齿圈可以选择性地连接至所述第四太阳轮，所述第一太阳轮和所述第二太阳轮可以选择性地连接至变速器壳体，所述第一内齿圈可以选择性地连接至变速器壳体。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其选择性连接所述第四太阳轮和所述输入轴；第二离合器，其选择性地连接所述第三太阳轮和所述第三行星架；第三离合器，其选择性连接所述第三太阳轮和所述第四太阳轮；第四离合器，其选择性连接所述第三内齿圈和所述第四太阳轮；第一制动器，其选择性将所述第一太阳轮和所述第二太阳轮连接至所述变速器壳体；第二制动器，其选择性将所述第一内齿圈连接至所述变速器壳体。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其选择性连接所述第四太阳轮和所述输入轴；第二离合器，其选择性地连接所述第三太阳轮和所述第三内齿圈；第三离合器，其选择性连接所述第三太阳轮和所述第四太阳轮；第四离合器，其选择性连接所述第三内齿圈和所述第四太阳轮；第一制动器，其选择性将所述第一太阳轮和所述第二太阳轮连接至所述变速器壳体；第二制动器，其选择性将所述第一内齿圈连接至所述变速器壳体。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其选择性连接所述第四太阳轮和所述输入轴；第二离合器，其选择性地连接所述第三内齿圈和所述第三行星架；第三离合器，其选择性连接所述第三太阳轮和所述第四太阳轮；第四离合器，其选择性连接所述第三内齿圈和所述第四太阳轮；第一制动器，其选择性将所述第一太阳轮和所述第二太阳轮连接至所述变速器壳体；第二制动器，其选择性将所述第一内齿圈连接至所述变速器壳体。

本发明的各个实施方案能够通过结合四个行星齿轮组和六个摩擦元件来实现十个前进挡位。从而，能够提高动力传递性能和燃料经济性。

由于利用多个挡位能够实现适合于发动机转速的挡位，因此能够提高安静行驶性。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，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案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案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为在根据本发明的示例性行星齿轮系中，在每个挡位的摩擦元件的操作图。

图3为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。

图4为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。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。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的各个实施方案，其示例将在附图中示出并且在下文进行描述。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，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形式、修改形式、等效形式以及其它实施方案。

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：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，各行星齿轮组设置在相同的轴线上；输入轴IS；输出轴OS；八个旋转轴TM1至TM8，其包括第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的旋转元件的至少一个；六个摩擦元件C1至C4与B1至B2；以及变速器壳体H。

从而，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的配合而改变，并且改变了的扭矩通过输出轴OS输出。

简单行星齿轮组从发动机侧开始按照第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的次序进行设置。

输入轴IS为输入构件，来自发动机的曲轴的动力通过扭矩变换器进行扭矩变换，以输入至输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，所述输出轴与输入轴IS平行设置，并且通过差动装置而将驱动扭矩传递至驱动车轮。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括以下元件作为其旋转元件：第一太阳轮S1；第一行星架PC1，其可旋转地支撑第一小齿轮P1，所述第一小齿轮P1与第一太阳轮S1外啮合；以及第一内齿圈R1，其与第一小齿轮P1内啮合。

第二行星齿轮组PG2是单小齿轮行星齿轮组，并且包括以下元件作为其旋转元件：第二太阳轮S2；第二行星架PC2，其可旋转地支撑第二小齿轮P2，所述第二小齿轮P2与第二太阳轮S2外啮合；以及第二内齿圈R2，其与第二小齿轮P2内啮合。

第三行星齿轮组PG3是单小齿轮行星齿轮组，并且包括以下元件作为其旋转元件：第三太阳轮S3；第三行星架PC3，其可旋转地支撑第三小齿轮P3，所述第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外啮合；以及第三内齿圈R3，其与第三小齿轮P3内啮合。

第四行星齿轮组PG4是单小齿轮行星齿轮组，并且包括以下元件作为其旋转元件：第四太阳轮S4；第四行星架PC4，其可旋转地支撑第四小齿轮P4，所述第四小齿轮P4与第四太阳轮S4外啮合；以及第四内齿圈R4，其与第四小齿轮P4内啮合。

在第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4中，一个或多个旋转元件直接地互相连接以随八个旋转轴TM1至TM8一起运转。

将更具体地对八个旋转轴TM1至TM8进行描述。

第一旋转轴TM1包括第一太阳轮S1和第二太阳轮S2，并且选择性地连接至变速器壳体H以作为选择性固定元件工作。

第二旋转轴TM2包括第一行星架PC1、第三行星架PC3以及第四内齿圈R4。

第三旋转轴TM3包括第一内齿圈R1，并且选择性地连接至变速器壳体H以作为选择性固定元件工作。

第四旋转轴TM4包括第二行星架PC2，并且直接连接至输入轴IS以作为输入元件而持续性地工作。

第五旋转轴TM5包括第二内齿圈R2和第三太阳轮S3，并且选择性连接至第二旋转轴TM2。

第六旋转轴TM6包括第三内齿圈R3。

第七旋转轴TM7包括第四太阳轮S4，所述第七旋转轴TM7选择性地连接至输入轴IS，并且选择性地连接至第五旋转轴TM5或者选择性地连接至第六旋转轴TM6。

第八旋转轴TM8包括第四行星架PC4，并且直接地连接至输出轴OS以作为输出元件而持续性地工作。

另外，为摩擦元件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置在输入轴IS与任意一个旋转轴之间的连接部分，或者设置在任意两个旋转轴之间的连接部分。

另外，为摩擦元件的两个制动器B1和B2设置在任意一个旋转轴与变速器壳体H之间的连接部分。

下面将对六个摩擦元件C1至C4和B1至B2进行具体地描述。

第一离合器C1介于输入轴IS和第七旋转轴TM7之间，并且选择性地连接输入轴IS与第七旋转轴TM7。

第二离合器C2介于第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5之间，并且选择性地连接第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5。

第三离合器C3介于第五旋转轴TM5和第七旋转轴TM7之间，并且选择性地连接第五旋转轴TM5和第七旋转轴TM7。

第四离合器C4介于第六旋转轴TM6和第七旋转轴TM7之间，并且选择性地连接第六旋转轴TM6和第七旋转轴TM7。

第一制动器B1介于第一旋转轴TM1和变速器壳体H之间，并且使第一旋转轴TM1作为选择固定元件工作。

第二制动器B2介于第三旋转轴TM3和变速器壳体H之间，并且使第三旋转轴TM3作为选择固定元件工作。

摩擦元件可以是通过液压操作的湿式多片摩擦元件，所述摩擦元件包括第一、第二、第三和第四离合器C1、C2、C3和C4以及第一和第二制动器B1和B2。

图2为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中，在每个挡位下的摩擦元件的操作图。

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，在每个挡位下有三个摩擦元件操作。

第一离合器C1以及第一制动器B1和第二制动器B2在第一前进挡位1ST下操作。

第三离合器C3以及第一制动器B1和第二制动器B2在第二前进挡位2ND下操作。

第一离合器C1和第三离合器C3以及第二制动器B2在第三前进挡位3RD下操作。

第二离合器C2和第三离合器C3以及第二制动器B2在第四前进挡位4TH下操作。

第一离合器C1和第二离合器C2以及第二制动器B2在第五前进挡位5TH下操作。

第一离合器C1和第四离合器C4以及第二制动器B2在第六前进挡位6TH下操作。

第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4在第七前进挡位7TH下操作。

第一离合器C1和第四离合器C4以及第一制动器B1在第八前进挡位8TH下操作。

第一离合器C1和第二离合器C2以及第一制动器B1在第九前进挡位9TH下操作。

第二离合器C2和第三离合器C3以及第一制动器B1在第十前进挡位10TH下操作。

第四离合器C4以及第一制动器B1和第二制动器B2在倒车挡位REV下操作。

下面将更为具体地描述换挡过程。

第一制动器B1和第二制动器B2以及第一离合器C1在第一前进挡位1ST下操作。

第一行星齿轮组PG1的第一旋转轴TM1、第二旋转轴TM2和第三旋转轴TM3通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。

在这种状态下，输入轴IS的旋转速度被输入至第四旋转轴TM4，而第一旋转轴TM1通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。从而，增大的旋转速度通过第五旋转轴TM5而传输至第三行星齿轮组PG3，但是对换挡没有影响。

在输入轴IS的旋转速度通过第一离合器C1的操作而被输入至第七旋转轴TM7的状态下，第二旋转轴TM2作为固定元件工作。从而，通过第八旋转轴TM8输出第一前进挡位。

即，第一前进挡位的换挡通过被输入至第七旋转轴TM7的输入轴IS的旋转速度以及第二旋转轴TM2的锁定而执行。

第一制动器B1和第二制动器B2以及第三离合器C3在第二前进挡位2ND下操作。

第一行星齿轮组PG1的第一旋转轴TM1、第二旋转轴TM2和第三旋转轴TM3通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。

在这种状态下，输入轴IS的旋转速度被输入至第四旋转轴TM4，而第一旋转轴TM1通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。从而，增大的旋转速度通过第五旋转轴TM5输出。

另外，第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4通过第三离合器C3的操作而作为复式行星齿轮组工作。在增大的旋转速度被输入至第五旋转轴TM5和第七旋转轴TM7的状态下，第二旋转轴TM2作为固定元件工作。从而，通过第八旋转轴TM8输出第二前进挡位。

第一离合器C1和第三离合器C3以及第二制动器B2在第三前进挡位3RD下操作。

在输入轴IS的旋转速度输入至第四旋转轴TM4的状态下，第三旋转轴TM3通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作，而输入轴IS的旋转速度通过第一离合器C1和第三离合器C3的操作而输入至第五旋转轴TM5和第七旋转轴TM7。从而，通过第八旋转轴TM8输出第三前进挡位。

第二离合器C2和第三离合器C3以及第二制动器B2在第四前进挡位4TH下操作。

第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2通过第二离合器C2的操作而作为复式行星齿轮组工作。在输入轴IS的旋转速度被输入至第四旋转轴TM4的状态下，第三旋转轴TM3通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。从而，减小了的旋转速度通过第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5而输出。

另外，第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4通过第三离合器C3的操作而作为复式行星齿轮组工作。在这时，减小了的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5，从而使得第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4成为锁定状态。从而，通过第八旋转轴TM8输出第四前进挡位。

第一离合器C1和第二离合器C2以及第二制动器B2在第五前进挡位5TH下操作。

第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2通过第二离合器C2的操作而作为复式行星齿轮组工作。在输入轴IS的旋转速度被输入至第四旋转轴TM4的状态下，第三旋转轴TM3通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。从而，减小了的旋转速度通过第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5而输出。

另外，输入轴IS的旋转速度通过第一离合器C1的操作而被输入至第七旋转轴TM7，而减小了的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2。从而，通过第八旋转轴TM8输出第五前进挡位。

在这时，通过第五旋转轴TM5而被输入至第三行星齿轮组PG3的减小了的旋转速度对换挡没有影响，这是因为第三离合器C3和第四离合器C4没有操作。

第一离合器C1和第四离合器C4以及第二制动器B2在第六前进挡位6TH下操作。

在输入轴IS的旋转速度被输入至第四旋转轴TM4的状态下，第三旋转轴TM3通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。

另外，第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4通过第四离合器C4的操作而作为复式行星齿轮组工作。在这时，输入轴IS的旋转速度通过第一离合器C1的操作而被输入至第六旋转轴TM6和第七旋转轴TM7。从而，通过第八旋转轴TM8输出第六前进挡位。

虽然在第三前进挡位、第四前进挡位、第五前进挡位以及第六前进挡位下，输入轴IS的旋转速度被输入至第四旋转轴TM4并且第三旋转轴TM3通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作，但是传动比会根据第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3以及第四离合器C4的操作而发生变化。

第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4在第七前进挡位7TH下操作。

第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2通过第二离合器C2的操作而作为复式行星齿轮组工作，而第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4通过第四离合器C4的操作而作为复式行星齿轮组工作。在这种状态下，输入轴IS的旋转速度被输入至第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7，从而使得第一行星齿轮组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成为锁定状态。从而，实现了直接输出了输入轴IS的旋转速度的第七前进挡位。

第一离合器C1和第四离合器C4以及第一制动器B1在第八前进挡位8TH下操作。

在输入轴IS的旋转速度被输入至第四旋转轴TM4的状态下，第一旋转轴TM1通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。从而，增大了的旋转速度通过第五旋转轴TM5而输出。

另外，第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4通过第四离合器C4的操作而作为复式行星齿轮组工作。在这时，输入轴IS的旋转速度通过第一离合器C1的操作而被输入至第七旋转轴TM7，而增大了的旋转速度被输入至第五旋转轴TM5。从而，通过第八旋转轴TM8输出第八前进挡位。

第一离合器C1和第二离合器C2以及第一制动器B1在第九前进挡位9TH下操作。

第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2通过第二离合器C2的操作而作为复式行星齿轮组工作。在输入轴IS的旋转速度被输入至第四旋转轴TM4的状态下，第一旋转轴TM1通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。从而，增大了的旋转速度通过第五旋转轴TM5而输出。

在增大了的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2的状态下，输入轴IS的旋转速度通过第一离合器C1的操作而被输入至第七旋转轴TM7。从而，通过第八旋转轴TM8输出第九前进挡位。

第二离合器C2和第三离合器C3以及第一制动器B1在第十前进挡位10TH下操作。

第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2通过第二离合器C2的操作而作为复式行星齿轮组工作。在输入轴IS的旋转速度被输入至第四旋转轴TM4的状态下，第一旋转轴TM1通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。从而，增大了的旋转速度通过第五旋转轴TM5而输出。

另外，第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4通过第三离合器C3的操作而作为复式行星齿轮组工作。在这时，增大了的旋转速度被输入至第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5，从而使得第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4成为直接联接的状态。从而，通过第八旋转轴TM8输出第十前进挡位。

第一制动器B1和第二制动器B2以及第四离合器C4在倒车挡位REV下操作。

第一行星齿轮组PG1的第一旋转轴TM1、第二旋转轴TM2和第三旋转轴TM3通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。

在这种状态下，输入轴IS的旋转速度被输入至第四旋转轴TM4，而第一旋转轴TM1通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。从而，增大的旋转速度通过第五旋转轴TM5而输出。

在第二旋转轴TM2停止的状态下，增大了的旋转速度被输入至第五旋转轴TM5。从而，倒转的旋转速度通过第六旋转轴TM6而输出。

在第二旋转轴TM2停止的状态下，倒转的旋转速度通过第四离合器C4的操作而输入至第七旋转轴TM7。从而，通过第八旋转轴TM8输出倒车挡位。

根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以通过对四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4、四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2进行控制而实现十个前进挡位和一个倒车挡位。

从而，能够提高动力传递性能和燃料经济性。

由于利用多个挡位能够实现适合于发动机转速的挡位，因此能够提高安静行驶性。

另外，由于在每个挡位有三个摩擦元件操作，并且使不操作的摩擦元件的数量最少化，因此能够减小摩擦阻力损失。从而，能够减小阻力矩和动力损失。

图3为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。图3所示的行星齿轮系的第二离合器C2不同于图1的各个实施方案中的第二离合器C2。

在图3所示的各个实施方案中，第二离合器C2为锁定第三行星齿轮组PG3并且选择性地连接第五旋转轴TM5与第六旋转轴TM6(即，第三太阳轮S3与第三内齿圈R3)的摩擦元件。

由于除了第二离合器C2之外，图3的各个实施方案的功能并没有不同于图1的各个实施方案的功能，因此将省略具体描述。

图4为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。图4所示的行星齿轮系的第二离合器C2不同于图1的各个实施方案中的第二离合器C2。

在图4所示的各个实施方案中，第二离合器C2是锁定第三行星齿轮组PG3并且选择性地连接第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6(即，第三行星架PC3与第三内齿圈R3)的摩擦元件。

由于除了第二离合器C2外，图4所示的各个实施方案的功能并没有不同于图1的各个实施方案的功能，因此将省略具体描述。

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各种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效形式所限定。

Claims (15)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，其接收发动机的扭矩；

输出轴，其输出改变了的扭矩；

第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；

第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；

第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；

第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；

第一旋转轴，其包括所述第一太阳轮和所述第二太阳轮，并且选择性地连接至变速器壳体；

第二旋转轴，其包括所述第一行星架、所述第三行星架以及所述第四内齿圈；

第三旋转轴，其包括所述第一内齿圈，并且选择性连接至变速器壳体；

第四旋转轴，其包括所述第二行星架，并且直接地连接至所述输入轴；

第五旋转轴，其包括所述第二内齿圈和所述第三太阳轮；

第六旋转轴，其包括所述第三内齿圈；

第七旋转轴，其包括所述第四太阳轮，所述第七旋转轴选择性地连接至所述输入轴，并且选择性地连接至所述第五旋转轴或选择性地连接至所述第六旋转轴；

第八旋转轴，其包括所述第四行星架，并且直接地连接至所述输出轴。

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、所述第三行星齿轮组以及所述第四行星齿轮组中的每个行星齿轮组为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，所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组以及所述第四行星齿轮组从发动机侧顺序地设置。

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，其介于所述输入轴和所述第七旋转轴之间；

第二离合器，其介于所述第二旋转轴和所述第五旋转轴之间；

第三离合器，其介于所述第五旋转轴和所述第七旋转轴之间；

第四离合器，其介于所述第六旋转轴和所述第七旋转轴之间；

第一制动器，其介于所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，其介于所述第三旋转轴和所述变速器壳体之间。

5.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，其介于所述输入轴和所述第七旋转轴之间；

第二离合器，其介于所述第五旋转轴和所述第六旋转轴之间；

第三离合器，其介于所述第五旋转轴和所述第七旋转轴之间；

第四离合器，其介于所述第六旋转轴和所述第七旋转轴之间；

第一制动器，其介于所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，其介于所述第三旋转轴和所述变速器壳体之间。

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，进一步包括：

第一离合器，其介于所述输入轴和所述第七旋转轴之间；

第二离合器，其介于所述第二旋转轴和所述第六旋转轴之间；

第三离合器，其介于所述第五旋转轴和所述第七旋转轴之间；

第四离合器，其介于所述第六旋转轴和所述第七旋转轴之间；

第一制动器，其介于所述第一旋转轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，其介于所述第三旋转轴和所述变速器壳体之间。

7.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，第一前进挡位通过所述第一离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现，

第二前进挡位通过所述第三离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现，

第三前进挡位通过所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第四前进挡位通过所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第五前进挡位通过所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第六前进挡位通过所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第七前进挡位通过所述第一离合器、所述第二离合器和所述第四离合器的操作而实现，

第八前进挡位通过所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器的操作而实现，

第九前进挡位通过所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第一制动器的操作而实现，

第十前进挡位通过所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第一制动器的操作而实现，

倒车挡位通过所述第四离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现。

8.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，其中，第一前进挡位通过所述第一离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现，

第二前进挡位通过所述第三离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现，

第三前进挡位通过所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第四前进挡位通过所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第五前进挡位通过所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第六前进挡位通过所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第七前进挡位通过所述第一离合器、所述第二离合器和所述第四离合器的操作而实现，

第八前进挡位通过所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器的操作而实现，

第九前进挡位通过所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第一制动器的操作而实现，

第十前进挡位通过所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第一制动器的操作而实现，

倒车挡位通过所述第四离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现。

9.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，第一前进挡位通过所述第一离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现，

第二前进挡位通过所述第三离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现，

第三前进挡位通过所述第一离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第四前进挡位通过所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第五前进挡位通过所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第六前进挡位通过所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第二制动器的操作而实现，

第七前进挡位通过所述第一离合器、所述第二离合器和所述第四离合器的操作而实现，

第八前进挡位通过所述第一离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器的操作而实现，

第九前进挡位通过所述第一离合器和所述第二离合器以及所述第一制动器的操作而实现，

第十前进挡位通过所述第二离合器和所述第三离合器以及所述第一制动器的操作而实现，

倒车挡位通过所述第四离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现。

10.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，其接收发动机的扭矩；

输出轴，其输出改变了的扭矩；

第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；

第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；

第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；

第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；

其中，所述输入轴直接地连接至所述第二行星架，

所述输出轴直接地连接至所述第四行星架，

所述第一太阳轮直接地连接到所述第二太阳轮，

所述第一行星架直接地连接至所述第三行星架和所述第四内齿圈，

所述第二内齿圈直接地连接到所述第三太阳轮，

所述第四太阳轮选择性地连接至输入轴，

所述第三行星齿轮组选择性地被锁定，

所述第三太阳轮选择性地连接至所述第四太阳轮，

所述第三内齿圈选择性地连接至所述第四太阳轮，

所述第一太阳轮和所述第二太阳轮选择性地连接至变速器壳体，

所述第一内齿圈选择性地连接至变速器壳体。

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、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组以及所述第四行星齿轮组中的每个行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组。

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以及所述第四行星齿轮组从发动机侧顺序地设置。

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，进一步包括：

第一离合器，其选择性连接所述第四太阳轮和所述输入轴；

第二离合器，其选择性地连接所述第三太阳轮和所述第三行星架；

第三离合器，其选择性连接所述第三太阳轮和所述第四太阳轮；

第四离合器，其选择性连接所述第三内齿圈和所述第四太阳轮；

第一制动器，其选择性将所述第一太阳轮和所述第二太阳轮连接至所述变速器壳体；

第二制动器，其选择性将所述第一内齿圈连接至所述变速器壳体。

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，进一步包括：

第一离合器，其选择性连接所述第四太阳轮和所述输入轴；

第二离合器，其选择性地连接所述第三太阳轮和所述第三内齿圈；

第三离合器，其选择性连接所述第三太阳轮和所述第四太阳轮；

第四离合器，其选择性连接所述第三内齿圈和所述第四太阳轮；

第一制动器，其选择性将所述第一太阳轮和所述第二太阳轮连接至所述变速器壳体；

第二制动器，其选择性将所述第一内齿圈连接至所述变速器壳体。

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，进一步包括：

第一离合器，其选择性连接所述第四太阳轮和所述输入轴；

第二离合器，其选择性地连接所述第三内齿圈和所述第三行星架；

第三离合器，其选择性连接所述第三太阳轮和所述第四太阳轮；

第四离合器，其选择性连接所述第三内齿圈和所述第四太阳轮；

第一制动器，其选择性将所述第一太阳轮和所述第二太阳轮连接至所述变速器壳体；

第二制动器，其选择性将所述第一内齿圈连接至所述变速器壳体。