CN106090152A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

本申请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，其输出改变的发动机的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件；第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件以及第六旋转元件；第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件以及第九旋转元件；第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件以及第十二旋转元件；以及七个摩擦元件，其设置为选择性地连接旋转元件，并且选择性地将旋转元件与变速器壳体连接。

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2015年4月30日提交的韩国专利申请第10-2015-0061670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，其利用最少量的组成元件来实现十个前进速度挡位，增大传动比的范围，并且使得变速挡位之间的级比几乎线性地增大或减小，从而提高动力传递性能和燃料效率。

背景技术

近来，油价的上涨使得全世界的汽车制造商卷入了无休止的竞争中。具体地，就发动机而言，制造商在努力通过缩小发动机尺寸等等来降低重量并提高车辆的燃料效率。

其结果是，就发动机而言，进行了通过缩减尺寸来降低重量并提高燃料效率的研究；就自动变速器而言，进行了利用多个速度挡位来同时保证可操作性与燃料效率的竞争力的研究。

然而，在自动变速器中，随着变速器速度级或者挡位的数量的增加，内部构件的数量也会增加，从而导致自动变速器可能难以安装，制造成本和重量会增加，并且动力传递效率会变差。

因此，为了利用多个变速器速度挡位来增大燃料效率提高的效果，开发一种能够利用少量的构件来产生最大化效率的行星齿轮系将是至关重要的。

对此，近年来已经趋向于实现八速的自动变速器，并且对于能够实现更多变速挡位的行星齿轮系的研究和开发也在积极地进行。

由于最近的八速自动变速器的传动比的范围仅仅为6.5至7.5，因此八速自动变速器在提高燃料效率方面没有很大的效果。

此外，由于在八速自动变速器的传动比的范围大于或等于9.0的情况下，变速挡位之间的级比不会线性地增大或减小，所以可能会使发动机的运转效率和车辆的行驶性能变差。因此，需要开发具有九个或更多个前进速度挡位的高效率自动变速器。

公开于本发明的背景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，其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，增大传动比的范围，以及使得变速挡位之间的级比几乎线性地增大或减小，从而提高动力传递性能和燃料效率。

根据本发明的各个方面，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，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出改变的发动机的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件；第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件以及第六旋转元件；第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件以及第九旋转元件；第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件以及第十二旋转元件；以及七个摩擦元件，其设置为选择性地连接旋转元件，并且选择性地将旋转元件与变速器壳体连接，其中，所述输入轴可以持续性地连接至所述第二旋转元件，所述输出轴可以持续性地连接至所述第十一旋转元件，所述第一旋转元件可以持续性地连接至所述第六旋转元件，所述第一旋转元件可以持续性地连接至所述第十旋转元件，所述第二旋转元件可以持续性地连接至所述第七旋转元件，所述第五旋转元件可以持续性地连接至所述第九旋转元件，所述输出轴可以选择性地连接至所述第三旋转元件，并且在每个速度挡位，七个摩擦元件之中可以有三个摩擦元件进行操作。

所述输入轴可以选择性地连接至所述第八旋转元件，所述第一旋转元件可以选择性地连接至所述第八旋转元件，所述第四旋转元件可以选择性地连接至变速器壳体，所述第四旋转元件可以选择性地连接至所述第八旋转元件，所述第五旋转元件可以选择性地连接至变速器壳体，并且所述第十二旋转元件可以选择性地连接至变速器壳体。

所述第一行星齿轮组的第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件可以为太阳轮、行星架以及内齿圈，所述第二行星齿轮组的第四旋转元件、第五旋转元件以及第六旋转元件可以为太阳轮、行星架以及内齿圈，所述第三行星齿轮组的第七旋转元件、第八旋转元件以及第九旋转元件可以为太阳轮、行星架以及内齿圈，所述第四行星齿轮组的第十旋转元件、第十一旋转元件以及第十二旋转元件可以为太阳轮、行星架以及内齿圈。

根据本发明的各个方面，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，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出改变的发动机的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件；第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件以及第六旋转元件；第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件以及第九旋转元件；第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件以及第十二旋转元件；七个摩擦元件，其设置为选择性地连接旋转元件，并且选择性地将旋转元件与变速器壳体连接；第一旋转轴，其包括所述第一旋转元件、所述第六旋转元件以及所述第十旋转元件；第二旋转轴，其包括所述第二旋转元件和所述第七旋转元件，并且直接地连接至所述输入轴；第三旋转轴，其包括所述第三旋转元件；第四旋转轴，其包括所述第四旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体；第五旋转轴，其包括所述第五旋转元件和所述第九旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体；第六旋转轴，其包括所述第八旋转元件，并且选择性地连接至所述第一旋转轴、所述第二旋转轴以及所述第四旋转轴；第七旋转轴，其包括所述第十一旋转元件，所述第七旋转轴选择性地连接至所述第三旋转轴并且直接地连接至所述输出轴；以及第八旋转轴，其包括所述第十二旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体。

所述第一行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组，其中，所述第一旋转元件为第一太阳轮，所述第二旋转元件为第一行星架，所述第三旋转元件为第一内齿圈，所述第二行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组，其中，所述第四旋转元件为第二太阳轮，所述第五旋转元件为第二行星架，所述第六旋转元件为第二内齿圈，所述第三行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组，其中，所述第七旋转元件为第三太阳轮，所述第八旋转元件为第三行星架，所述第九旋转元件为第三内齿圈，所述第四行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组，其中，所述第十旋转元件为第四太阳轮，所述第十一旋转元件为第四行星架，所述第十二旋转元件为第四内齿圈。

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按照第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第一行星齿轮组以及第四行星齿轮组的次序进行设置。

所述七个摩擦元件可以包括：第一离合器，其选择性地将所述第三旋转轴与所述第七旋转轴连接；第二离合器，其选择性地将所述第二旋转轴与所述第六旋转轴连接；第三离合器，其选择性地将所述第一旋转轴与所述第六旋转轴连接；第四离合器，其选择性地将所述第四旋转轴与所述第六旋转轴连接；第一制动器，其选择性地将所述第四旋转轴与所述变速器壳体连接；第二制动器，其选择性地将所述第五旋转轴与所述变速器壳体连接；以及第三制动器，其选择性地将所述第八旋转轴与所述变速器壳体连接。

换挡挡位可以通过选择性地操作所述七个摩擦元件来实现，所述换挡挡位可以包括：第一前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第二制动器以及所述第三制动器的同时操作来实现；第二前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第三制动器的同时操作来实现；第三前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第二制动器以及所述第三制动器的同时操作来实现；第四前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三制动器的同时操作来实现；第五前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第六前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器的操作来实现；第七前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第八前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；第九前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；第十前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；倒车速度挡位，其通过所述第四离合器、所述第二制动器以及所述第三制动器的同时操作来实现。

根据本发明的各个方面，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，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出改变的发动机的扭矩；第一行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳轮、第一行星架以及第一内齿圈；第二行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈；第三行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳轮、第三行星架以及第三内齿圈；第四行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第四太阳轮、第四行星架以及第四内齿圈；第一旋转轴，其包括所述第一太阳轮、所述第二内齿圈以及所述第四太阳轮；第二旋转轴，其包括所述第一行星架和所述第三太阳轮，并且直接地连接至所述输入轴；第三旋转轴，其包括所述第一内齿圈；第四旋转轴，其包括所述第二太阳轮，并且选择性地连接至变速器壳体；第五旋转轴，其包括所述第二行星架和所述第三内齿圈，并且选择性地连接至变速器壳体；第六旋转轴，其包括所述第三行星架，并且选择性地连接至所述第一旋转轴、选择性地连接至所述第二旋转轴以及选择性地连接至所述第四旋转轴；第七旋转轴，其包括所述第四行星架，所述第七旋转轴选择性地连接至所述第三旋转轴，并且直接地连接至所述输出轴；第八旋转轴，其包括所述第四内齿圈，并且选择性地连接至变速器壳体；以及七个摩擦元件，其设置为选择性地连接旋转轴，并且选择性地将旋转轴与变速器壳体连接。

四个行星齿轮组可以从发动机侧按照第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第一行星齿轮组以及第四行星齿轮组的次序进行设置。

本发明的各个实施方案能够通过将四个行星齿轮组(其为简单行星齿轮组)与七个摩擦元件相结合来实现十个前进速度挡位和一个倒车速度挡位。

此外，通过使传动比的范围大于或等于9.0，能够使得发动机运转效率最大化。

此外，通过使得变速挡位之间的级比几乎线性地增大或减小，能够提高行驶性能，例如，换挡之前和换挡之后的加速以及发动机转速的节律感。

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、大货车、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，根据并入本文中的附图和随后的具体实施方案，这些特性和优点将是显而易见的，或者将进行详细陈述，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配置图。

图2为针对每个变速器挡位，应用于根据本发明的示例性行星齿轮系的各个摩擦元件的操作图。

应当理解，所附附图并非是按照比例，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本发明所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)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

下面将详细参考本发明的各种实施方案，这些实施方案的示例示于附图中并且描述如下。尽管将结合示例性实施方案来描述本发明，但是将理解的是，本说明书并非旨在将本发明限制于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选方式、修改方式、等同方式以及其它的实施方案。

图1为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的配置图。

参考图1，根据本发明各个实施方案的行星齿轮系包括：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、八个旋转轴TM1至TM8、七个摩擦元件C1至C4和B1至B3、以及变速器壳体H；各行星齿轮组设置在同一轴线上；所述八个旋转轴TM1至TM8与第一、第二、第三、和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的各个旋转元件彼此直接连接。

因此，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之间的互补协作而进行传递，以经由输出轴OS输出。

各个简单的行星齿轮组从发动机侧按照第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3、第一行星齿轮组PG1以及第四行星齿轮组PG4的次序进行设置。

输入轴IS为输入构件，并且来自发动机曲轴的旋转动力经由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，其设置在与输入轴IS相同的轴线上，并且经由差动装置将传输的驱动扭矩传递至驱动轴。

作为单小齿轮行星齿轮组的第一行星齿轮组PG1包括作为旋转元件的第一太阳轮S1、第一行星架PC1以及第一内齿圈R1，所述第一太阳轮S1为第一旋转元件N1；所述第一行星架PC1为第二旋转元件N2，所述第二旋转元件N2支撑与第一太阳轮S1(其为第一旋转元件N1)外啮合的第一小齿轮P1；所述第一内齿圈R1为第三旋转元件N3，所述第三旋转元件N3与第一小齿轮P1内啮合。

作为单小齿轮行星齿轮组的第二行星齿轮组PG2包括作为旋转元件的第二太阳轮S2、第二行星架PC2以及第二内齿圈R2，所述第二太阳轮S2为第四旋转元件N4；所述第二行星架PC2为第五旋转元件N5，所述第五旋转元件N5支撑与第二太阳轮S2(其为第四旋转元件N4)外啮合的第二小齿轮P2；所述第二内齿圈R2为第六旋转元件N6，所述第六旋转元件N6与第二小齿轮P2内啮合。

作为单小齿轮行星齿轮组的第三行星齿轮组PG3包括作为旋转元件的第三太阳轮S3、第三行星架PC3以及第三内齿圈R3，所述第三太阳轮S3为第七旋转元件N7；所述第三行星架PC3为第八旋转元件N8，所述第八旋转元件N8支撑与第三太阳轮S3(其为第七旋转元件N7)外啮合的第三小齿轮P3；所述第三内齿圈R3为第九旋转元件N9，所述第九旋转元件N9与第三小齿轮P3内啮合。

作为单小齿轮行星齿轮组的第四行星齿轮组PG4包括作为旋转元件的第四太阳轮S4、第四行星架PC4以及第四内齿圈R4，所述第四太阳轮S4为第十旋转元件N10；所述第四行星架PC4为第十一旋转元件N11，所述第十一旋转元件N11支撑与第四太阳轮S4(其为第十旋转元件N10)外啮合的第四小齿轮P4；所述第四内齿圈R4为第十二旋转元件N12，所述第十二旋转元件N12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，第一旋转元件N1直接地连接至第六旋转元件N6和第十旋转元件N10，第二旋转元件N2直接地连接至第七旋转元件N7，而第五旋转元件N5直接地连接至第九旋转元件N9，以利用总共八个旋转轴TM1至TM8来工作。

下面将对八个旋转轴TM1至TM8的配置进行描述。

第一旋转轴TM1包括：第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)、第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)、以及第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)。

第二旋转轴TM2包括：第二旋转元件N2(第一行星架PC1)和第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)，并且直接地连接至输入轴IS。

第三旋转轴TM3包括第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)。

第四旋转轴TM4包括第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)，并且选择性地连接至变速器壳体H。

第五旋转轴TM5包括第五旋转元件N5(第二行星架PC2)和第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)，并且选择性地连接至变速器壳体H。

第六旋转轴TM6包括第八旋转元件N8(第三行星架PC3)，并且选择性地连接至第一旋转轴TM1、第二旋转轴TM2以及第四旋转轴TM4。

第七旋转轴TM7包括第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)，并且直接地连接至输出轴OS。

第八旋转轴TM8包括第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)，并且选择性地连接至变速器壳体H。

此外，在旋转轴TM1至TM8之中，作为摩擦元件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置在旋转轴彼此连接的连接部分处。

此外，在旋转轴TM1至TM8之中，作为摩擦元件的三个制动器B1、B2和B3设置在任意一个旋转轴与变速器壳体H之间的连接部分处。

下面将进一步详细地描述七个摩擦元件C1至C4和B1至B3。

第一离合器C1设置在第三旋转轴TM3与第七旋转轴TM7之间，并且选择性地将第三旋转轴TM3与第七旋转轴TM7连接。

第二离合器C2设置在第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6之间，并且选择性地将第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6连接。

第三离合器C3设置在第一旋转轴TM1与第六旋转轴TM6之间，并且选择性地将第一旋转轴TM1与第六旋转轴TM6连接。

第四离合器C4设置在第四旋转轴TM4与第六旋转轴TM6之间，并且选择性地将第四旋转轴TM4与第六旋转轴TM6连接。

第一制动器B1设置在第四旋转轴TM4与变速器壳体H之间，并且使得第四旋转轴TM4作为选择性的固定元件工作。

第二制动器B2设置在第五旋转轴TM5与变速器壳体H之间，并且使得第五旋转轴TM5作为选择性的固定元件工作。

第三制动器B3设置在第八旋转轴TM8与变速器壳体H之间，并且使得第八旋转轴TM8作为选择性的固定元件工作。

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、第二制动器B2和第三制动器B3，所述摩擦元件可以是通过液压操作的湿式多片摩擦元件。

图2为在根据本发明各个实施方案的行星齿轮系中，摩擦元件在各个速度挡位的操作图。

如图2中所示，在根据本发明各个实施方案的行星齿轮系中，在每个速度挡位有三个摩擦元件进行操作。下面将进一步详细地描述在本发明的各个实施方案中的换挡过程。

在第一前进速度挡位D1，第三离合器C3、第二制动器B2以及第三制动器B3同时操作。在通过第三离合器C3的操作而第一旋转轴TM1连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第二旋转轴TM2，并且通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作而第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8作为固定元件工作。从而，实现了第一前进速度挡位D1。

在第二前进速度挡位D2，第二离合器C2、第三离合器C3以及第三制动器B3同时操作。在通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6、通过第三离合器C3的操作而第一旋转轴TM1连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第二旋转轴TM2，并且通过第三制动器B3的操作而第八旋转轴TM8作为固定元件工作。从而，实现了第二前进速度挡位D2。

在第三前进速度挡位D3，第二离合器C2、第二制动器B2以及第三制动器B3同时操作。在通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第二旋转轴TM2，并且通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作而第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8作为固定元件工作。从而，实现了第三前进速度挡位D3。

在第四前进速度挡位D4，第一离合器C1、第二离合器C2以及第三制动器B3同时操作。在通过第一离合器C1的操作而第三旋转轴TM3连接至第七旋转轴TM7、通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第二旋转轴TM2，并且通过第三制动器B3的操作而第八旋转轴TM8作为固定元件工作。从而，实现了第四前进速度挡位D4。

在第五前进速度挡位D5，第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2同时操作。在通过第一离合器C1的操作而第三旋转轴TM3连接至第七旋转轴TM7、通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第二旋转轴TM2，并且通过第二制动器B2的操作而第五旋转轴TM5作为固定元件工作。从而，实现了第五前进速度挡位D5。

在第六前进速度挡位D6，第一离合器C1、第二离合器C2以及第三离合器C3同时操作。存在如下的状态：通过第一离合器C1的操作而第三旋转轴TM3连接至第七旋转轴TM7，通过第二离合器C2的操作而第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6，以及通过第三离合器C3的操作而第一旋转轴TM1连接至第六旋转轴TM6。从而，由于第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的所有行星齿轮组都以相同的速度整体旋转，所以实现了仅将输入进行输出的第六前进速度挡位D6。

在第七前进速度挡位D7，第一离合器C1、第三离合器C3以及第二制动器B2同时操作。在通过第一离合器C1的操作而第三旋转轴TM3连接至第七旋转轴TM7、通过第三离合器C3的操作而第一旋转轴TM1连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第二旋转轴TM2，并且通过第二制动器B2的操作而第五旋转轴TM5作为固定元件工作。从而，实现了第七前进速度挡位D7。

在第八前进速度挡位D8，第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1同时操作。在通过第一离合器C1的操作而第三旋转轴TM3连接至第七旋转轴TM7、通过第三离合器C3的操作而第一旋转轴TM1连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第二旋转轴TM2，并且通过第一制动器B1的操作而第四旋转轴TM4作为固定元件工作。从而，实现了第八前进速度挡位D8。

在第九前进速度挡位D9，第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1同时操作。在通过第一离合器C1的操作而第三旋转轴TM3连接至第七旋转轴TM7、通过第四离合器C4的操作而第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第二旋转轴TM2，并且通过第一制动器B1的操作而第四旋转轴TM4作为固定元件工作。从而，实现了第九前进速度挡位D9。

在第十前进速度挡位D10，第一离合器C1、第四离合器C4以及第二制动器B2同时操作。在通过第一离合器C1的操作而第三旋转轴TM3连接至第七旋转轴TM7、通过第四离合器C4的操作而第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第二旋转轴TM2，并且通过第二制动器B2的操作而第五旋转轴TM5作为固定元件工作。从而，实现了第十前进速度挡位D10。

在倒车速度挡位REV，第四离合器C4、第二制动器B2以及第三制动器B3同时操作。在通过第四离合器C4的操作而第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第二旋转轴TM2，并且通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作而第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8作为固定元件工作。从而，实现了倒车速度挡位REV。

根据本发明各个实施方案的行星齿轮系能够通过利用四个离合器(C1、C2、C3和C4)以及三个制动器(B1、B2和B3)来控制四个行星齿轮组(PG1、PG2、PG3和PG4)，从而实现了十个前进速度挡位和一个倒车速度挡位。

此外，除了第七与第八前进速度挡位之间和第八与第九前进速度挡位之间以外，变速挡位之间的级比为1.2或者更大，通过使变速挡位之间的级比线性地增大或减小，能够提高行驶性能，例如，换挡之前和换挡之后的加速以及发动机转速的节律感。

此外，通过使传动比的范围大于或等于9.0，能够使得发动机运转效率最大化。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，且显然的是，根据以上教导若干修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述以解释本发明的特定原理及其实际应用，由此使得本领域的其它技术人员能够利用并实现本发明的各种示例性实施方案及其各种可替选方式和修改方式。本发明的范围旨在通过所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (12)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其包括：

输入轴，其接收发动机的扭矩；

输出轴，其输出改变的发动机的扭矩；

第一行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件；

第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件以及第六旋转元件；

第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件以及第九旋转元件；

第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件以及第十二旋转元件；以及

七个摩擦元件，其设置为选择性地连接旋转元件，并且选择性地将旋转元件与变速器壳体连接，

其中，输入轴持续性地连接至第二旋转元件，

输出轴持续性地连接至第十一旋转元件，

第一旋转元件持续性地连接至第六旋转元件，

第一旋转元件持续性地连接至第十旋转元件，

第二旋转元件持续性地连接至第七旋转元件，

第五旋转元件持续性地连接至第九旋转元件，

输出轴选择性地连接至第三旋转元件，

在每个速度挡位，七个摩擦元件之中的三个摩擦元件进行操作。

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，

输入轴选择性地连接至第八旋转元件，

第一旋转元件选择性地连接至第八旋转元件，

第四旋转元件选择性地连接至变速器壳体，

第四旋转元件选择性地连接至第八旋转元件，

第五旋转元件选择性地连接至变速器壳体，

第十二旋转元件选择性地连接至变速器壳体。

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的第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件为太阳轮、行星架以及内齿圈，

所述第二行星齿轮组的第四旋转元件、第五旋转元件以及第六旋转元件为太阳轮、行星架以及内齿圈，

所述第三行星齿轮组的第七旋转元件、第八旋转元件以及第九旋转元件为太阳轮、行星架以及内齿圈，

所述第四行星齿轮组的第十旋转元件、第十一旋转元件以及第十二旋转元件为太阳轮、行星架以及内齿圈。

4.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其包括：

输入轴，其接收发动机的扭矩；

输出轴，其输出发动机的改变了的扭矩；

第一行星齿轮组，其包括第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件；

第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件以及第六旋转元件；

第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件以及第九旋转元件；

第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件以及第十二旋转元件；

七个摩擦元件，其设置为选择性地连接旋转元件，并且选择性地将旋转元件与变速器壳体连接；

第一旋转轴，其包括第一旋转元件、第六旋转元件以及第十旋转元件；

第二旋转轴，其包括第二旋转元件和第七旋转元件，并且直接地连接至输入轴；

第三旋转轴，其包括第三旋转元件；

第四旋转轴，其包括第四旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体；

第五旋转轴，其包括第五旋转元件和第九旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体；

第六旋转轴，其包括第八旋转元件，并且选择性地连接至第一旋转轴、选择性地连接至第二旋转轴以及选择性地连接至第四旋转轴；

第七旋转轴，其包括第十一旋转元件，并且选择性地连接至第三旋转轴，以及直接地连接至输出轴；以及

第八旋转轴，其包括第十二旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体。

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，

第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，其中，第一旋转元件为第一太阳轮，第二旋转元件为第一行星架，第三旋转元件为第一内齿圈，

第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，其中，第四旋转元件为第二太阳轮，第五旋转元件为第二行星架，第六旋转元件为第二内齿圈，

第三行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，其中，第七旋转元件为第三太阳轮，第八旋转元件为第三行星架，第九旋转元件为第三内齿圈，

第四行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，其中，第十旋转元件为第四太阳轮，第十一旋转元件为第四行星架，第十二旋转元件为第四内齿圈。

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，其中，第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组以及第四行星齿轮组从发动机侧按照第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第一行星齿轮组以及第四行星齿轮组的次序进行设置。

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，七个摩擦元件包括：

第一离合器，其选择性地将第三旋转轴与第七旋转轴连接；

第二离合器，其选择性地将第二旋转轴与第六旋转轴连接；

第三离合器，其选择性地将第一旋转轴与第六旋转轴连接；

第四离合器，其选择性地将第四旋转轴与第六旋转轴连接；

第一制动器，其选择性地将第四旋转轴与变速器壳体连接；

第二制动器，其选择性地将第五旋转轴与变速器壳体连接；以及

第三制动器，其选择性地将第八旋转轴与变速器壳体连接。

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，换挡挡位通过选择性地操作七个摩擦元件来实现，所述换挡挡位包括：

第一前进速度挡位，其通过第三离合器、第二制动器以及第三制动器的同时操作来实现；

第二前进速度挡位，其通过第二离合器、第三离合器以及第三制动器的同时操作来实现；

第三前进速度挡位，其通过第二离合器、第二制动器以及第三制动器的同时操作来实现；

第四前进速度挡位，其通过第一离合器、第二离合器以及第三制动器的同时操作来实现；

第五前进速度挡位，其通过第一离合器、第二离合器以及第二制动器的同时操作来实现；

第六前进速度挡位，其通过第一离合器、第二离合器以及第三离合器的操作来实现；

第七前进速度挡位，其通过第一离合器、第三离合器以及第二制动器的同时操作来实现；

第八前进速度挡位，其通过第一离合器、第三离合器以及第一制动器的同时操作来实现；

第九前进速度挡位，其通过第一离合器、第四离合器以及第一制动器的同时操作来实现；

第十前进速度挡位，其通过第一离合器、第四离合器以及第二制动器的同时操作来实现；

倒车速度挡位，其通过第四离合器、第二制动器以及第三制动器的同时操作来实现。

9.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其包括：

输入轴，其接收发动机的扭矩；

输出轴，其输出发动机的改变了的扭矩；

第一行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳轮、第一行星架以及第一内齿圈；

第二行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈；

第三行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳轮、第三行星架以及第三内齿圈；

第四行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第四太阳轮、第四行星架以及第四内齿圈；

第一旋转轴，其包括第一太阳轮、第二内齿圈以及第四太阳轮；

第二旋转轴，其包括第一行星架和第三太阳轮，并且直接地连接至输入轴；

第三旋转轴，其包括第一内齿圈；

第四旋转轴，其包括第二太阳轮，并且选择性地连接至变速器壳体；

第五旋转轴，其包括第二行星架和第三内齿圈，并且选择性地连接至变速器壳体；

第六旋转轴，其包括第三行星架，并且选择性地连接至第一旋转轴、选择性地连接至第二旋转轴以及选择性地连接至第四旋转轴；

第七旋转轴，其包括第四行星架，并且选择性地连接至第三旋转轴，以及直接地连接至输出轴；

第八旋转轴，其包括第四内齿圈，并且选择性地连接至变速器壳体；以及

七个摩擦元件，其设置为选择性地连接旋转轴，并且选择性地将旋转轴与变速器壳体连接。

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，四个行星齿轮组从发动机侧按照第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第一行星齿轮组以及第四行星齿轮组的次序进行设置。

11.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，七个摩擦元件包括：

第一离合器，其选择性地将第三旋转轴与第七旋转轴连接；

第二离合器，其选择性地将第二旋转轴与第六旋转轴连接；

第三离合器，其选择性地将第一旋转轴与第六旋转轴连接；

第四离合器，其选择性地将第四旋转轴与第六旋转轴连接；

第一制动器，其选择性地将第四旋转轴和变速器壳体连接；

第二制动器，其选择性地将第五旋转轴与变速器壳体连接；以及

第三制动器，其选择性地将第八旋转轴与变速器壳体连接。

12.根据权利要求11所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，换挡挡位通过选择性地操作七个摩擦元件来实现，所述换挡挡位包括：

第一前进速度挡位，其通过第三离合器、第二制动器以及第三制动器的同时操作来实现；

第二前进速度挡位，其通过第二离合器、第三离合器以及第三制动器的同时操作来实现；

第三前进速度挡位，其通过第二离合器、第二制动器以及第三制动器的同时操作来实现；

第四前进速度挡位，其通过第一离合器、第二离合器以及第三制动器的同时操作来实现，

第五前进速度挡位，其通过第一离合器、第二离合器以及第二制动器的同时操作来实现；

第六前进速度挡位，其通过第一离合器、第二离合器以及第三离合器的操作来实现；

第七前进速度挡位，其通过第一离合器、第三离合器以及第二制动器的同时操作来实现；

第八前进速度挡位，其通过第一离合器、第三离合器以及第一制动器的同时操作来实现；

第九前进速度挡位，其通过第一离合器、第四离合器以及第一制动器的同时操作来实现；

第十前进速度挡位，其通过第一离合器、第四离合器以及第二制动器的同时操作来实现；

倒车速度挡位，其通过第四离合器、第二制动器以及第三制动器的同时操作来实现。