CN106122398A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴；输出轴；第一至第四第四行星齿轮组；以及七个摩擦元件，其设置为将旋转元件与旋转元件选择性地连接，并且将旋转元件与变速器壳体选择性地连接，并且其中，输入轴持续地连接至第二旋转元件，输出轴持续地连接至第十一旋转元件，第一旋转元件持续地连接至第六旋转元件，第一旋转元件持续地连接至第八旋元件，第三旋转元件持续地连接至第七旋转元件，第九旋转元件持续地连接至第十旋转元件，并且输出轴与第三旋转元件选择性地连接，并且其中，在每个速度挡位下操作七个摩擦元件中的三个摩擦元件。

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5月6日提交的韩国专利申请第10-2015-0063355号的优先权和权益，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，其使用最少数量的构成元件实现了十个前进速度挡位，增大了换挡比的跨度，并且几乎线性地增加或减小变速器挡位之间的级比，从而提高了动力传输性能和燃料效率。

背景技术

近年来，油价的上升已经导致对于提高燃料效率的无休止的竞争。

结果，对于发动机而言，人们正进行通过减小尺寸来减小重量并提高燃料效率的研究，而对于自动变速器而言，人们正进行利用多挡位来同时确保可操作性和燃料效率竞争力的研究。

然而，在自动变速器中，随着变速器的挡位的数量增加，其内部零件的数量也会增加，结果是，可安装性、成本、重量、变速效率等可能会持续的变差。

因此，为了利用多挡位而增加燃料效率提高的效果，利用少量的零件带来最大的效率的行星齿轮系的研发将是非常重要的。

在此方面，近年来，已趋向于实现8速自动变速器，而且对于能够实施更多变速器挡位的行星齿轮系的研究和研发也在积极地进行。

由于现有的8速自动变速器的换挡比的跨度仅是6.5至7.5，这种8速自动变速器对于提高燃料效率没有重大影响。

另外，在8速自动变速器的换挡比的跨度大于或等于9.0的情况下，由于变速器挡位之间的级比不能线性地增加或减小，所以发动机的驱动效率以及车辆的可驾驶性可能会变差。因此，需要研发具有9个或更多个前进速度挡位的高效自动变速器。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，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一般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，其通过使用最少数量的构成元件实现了十个前进速度挡位和一个倒车挡位，增加了换挡比的跨度，并且几乎线性地增加或减小变速器挡位之间的级比，从而提高了动力传输性能和燃料效率。

根据本发明的示例性实施方案的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，其包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；以及七个摩擦元件，其设置为将旋转元件与旋转元件选择性地连接，并且将旋转元件与变速器壳体选择性地连接，其中，输入轴可以持续地连接至第二旋转元件，输出轴可以持续地连接至第十一旋转元件，第一旋转元件可以持续地连接至第六旋转元件，第一旋转元件可以持续地连接至第八旋元件，第三旋转元件可以持续地连接至第七旋转元件，第九旋转元件可以持续地连接至第十旋转元件，并且输出轴与第三旋转元件可以选择性地连接，在每个速度挡位下可以操作七个摩擦元件中的三个摩擦元件。

第四旋转元件可以选择性地连接至变速器壳体，第五旋转元件可以选择性地连接至变速器壳体，第十二旋转元件可以选择性地连接至变速器壳体，第五旋转元件可以选择性地连接至第九旋转元件，输出轴可以选择性地连接至第四旋转元件，并且输入轴可以选择性地连接至第五旋转元件。

第一行星齿轮组中的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可以是太阳轮、行星架和内齿圈，第二行星齿轮组中的第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件可以是太阳轮、行星架和内齿圈，第三行星齿轮组中的第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件可以是太阳轮、行星架和内齿圈，并且第四行星齿轮组中的第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件可以是太阳轮、行星架和内齿圈。

根据本发明的示例性实施方案的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，其包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；七个摩擦元件，其设置为将旋转元件与旋转元件选择性地连接，并且将旋转元件与变速器壳体选择性地连接；第一旋转轴，其包括第一旋转元件、第六旋转元件以及第八旋转元件；第二旋转轴，其包括第二旋转元件，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和第七旋转元件；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，并且选择性地连接至第二旋转轴和选择性地连接至变速器壳体；第六旋转轴，其包括第九旋转元件和第十旋转元件，并且选择性地连接至第五旋转轴；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和选择性地连接至第四旋转轴，并且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。

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

第一、第二、第三和第四行星齿轮组可以从发动机侧按照第二行星齿轮组、第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组的顺序设置。

所述七个摩擦元件可以包括：第一离合器，其将第三旋转轴与第七旋转轴选择性地连接；第二离合器，其将第四旋转轴与第七旋转轴选择性地连接；第三离合器，其将第二旋转轴与第五旋转轴选择性地连接；第四离合器，其将第五旋转轴与第六旋转轴选择性地连接；第一制动器，其将第四旋转轴与变速器壳体选择性地连接；第二制动器，其将第五旋转轴与变速器壳体选择性地连接；以及第三制动器，其将第八旋转轴与变速器壳体选择性地连接。

通过选择性地操作七个摩擦元件可以实现切换速度挡位，其可以包括：第一前进速度挡位，其通过同时操作第二离合器、第四离合器以及第三制动器而实现；第二前进速度挡位，其通过同时操作第三离合器、第四离合器以及第三制动器而实现；第三前进速度挡位，其通过同时操作第三离合器、第一制动器以及第三制动器而实现；第四前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第三制动器而实现；第五前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第一制动器而实现；第六前进速度档位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第四离合器而实现；第七前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第四离合器以及第一制动器而实现；第八前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第四离合器以及第二制动器而实现；第九前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第一制动器以及第二制动器而实现；第十前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第二制动器而实现；以及倒车挡位，其通过同时操作第二离合器、第二制动器以及第三制动器而实现。

根据本发明的示例性实施方案的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，其包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；第一旋转轴，其包括第一旋转元件、第六旋转元件以及第八旋转元件；第二旋转轴，其包括第二旋转元件，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和第七旋转元件；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，并且选择性地连接至第二旋转轴和选择性地连接至变速器壳体；第六旋转轴，其包括第九旋转元件和第十旋转元件，并且选择性地连接至第五旋转轴；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和选择性地连接至第四旋转轴，并且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；第一离合器，其将第三旋转轴与第七旋转轴选择性地连接；第二离合器，其将第四旋转轴与第七旋转轴选择性地连接；第三离合器，其将第二旋转轴与第五旋转轴选择性地连接；第四离合器，其将第五旋转轴与第六旋转轴选择性地连接；第一制动器，其将第四旋转轴与变速器壳体选择性地连接；第二制动器，其将第五旋转轴与变速器壳体选择性地连接；以及第三制动器，其将第八旋转轴与变速器壳体选择性地连接。

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

第一、第二、第三和第四行星齿轮组可以从发动机侧按照第二行星齿轮组、第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组的顺序设置。

通过选择性地操作七个摩擦元件可以实现切换速度挡位，其可以包括：第一前进速度挡位，其通过同时操作第二离合器、第四离合器以及第三制动器而实现；第二前进速度挡位，其通过同时操作第三离合器、第四离合器以及第三制动器而实现；第三前进速度挡位，其通过同时操作第三离合器、第一制动器以及第三制动器而实现；第四前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第三制动器而实现；第五前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第一制动器而实现；第六前进速度档位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第四离合器而实现；第七前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第四离合器以及第一制动器而实现；第八前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第四离合器以及第二制动器而实现；第九前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第一制动器以及第二制动器而实现；第十前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第二制动器而实现；以及倒车挡位，其通过同时操作第二离合器、第二制动器以及第三制动器而实现。

本发明的示例性实施方案可以通过将作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组与七个摩擦元件进行组合来实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位。

此外，通过实现大于或等于9.0的换挡比的跨度，可以最大化发动机的驱动效率。

另外，通过几乎线性地增加或减小变速器挡位之间的级比，可以改善可驾驶性，例如换挡之前和之后的加速性能，以及发动机转速的节律感。

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实施方式，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实施方案的行星齿轮系的结构示意图；

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各个摩擦元件对于每个变速器挡位的操作表。

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、位置和形状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，在附图的多幅附图中，附图标记引用本发明的同样的或等同的部件。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被示出在附图中并描述如下。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可替选形式、修改形式、等同形式及其他实施方案。

下面将参考所附附图对本发明的示例性实施方案进行具体描述。

然而，与描述无关的部分已经省略，以便清楚地描述本发明的示例性实施方案，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同或相似的元件。

在下面的描述中，将部件的名称分为第一、第二等是因为部件的名称彼此相同而将名字分开，对其顺序并没有进行特定的限制。

图1为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系的结构示意图。

参见图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相同的轴线上的第一、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；利用第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的各个旋转元件而彼此直接地连接的八个旋转轴TM1至TM8；七个摩擦元件C1至C4和B1至B3；以及变速器壳体H。

从而，从输入轴IS输入的扭矩由第一行星齿轮组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的互相协同操作而传递，从而经由输出轴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、第一行星齿轮组PG1、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4的顺序进行设置。

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而变换扭矩，以输入到输入轴IS。

输出轴OS是输出构件，其设置在与输入轴IS相同的轴线上，经由差动装置传输的驱动扭矩传递到驱动轴。

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(其作为第一旋转元件N1)、第一行星架PC1(其作为第二旋转元件N2)和第一内齿圈R1(其作为第三旋转元件N3)，第一行星架PC1支撑第一小齿轮P1，第一小齿轮P1与作为第一旋转元件N1的第一太阳轮S1外啮合，作为第三旋转元件N3的第一内齿圈R1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(其作为第四旋转元件N4)、第二行星架PC2(其作为第五旋转元件N5)和第二内齿圈R2(其作为第六旋转元件N6)，第二行星架PC2支撑第二小齿轮P2，第二小齿轮P2与作为第四旋转元件N4的第二太阳轮S2外啮合，作为第六旋转元件N6的第二内齿圈R2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(其作为第七旋转元件N7)、第三行星架PC3(其作为第八旋转元件N8)和第三内齿圈R3(其作为第九旋转元件N9)，第三行星架PC3支撑第三小齿轮P3，第三小齿轮P3与作为第七旋转元件N7的第三太阳轮S3外啮合，作为第九旋转元件N9的第三内齿圈R3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(其作为第十旋转元件N10)、第四行星架PC4(其作为第十一旋转元件N11)和第四内齿圈R4(其作为第十二旋转元件N12)，第四行星架PC4支撑第四小齿轮P4，第四小齿轮P4与作为第十旋转元件N10的第四太阳轮S4外啮合，作为第十二旋转元件N12的第四内齿圈R4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和第八旋转元件N8，第三旋转元件N3直接地连接至第七旋转元件N7，第九旋转元件N9直接地连接至第十旋转元件N10，从而随总共八个旋转轴TM1至TM8工作。

下面将描述八个旋转轴TM1至TM8的配置。

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)以及第八旋转元件N8(第三行星架PC3)。

第二旋转轴TM2包括第二旋转元件N2(第一行星架PC1)，并且直接地连接至输入轴IS，从而作为输入元件持续地操作。

第三旋转轴TM3包括第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)和第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)。

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)，并且与第二旋转轴TM2选择性地连接以及与变速器壳体H选择性地连接。

第六旋转轴TM6包括第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)和第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)，并且与第五旋转轴TM5选择性地连接。

第七旋转轴TM7包括第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)，并且选择性地连接至第三旋转轴TM3以及选择性地连接至第四旋转轴TM4，并且直接地连接至输出轴OS，从而作为输出元件持续地操作。

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中，在旋转轴彼此连接的连接部分设置了作为摩擦元件的四个离合器C1、C2、C3和C4。

另外，在旋转轴TM1至TM8中，在旋转轴中的任意一个与变速器壳体H之间的连接部分设置了作为摩擦元件的三个制动器B1、B2和B3。

下面将更加详细地描述七个摩擦元件C1至C4和B1至B3。

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

第二离合器C2插置在第四旋转轴TM4与第七旋转轴TM7之间，并且将第四旋转轴TM4与第七旋转轴TM7选择性地连接。

第三离合器C3插置在第二旋转轴TM2与第五旋转轴TM5之间，并且将第二旋转轴TM2与第五旋转轴TM5选择性地连接。

第四离合器C4插置在第五旋转轴TM5与第六旋转轴TM6之间，并且将第五旋转轴TM5与第六旋转轴TM6选择性地连接。

第一制动器B1插置在第四旋转轴TM4与变速器壳体H之间，从而使得第四旋转轴TM4选择性地作为固定元件工作。

第二制动器B2插置在第五旋转轴TM5与变速器壳体H之间，从而使得第五旋转轴TM5选择性地作为固定元件工作。

第三制动器B3插置在第八旋转轴TM8与变速器壳体H之间，从而使得第八旋转轴TM8选择性地作为固定元件工作。

包括有第一、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的摩擦元件可以是通过液压操作的湿式多片摩擦元件。

图2为根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系中的每个速度档位处的摩擦元件的操作表。

如图2所示，在根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系中，在每个速度挡位操作三个摩擦元件。下面将更详细地描述本发明的示例性实施方案中的换挡过程。

在第一前进速度挡位1ST，同时操作第二离合器C2、第四离合器C4以及第三制动器B3。在第四旋转轴TM4通过第二离合器C2的操作而连接至第七旋转轴TM7并且第五旋转轴TM5通过第四离合器C4的操作而连接至第六旋转轴TM6以及输入接入到第二旋转轴TM2的状态下，第八旋转轴TM8通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，实现了第一前进速度挡位1ST。

在第二前进速度挡位2ND，同时操作第三离合器C3、第四离合器C4以及第三制动器B3。在第二旋转轴TM2通过第三离合器C3的操作而连接至第五旋转轴TM5并且第五旋转轴TM5通过第四离合器C4的操作而连接至第六旋转轴TM6以及输入接入到第二旋转轴TM2的状态下，第八旋转轴TM8通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。因此，实现了第二前进速度挡位2ND。

在第三前进速度档位3RD，同时操作第三离合器C3、第一制动器B1以及第三制动器B3。在第二旋转轴TM2通过第三离合器C3的操作而连接至第五旋转轴TM5以及输入接入到第二旋转轴TM2的状态下，第四旋转轴TM4和第八旋转轴TM8通过第一制动器B1和第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，实现了第三前进速度挡位3RD。

在第四前进速度挡位4TH，同时操作第一离合器C1、第三离合器C3以及第三制动器B3。在第三旋转轴TM3通过第一离合器C1的操作而连接至第七旋转轴TM7并且第二旋转轴TM2通过第三离合器C3的操作而连接至第五旋转轴TM5以及输入接入到第二旋转轴TM2的状态下，第八旋转轴TM8通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，实现了第四前进速度挡位4TH。

在第五前进速度挡位5TH，同时操作第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1。在第三旋转轴TM3通过第一离合器C1的操作而连接至第七旋转轴TM7并且第二旋转轴TM2通过第三离合器C3的操作而连接至第五旋转轴TM5以及输入接入到第二旋转轴TM2的状态下，第四旋转轴TM4通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。由此，实现了第五前进速度挡位5TH。

在第六前进速度挡位6TH，同时操作第一离合器C1、第三离合器C3以及第四离合器C4。此时，第三旋转轴TM3通过第一离合器C1的操作而连接至第七旋转轴TM7，第二旋转轴TM2通过第三离合器C3的操作而连接至第五旋转轴TM5，并且第五旋转轴TM5通过第四离合器C4的操作而连接至第六旋转轴TM6的状态下。

由此，随着第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4以相同的转速整体地旋转，实现了仅输出了输入的第六前进速度挡位6TH。

在第七前进速度挡位7TH，同时操作第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1。在第三旋转轴TM3通过第一离合器C1的操作而连接至第七旋转轴TM7并且第五旋转轴TM5通过第四离合器C4的操作而连接至第六旋转轴TM6以及输入接入到第二旋转轴TM2的状态下，第四旋转轴TM4通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。因此，实现了第七前进速度挡位7TH。

在第八前进速度挡位8TH，同时操作第一离合器C1、第四离合器C4以及第二制动器B2。在第三旋转轴TM3通过第一离合器C1的操作而连接至第七旋转轴TM7并且第五旋转轴TM5通过第四离合器C4的操作而连接至第六旋转轴TM6以及输入接入到第二旋转轴TM2的状态下，第五旋转轴TM5通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。由此，实现了第八前进速度挡位8TH。

在第九前进速度挡位9TH，同时操作第一离合器C1、第一制动器B1以及第二制动器B2。在第三旋转轴TM3通过第一离合器C1的操作而连接至第七旋转轴TM7以及输入接入到第二旋转轴TM2的状态下，第四旋转轴TM4和第五旋转轴TM5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。由此，实现了第九前进速度挡位9TH。

在第十前进速度挡位10TH，同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2。在第三旋转轴TM3通过第一离合器C1的操作而连接至第七旋转轴TM7并且第四旋转轴TM4通过第二离合器C2的操作而连接至第七旋转轴TM7以及输入接入到第二旋转轴TM2的状态下，第五旋转轴TM5通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。由此，实现了第十前进速度挡位10TH。

在倒车挡位REV，同时操作第二离合器C2、第二制动器B2以及第三制动器B3。在第四旋转轴TM4通过第二离合器C2的操作而连接至第七旋转轴TM7并且输入接入到第二旋转轴TM2的状态下，第五旋转轴TM5和第八旋转轴TM8通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，实现了倒车挡位REV。

根据本发明的示例性实施方案的行星齿轮系通过控制四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4以及四个离合器C1、C2、C3和C4以及三个制动器B1、B2和B3，可以实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位。

另外，除了第六前进速度挡位与第七前进速度挡位之间的级比、第七前进速度挡位与第八前进速度挡位之间的级比以及第八前进速度挡位与第九前进速度挡位之间的级比之外，变速器挡位之间的级比为1.2或更大，通过几乎线性地增加或减小变速器挡位之间的级比，可以改善可驾驶性，例如换挡之前和之后的加速性能以及发动机转速的节律感。

另外，通过实现大于或等于9.0的换挡比的跨度，可以最大化发动机的驱动效率。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”是用于参考图中显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。

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形式和修改形式。本发明的范围旨在由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，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，其包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；

第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；

第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；

第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；以及

七个摩擦元件，其设置为将旋转元件与旋转元件选择性地连接，以及将旋转元件与变速器壳体选择性地连接；

其中，输入轴持续地连接至第二旋转元件；

输出轴持续地连接至第十一旋转元件；

第一旋转元件持续地连接至第六旋转元件；

第一旋转元件持续地连接至第八旋转元件；

第三旋转元件持续地连接至第七旋转元件；

第九旋转元件持续地连接至第十旋转元件；

输出轴与第三旋转元件选择性地连接；

在每个速度挡位下操作七个摩擦元件中的三个摩擦元件。

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：

所述第四旋转元件选择性地连接至变速器壳体；

所述第五旋转元件选择性地连接至变速器壳体；

所述第十二旋转元件选择性地连接至变速器壳体；

所述第五旋转元件选择性地连接至第九旋转元件；

所述输出轴选择性地连接至第四旋转元件；

所述输入轴选择性地连接至第五旋转元件。

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、第二旋转元件和第三旋转元件为太阳轮、行星架和内齿圈；

所述第二行星齿轮组的第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件为太阳轮、行星架和内齿圈；

所述第三行星齿轮组的第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件为太阳轮、行星架和内齿圈；

所述第四行星齿轮组的第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件为太阳轮、行星架和内齿圈。

4.一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，其包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；

第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；

第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；

第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；

七个摩擦元件，其设置为将旋转元件与旋转元件选择性地连接，以及将旋转元件与变速器壳体选择性地连接；

第一旋转轴，其包括第一旋转元件、第六旋转元件以及第八旋转元件；

第二旋转轴，其包括第二旋转元件，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和第七旋转元件；

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，并且选择性地连接至第二旋转轴以及选择性地连接至变速器壳体；

第六旋转轴，其包括第九旋转元件和第十旋转元件，并且选择性地连接至第五旋转轴；

第七旋转轴，其包括第十一旋转元件，该第七旋转轴选择性地连接至第三旋转轴以及选择性地连接至第四旋转轴，并且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：

第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，其中，第一旋转元件是第一太阳轮，第二旋转元件是第一行星架，第三旋转元件是第一内齿圈；

第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，其中，第四旋转元件是第二太阳轮，第五旋转元件是第二行星架，第六旋转元件是第二内齿圈；

第三行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，其中，第七旋转元件是第三太阳轮，第八旋转元件是第三行星架，第九旋转元件是第三内齿圈；

第四行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，其中，第十旋转元件是第四太阳轮，第十一旋转元件是第四行星架，第十二旋转元件是第四内齿圈。

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、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组从发动机侧按照第二行星齿轮组、第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组的顺序设置。

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，其中所述七个摩擦元件包括：

第一离合器，其将第三旋转轴与第七旋转轴选择性地连接；

第二离合器，其将第四旋转轴与第七旋转轴选择性地连接；

第三离合器，其将第二旋转轴与第五旋转轴选择性地连接；

第四离合器，其将第五旋转轴与第六旋转轴选择性地连接；

第一制动器，其将第四旋转轴与变速器壳体选择性地连接；

第二制动器，其将第五旋转轴与变速器壳体选择性地连接；以及

第三制动器，其将第八旋转轴与变速器壳体选择性地连接。

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，通过选择性地操作七个摩擦元件而实现的速度挡位包括：

第一前进速度挡位，其通过同时操作第二离合器、第四离合器以及第三制动器而实现；

第二前进速度挡位，其通过同时操作第三离合器、第四离合器以及第三制动器而实现；

第三前进速度挡位，其通过同时操作第三离合器、第一制动器以及第三制动器而实现；

第四前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第三制动器而实现；

第五前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第一制动器而实现；

第六前进速度档位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第四离合器而实现；

第七前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第四离合器以及第一制动器而实现；

第八前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第四离合器以及第二制动器而实现；

第九前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第一制动器以及第二制动器而实现；

第十前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第二制动器而实现；以及

倒车挡位，其通过同时操作第二离合器、第二制动器以及第三制动器而实现。

9.一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，其包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；

第二行星齿轮组，其包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；

第三行星齿轮组，其包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；

第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；

第一旋转轴，其包括第一旋转元件、第六旋转元件以及第八旋转元件；

第二旋转轴，其包括第二旋转元件，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和第七旋转元件；

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，并且选择性地连接至第二旋转轴以及选择性地连接至变速器壳体；

第六旋转轴，其包括第九旋转元件和第十旋转元件，并且选择性地连接至第五旋转轴；

第七旋转轴，其包括第十一旋转元件，该第七旋转轴选择性地连接至第三旋转轴以及选择性地连接至第四旋转轴，并且直接地连接至输出轴；

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；

第一离合器，其将第三旋转轴与第七旋转轴选择性地连接；

第二离合器，其将第四旋转轴与第七旋转轴选择性地连接；

第三离合器，其将第二旋转轴与第五旋转轴选择性地连接；

第四离合器，其将第五旋转轴与第六旋转轴选择性地连接；

第一制动器，其将第四旋转轴与变速器壳体选择性地连接；

第二制动器，其将第五旋转轴与变速器壳体选择性地连接；以及

第三制动器，其将第八旋转轴与变速器壳体选择性地连接。

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：

第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，其中，第一旋转元件是第一太阳轮，第二旋转元件是第一行星架，第三旋转元件是第一内齿圈；

第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，其中，第四旋转元件是第二太阳轮，第五旋转元件是第二行星架，第六旋转元件是第二内齿圈；

第三行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，其中，第七旋转元件是第三太阳轮，第八旋转元件是第三行星架，第九旋转元件是第三内齿圈；

第四行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，其中，第十旋转元件是第四太阳轮，第十一旋转元件是第四行星架，第十二旋转元件是第四内齿圈。

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：

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从发动机侧按第二行星齿轮组、第一行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组的顺序设置。

12.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：

通过选择性地操作第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器以及第一制动器、第二制动器和第三制动器而实现的速度挡位包括：

第一前进速度挡位，其通过同时操作第二离合器、第四离合器以及第三制动器而实现；

第二前进速度挡位，其通过同时操作第三离合器、第四离合器以及第三制动器而实现；

第三前进速度挡位，其通过同时操作第三离合器、第一制动器以及第三制动器而实现；

第四前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第三制动器而实现；

第五前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第一制动器而实现；

第六前进速度档位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第四离合器而实现；

第七前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第四离合器以及第一制动器而实现；

第八前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第四离合器以及第二制动器而实现；

第九前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第一制动器以及第二制动器而实现；

第十前进速度挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第二制动器而实现；以及

倒车挡位，其通过同时操作第二离合器、第二制动器以及第三制动器而实现。