CN106224458A - 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，其接收发动机的动力；输出轴，其输出改变了的发动机的动力；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；以及七个控制元件，其设置在旋转元件之间，以及旋转元件与变速器壳体选择性地连接的位置处。

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6月2日提交的韩国专利申请第10-2015-0077996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

本申请涉及一种用于车辆的自动变速器，更具体而言，本申请涉及这样的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其能够在利用最小化的配置来实现十个前进挡位(即，行进挡)的同时增大换挡比的跨度，从而提高动力传递性能和燃料效率并且保证换挡挡位的级间部分的线性度。

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，进行了利用多个换挡挡位来同时保证可操作性与燃料效率竞争力的研究。

然而，就自动变速器而言，随着换挡挡位的数量增加，内部部件的数量也会增加，从而导致自动变速器难以安装，制造成本和重量增加，并且动力传递效率变差。

因此，为了利用多挡位变速器来提升燃料效率提高的效果，研制能够利用少量的部件来使效率最大化的行星齿轮系是至关重要的。

就此而言，近来已经实现了八速自动变速器，并且对于能够实现八速或更多的换挡挡位的行星齿轮系的研究和研制也在积极地进行着。

然而，就最近的八速自动变速器而言，由于换挡比的跨度保持在6.5至7.5的水平，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。

其结果是，在八速自动变速器的换挡比跨度设定为9.0或者更大的水平的情况下，由于不能够保证换挡挡位的级比的线性度，所以可能会使发动机的运行效率和车辆的行驶性能变差。因此，有必要研制一种至少九速或者更多速的高效率自动变速器。

公开于本申请的背景部分的信息仅仅旨在加深对本申请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

本申请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，其优点在于：在利用最小化的配置来实现十个前进挡位和两个倒车挡位的同时增大换挡比的跨度，从而提高动力传递性能和燃料效率并且保证换挡挡位的级间部分的线性度。

根据本申请的各个方面，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，其接收发动机的动力；输出轴，其输出改变了的发动机的动力；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；以及七个控制元件，其设置在旋转元件之间，以及旋转元件与变速器壳体选择性地连接的位置处，其中，所述输入轴可以持续性地连接至所述第一旋转元件，所述输出轴可以持续性地连接至所述第十一旋转元件，所述第三旋转元件可以持续性地连接至所述第五旋转元件，所述第六旋转元件可以持续性地连接至所述第七旋转元件，所述第八旋转元件可以持续性地连接至所述第十二旋转元件，所述第九旋转元件可以持续性地连接至所述第十一旋转元件，所述第二旋转元件可以经由控制元件的一部分而选择性地连接至所述输入轴，并且为实现十个前进挡位和至少一个倒车挡位，可以使所述七个控制元件中的三个控制元件被操作。

所述第二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变速器壳体，所述第十旋转元件可以选择性地连接至变速器壳体，所述输出轴可以选择性地连接至所述第四旋转元件，所述输入轴可以选择性地连接至所述第八旋转元件，并且所述第六旋转元件可以选择性地连接至所述第二旋转元件。

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分别可以为太阳轮、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分别可以为太阳轮、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分别可以为太阳轮、行星架以及内齿圈，并且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分别可以为太阳轮、行星架以及内齿圈。

根据本申请的各个方面，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，其接收发动机的动力；输出轴，其输出改变了的动力；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；七个控制元件，其设置在旋转元件之间，以及旋转元件与变速器壳体选择性地连接的位置处；第一旋转轴，其包括所述第一旋转元件并且直接地连接至所述输入轴；第二旋转轴，其包括所述第二旋转元件，所述第二旋转轴选择性地连接至所述第一旋转轴并且同时选择性地连接至变速器壳体；第三旋转轴，其包括所述第三旋转元件和所述第五旋转元件；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，其包括所述第六旋转元件和所述第七旋转元件，并且选择性地连接至所述第二旋转轴；第六旋转轴，其包括所述第八旋转元件和所述第十二旋转元件，并且选择性地连接至所述第一旋转轴；第七旋转轴，其包括所述第九旋转元件和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四旋转轴，并且同时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，所述第一旋转元件可以为第一太阳轮，所述第二旋转元件可以为第一行星架，并且所述第三旋转元件可以为第一内齿圈，所述第二行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组，所述第四旋转元件可以为第二太阳轮，所述第五旋转元件可以为第二行星架，并且所述第六旋转元件可以为第二内齿圈，所述第三行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组，所述第七旋转元件可以为第三太阳轮，所述第八旋转元件可以为第三行星架，并且所述第九旋转元件可以为第三内齿圈，所述第四行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组，所述第十旋转元件可以为第四太阳轮，所述第十一旋转元件可以为第四行星架，并且所述第十二旋转元件可以为第四内齿圈。

所述七个控制元件可以包括：第一离合器，其将所述第四旋转轴和所述第七旋转轴选择性地连接至彼此；第二离合器，其将所述第一旋转轴和所述第二旋转轴选择性地连接至彼此；第三离合器，其将所述第一旋转轴和所述第六旋转轴选择性地连接至彼此；第四离合器，其将所述第二旋转轴和所述第五旋转轴选择性地连接至彼此；第一制动器，其将所述第二旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此；第二制动器，其将所述第四旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此；以及第三制动器，其将所述第八旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此。

通过所述七个控制元件的选择性操作而实现的换挡挡位可以包括：第一前进挡位，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；第二前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第三制动器的同时操作来实现；第三前进挡位，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；第五前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第六前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器的同时操作来实现；第七前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第八前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；第九前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第十前进挡位，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；第一倒车挡位，其通过所述第一制动器、所述第二制动器以及所述第三制动器的同时操作来实现；以及第二倒车挡位，其通过所述第一离合器、所述第一制动器以及所述第三制动器的同时操作来实现。

根据本申请的各个方面，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，其接收发动机的动力；输出轴，其输出改变了的发动机的动力；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；第一旋转轴，其包括所述第一旋转元件并且直接地连接至所述输入轴；第二旋转轴，其包括所述第二旋转元件，所述第二旋转轴选择性地连接至所述第一旋转轴，并且同时选择性地连接至变速器壳体；第三旋转轴，其包括所述第三旋转元件和所述第五旋转元件；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，其包括所述第六旋转元件和所述第七旋转元件，并且选择性地连接至所述第二旋转轴；第六旋转轴，其包括所述第八旋转元件和所述第十二旋转元件，并且选择性地连接至所述第一旋转轴；第七旋转轴，其包括所述第九旋转元件和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四旋转轴，并且同时直接地连接至所述输出轴；第八旋转轴，其包括所述第十旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体；第一离合器，其将所述第四旋转轴和所述第七旋转轴选择性地连接至彼此；第二离合器，其将所述第一旋转轴和所述第二旋转轴选择性地连接至彼此；第三离合器，其将所述第一旋转轴和所述第六旋转轴选择性地连接至彼此；第四离合器，其将所述第二旋转轴和所述第五旋转轴选择性地连接至彼此；第一制动器，其将所述第二旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此；第二制动器，其将所述第四旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此；以及第三制动器，其将所述第八旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此。

根据本申请的各个方面，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，其接收发动机的动力；输出轴，其输出发动机的改变了的动力；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并且直接地连接至所述输入轴；第二旋转轴，其包括所述第一行星架，所述第二旋转轴选择性地连接至所述第一旋转轴，并且同时选择性地连接至变速器壳体；第三旋转轴，其包括所述第一内齿圈和所述第二行星架；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，其包括所述第二内齿圈和所述第三太阳轮，并且选择性地连接至所述第二旋转轴；第六旋转轴，其包括所述第三行星架和所述第四内齿圈，并且选择性地连接至所述第一旋转轴；第七旋转轴，其包括所述第三内齿圈和所述第四行星架，所述第七旋转轴选择性地连接至所述第四旋转轴，并且同时直接地连接至所述输出轴；第八旋转轴，其包括所述第四太阳轮，并且选择性地连接至变速器壳体；以及七个控制元件，其设置在旋转轴之间，以及旋转轴与变速器壳体之间的选择性的连接部分处。

根据本申请的各个实施方案，通过组合由简单行星齿轮组形成的四个行星齿轮组与七个摩擦元件，能够实现十个前进挡位(即，行进挡)和两个倒车挡位。

此外，由于保证了换挡比的跨度为9.0或者更大，能够使得发动机的运行效率最大化。

此外，由于在使换挡挡位高效率地多挡位化的同时，保证了换挡挡位的级比的线性度，因而能够提高行驶性能，例如换挡之前和换挡之后的加速性能、发动机转速的节律感等等。

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。

本申请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申请的特定原理。

附图说明

图1为根据本申请的示例性行星齿轮系的配置图。

图2为被用于根据本申请的示例性行星齿轮系的每个控制元件对于每个换挡挡位的操作图。

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申请的基本原理。本申请所公开的本申请的具体设计特征(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

下面将详细参考本申请的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本申请将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本申请限制为那些示例性实施方案。相反，本申请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申请的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等同形式及其它实施方案。

图1为根据本申请的示例性实施方案的行星齿轮系的配置图。

参考图1，根据本申请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，其将第一行星齿轮组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的各个旋转元件直接地连接至彼此；七个摩擦元件C1至C4和B1至B3；以及变速器壳体H。

此外，从输入轴IS输入的旋转动力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和第四行星齿轮组PG4的协同工作而改变，并且经过输出轴OS输出。

此外，各个简单行星齿轮组从发动机侧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和第四行星齿轮组PG4的次序进行设置。

输入轴IS为输入构件，来自发动机曲轴的旋转动力通过扭矩变换器而进行扭矩变化并且被输入至输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，其与输入轴设置在相同的轴线上，以经由差动装置将改变了的驱动力传递至驱动轴。

第一行星齿轮组PG1(其为单小齿轮行星齿轮组)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。

第二行星齿轮组PG2(其为单小齿轮行星齿轮组)包括第二太阳轮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。

第三行星齿轮组PG3(其为单小齿轮行星齿轮组)包括第三太阳轮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。

第四行星齿轮组PG4(其为单小齿轮行星齿轮组)包括第四太阳轮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。

第三旋转元件N3直接地连接至第五旋转元件N5，第六旋转元件N6直接地连接至第七旋转元件N7，第八旋转元件N8直接地连接至第十二旋转元件N12，第九旋转元件N9直接地连接至第十一旋转元件N11，从而在保持总共八个旋转轴TM1至TM8时操作第一行星齿轮组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。

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配置为包括第一旋转元件N1(第一太阳轮)，并且直接地连接至输入轴IS。

第二旋转轴TM2配置为包括第二旋转元件N2(第一行星架)，所述第二旋转轴TM2选择性地连接至第一旋转轴TM1，并且同时选择性地连接至变速器壳体H。

第三旋转轴TM3配置为包括第三旋转元件N3(第一内齿圈)和第五旋转元件N5(第二行星架)。

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

第五旋转轴TM5配置为包括第六旋转元件N6(第二内齿圈)和第七旋转元件N7(第三太阳轮)，并且选择性地连接至第二旋转轴TM2。

第六旋转轴TM6配置为包括第八旋转元件N8(第三行星架)和第十二旋转元件N12(第四内齿圈)，并且选择性地连接至第一旋转轴TM1。

第七旋转轴TM7配置为包括第九旋转元件N9(第三内齿圈)和第十一旋转元件N11(第四行星架)，所述第七旋转轴TM7选择性地连接至第四旋转轴TM4，并且同时直接地连接至输出轴OS，由此持续性地作为输出元件而工作。

第八旋转轴TM8配置为包括第十旋转元件N10(第四太阳轮)，并且选择性地连接至变速器壳体H。

此外，作为控制元件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置在旋转轴TM1至TM8的旋转轴彼此选择性地连接的部分。

此外，作为控制元件的三个制动器B1、B2以及B3设置在旋转轴TM1至TM8的选择性地连接至变速器壳体H的部分。

下面将对七个控制元件C1至C4以及B1至B3的设置位置进行描述。

第一离合器C1插置在第四旋转轴TM4与第七旋转轴TM7之间，以使第四旋转轴TM4与第七旋转轴TM7选择性地彼此结合。

第二离合器C2插置在第一旋转轴TM1与第二旋转轴TM2之间，以使第一旋转轴TM1与第二旋转轴TM2选择性地彼此结合。

第三离合器C3插置在第一旋转轴TM1与第六旋转轴TM6之间，以使第一旋转轴TM1与第六旋转轴TM6选择性地彼此结合。

第四离合器C4插置在第二旋转轴TM2与第五旋转轴TM5之间，以使第二旋转轴TM2与第五旋转轴TM5选择性地彼此结合。

第一制动器B1插置在第二旋转轴TM2与变速器壳体H之间，以使得第二旋转轴TM2作为选择性的固定元件工作。

第二制动器B2插置在第四旋转轴TM4与变速器壳体H之间，以使得第四旋转轴TM4作为选择性的固定元件工作。

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

包括第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3及第四离合器C4和第一制动器B1、第二制动器B2及第三制动器B3的控制元件可以由多片式液压摩擦接合单元(其利用液压而摩擦接合)形成。

图2为被用于根据本申请各个实施方案的行星齿轮系的每个控制元件对于每个换挡挡位的操作图。

如图2中所示，根据本申请各个实施方案的行星齿轮系进行换挡，而在每个换挡挡位下有三个控制元件被操作。

在第一前进挡位1ST下，第四离合器C4、第二制动器B2以及第三制动器B3同时地被操作。因此，在第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5通过第四离合器C4的操作而连接至彼此的状态下，输入供应至第一旋转轴TM1，并且第四旋转轴TM4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，从而实现第一前进挡位，并且经由第七旋转轴TM7输出第一前进挡位。

在第二前进挡位2ND下，第二离合器C2、第四离合器C4以及第三制动器B3同时地被操作。因此，在第一旋转轴TM1和第二旋转轴TM2通过第二离合器C2的操作而连接至彼此并且第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5通过第四离合器C4的操作而连接至彼此的状态下，输入供应至第一旋转轴TM1，并且第八旋转轴TM8通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作，从而实现第二前进挡位，并且经由第七旋转轴TM7输出第二前进挡位。

在第三前进挡位3RD下，第二离合器C2、第二制动器B2以及第三制动器B3同时地被操作。因此，在第一旋转轴TM1和第二旋转轴TM2通过第二离合器C2的操作而连接至彼此的状态下，输入供应至第一旋转轴TM1，并且第四旋转轴TM4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，从而实现第三前进挡位，并且经由第七旋转轴TM7输出第三前进挡位。

在第四前进挡位4TH下，第三离合器C3、第二制动器B2以及第三制动器B3同时地被操作。因此，在第一旋转轴TM1和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作而连接至彼此的状态下，输入供应至第一旋转轴TM1，并且第四旋转轴TM4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，从而实现第四前进挡位，并且经由第七旋转轴TM7输出第四前进挡位。

在第五前进挡位5TH下，第二离合器C2、第三离合器C3以及第二制动器B2同时地被操作。因此，在第一旋转轴TM1和第二旋转轴TM2通过第二离合器C2的操作而连接至彼此并且第一旋转轴TM1和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作而连接至彼此的状态下，输入供应至第一旋转轴TM1，并且第四旋转轴TM4通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作，从而实现第五前进挡位，并且经由第七旋转轴TM7输出第五前进挡位。

在第六前进挡位6TH下，第二离合器C2、第三离合器C3以及第四离合器C4同时地被操作。因此，在第一旋转轴TM1和第二旋转轴TM2通过第二离合器C2的操作而连接至彼此，第一旋转轴TM1和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作而连接至彼此，并且第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5通过第四离合器C4的操作而连接至彼此的状态下，所有的行星齿轮组进入所有的行星齿轮组直接地连接的状态，从而实现将输入原样输出的第六前进挡位。

在第七前进挡位7TH下，第三离合器C3、第四离合器C4以及第二制动器B2同时地被操作。因此，在第一旋转轴TM1和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作而连接至彼此并且第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5通过第四离合器C4的操作而连接至彼此的状态下，输入供应至第一旋转轴TM1，并且第四旋转轴TM4通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作，从而实现第七前进挡位，并且经由第七旋转轴TM7输出第七前进挡位。

在第八前进挡位8TH下，第三离合器C3、第四离合器C4以及第一制动器B1同时地被操作。因此，在第一旋转轴TM1和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作而连接至彼此并且第二旋转轴TM2和第五旋转轴TM5通过第四离合器C4的操作而连接至彼此的状态下，输入供应至第一旋转轴TM1，并且第二旋转轴TM2通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作，从而实现第八前进挡位，并且经由第七旋转轴TM7输出第八前进挡位。

在第九前进挡位9TH下，第三离合器C3、第一制动器B1以及第二制动器B2同时地被操作。因此，在第一旋转轴TM1和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作而连接至彼此的状态下，输入供应至第一旋转轴TM1，并且第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4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，从而实现第九前进挡位，并且经由第七旋转轴TM7输出第九前进挡位。

在第十前进挡位10TH下，第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1同时地被操作。因此，在第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7通过第一离合器C1的操作而连接至彼此并且第一旋转轴TM1和第六旋转轴TM6通过第三离合器C3的操作而连接至彼此的状态下，输入供应至第一旋转轴TM1，并且第二旋转轴TM2通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作，从而实现第十前进挡位，并且经由第七旋转轴TM7输出第十前进挡位。

在第一倒车挡位REV1下，第一制动器B1、第二制动器B2以及第三制动器B3同时地被操作。因此，在输入供应至第一旋转轴TM1的状态下，第二旋转轴TM2、第四旋转轴TM4以及第八旋转轴TM8通过第一制动器B1、第二制动器B2以及第三制动器B3的操作而作为固定元件工作，从而实现第一倒车挡位，并且经由第七旋转轴TM7输出第一倒车挡位。

在第二倒车挡位REV2下，第一离合器C1、第一制动器B1以及第三制动器B3同时地被操作。因此，在第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7通过第一离合器C1的操作而连接至彼此的状态下，输入供应至第一旋转轴TM1，并且第二旋转轴TM2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，从而实现第二倒车挡位，并且经由第七旋转轴TM7输出第二倒车挡位。

如上所述，根据本申请各个实施方案的行星齿轮系能够通过对四个离合器C1、C2、C3及C4和三个制动器B1、B2及B3进行操作控制，而利用四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3及PG4来实现十个前进挡位和两个倒车挡位。

此外，除了第六前进挡位与第七前进挡位之间的级比之外，所有的换挡挡位的级比为1.2或者更大并且保证了其线性度，从而能够提高行驶性能，例如，换挡之前和换挡之后的加速性能、发动机转速的节律感等等。

此外，由于保证了换挡比的跨度为9.0或者更大，因此能够使得发动机的运行效率最大化。

前面对本申请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，也并不旨在把本申请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申请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申请的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本申请的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (13)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，其接收发动机的动力；

输出轴，其输出改变了的发动机的动力；

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

七个控制元件，其设置在旋转元件之间，以及旋转元件与变速器壳体选择性地连接的位置处，

其中，所述输入轴持续性地连接至所述第一旋转元件，

所述输出轴持续性地连接至所述第十一旋转元件，

所述第三旋转元件持续性地连接至所述第五旋转元件，

所述第六旋转元件持续性地连接至所述第七旋转元件，

所述第八旋转元件持续性地连接至所述第十二旋转元件，

所述第九旋转元件持续性地连接至所述第十一旋转元件，

所述第二旋转元件经由控制元件的一部分而选择性地连接至所述输入轴，并且

为实现十个前进挡位和至少一个倒车挡位，所述七个控制元件中的三个控制元件被操作。

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：

所述第二旋转元件选择性地连接至变速器壳体，

所述第四旋转元件选择性地连接至变速器壳体，

所述第十旋转元件选择性地连接至变速器壳体，

所述输出轴选择性地连接至所述第四旋转元件，

所述输入轴选择性地连接至所述第八旋转元件，并且

所述第六旋转元件选择性地连接至所述第二旋转元件。

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、第二旋转元件以及第三旋转元件分别为太阳轮、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分别为太阳轮、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分别为太阳轮、行星架以及内齿圈，并且

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分别为太阳轮、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，包括：

输入轴，其接收发动机的动力；

输出轴，其输出改变了的动力；

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；

七个控制元件，其设置在旋转元件之间，以及旋转元件与变速器壳体选择性地连接的位置处；

第一旋转轴，其包括所述第一旋转元件并且直接地连接至所述输入轴；

第二旋转轴，其包括所述第二旋转元件，所述第二旋转轴选择性地连接至所述第一旋转轴，并且同时选择性地连接至变速器壳体；

第三旋转轴，其包括所述第三旋转元件和所述第五旋转元件；

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，其包括所述第六旋转元件和所述第七旋转元件，并且选择性地连接至所述第二旋转轴；

第六旋转轴，其包括所述第八旋转元件和所述第十二旋转元件，并且选择性地连接至所述第一旋转轴；

第七旋转轴，其包括所述第九旋转元件和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四旋转轴，并且同时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：

所述第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，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，并且所述第三旋转元件为第一内齿圈，

所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，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，并且所述第六旋转元件为第二内齿圈，

所述第三行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，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，并且所述第九旋转元件为第三内齿圈，并且

所述第四行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，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，并且所述第十二旋转元件为第四内齿圈。

6.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，所述七个控制元件包括：

第一离合器，其将所述第四旋转轴和所述第七旋转轴选择性地连接至彼此；

第二离合器，其将所述第一旋转轴和所述第二旋转轴选择性地连接至彼此；

第三离合器，其将所述第一旋转轴和所述第六旋转轴选择性地连接至彼此；

第四离合器，其将所述第二旋转轴和所述第五旋转轴选择性地连接至彼此；

第一制动器，其将所述第二旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此；

第二制动器，其将所述第四旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此；以及

第三制动器，其将所述第八旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此。

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，通过所述七个控制元件的选择性操作而实现的换挡挡位包括：

第一前进挡位，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；

第二前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第三制动器的同时操作来实现；

第三前进挡位，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；

第五前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第六前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器的同时操作来实现；

第七前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第八前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第九前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第十前进挡位，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；

第一倒车挡位，其通过所述第一制动器、所述第二制动器以及所述第三制动器的同时操作来实现；以及

第二倒车挡位，其通过所述第一离合器、所述第一制动器以及所述第三制动器的同时操作来实现。

8.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系包括：

输入轴，其接收发动机的动力；

输出轴，其输出改变了的发动机的动力；

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；

第一旋转轴，其包括所述第一旋转元件并且直接地连接至所述输入轴；

第二旋转轴，其包括所述第二旋转元件，所述第二旋转轴选择性地连接至所述第一旋转轴，并且同时选择性地连接至变速器壳体；

第三旋转轴，其包括所述第三旋转元件和所述第五旋转元件；

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，其包括所述第六旋转元件和所述第七旋转元件，并且选择性地连接至所述第二旋转轴；

第六旋转轴，其包括所述第八旋转元件和所述第十二旋转元件，并且选择性地连接至所述第一旋转轴；

第七旋转轴，其包括所述第九旋转元件和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四旋转轴，并且同时直接地连接至所述输出轴；

第八旋转轴，其包括所述第十旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体；

第一离合器，其将所述第四旋转轴和所述第七旋转轴选择性地连接至彼此；

第二离合器，其将所述第一旋转轴和所述第二旋转轴选择性地连接至彼此；

第三离合器，其将所述第一旋转轴和所述第六旋转轴选择性地连接至彼此；

第四离合器，其将所述第二旋转轴和所述第五旋转轴选择性地连接至彼此；

第一制动器，其将所述第二旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此；

第二制动器，其将所述第四旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此；以及

第三制动器，其将所述第八旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此。

9.根据权利要求8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为单小齿轮行星齿轮组，所述第一行星齿轮组的第一旋转元件为第一太阳轮，所述第一行星齿轮组的第二旋转元件为第一行星架，并且所述第一行星齿轮组的第三旋转元件为第一内齿圈，

所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，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，并且所述第六旋转元件为第二内齿圈，

所述第三行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，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，并且所述第九旋转元件为第三内齿圈，并且

所述第四行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，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，并且所述第十二旋转元件为第四内齿圈。

10.根据权利要求8所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，通过所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器及所述第四离合器和所述第一制动器、所述第二制动器及所述第三制动器的选择性操作而实现的换挡挡位包括：

第一前进挡位，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；

第二前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第三制动器的同时操作来实现；

第三前进挡位，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；

第五前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第六前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器的同时操作来实现；

第七前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第八前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第九前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第十前进挡位，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；

第一倒车挡位，其通过所述第一制动器、所述第二制动器以及所述第三制动器的同时操作来实现；以及

第二倒车挡位，其通过所述第一离合器、所述第一制动器以及所述第三制动器的同时操作来实现。

11.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，其接收发动机的动力；

输出轴，其输出改变了的发动机的动力；

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并且直接地连接至所述输入轴；

第二旋转轴，其包括所述第一行星架，所述第二旋转轴选择性地连接至所述第一旋转轴，并且同时选择性地连接至变速器壳体；

第三旋转轴，其包括所述第一内齿圈和所述第二行星架；

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，其包括所述第二内齿圈和所述第三太阳轮，并且选择性地连接至所述第二旋转轴；

第六旋转轴，其包括所述第三行星架和所述第四内齿圈，并且选择性地连接至所述第一旋转轴；

第七旋转轴，其包括所述第三内齿圈和所述第四行星架，所述第七旋转轴选择性地连接至所述第四旋转轴，并且同时直接地连接至所述输出轴；

第八旋转轴，其包括所述第四太阳轮，并且选择性地连接至变速器壳体；以及

七个控制元件，其设置在旋转轴之间，以及旋转轴与变速器壳体之间的选择性的连接部分处。

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，所述七个控制元件包括：

第一离合器，其将所述第四旋转轴和所述第七旋转轴选择性地连接至彼此；

第二离合器，其将所述第一旋转轴和所述第二旋转轴选择性地连接至彼此；

第三离合器，其将所述第一旋转轴和所述第六旋转轴选择性地连接至彼此；

第四离合器，其将所述第二旋转轴和所述第五旋转轴选择性地连接至彼此；

第一制动器，其将所述第二旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此；

第二制动器，其将所述第四旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此；以及

第三制动器，其将所述第八旋转轴和所述变速器壳体选择性地连接至彼此。

13.根据权利要求12所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，通过所述七个控制元件的选择性操作而实现的换挡挡位包括：

第一前进挡位，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；

第二前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第三制动器的同时操作来实现；

第三前进挡位，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；

第五前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第六前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器的同时操作来实现；

第七前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第八前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第九前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第十前进挡位，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；

第一倒车挡位，其通过所述第一制动器、所述第二制动器以及所述第三制动器的同时操作来实现；以及

第二倒车挡位，其通过所述第一离合器、所述第一制动器以及所述第三制动器的同时操作来实现。