CN106246832A - 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，其可以包括：输入轴，其接收来自发动机的动力；输出轴，其输出改变了速度的动力；第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其具有第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；以及六个控制元件，其设置在旋转元件之间，以及设置在旋转元件选择性地连接至变速器壳体的位置。

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15日提交的韩国专利申请第10-2015-0084257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

本发明涉及用于车辆的自动变速器，更具体而言，涉及用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其能够使用最小数量的配置部件实现至少九个前进速度，通过增加换挡比的跨度而提高动力传递性能和燃料效率，并且确保换挡挡位之间的比的线性度。

背景技术

最近，增长的油价已经促使全世界的车辆制造商进入了无限的竞争。具体而言，对于发动机，制造商已经做出努力以通过减小发动机的尺寸等来减小车辆的重量并提高燃料效率。

结果，对于发动机进行了通过减小尺寸来减小重量并提高燃料效率的研究，并且对于自动变速器进行了通过多速度挡位来同时确保可操作性和燃料效率竞争性的研究。

然而，对于自动变速器，随着换挡挡位的数量增加，内部部件的数量也增加，使得自动变速器可能难以安装，制造成本和重量可能上升，并且动力传递效率可能下降。

因此，为了提高通过实施具有多挡位的自动变速器而提高燃料效率的效果，重要的是，研发能够使用少量部件而使效率最大化的行星齿轮系。

在此方面，最近已经实现了八速自动变速器，并且已经积极地进行了对于可以实现八速或更多速的换挡挡位的行星齿轮系的研究和研发。

然而，对于最近的八速自动变速器，换挡比的跨度维持在6.5至7.5的水平，因此存在着这样的问题：最近的八速自动变速器不具有显著的提高燃料效率的效果。

由于八速自动变速器的换挡比的跨度增加至9.0或更高的情况下，不能确保换挡挡位之间的比的线性度，发动机的驱动效率和车辆的可驾驶性下降。因此，需要研发具有九速或更多速的换挡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用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其能够使用最小数量的配置部件实现用于至少九个前进速度和一个倒车速度的换挡挡位，通过增加换挡比的跨度而提高动力传递性能和燃料效率，并且确保换挡挡位之间的比的线性度。

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，其接收来自发动机的动力；输出轴，其输出改变了速度的动力；第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其具有第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；以及六个控制元件，其设置在旋转元件之间，以及设置在旋转元件选择性地连接至变速器壳体的位置，其中，输入轴可以与第八旋转元件持续连接，并且同时选择性地与第五旋转元件连接，输出轴可以与第十一旋转元件持续连接，并且同时选择性地与第九旋转元件连接，第二旋转元件可以与第六旋转元件持续连接，第三旋转元件可以持续连接至第七旋转元件和第十旋转元件，第四旋转元件可以与第九旋转元件持续连接，第一旋转元件可以选择性地与变速器壳体连接，并且用于至少九个前进速度和至少一个倒车速度的换挡挡位可以通过六个控制元件中的三个控制元件的操作而实现。

第五旋转元件可以选择性地与变速器壳体连接，并且同时选择性地与第七旋转元件连接，并且第十二旋转元件可以选择性地与变速器壳体连接。

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分别是太阳轮、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分别是太阳轮、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分别是太阳轮、内齿圈和行星架，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分别是太阳轮、行星架和内齿圈。

六个控制元件可以包括三个制动器和三个离合器。

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，其接收来自发动机的动力；输出轴，其输出改变了速度的动力；第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其具有第十旋转元件、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，并且选择性地连接至变速器壳体；第二旋转轴，其包括第二旋转元件和第六旋转元件；第三旋转轴，其包括第三旋转元件、第七旋转元件和第十旋转元件；第四旋转轴，其包括第四旋转元件和第九旋转元件；第五旋转轴，其包括第五旋转元件，并且选择性地连接至输入轴以及选择性地连接至第三旋转轴，或者选择性地与变速器壳体连接；第六旋转轴，其包括第九旋转元件，并且直接连接至输入轴；第七旋转轴，其包括第十一旋转元件，并且直接连接至输出轴，并且同时选择性地与第四旋转轴连接；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；以及六个控制元件，其设置在旋转元件之间，以及设置在旋转元件选择性地连接至变速器壳体的位置。

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双小齿轮行星齿轮组，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。

六个控制元件可以包括：第一离合器，其选择性地连接第四旋转轴和第七旋转轴；第二离合器，其选择性地连接输入轴和第五旋转轴；第三离合器，其选择性地连接第三旋转轴和第五旋转轴；第一制动器，其选择性地连接第五旋转轴和变速器壳体；第二制动器，其选择性地连接第一旋转轴和变速器壳体；以及第三制动器，其选择性地连接第八旋转轴和变速器壳体。

通过选择性地操作六个控制元件而实现的换挡挡位可以包括：第一前进挡位，其通过同时操作第三离合器、第二制动器以及第三制动器而实现；第二前进挡位，其通过同时操作第二离合器、第三离合器以及第三制动器而实现；第三前进挡位，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；第四前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第三制动器而实现；第五前进挡位，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；第六前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第三离合器而实现；第七前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第二制动器而实现；第八前进挡位，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；第九前进挡位，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；以及倒车挡位，其通过同时操作第一制动器、第二制动器以及第三制动器而实现。

通过选择性地操作六个控制元件而实现的换挡挡位可以包括：第一前进挡位，其通过同时操作第三离合器、第二制动器以及第三制动器而实现；第二前进挡位，其通过同时操作第二离合器、第三离合器以及第三制动器而实现；第三前进挡位，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；第四前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二制动器以及第三制动器而实现；第五前进挡位，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；第六前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第三离合器而实现；第七前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第二制动器而实现；第八前进挡位，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；第九前进挡位，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；以及倒车挡位，其通过同时操作第一制动器、第二制动器以及第三制动器而实现。

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，其接收来自发动机的动力；输出轴，其输出改变了速度的动力；第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其具有第十旋转元件、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，并且选择性地连接至变速器壳体；第二旋转轴，其包括第二旋转元件和第六旋转元件；第三旋转轴，其包括第三旋转元件、第七旋转元件和第十旋转元件；第四旋转轴，其包括第四旋转元件和第九旋转元件；第五旋转轴，其包括第五旋转元件，并且选择性地连接至输入轴以及选择性地连接至第三旋转轴，或者选择性地与变速器壳体连接；第六旋转轴，其包括第八旋转元件，并且直接连接至输入轴；第七旋转轴，其包括第十一旋转元件，并且直接连接至输出轴，并且同时选择性地与第四旋转轴连接；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，其选择性地连接第四旋转轴和第七旋转轴；第二离合器，其选择性地连接输入轴和第五旋转轴；第三离合器，其选择性地连接第三旋转轴和第五旋转轴；第一制动器，其选择性地连接第五旋转轴和变速器壳体；第二制动器，其选择性地连接第一旋转轴和变速器壳体；以及第三制动器，其选择性地连接第八旋转轴和变速器壳体。

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)、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、可插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(例如源于非石油的能源的燃料)。本文所指的混合动力车辆为具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。

本发明的方法和装置具有其他的特征和益处，根据并入本文的附图和随后的具体实施方案，这些特征和益处将是显而易见的，或者在并入本文的附图和随后的具体实施方案中这些特征和益处得到了详细陈述，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为显示应用于根据本发明的示例性行星齿轮系的各个控制元件所实现的各个换挡挡位下的操作的表。

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。

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配置图。

参照图1，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系包括同轴设置的第一、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；直接连接第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的各个旋转元件的八个旋转轴TM1至TM8；六个控制元件C1至C3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的互补工作而改变速度，之后经过输出轴OS输出。

各个简单的行星齿轮组从发动机起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，并且来自发动机的曲轴的旋转动力通过扭矩变换器而变换为扭矩，并且该扭矩被输入。

输出轴OS是输出构件，并且其与输入轴IS同轴设置以将改变了速度的驱动动力通过差速装置而传递至驱动轴。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括旋转元件，其中旋转元件包括第一太阳轮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，第一内齿圈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，第二内齿圈R2与第二小齿轮P2内啮合。

第三行星齿轮组PG3是双小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳轮S3(其作为第七旋转元件N7)、第三内齿圈R3(其作为第八旋转元件N8)和第三行星架PC3(其作为第九旋转元件N9)，第三行星架PC3支撑第三小齿轮P3，第三内齿圈R3与第三小齿轮P3内啮合，第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外啮合。

第四行星齿轮组PG4是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第四太阳轮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，第四内齿圈R4与第四小齿轮P4内啮合。

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在下述状态下工作：总共八个旋转轴TM1至TM8维持在第二旋转元件N2与第六旋转元件N6直接连接、第三旋转元件N3直接连接至第七旋转元件N7和第十旋转元件N10并且第四旋转元件N4与第九旋转元件N9直接连接的状态。

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)，并且选择性地连接至变速器壳体H。

第二旋转轴TM2包括第二旋转元件N2(第一行星架)和第六旋转元件N6(第二内齿圈)。

第三旋转轴TM3包括第三旋转元件N3(第三内齿圈)、第七旋转元件N7(第三太阳轮)和第十旋转元件N10(第四太阳轮)。

第四旋转轴TM4包括第四旋转元件N4(第二太阳轮)和第九旋转元件N9(第三行星架)。

第五旋转轴TM5包括第五旋转元件N2(第二行星架)，并且选择性地连接至输入轴IS和第三旋转轴TM3，并且同时选择性地与变速器壳体H连接。

第六旋转轴TM6包括第八旋转元件N8(第三内齿圈)，并且直接与输入轴IS连接，从而持续作为输入元件工作。

第七旋转轴TM7包括第十一旋转元件N4(第四行星架)，并且选择性地与第四旋转轴TM4连接，并且同时直接与输出轴OS连接，从而持续作为输出元件工作。

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

此外，作为控制元件的三个离合器C1、C2和C3设置在旋转轴TM1至TM8中的旋转轴选择性地彼此连接的部分。

另外，作为控制元件的三个制动器B1、B2和B3设置在旋转轴TM1至TM8中的旋转轴选择性地与变速器壳体H连接的部分。

下面将描述设置六个控制元件C1至C3和B1至B3的位置。

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

第二离合器C2设置在输入轴IS与第五旋转轴TM5之间，使得输入轴IS与第五旋转轴TM5选择性地彼此结合。

第三离合器C3介于第三旋转轴TM3与第五旋转轴TM5之间，使得第三旋转轴TM3与第五旋转轴TM5选择性地彼此结合。

第一制动器B1介于第五旋转轴TM5与变速器壳体H之间，使得第五旋转轴TM5作为选择性固定元件工作。

第二制动器B2介于第一旋转轴TM1与变速器壳体H之间，使得第一旋转轴TM1作为选择性固定元件工作。

第三制动器B3介于第八旋转轴TM8与变速器壳体H之间，使得第八旋转轴TM8作为选择性固定元件工作。

如上所述的包括第一、第二和第三离合器C1、C2和C3以及第一、第二和第三制动器B1、B2和B3的控制元件可以是通过液压来摩擦联接的多片液压摩擦联接单元。

图2为显示应用于根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的各个控制元件所实现的各个换挡挡位下的操作的表。

如图2所示，根据依据本发明的各个实施方案的行星齿轮系，在各个换挡挡位下，通过操作三个控制元件而执行换挡操作。

在第一前进速度的换挡挡位D1，同时操作第三离合器C3、第二制动器B2以及第三制动器B3。因此，在第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5通过第三离合器C3的操作而彼此连接的状态下，动力输入至第六旋转轴TM6，用于第一前进速度的换挡操作得以执行，此时，第一旋转轴TM1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，并且动力经过第七旋转轴TM7而输出。

在第二前进速度的换挡挡位D2，同时操作第二离合器C2、第三离合器C3以及第三制动器B3。因此，在输入轴IS和第五旋转轴TM5通过第二离合器C2的操作而彼此连接、第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5通过第三离合器C3的操作而彼此连接的状态下，动力经过第六旋转轴TM6而输入，用于第二前进速度的换挡操作得以执行，此时，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，并且动力经过第七旋转轴TM7而输出。

在第三前进速度的换挡挡位D3，同时操作第二离合器C2、第二制动器B2以及第三制动器B3。因此，在输入轴IS和第五旋转轴TM5通过第二离合器C2的操作而彼此连接的状态下，动力经过第六旋转轴TM6而输入，用于第三前进速度的换挡操作得以执行，此时，第一旋转轴TM1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，并且动力经过第七旋转轴TM7而输出。

在第四前进速度的换挡挡位D4，同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第三制动器B3。因此，在第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7通过第一离合器C1的操作而彼此连接、输入轴IS和第五旋转轴TM5通过第二离合器C2的操作而彼此连接的状态下，动力经过第六旋转轴TM6而输入，用于第四前进速度的换挡操作得以执行，此时，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，并且动力经过第七旋转轴TM7而输出。

第四前进速度的换挡挡位也可以通过控制其他控制元件而实现。

即，同时操作第一离合器C1、第二制动器B2以及第三制动器B3。因此，在第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7通过第一离合器C1的操作而彼此连接的状态下，动力经过第六旋转轴TM6而输入，用于第四前进速度的换挡操作得以执行，此时，第一旋转轴TM1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，并且动力经过第七旋转轴TM7而输出。

在第五前进速度的换挡挡位D5，同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2。因此，在第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7通过第一离合器C1的操作而彼此连接、输入轴IS和第五旋转轴TM5通过第二离合器C2的操作而彼此连接的状态下，动力经过第六旋转轴TM6而输入，用于第五前进速度的换挡操作得以执行，此时，第一旋转轴TM1通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作，并且动力经过第七旋转轴TM7而输出。

在第六前进速度的换挡挡位D6，同时操作第一离合器C1、第二离合器C2以及第三离合器C3。因此，第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7通过第一离合器C1的操作而彼此连接，输入轴IS和第五旋转轴TM5通过第二离合器C2的操作而彼此连接，并且第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5通过第三离合器C3的操作而彼此连接，使得第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4全部直接连接，从而用于第六前进速度的换挡操作得以执行，在该挡位下，输入的动力原样输出，并且动力经过第七旋转轴TM7而输出。

在第七前进速度的换挡挡位D7，同时操作第一离合器C1、第三离合器C3以及第二制动器B2。因此，在第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7通过第一离合器C1的操作而彼此连接、第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5通过第三离合器C3的操作而彼此连接的状态下，动力经过第六旋转轴TM6而输入，用于第七前进速度的换挡操作得以执行，此时，第一旋转轴TM1通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作，并且动力经过第七旋转轴TM7而输出。

在第八前进速度的换挡挡位D8，同时操作第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1。因此，在第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7通过第一离合器C1的操作而彼此连接、第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5通过第三离合器C3的操作而彼此连接的状态下，动力经过第六旋转轴TM6而输入，用于第八前进速度的换挡操作得以执行，此时，第五旋转轴TM5通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作，并且动力经过第七旋转轴TM7而输出。

在第九前进速度的换挡挡位D9，同时操作第一离合器C1、第一制动器B1以及第二制动器B2。因此，在第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7通过第一离合器C1的操作而彼此连接的状态下，动力经过第六旋转轴TM6而输入，用于第九前进速度的换挡操作得以执行，此时，第五旋转轴TM5和第一旋转轴TM1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，并且动力经过第七旋转轴TM7而输出。

在倒车挡位REV，同时操作第一制动器B1、第二制动器B2以及第三制动器B3。因此，倒车换挡操作得以执行，此时，第五旋转轴TM5、第一旋转轴TM1和第八旋转轴TM8通过第一制动器B1、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，并且用于倒车旋转的动力经过第七旋转轴TM7而输出。

根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系通过使用三个离合器C1、C2和C3和三个制动器B1、B2和B3来操作和控制四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4，可以实现至少九个前进速度和一个倒车速度的换挡挡位。

另外，除了6/7前进挡位，全部的换挡挡位之间的比是1.2或更大，同时确保了线性度，因此提高了可驾驶性，例如换挡操作之前和之后的加速性能以及发动机速度的节奏感。

另外，换挡比的跨度是9.0或更大，从而将发动机的驱动效率最大化。

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 (14)

1.一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，其接收来自发动机的动力；

输出轴，其输出改变了速度的动力；

第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；

第二行星齿轮组，其具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；

第三行星齿轮组，其具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；

第四行星齿轮组，其具有第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；以及

六个控制元件，其设置在旋转元件之间，以及设置在旋转元件选择性地连接至变速器壳体的位置，

其中，输入轴与第八旋转元件持续连接，并且同时选择性地与第五旋转元件连接，

输出轴与第十一旋转元件持续连接，并且同时选择性地与第九旋转元件连接，

第二旋转元件与第六旋转元件持续连接，

第三旋转元件持续连接至第七旋转元件和第十旋转元件，

第四旋转元件与第九旋转元件持续连接，

第一旋转元件选择性地与变速器壳体连接，并且

用于至少九个前进速度和至少一个倒车速度的换挡挡位通过六个控制元件中的三个控制元件的操作而实现。

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：

第五旋转元件选择性地与变速器壳体连接，并且同时选择性地与第七旋转元件连接，以及

第十二旋转元件选择性地与变速器壳体连接。

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：

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分别是太阳轮、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分别是太阳轮、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分别是太阳轮、内齿圈和行星架，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分别是太阳轮、行星架和内齿圈。

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，其中，六个控制元件包括三个制动器和三个离合器。

5.一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，其接收来自发动机的动力；

输出轴，其输出改变了速度的动力；

第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；

第二行星齿轮组，其具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；

第三行星齿轮组，其具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；

第四行星齿轮组，其具有第十旋转元件、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，并且选择性地连接至变速器壳体；

第二旋转轴，其包括第二旋转元件和第六旋转元件；

第三旋转轴，其包括第三旋转元件、第七旋转元件和第十旋转元件；

第四旋转轴，其包括第四旋转元件和第九旋转元件；

第五旋转轴，其包括第五旋转元件，并且选择性地连接至输入轴以及选择性地连接至第三旋转轴，或者选择性地与变速器壳体连接；

第六旋转轴，其包括第九旋转元件，并且直接连接至输入轴；

第七旋转轴，其包括第十一旋转元件，并且直接连接至输出轴，并且同时选择性地与第四旋转轴连接；

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；以及

六个控制元件，其设置在旋转元件之间，以及设置在旋转元件选择性地连接至变速器壳体的位置。

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，

第三行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组，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。

7.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，其中六个控制元件包括：

第一离合器，其选择性地连接第四旋转轴和第七旋转轴；

第二离合器，其选择性地连接输入轴和第五旋转轴；

第三离合器，其选择性地连接第三旋转轴和第五旋转轴；

第一制动器，其选择性地连接第五旋转轴和变速器壳体；

第二制动器，其选择性地连接第一旋转轴和变速器壳体；以及

第三制动器，其选择性地连接第八旋转轴和变速器壳体。

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，通过选择性地操作六个控制元件而实现的换挡挡位包括：

第一前进挡位，其通过同时操作第三离合器、第二制动器以及第三制动器而实现；

第二前进挡位，其通过同时操作第二离合器、第三离合器以及第三制动器而实现；

第三前进挡位，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；

第四前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第三制动器而实现；

第五前进挡位，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；

第六前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第三离合器而实现；

第七前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第二制动器而实现；

第八前进挡位，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；

第九前进挡位，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；以及

倒车挡位，其通过同时操作第一制动器、第二制动器以及第三制动器而实现。

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，其中，通过选择性地操作六个控制元件而实现的换挡挡位包括：

第一前进挡位，其通过同时操作第三离合器、第二制动器以及第三制动器而实现；

第二前进挡位，其通过同时操作第二离合器、第三离合器以及第三制动器而实现；

第三前进挡位，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；

第四前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二制动器以及第三制动器而实现；

第五前进挡位，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；

第六前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第三离合器而实现；

第七前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第二制动器而实现；

第八前进挡位，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；

第九前进挡位，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；以及

倒车挡位，其通过同时操作第一制动器、第二制动器以及第三制动器而实现。

10.一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，其接收来自发动机的动力；

输出轴，其输出改变了速度的动力；

第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；

第二行星齿轮组，其具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；

第三行星齿轮组，其具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；

第四行星齿轮组，其具有第十旋转元件、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，并且选择性地连接至变速器壳体；

第二旋转轴，其包括第二旋转元件和第六旋转元件；

第三旋转轴，其包括第三旋转元件、第七旋转元件和第十旋转元件；

第四旋转轴，其包括第四旋转元件和第九旋转元件；

第五旋转轴，其包括第五旋转元件，并且选择性地连接至输入轴以及选择性地连接至第三旋转轴，或者选择性地与变速器壳体连接；

第六旋转轴，其包括第八旋转元件，并且直接连接至输入轴；

第七旋转轴，其包括第十一旋转元件，并且直接连接至输出轴，并且同时选择性地与第四旋转轴连接；

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，其选择性地连接第四旋转轴和第七旋转轴；

第二离合器，其选择性地连接输入轴和第五旋转轴；

第三离合器，其选择性地连接第三旋转轴和第五旋转轴；

第一制动器，其选择性地连接第五旋转轴和变速器壳体；

第二制动器，其选择性地连接第一旋转轴和变速器壳体；以及

第三制动器，其选择性地连接第八旋转轴和变速器壳体。

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：

第一行星齿轮组包括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，

第二行星齿轮组包括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，

第三行星齿轮组包括双小齿轮行星齿轮组，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

第四行星齿轮组包括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。

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，其中六个控制元件包括：

第一离合器，其选择性地连接第四旋转轴和第七旋转轴；

第二离合器，其选择性地连接输入轴和第五旋转轴；

第三离合器，其选择性地连接第三旋转轴和第五旋转轴；

第一制动器，其选择性地连接第五旋转轴和变速器壳体；

第二制动器，其选择性地连接第一旋转轴和变速器壳体；以及

第三制动器，其选择性地连接第八旋转轴和变速器壳体。

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，通过选择性地操作六个控制元件而实现的换挡挡位包括：

第一前进挡位，其通过同时操作第三离合器、第二制动器以及第三制动器而实现；

第二前进挡位，其通过同时操作第二离合器、第三离合器以及第三制动器而实现；

第三前进挡位，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；

第四前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第三制动器而实现；

第五前进挡位，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；

第六前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第三离合器而实现；

第七前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第二制动器而实现；

第八前进挡位，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；

第九前进挡位，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；以及

倒车挡位，其通过同时操作第一制动器、第二制动器以及第三制动器而实现。

14.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，通过选择性地操作六个控制元件而实现的换挡挡位包括：

第一前进挡位，其通过同时操作第三离合器、第二制动器以及第三制动器而实现；

第二前进挡位，其通过同时操作第二离合器、第三离合器以及第三制动器而实现；

第三前进挡位，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；

第四前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二制动器以及第三制动器而实现；

第五前进挡位，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；

第六前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第二离合器以及第三离合器而实现；

第七前进挡位，其通过同时操作第一离合器、第三离合器以及第二制动器而实现；

第八前进挡位，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；

第九前进挡位，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；以及

倒车挡位，其通过同时操作第一制动器、第二制动器以及第三制动器而实现。